JP2024046149A - モータ制御ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】広い周波数帯域に亘って発生するノイズの除去性能を高めることができるモータ制御ユニットを提供する。【解決手段】ノイズ除去回路５０は、接地されたグランド部と、電気素子３０とコネクタ３１とを接続する接続ライン２１と、電気素子３０とコネクタ３１との間で接続ライン２１に設けられる第１インダクタ素子５１と、電気素子３０と第１インダクタ素子５１との間の第１接続部２１ａで接続ライン２１と接続され、グランド部まで延びる第１接地ライン５２と、第１インダクタ素子５１とコネクタ３１との間の第２接続部２１ｂで接続ライン２１と接続され、グランド部まで延びる第２接地ライン５３と、第１接地ライン５２に設けられる第１キャパシタ素子５２ａと、第１接地ライン５２に設けられる第２インダクタ素子５２ｂと、第２接地ライン５３に設けられる第２キャパシタ素子５３ａと、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、モータ制御ユニットに関する。

モータの駆動を制御するモータ制御ユニットとして、例えば、特許文献１に記載のように、１つのインダクタ素子と２つのキャパシタ素子によって構成されるπ型ノイズフィルタを備えるモータ制御ユニットが知られている。

特許第６３０４５５５号公報

近年の情報機器のデータの高速伝送化に伴って、モータ制御ユニットを介して伝送される信号の周波数が高くなっている。したがって、信号の伝送時に発生するノイズの周波数帯域が広くなっているため、従来のπ型ノイズフィルタでは、広い周波数帯域に亘って発生するノイズを除去することが困難になっている。

本発明の一つの態様は、広い周波数帯域に亘って発生するノイズの除去性能を高めることができるモータ制御ユニットを提供することを目的の一つとする。

本発明のモータ制御ユニットの一つの態様は、基板を有するモータ制御ユニットであって、前記基板は、電気素子と、他の機器と接続されるケーブルを有するコネクタと、ノイズ除去回路と、を備える。前記ノイズ除去回路は、接地されたグランド部と、前記電気素子と前記コネクタとを接続する接続ラインと、前記電気素子と前記コネクタとの間で前記接続ラインに設けられる第１インダクタ素子と、前記電気素子と前記第１インダクタ素子との間の第１接続部で前記接続ラインと接続され、前記グランド部まで延びる第１接地ラインと、前記第１インダクタ素子と前記コネクタとの間の第２接続部で前記接続ラインと接続され、前記グランド部まで延びる第２接地ラインと、前記第１接地ラインに設けられる第１キャパシタ素子と、前記第１接地ラインに設けられる第２インダクタ素子と、前記第２接地ラインに設けられる第２キャパシタ素子と、を有する。

本発明の一つの態様によれば、広い周波数帯域に亘って発生するノイズの除去性能を高めることができるモータ制御ユニットを提供できる。

図１は、第１実施形態のモータ制御ユニットを示す模式図である。 図２は、第１実施形態のモータ制御ユニットにおける制御電流およびノイズを示す模式図である。 図３は、第１実施形態の第１インダクタ素子のインピーダンス特性を示す図である。 図４Ａは、第１実施形態の第１キャパシタ素子および第２キャパシタ素子それぞれのインピーダンス特性を示す図である。 図４Ｂは、第１実施形態の第２インダクタ素子のインピーダンス特性を示す図である。 図４Ｃは、第１実施形態の第２インダクタ素子と第１キャパシタ素子との合成インピーダンス特性を示す図である。 図５は、第２実施形態のモータ制御ユニットを示す模式図である。 図６は、第２実施形態のモータ制御ユニットにおける制御電流およびノイズを示す模式図である。 図７は、第３実施形態のモータ制御ユニットにおける制御信号およびノイズを示す模式図である。 図８は、第３実施形態の第１インダクタ素子のインピーダンス特性を示す図である。

＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態のモータ制御ユニット１０を示す模式図である。
モータ制御ユニット１０は、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）などの車両に搭載され、当該車両を駆動するモータＭを制御する制御ユニットである。モータ制御ユニット１０は、モータＭおよび他の機器９０と接続される。本実施形態において、モータ制御ユニット１０は、他の機器９０から伝送される制御電流から所定の波形の供給電流を生成するとともに、供給電流をモータＭに供給することによってモータＭの動作を制御する。また、モータ制御ユニット１０は、他の機器９０との間で制御信号を受信する。本実施形態において、制御信号は、モータＭの動作に関する指令内容を含む信号等である。

他の機器９０は、車両の動作を制御する制御ユニットである。本実施形態において、他の機器９０は、車両全体の動作を制御するマスタ制御ユニットである。なお、他の機器９０は、上述のマスタ制御ユニットに接続されるとともに、モータＭとは異なる他のモータの動作を制御する他の制御ユニットであってもよい。

図１に示すように、モータ制御ユニット１０は、基板２０を有する。基板２０は、絶縁性を有する板状である。基板２０は、電気素子３０と、コネクタ３１と、ノイズ除去回路５０と、を備える。図示は省略するが、基板２０には、他の機器９０との間で高周波信号の送受信を行う信号回路が別途設けられる。係る信号回路で生成される高周波信号の周波数は、３０ＭＨｚ程度である。

電気素子３０は、基板２０に取り付けられる。本実施形態において、電気素子３０は、モータＭの動作を制御するとともに、モータＭおよび他の機器９０との間で通信を行う制御コントローラである。本実施形態において、電気素子３０は、ＣＰＵ、マイコン、スイッチング素子等によって構成される。電気素子３０の一端は、モータＭと接続される。電気素子３０の他端は、ノイズ除去回路５０の一端と接続される。電気素子３０は、ノイズ除去回路５０およびコネクタ３１を介して、他の機器９０と電気的に接続される。図２に示すように、本実施形態において、電気素子３０には、ノイズ除去回路５０を介して、他の機器９０から制御電流Ｉが供給される。本実施形態において、制御電流Ｉは、直流電流である。電気素子３０は、制御電流Ｉから交流電流を生成し、係る交流電流をモータＭに伝送することによって、モータＭを動作させる。なお、制御電流Ｉは、図示しない商用電源から供給される交流電流であっても良く、この場合、制御電流Ｉの周波数は、５０Ｈｚ程度または６０Ｈｚ程度である。

