JP5152558B2 - モータ制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、モータ制御装置に関するものである。

ブラシレスモータや可変駆動を目的とした交流モータでは、モータ駆動回路としてのインバータ回路によって当該モータへの印加電圧および周波数が制御される。
例えば下記特許文献１では、電源から供給された交流電力が整流回路によって直流電力に変換され、さらに、この直流電力がインバータ回路によって所定の交流電力に変換されることで、モータへの印加電圧および周波数が制御されるようになっている。整流回路は、ダイオードブリッジや電圧平滑用のコンデンサを備えている。
特開２００６−２０４３３号公報

例えば上記特許文献１における整流回路において、電圧平滑用のコンデンサを複数設けることでインバータ回路に供給される電圧をより平滑にし、インバータ回路における電力の逆変換を効率的に行うことが考えられる。
しかしながら、この場合、電源の正極から各コンデンサをそれぞれ介して電源の負極に至る経路の抵抗が互いに等しくされていないと、インバータ回路に供給される電圧をより平滑にすることができず、インバータ回路における電力の逆変換を効率的に実施できなくなる。

すなわち、上記抵抗が互いに等しくされていないと一部のコンデンサへの負荷が高くなり、コンデンサ間で、放電量、充電量および発熱量が不均一になってしまう。また、一部のコンデンサへの負荷が高くなると、当該コンデンサの寿命が短くなってしまう。
この発明は、かかる背景のもとになされたものであり、効率的な電力の変換を実施することができるモータ制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、電源（４５）およびモータ駆動回路（４３）に並列に接続された複数の同種の電子素子（５０，５１，５２）と、電源の正極（Ｐ）とモータ駆動回路の正極側の入力端子（４３ａ）とを接続する第１のバスバー（４６，１４６，２４６）と、電源の負極（Ｎ）とモータ駆動回路の負極側の入力端子（４３ｂ）とを接続する第２のバスバー（４７，１４７，２４７）とを備え、各電子素子は、第１のバスバーに第１の接続点（５５ａ，５５ｂ，５５ｃ）で接続された第１の端子（５３）と、第２のバスバーに第２の接続点（５６ａ，５６ｂ，５６ｃ）で接続された第２の端子（５４）とを含み、電源の正極から各電子素子をそれぞれ介して電源の負極に至る経路の抵抗が、互いに等しくされており、モータ駆動回路の正極側の入力端子から各電子素子をそれぞれ介してモータ駆動回路の負極側の入力端子に至る経路の抵抗が、互いに等しくされており、上記第１および第２のバスバーの一方は、モータ駆動回路に接続される電動モータ（１８）の回転軸の軸方向に第１および第２のバスバーを見たときに、電動モータの回転軸に直交する径方向に第１および第２のバスバーが重なるように、上記第１および第２のバスバーの他方の径方向内側に配置されており、上記第１および第２のバスバーのうちの内側に配置されたバスバーは、Ｓ字状またはクランク状に折り返された部分（Ａ１）を含む、モータ制御装置（１２）である。

本発明によれば、電源の正極から各電子素子をそれぞれ介して電源の負極に至る経路の抵抗が、互いに等しくされ、さらに、モータ駆動回路の正極側の入力端子から各電子素子をそれぞれ介してモータ駆動回路の負極側の入力端子に至る経路の抵抗が、互いに等しくされているので、モータ駆動回路は、電源から供給された電力を効率的に逆変換することができる。これにより、モータ駆動回路からモータに安定した電力が供給され、モータの動作が安定化される。

具体的には、上記第１の接続点から電源の正極に至るまでの第１のバスバーの経路長（Ｌ１１，Ｌ２１，Ｌ３１）と、第２の接続点から電源の負極に至るまでの第２のバスバーの経路長（Ｌ１２，Ｌ２２，Ｌ３２）との和（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）が、各電子素子に関して互いに等しくされ、さらに、各電子素子に関して、第１の端子の長さ（Ｌ４）と第２の端子の長さ（Ｌ５）との和が、互いに等しくされることにより、電源の正極から各電子素子をそれぞれ介して電源の負極に至る経路の抵抗が、互いに等しくされている場合がある。

また、上記第１の接続点からモータ駆動回路の正極側の入力端子に至るまでの第１のバスバーの経路長（Ｌ６１，Ｌ７１，Ｌ８１）と、上記第２の接続点からモータ駆動回路の負極側の入力端子に至るまでの第２のバスバーの経路長（Ｌ６２，Ｌ７２，Ｌ８２）との和（Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８）が、各電子素子に関して互いに等しくされ、さらに、各電子素子に関して、第１の端子の長さ（Ｌ４）と第２の端子の長さ（Ｌ５）との和が、互いに等しくされることにより、モータ駆動回路の正極側の入力端子から各電子素子をそれぞれ介してモータ駆動回路の負極側の入力端子に至る経路の抵抗が、互いに等しくされている場合がある。