電気素子３０が交流電流を生成する際には、伝導ノイズＮｃが発生する。伝導ノイズＮｃは、周波数が０．１ＭＨｚから３０ＭＨｚである低周波の電気ノイズである。伝導ノイズＮｃは、電気素子３０からノイズ除去回路５０を伝搬して電気素子３０に戻るノーマルモードノイズである。

また、上述の図示しない信号回路が高周波信号を生成する際には、放射ノイズＮｒが発生する。放射ノイズＮｒは、信号回路が生成する高周波信号の高調波成分である。本実施形態において、放射ノイズＮｒは、周波数が３０ＭＨｚから１０００ＭＨｚである高周波の電気ノイズである。放射ノイズＮｒは、基板２０等を介して、電気素子３０に伝搬する。放射ノイズＮｒは、コネクタ３１が有する後述するケーブル３２に伝搬し、ケーブル３２から放射されて大地を通して電気素子３０に戻るコモンモードノイズである。ケーブル３２から放射された、放射ノイズＮｒは、モータ制御ユニット１０の周囲に配置される電子機器等の動作に不具合を発生させる虞がある。
上述のように、伝導ノイズＮｃの周波数帯域は、０．１ＭＨｚから３０ＭＨｚであり、放射ノイズＮｒの周波数帯域は、３０ＭＨｚから１０００ＭＨｚである。よって、本実施形態のモータ制御ユニット１０では、電気ノイズが広い周波数帯域に亘って伝搬する。

以下の説明において、「所定周波数」は、伝導ノイズＮｃの周波数帯域と放射ノイズＮｒの周波数帯域との間の周波数である。本実施形態において、「所定周波数」は３０ＭＨｚである。
本明細書では、所定周波数未満の周波数帯域を「低周波数帯域」と呼ぶ。本実施形態において、「低周波数帯域」は、３０ＭＨｚ未満の周波数帯域である。伝導ノイズＮｃの周波数帯域は、低周波数帯域に含まれる。また、所定周波数以上の周波数帯域を「高周波数帯域」と呼ぶ。本実施形態において、「高周波数帯域」は、３０ＭＨｚ以上の周波数帯域である。放射ノイズＮｒの周波数帯域は、高周波数帯域に含まれる。
以下の説明において、「ノイズを除去する」とは、ノイズを完全に除去することに加えて、ノイズの強度を低減することも含む概念である。

図２に示すように、ノイズ除去回路５０は、制御電流Ｉを伝送するとともに、伝導ノイズＮｃおよび放射ノイズＮｒを除去するフィルターの役割を担う。図１に示すように、ノイズ除去回路５０の一端は、電気素子３０に接続される。ノイズ除去回路５０の他端は、コネクタ３１の一端と接続される。ノイズ除去回路５０は、グランド部Ｇと、接続ライン２１と、第１インダクタ素子５１と、第１接地ライン５２と、第２接地ライン５３と、第１キャパシタ素子５２ａと、第２インダクタ素子５２ｂと、第２キャパシタ素子５３ａと、を有する。

グランド部Ｇは、基板２０に設けられる。グランド部Ｇは、例えば銅等の導電性を有する金属によって構成される。グランド部Ｇは、接地されている。

接続ライン２１は、電気素子３０とコネクタ３１とを接続する。本実施形態において、接続ライン２１は、制御電流Ｉを電気素子３０に伝送する。また、接続ライン２１は、伝導ノイズＮｃおよび放射ノイズＮｒが、コネクタ３１および他の機器９０に伝搬することを抑制する。図１に示すように、接続ライン２１の一端は、電気素子３０の他端と接続される。接続ライン２１の他端は、コネクタ３１の一端と接続される。本実施形態において、接続ライン２１には、第１インダクタ素子５１が設けられる。

第１インダクタ素子５１は、伝導ノイズＮｃおよび放射ノイズＮｒが、コネクタ３１および他の機器９０に伝搬することを抑制する。本実施形態において、第１インダクタ素子５１は、チョークコイルである。図３に、第１インダクタ素子５１のインピーダンス特性を示す。第１インダクタ素子５１のインピーダンスは、周波数が９０ＭＨｚ程度までは周波数が大きくなるにしたがって増加し、周波数が９０ＭＨｚ程度を超えると周波数が大きくなるにしたがって減少する。第１インダクタ素子５１は、周波数が０．１ＭＨｚ以上において、１００Ωから８００Ω程度の大きなインピーダンスを有する。低周波数帯域（３０ＭＨｚ未満の周波数帯域）において、第１インダクタ素子５１は、１００Ωから２００Ω程度のインピーダンスを有する。高周波数帯域（３０ＭＨｚ以上の周波数帯域）において、第１インダクタ素子５１は、２００Ωから８００Ω程度の大きなインピーダンスを有する。
上述のように、本実施形態の制御電流Ｉは、直流電流である。そのため、図２に示すように、第１インダクタ素子５１において、制御電流Ｉは減衰せず、第１インダクタ素子５１を通過する。したがって、ノイズ除去回路５０は、接続ライン２１において、制御電流Ｉの電流値に影響を与えず、制御電流Ｉを他の機器９０から電気素子３０に伝送できる。

第１接地ライン５２は、伝導ノイズＮｃを通過させるとともに、放射ノイズＮｒを減衰させる。図１に示すように、第１接地ライン５２は、接続ライン２１とグランド部Ｇとを繋ぐ。より詳細には、第１接地ライン５２の一端は、電気素子３０と第１インダクタ素子５１との間の第１接続部２１ａにおいて接続ライン２１と接続される。第１接地ライン５２の他端は、グランド部Ｇまで延び、グランド部Ｇと接続される。第１接地ライン５２には、第１キャパシタ素子５２ａと、第２インダクタ素子５２ｂと、が設けられる。

第１キャパシタ素子５２ａは、第１接地ライン５２に設けられる。本実施形態において、第１キャパシタ素子５２ａの一端は、第１接続部２１ａと接続される。本実施形態において、第１キャパシタ素子５２ａは、コンデンサである。図４Ａに第１キャパシタ素子５２ａのインピーダンス特性を示す。第１キャパシタ素子５２ａのインピーダンスは、周波数が０．１ＭＨｚから１０００ＭＨｚの間において、０．０１Ωから２Ω程度と小さい。

図１に示すように、第２インダクタ素子５２ｂは、第１接地ライン５２に設けられる。本実施形態において、第２インダクタ素子５２ｂの一端は、第１キャパシタ素子５２ａの他端と接続される。第２インダクタ素子５２ｂの他端は、グランド部Ｇと接続される。本実施形態において、第２インダクタ素子５２ｂは、フェライトビーズである。よって、本実施形態によれば、第２インダクタ素子５２ｂを、第１インダクタ素子５１よりも安価なインダクタ素子にできる。そのため、ノイズ除去回路５０およびモータ制御ユニット１０の製造コストが増大することを抑制できる。

図４Ｂに、第２インダクタ素子５２ｂのインピーダンス特性を示す。第２インダクタ素子５２ｂのインピーダンスは、周波数が３００ＭＨｚ程度までは周波数が大きくなるにしたがって増加し、周波数が３００ＭＨｚを超えると周波数が大きくなるにしたがって減少する。第２インダクタ素子５２ｂの低周波数帯域のインピーダンスは、６０Ω以下である。第２インダクタ素子５２ｂの高周波数帯域のインピーダンスは、６０Ωから７２０Ω程度である。つまり、第２インダクタ素子５２ｂは、高周波数帯域の少なくとも一部の周波数帯域において、低周波数帯域におけるインピーダンスよりも大きなインピーダンスを有する。また、低周波数帯域において、第２インダクタ素子５２ｂのインピーダンスは、図３に示す第１インダクタ素子５１のインピーダンスよりも小さい。

図４Ｃに、第１キャパシタ素子５２ａと第２インダクタ素子５２ｂとの合成インピーダンス特性を示す。以下の説明では、第１キャパシタ素子５２ａと第２インダクタ素子５２ｂとの合成インピーダンス特性を、第１接地ライン５２のインピーダンス特性と呼ぶ場合がある。低周波数帯域において、第１接地ライン５２は、６０Ω以下の小さなインピーダンスを有する。高周波数帯域において、第１接地ライン５２は、８０Ωから７２０Ω程度の大きなインピーダンスを有する。

なお、第１接地ライン５２の構成は、本実施形態に限定されず、第２インダクタ素子５２ｂが、第１接続部２１ａと第１キャパシタ素子５２ａとの間に配置されても良い。つまり、第２インダクタ素子５２ｂの一端が第１接続部２１ａに接続され、第２インダクタ素子５２ｂの他端が第１キャパシタ素子５２ａの一端と接続され、第１キャパシタ素子５２ａの他端がグランド部Ｇと接続されても良い。係る構成においても、第１接地ライン５２のインピーダンスは、図４Ｃに示すインピーダンス特性と同様のインピーダンス特性を有する。

図１に示すように、第２接地ライン５３は、接続ライン２１とグランド部Ｇとを繋ぐ。より詳細には、第２接地ライン５３の一端は、第１インダクタ素子５１とコネクタ３１との間の第２接続部２１ｂにおいて接続ライン２１と接続される。第２接地ライン５３の他端は、グランド部Ｇまで延び、グランド部Ｇと接続される。第２接地ライン５３には、第２キャパシタ素子５３ａが設けられる。

本実施形態において、第２キャパシタ素子５３ａの一端は、第２接続部２１ｂと接続される。第２キャパシタ素子５３ａの他端は、グランド部Ｇと接続される。本実施形態において、第２キャパシタ素子５３ａは、コンデンサである。本実施形態において、第２キャパシタ素子５３ａは、第１キャパシタ素子５２ａと同一のコンデンサである。よって、第２キャパシタ素子５３ａのインピーダンス特性は、図４Ａに示す第１キャパシタ素子５２ａインピーダンス特性と同様である。第２キャパシタ素子５３ａのインピーダンスは、０．１ＭＨｚから１０００ＭＨｚの間において、０．０１Ωから２Ω程度と小さい。なお、第２キャパシタ素子５３ａは、第１キャパシタ素子５２ａと異なるコンデンサであってもよい。

図１に示すように、コネクタ３１は、基板２０に取り付けられる。コネクタ３１の一端は、ノイズ除去回路５０の他端と接続される。コネクタ３１は、ケーブル３２を有する。ケーブル３２は、他の機器９０と接続される。これにより、モータＭは、電気素子３０、接続ライン２１、コネクタ３１、およびケーブル３２を介して、他の機器９０と接続される。すなわち、モータＭは、モータ制御ユニット１０を介して、他の機器９０と接続される。

次に、本実施形態のノイズ除去回路５０における、伝導ノイズＮｃの除去性能について説明する。
上述のように、第１インダクタ素子５１は、周波数が０．１ＭＨｚ以上において、１００Ωから８００Ω程度の大きなインピーダンスを有する。そのため、第１インダクタ素子５１によって、伝導ノイズＮｃが接続ライン２１を通過することを抑制できる。したがって、第１インダクタ素子５１によって、接続ライン２１を介してコネクタ３１および他の機器９０に伝導ノイズＮｃが伝搬することを抑制できる。

上述のように、低周波数帯域（３０ＭＨｚ未満の周波数帯域）における、第１接地ライン５２のインピーダンスは、６０Ω以下と小さい（図４Ｃ参照）。そのため、第１接地ライン５２において、伝導ノイズＮｃはほとんど減衰せず、グランド部Ｇに伝搬する。グランド部Ｇに伝搬した伝導ノイズＮｃは、グランド部Ｇを介して、電気素子３０に戻る。したがって、本実施形態では、第１接地ライン５２において、第１接地ライン５２に伝搬される伝導ノイズＮｃの循環を妨げることなく、伝導ノイズＮｃを電気素子３０に戻すことができる。そのため、第１接地ライン５２に伝搬される伝導ノイズＮｃが、コネクタ３１、ケーブル３２および他の機器９０に伝搬することを抑制できる。これらにより、伝導ノイズＮｃが他の機器９０に伝搬することを抑制できる。したがって、ノイズ除去回路５０によって、伝導ノイズＮｃを好適に除去できる。

次に、本実施形態のノイズ除去回路５０における、放射ノイズＮｒの除去性能について説明する。
上述のように、第１インダクタ素子５１は、高周波数帯域（３０ＭＨｚ以上の周波数帯域）において、２００Ωから８００Ω程度の大きなインピーダンスを有する。（図３参照）。そのため、図２に示すように、第１インダクタ素子５１によって、放射ノイズＮｒが、接続ライン２１を通過することを抑制できる。つまり、放射ノイズＮｒが、接続ライン２１を介して、ケーブル３２に伝搬することを抑制できる。放射ノイズＮｒは、第１接続部２１ａを介して、第１接地ライン５２に伝搬する。

上述のように、高周波数帯域において、第１接地ライン５２は、８０Ωから７２０Ω程度の大きなインピーダンスを有する。（図４Ｃ参照）。そのため、第１接地ライン５２において、放射ノイズＮｒは大きく減衰して、グランド部Ｇに伝搬する。グランド部Ｇに伝搬した放射ノイズＮｒの一部は、第２接地ライン５３に伝搬するが、第１接地ライン５２において大きく減衰されるため、ケーブル３２から放射される放射ノイズＮｒの強度は十分に小さい。このため、放射ノイズＮｒが、モータ制御ユニット１０の周囲に配置される電子機器等の動作に与える影響は、十分に抑制される。つまり、モータ制御ユニット１０は、ノイズ除去回路５０によって、放射ノイズＮｒを好適に除去できる。

本実施形態によれば、モータ制御ユニット１０は、ノイズ除去回路５０を有し、ノイズ除去回路５０は、接地されたグランド部Ｇと、電気素子３０とコネクタ３１とを接続する接続ライン２１と、電気素子３０とコネクタ３１との間で接続ライン２１に設けられる第１インダクタ素子５１と、電気素子３０と第１インダクタ素子５１との間の第１接続部２１ａで接続ライン２１と接続され、グランド部Ｇまで延びる第１接地ライン５２と、第１インダクタ素子５１とコネクタ３１との間の第２接続部２１ｂで接続ライン２１と接続され、グランド部Ｇまで延びる第２接地ライン５３と、第１接地ライン５２に設けられる第１キャパシタ素子５２ａと、第１接地ライン５２に設けられる第２インダクタ素子５２ｂと、第２接地ライン５３に設けられる第２キャパシタ素子５３ａと、を有する。よって、図２に示すように、第１インダクタ素子５１によって、接続ライン２１を介して、伝導ノイズＮｃが他の機器９０に伝搬することを抑制できる。また、第１インダクタ素子５１によって、接続ライン２１を介して、放射ノイズＮｒが、ケーブル３２に伝搬することを抑制できる。さらに、第１接地ライン５２に設けられる第２インダクタ素子５２ｂによって、放射ノイズＮｒを大きく減衰させることができるため、第１接地ライン５２からグランド部Ｇおよび第２接地ライン５３を介してケーブル３２に伝搬し、ケーブル３２から放射される放射ノイズＮｒの強度を低減することができる。したがって、ノイズ除去回路５０によって、伝導ノイズＮｃおよび放射ノイズＮｒを好適に除去でき、広い周波数帯域に亘って発生するノイズの除去性能を高めることができる。

本実施形態によれば、第２インダクタ素子５２ｂのインピーダンスは、第１インダクタ素子５１のインピーダンスと異なる。よって、互いに周波数帯域が異なる制御電流Ｉ、伝導ノイズＮｃ、および放射ノイズＮｒに対して、第１インダクタ素子５１において、制御電流Ｉを通過させつつ、伝導ノイズＮｃおよび放射ノイズＮｒの通過を抑制できる。そのため、制御電流Ｉの電流値に影響を与えずに、伝導ノイズＮｃおよび放射ノイズＮｒが接続ライン２１を介して、ケーブル３２および他の機器９０に伝搬することを抑制できる。また、第２インダクタ素子５２ｂが設けられる第１接地ライン５２において、上述のように、伝導ノイズＮｃを通過させつつ、放射ノイズＮｒを大きく減衰させることができる。よって、伝導ノイズＮｃを、電気素子３０および第１接地ライン５２において循環させて電気素子３０に戻すことができるとともに、ケーブル３２に伝搬する放射ノイズＮｒを大きく減衰させることができる。したがって、伝導ノイズＮｃおよび放射ノイズＮｒを好適に除去でき、広い周波数帯域に亘って発生するノイズの除去性能を高めることができる。

本実施形態によれば、低周波数帯域において、第２インダクタ素子５２ｂのインピーダンスは、第１インダクタ素子５１のインピーダンスよりも小さく、第２インダクタ素子５２ｂは、高周波数帯域の少なくとも一部の周波数帯域において、低周波数帯域におけるインピーダンスよりも大きなインピーダンスを有する。よって、低周波数帯域の伝導ノイズＮｃが、第１インダクタ素子５１を通過することを抑制できる。また、第１接地ライン５２において、伝導ノイズＮｃを通過させることができる。そのため、伝導ノイズＮｃを、電気素子３０、第１接地ライン５２およびグランド部Ｇを循環させて電気素子３０に戻すことができ、ノイズ除去回路５０によって、伝導ノイズＮｃを好適に除去できる。一方、高周波数帯域の放射ノイズＮｒが、第１インダクタ素子５１を通過することを抑制できる。また、第１接地ライン５２において、放射ノイズＮｒを大きく減衰させることができる。これらにより、ノイズ除去回路５０によって、放射ノイズＮｒを好適に除去できる。そのため、上述のように、ケーブル３２から放射される放射ノイズＮｒの強度を低減できる。したがって、伝導ノイズＮｃおよび放射ノイズＮｒを好適に除去でき、広い周波数帯域に亘って発生するノイズの除去性能を高めることができる。

＜第２実施形態＞
図５は、第２実施形態のモータ制御ユニット２１０を示す模式図である。以下の説明において、上述の第１実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態のモータ制御ユニット２１０のノイズ除去回路２５０は、第３インダクタ素子２５３ｂを有する。第３インダクタ素子２５３ｂは、第２接地ライン２５３に設けられる。より詳細には、第３インダクタ素子２５３ｂの一端は、第２キャパシタ素子５３ａの他端と接続される。第３インダクタ素子２５３ｂの他端は、グランド部Ｇと接続される。本実施形態において、第３インダクタ素子２５３ｂは、フェライトビーズである。よって、本実施形態によれば、第３インダクタ素子２５３ｂを、第１インダクタ素子５１よりも安価なインダクタ素子にできる。そのため、ノイズ除去回路２５０およびモータ制御ユニット２１０の製造コストが増大することを抑制できる。

本実施形態において、第３インダクタ素子２５３ｂは、図４Ｂに示す第２インダクタ素子５２ｂと同様のインピーダンス特性を有する。よって、第２インダクタ素子５２ｂのインピーダンスおよび第３インダクタ素子２５３ｂのインピーダンスは、それぞれ、図３に示す第１インダクタ素子５１のインピーダンス特性と異なる。また、図４Ｂに示すように、第３インダクタ素子２５３ｂの低周波数帯域（３０ＭＨｚ未満の周波数帯域）のインピーダンスは、６０Ω以下である。第３インダクタ素子２５３ｂの高周波数帯域（３０ＭＨｚ以上の周波数帯域）のインピーダンスは、６０Ωから７２０Ω程度である。つまり、第２インダクタ素子５２ｂおよび第３インダクタ素子２５３ｂは、それぞれ、高周波数帯域の少なくとも一部の周波数帯域において、低周波数帯域におけるインピーダンスよりも大きなインピーダンスを有する。また、低周波数帯域において、第２インダクタ素子５２ｂのインピーダンスおよび第３インダクタ素子２５３ｂのインピーダンスは、それぞれ、図３に示す第１インダクタ素子５１のインピーダンスよりも小さい。なお、第３インダクタ素子２５３ｂが上述のインピーダンス特性を有するならば、第３インダクタ素子２５３ｂのインピーダンス特性は、第２インダクタ素子５２ｂのインピーダンス特性と異なっていても良い。

第２キャパシタ素子５３ａと第３インダクタ素子２５３ｂとの合成インピーダンス特性、すなわち、第２接地ライン２５３のインピーダンス特性は、図４Ｃに示す第１接地ライン５２のインピーダンス特性と同様である。図４Ｃに示すように、第２接地ライン２５３は、低周波数帯域において、６０Ω以下の小さなインピーダンスを有する。第２接地ライン２５３は、高周波数帯域において、６０Ωから７２０Ω程度の大きなインピーダンスを有する。なお、第２接地ライン２５３のインピーダンス特性は、第１接地ライン５２のインピーダンス特性と異なっていても良い。

なお、第２接地ライン２５３の構成は、本実施形態に限定されず、第３インダクタ素子２５３ｂが、第２接続部２１ｂと第２キャパシタ素子５３ａとの間に配置されても良い。より詳細には、第３インダクタ素子２５３ｂの一端が第２接続部２１ｂに接続され、第３インダクタ素子２５３ｂの他端が第２キャパシタ素子５３ａの一端と接続され、第２キャパシタ素子５３ａの他端がグランド部Ｇと接続されても良い。係る構成においても、第２接地ライン２５３のインピーダンスは、図４Ｃに示すインピーダンス特性と同様のインピーダンス特性を有する。

次に、本実施形態のノイズ除去回路２５０における、伝導ノイズＮｃおよび放射ノイズＮｒの除去性能について説明する。
ノイズ除去回路２５０における、伝導ノイズＮｃの除去性能は、上述の第１実施形態のノイズ除去回路５０における、伝導ノイズＮｃの除去性能と同様である。したがって、図６に示すように、第１インダクタ素子５１によって、伝導ノイズＮｃが、接続ライン２１を介してコネクタ３１および他の機器９０に伝搬することを抑制できるとともに、第１接地ライン５２において、第１接地ライン５２に伝搬される伝導ノイズＮｃを電気素子３０に戻すことができる。これらにより、伝導ノイズＮｃが、コネクタ３１および他の機器９０に伝搬することを抑制でき、伝導ノイズＮｃを好適に除去できる。

放射ノイズＮｒは、上述の実施形態１と同様に、第１インダクタ素子５１によって、接続ライン２１を通過することを抑制され、第１接続部２１ａを介して、第１接地ライン５２に伝搬する。
上述の実施形態１と同様に、高周波数帯域における、第１接地ライン５２のインピーダンスは、８０Ωから７２０Ωと大きい（図４Ｃ参照）。そのため、図６に示すように、第１接地ライン５２において、放射ノイズＮｒは大きく減衰して、グランド部Ｇに伝搬する。グランド部Ｇに伝搬した放射ノイズＮｒは、第２接地ライン５３に伝搬する。
上述のように、高周波数帯域における、第２接地ライン２５３のインピーダンスは、８０Ωから７２０Ωと大きい（図４Ｃ参照）。そのため、第２接地ライン２５３において、放射ノイズＮｒをさらに減衰させることができる。
第２接続部２１ｂおよびコネクタ３１を介してケーブル３２に伝搬した放射ノイズＮｒは、ケーブル３２から放射される。しかしながら、上述のように、本実施形態において、放射ノイズＮｒは、第１接地ライン５２および第２接地ライン２５３のそれぞれにおいて減衰するため、ケーブル３２から放射される放射ノイズＮｒの強度は、第１実施形態においてケーブル３２から放射される放射ノイズＮｒの強度よりも小さく、モータ制御ユニット２１０の周囲に配置される電子機器等の動作に与える影響をより好適に抑制できる。つまり、本実施形態のモータ制御ユニット２１０は、ノイズ除去回路２５０によって、放射ノイズＮｒをより好適に除去できる。

本実施形態によれば、モータ制御ユニット２１０のノイズ除去回路２５０は、第２接地ライン２５３に設けられる第３インダクタ素子２５３ｂを有する。よって、図６に示すように、第３インダクタ素子２５３ｂによって、放射ノイズＮｒを減衰させることができる。そのため、第１接地ライン５２からグランド部Ｇおよび第２接地ライン２５３を介してケーブル３２に伝搬し、ケーブル３２から放射される放射ノイズＮｒの強度をより好適に低減できる。したがって、広い周波数帯域に亘って発生するノイズの除去性能をより好適に高めることができる。

また、本実施形態では、第２接地ライン２５３に設けられる第３インダクタ素子によって、モータ制御ユニット１０の外部から、ケーブル３２を介して、第２接地ライン２５３に伝搬される放射ノイズを減衰させることができる。そのため、係る放射ノイズがグランド部Ｇを介して電気素子３０に伝搬されても、電気素子３０の動作に不具合が生じることを抑制できる。
さらに、本実施形態では、グランド部Ｇに接続される他の電気素子から伝搬される放射ノイズ、およびグランド部Ｇから伝搬される静電気の放射ノイズを、第３インダクタ素子によって、減衰させることができる。これにより、第２接地ライン２５３を介してケーブル３２に伝搬するこれらの放射ノイズの強度を低減でき、ケーブル３２から放射される放射ノイズの強度を低減できる。

本実施形態によれば、第２インダクタ素子５２ｂのインピーダンスおよび第３インダクタ素子２５３ｂのインピーダンスは、それぞれ、第１インダクタ素子５１のインピーダンスと異なる。よって、図６に示すように、互いに周波数帯域が異なる制御電流Ｉ、伝導ノイズＮｃ、および放射ノイズＮｒに対して、第１インダクタ素子５１において、制御電流Ｉの電流値に影響を与えずに、制御電流Ｉを通過させつつ、伝導ノイズＮｃおよび放射ノイズＮｒの通過を抑制できる。また、第１接地ライン５２において、伝導ノイズＮｃを通過させつつ、放射ノイズＮｒを減衰させることができる。これらに加えて、第２接地ライン２５３において、放射ノイズＮｒをさらに減衰させることができる。よって、ケーブル３２に伝搬する放射ノイズＮｒの強度をより低減できる。したがって、伝導ノイズＮｃおよび放射ノイズＮｒをより好適に除去でき、広い周波数帯域に亘って発生するノイズの除去性能を高めることができる。

本実施形態によれば、低周波数帯域において、第２インダクタ素子５２ｂおよび第３インダクタ素子２５３ｂのインピーダンスは、それぞれ、第１インダクタ素子５１のインピーダンスよりも小さく、第２インダクタ素子５２ｂおよび第３インダクタ素子２５３ｂは、それぞれ、高周波数帯域の少なくとも一部の周波数帯域において、低周波数帯域におけるインピーダンスよりも大きなインピーダンスを有する。よって、伝導ノイズＮｃが、第１インダクタ素子５１を通過することを抑制しつつ、伝導ノイズＮｃを電気素子３０および第１接地ライン５２において循環させて電気素子３０に戻すことができ、伝導ノイズＮｃを好適に除去できる。また、放射ノイズＮｒを、第１接地ライン５２および第２接地ライン２５３において、大きく減衰させることができるため、ケーブル３２から放射される放射ノイズＮｒの強度を低減できる。これらにより、伝導ノイズＮｃおよび放射ノイズＮｒを好適に除去でき、広い周波数帯域に亘って発生するノイズの除去性能を高めることができる。

＜第３実施形態＞
図７は、第３実施形態のモータ制御ユニット３１０の構成を示す図である。以下の説明において、上述の第２実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。

図７に示すように、本実施形態において、電気素子３０には、ノイズ除去回路３５０を介して、他の機器９０から制御信号Ｓが伝搬される。本実施形態において、制御信号Ｓは、モータＭの動作に関する指令内容を含む信号である。本実施形態において、制御信号Ｓは、交流電流である。制御信号Ｓの周波数は、０．１ＭＨｚから１ＭＨｚである。制御信号Ｓの周波数帯域は、低周波数帯域に含まれる。なお、制御信号Ｓは、直流電流であっても良い。また、制御信号Ｓは、周波数が１ＭＨｚ以下のパルス波であってもよい。

本実施形態のノイズ除去回路３５０が有する第１インダクタ素子３５１のインピーダンス特性を図８に示す。第１インダクタ素子３５１のインピーダンスは、周波数が９０ＭＨｚ程度までは周波数が大きくなるにしたがって増加し、周波数が９０ＭＨｚ程度を超えると周波数が大きくなるにしたがって減少する。第１インダクタ素子３５１は、周波数が１ＭＨｚ以上において、１００Ωから８００Ω程度の大きなインピーダンスを有する。第１インダクタ素子３５１は、周波数が１ＭＨｚ以下において、８０Ωから１００Ω程度のインピーダンスを有する。低周波数帯域（３０ＭＨｚ未満の周波数帯域）において、第１インダクタ素子３５１は、８０Ωから２００Ω程度のインピーダンスを有する。高周波数帯域（３０ＭＨｚ以上の周波数帯域）において、第１インダクタ素子３５１は、２００Ωから８００Ω程度の大きなインピーダンスを有する。また、低周波数帯域において、第２インダクタ素子５２ｂおよび第３インダクタ素子２５３ｂのインピーダンス（図４Ｂ参照）は、第１インダクタ素子３５１のインピーダンスよりも小さい。なお、本実施形態において、第１インダクタ素子３５１は、チョークコイルである。

上述のように、第１インダクタ素子３５１は、周波数が１ＭＨｚ以下において、８０Ωから１００Ω程度の小さなインピーダンスを有する。そのため、図７に示すように、第１インダクタ素子３５１において、制御信号Ｓはほぼ減衰せず、第１インダクタ素子３５１を通過する。したがって、制御信号Ｓの電流値に影響を与えず、接続ライン３２１を介して、他の機器９０から電気素子３０に制御信号Ｓを伝送できる。

次に、本実施形態のノイズ除去回路３５０における、伝導ノイズＮｃの除去性能について説明する。上述のように、第１インダクタ素子３５１は、周波数が１ＭＨｚ以上において、１００Ωから８００Ω程度の大きなインピーダンスを有する。そのため、伝導ノイズＮｃのうち、周波数が１ＭＨｚから３０ＭＨｚのノイズ成分は、第１インダクタ素子３５１を通過することを抑制される。よって、伝導ノイズＮｃのうち、周波数が１ＭＨｚから３０ＭＨｚのノイズ成分は、第１接続部２１ａを介して、第１接地ライン５２に伝搬する。また、上述のように、第１インダクタ素子３５１のインピーダンスは、周波数が０．１ＭＨｚから１ＭＨｚの間において、８０Ωから１００Ω程度である。そのため、伝導ノイズＮｃのうち、周波数が０．１ＭＨｚから１ＭＨｚのノイズ成分は、第１インダクタ素子３５１において減衰しつつ、第１インダクタ素子３５１を通過する。これらにより、第１インダクタ素子３５１によって、接続ライン３２１を介してコネクタ３１および他の機器９０に伝搬する伝導ノイズＮｃを減衰させることができる。

上述の第２実施形態と同様に、低周波数帯域（３０ＭＨｚ未満の周波数帯域）における、第１接地ライン５２のインピーダンスは、６０Ω以下と小さい（図４Ｃ参照）。そのため、第１接地ライン５２において、伝導ノイズＮｃはほとんど減衰せず、グランド部Ｇを介して、電気素子３０に戻る。これにより、第１接地ライン５２に伝搬される伝導ノイズＮｃが、コネクタ３１、ケーブル３２および他の機器９０に伝搬することを抑制できる。したがって、本実施形態のノイズ除去回路３５０では、他の機器９０に伝搬する伝導ノイズＮｃの強度を低減できる。すなわち、伝導ノイズＮｃを好適に除去できる。

また、本実施形態のノイズ除去回路３５０における、放射ノイズＮｒの除去性能は、上述の第２実施形態のノイズ除去回路２５０における、放射ノイズＮｒの除去性能と同様である。すなわち、放射ノイズＮｒは、第１インダクタ素子３５１によって、接続ライン３２１を通過することを抑制され、第１接続部２１ａを介して、第１接地ライン５２に伝搬する。また、放射ノイズＮｒは、第１接地ライン５２において大きく減衰し、グランド部Ｇを介して、第２接地ライン２５３に伝搬する。さらに、放射ノイズＮｒは、第２接地ライン２５３においてさらに減衰して、第２接続部２１ｂおよびコネクタ３１を介してケーブル３２に伝搬する。そのため、本実施形態では、ケーブル３２から放射される放射ノイズＮｒの強度を小さくできるため、モータ制御ユニット２１０の周囲に配置される電子機器等の動作に与える影響をより好適に抑制できる。つまり、ノイズ除去回路３５０によって、放射ノイズＮｒをより好適に除去できる。
したがって、本実施形態のモータ制御ユニット３１０では、伝導ノイズＮｃおよび放射ノイズＮｒをより好適に除去でき、広い周波数帯域に亘って発生するノイズの除去性能を高めることができる。

本発明は上述の実施形態に限られず、本発明の技術的思想の範囲内において、他の構成および他の方法を採用することもできる。広い周波数帯域に亘って発生するノイズの除去性能を高めることができるならば、第１インダクタ素子、第２インダクタ素子、第３インダクタ素子、第１キャパシタ素子、および第２キャパシタ素子それぞれのインピーダンス特性は本実施形態に限定されず、制御電流、制御信号、伝導ノイズ、および放射ノイズそれぞれの周波数帯域によって、適宜定めることができる。また、第１キャパシタ素子のインピーダンスおよび第２キャパシタ素子のインピーダンスは互いに異なるインピーダンスであっても良い。また、第１接地ラインおよび第２接地ラインには、２個以上のキャパシタ素子、または、２個以上のインダクタ素子が設けられても良い。

上述の実施形態のノイズ除去回路は、電気素子とモータとの間に設けられても良い。これにより、電気素子からモータに伝搬する伝導ノイズおよび放射ノイズを除去することができ、ノイズによってモータの動作が不安定になることを抑制できるとともに、電気素子とモータとを接続するケーブル等の配線から放射される放射ノイズの強度を低減できる。

本実施形態のノイズ除去回路が設けられる制御ユニットは、モータの駆動を制御するモータ制御ユニットに限定されず、電化製品等の動作を制御する制御ユニットに設けられてもよい。

以上に、本発明の実施形態を説明したが、実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

なお、本技術は以下のような構成をとることが可能である。
（１） 基板を有するモータ制御ユニットであって、前記基板は、電気素子と、他の機器と接続されるケーブルを有するコネクタと、ノイズ除去回路と、を備え、前記ノイズ除去回路は、接地されたグランド部と、前記電気素子と前記コネクタとを接続する接続ラインと、前記電気素子と前記コネクタとの間で前記接続ラインに設けられる第１インダクタ素子と、前記電気素子と前記第１インダクタ素子との間の第１接続部で前記接続ラインと接続され、前記グランド部まで延びる第１接地ラインと、前記第１インダクタ素子と前記コネクタとの間の第２接続部で前記接続ラインと接続され、前記グランド部まで延びる第２接地ラインと、前記第１接地ラインに設けられる第１キャパシタ素子と、前記第１接地ラインに設けられる第２インダクタ素子と、前記第２接地ラインに設けられる第２キャパシタ素子と、を有する、モータ制御ユニット。
（２） 前記第２インダクタ素子のインピーダンスは、前記第１インダクタ素子のインピーダンスと異なる、（１）に記載のモータ制御ユニット。
（３） 所定周波数未満の周波数帯域を低周波数帯域、前記所定周波数以上の周波数帯域を高周波数帯域としたとき、前記低周波数帯域において、前記第２インダクタ素子のインピーダンスは、前記第１インダクタ素子のインピーダンスよりも小さく、前記第２インダクタ素子は、前記高周波数帯域の少なくとも一部の周波数帯域において、前記低周波数帯域におけるインピーダンスよりも大きなインピーダンスを有する、（１）または（２）に記載のモータ制御ユニット。
（４） 前記第１インダクタ素子は、チョークコイルであり、前記第２インダクタ素子は、フェライトビーズである、（１）から（３）のいずれか一項に記載のモータ制御ユニット。
（５） 前記ノイズ除去回路は、前記第２接地ラインに設けられる第３インダクタ素子を有する、（１）に記載のモータ制御ユニット。
（６） 前記第２インダクタ素子のインピーダンスおよび前記第３インダクタ素子のインピーダンスは、それぞれ、前記第１インダクタ素子のインピーダンスと異なる、（５）に記載のモータ制御ユニット。
（７） 所定周波数未満の周波数帯域を低周波数帯域、前記所定周波数以上の周波数帯域を高周波数帯域としたとき、前記低周波数帯域において、前記第２インダクタ素子のインピーダンスおよび前記第３インダクタ素子のインピーダンスは、それぞれ、前記第１インダクタ素子のインピーダンスよりも小さく、前記第２インダクタ素子および前記第３インダクタ素子は、それぞれ、前記高周波数帯域の少なくとも一部の周波数帯域において、前記低周波数帯域におけるインピーダンスよりも大きなインピーダンスを有する、（５）または（６）に記載のモータ制御ユニット。
（８） 前記第１インダクタ素子は、チョークコイルであり、前記第２インダクタ素子および前記第３インダクタ素子は、それぞれ、フェライトビーズである、（５）から（７）のいずれか一項に記載のモータ制御ユニット。

１０，２１０，３１０…モータ制御ユニット、２０…基板、２１，３２１…接続ライン、２１ａ…第１接続部、２１ｂ…第２接続部、３０…電気素子、３１…コネクタ、３２…ケーブル、５０，２５０，３５０…ノイズ除去回路、５１，３５１…第１インダクタ素子、５２…第１接地ライン、５２ａ…第１キャパシタ素子、５２ｂ…第２インダクタ素子、５３，２５３…第２接地ライン、５３ａ…第２キャパシタ素子、２５３ｂ…第３インダクタ素子、９０…他の機器、Ｇ…グランド部

Claims (8)

1. 基板を有するモータ制御ユニットであって、
   前記基板は、
   電気素子と、
   他の機器と接続されるケーブルを有するコネクタと、
   ノイズ除去回路と、
   を備え、
   前記ノイズ除去回路は、
   接地されたグランド部と、
   前記電気素子と前記コネクタとを接続する接続ラインと、
   前記電気素子と前記コネクタとの間で前記接続ラインに設けられる第１インダクタ素子と、
   前記電気素子と前記第１インダクタ素子との間の第１接続部で前記接続ラインと接続され、前記グランド部まで延びる第１接地ラインと、
   前記第１インダクタ素子と前記コネクタとの間の第２接続部で前記接続ラインと接続され、前記グランド部まで延びる第２接地ラインと、
   前記第１接地ラインに設けられる第１キャパシタ素子と、
   前記第１接地ラインに設けられる第２インダクタ素子と、
   前記第２接地ラインに設けられる第２キャパシタ素子と、を有する、モータ制御ユニット。
2. 前記第２インダクタ素子のインピーダンスは、前記第１インダクタ素子のインピーダンスと異なる、請求項１に記載のモータ制御ユニット。
3. 所定周波数未満の周波数帯域を低周波数帯域、前記所定周波数以上の周波数帯域を高周波数帯域としたとき、
   前記低周波数帯域において、前記第２インダクタ素子のインピーダンスは、前記第１インダクタ素子のインピーダンスよりも小さく、
   前記第２インダクタ素子は、前記高周波数帯域の少なくとも一部の周波数帯域において、前記低周波数帯域におけるインピーダンスよりも大きなインピーダンスを有する、請求項１または２に記載のモータ制御ユニット。
4. 前記第１インダクタ素子は、チョークコイルであり、
   前記第２インダクタ素子は、フェライトビーズである、請求項１または２に記載のモータ制御ユニット。
5. 前記ノイズ除去回路は、前記第２接地ラインに設けられる第３インダクタ素子を有する、請求項１に記載のモータ制御ユニット。
6. 前記第２インダクタ素子のインピーダンスおよび前記第３インダクタ素子のインピーダンスは、それぞれ、前記第１インダクタ素子のインピーダンスと異なる、請求項５に記載のモータ制御ユニット。
7. 所定周波数未満の周波数帯域を低周波数帯域、前記所定周波数以上の周波数帯域を高周波数帯域としたとき、
   前記低周波数帯域において、前記第２インダクタ素子のインピーダンスおよび前記第３インダクタ素子のインピーダンスは、それぞれ、前記第１インダクタ素子のインピーダンスよりも小さく、
   前記第２インダクタ素子および前記第３インダクタ素子は、それぞれ、前記高周波数帯域の少なくとも一部の周波数帯域において、前記低周波数帯域におけるインピーダンスよりも大きなインピーダンスを有する、請求項５または６に記載のモータ制御ユニット。
8. 前記第１インダクタ素子は、チョークコイルであり、
   前記第２インダクタ素子および前記第３インダクタ素子は、それぞれ、フェライトビーズである、請求項５または６に記載のモータ制御ユニット。

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