上記「電源の正極から各電子素子をそれぞれ介して電源の負極に至る経路の抵抗」とは、各経路において、その経路にある電子素子の内部抵抗、当該経路にある電子素子の第１の端子の抵抗および第２の端子の抵抗、ならびに、当該経路に含まれる第１のバスバーの一部の抵抗および第２のバスバーの一部の抵抗を含む抵抗である。また、上記複数の同種の電子素子とは別の電子素子が各経路に介在している場合には、この別の電子素子の内部抵抗も当該経路の抵抗に含まれる。

また、上記「モータ駆動回路の正極側の入力端子から各電子素子をそれぞれ介してモータ駆動回路の負極側の入力端子に至る経路の抵抗」とは、各経路において、その経路にある電子素子の内部抵抗、当該経路にある電子素子の第１の端子の抵抗および第２の端子の抵抗、ならびに、当該経路に含まれる第１のバスバーの一部の抵抗および第２のバスバーの一部の抵抗を含む抵抗である。

また、本発明において、上記第１および第２のバスバーは湾曲状に配置され、第１および第２のバスバーのうち湾曲内側に配置されたバスバー（４６）は、Ｓ字状またはクランク状をなすように互いに連結された湾曲状の第１、第２および第３の部分（５７，５８，５９）を含み、上記第１、第２および第３の部分は、この順で湾曲内側から外側に並んでおり、上記第２の部分の長手方向（Ｙ１）に並ぶように、各電子素子の同側の端子の接続点が配置されている場合がある。

この場合、第１または第２のバスバーに上記第１、第２および第３の部分を設けることで、上記第１の接続点から電源の正極に至るまでの第１のバスバーの経路長と、第２の接続点から電源の負極に至るまでの第２のバスバーの経路長との和を調整し、この和を各電子素子に関して互いに等しくすることができる。
また、第１または第２のバスバーに上記第１、第２および第３の部分を設けることで、上記第１の接続点からモータ駆動回路の正極側の入力端子に至るまでの第１のバスバーの経路長と、上記第２の接続点からモータ駆動回路の負極側の入力端子に至るまでの第２のバスバーの経路長との和を調整し、この和を各電子素子に関して互いに等しくすることができる。

第１および第２のバスバーのうち湾曲内側に配置されたバスバーに上記第１、第２および第３の部分を設けることで、湾曲外側に配置されたバスバーに上記第１、第２および第３の部分を設けた場合に比べて、第１のバスバーの長手方向の長さと第２のバスバーの長手方向の長さとの和の増加を抑えることができる。これにより、電源の正極から各電子素子をそれぞれ介して電源の負極に至る経路の抵抗、および、モータ駆動回路の正極側の入力端子から各電子素子をそれぞれ介してモータ駆動回路の負極側の入力端子に至る経路の抵抗の増加を抑制することができる。

また、本発明において、上記第１および第２のバスバーの何れか一方はグランドラインに接続され、上記グランドラインに接続されたバスバー（２４７）は、Ｓ字状またはクランク状をなすように互いに連結された第１、第２および第３の部分（１５７，１５８，１５９）を含み、上記第２の部分の長手方向（Ｙ１）に並ぶように、各電子素子の同側の端子の接続点が配置されている場合がある。

この場合、上記と同様に、上記第１の接続点から電源の正極に至るまでの第１のバスバーの経路長と、第２の接続点から電源の負極に至るまでの第２のバスバーの経路長との和を調整し、この和を各電子素子に関して互いに等しくすることができる。また、上記第１の接続点からモータ駆動回路の正極側の入力端子に至るまでの第１のバスバーの経路長と、上記第２の接続点からモータ駆動回路の負極側の入力端子に至るまでの第２のバスバーの経路長との和を調整し、この和を各電子素子に関して互いに等しくすることができる。

上記グランドラインと対をなすラインである電源ラインには、上記複数の同種の電子素子とは別の電子素子（例えばコイルやリレー等）が配置されている場合がある。したがって、この場合に、上記グランドラインに接続されたバスバーに上記第１、第２および第３の部分を設けることで、上記電源ラインの抵抗の増加を抑制しつつ、電源ラインの抵抗と、グランドラインの抵抗とをバランスさせることができる。

上記電子素子としては、例えばコンデンサ（５０，５１，５２）、ＭＯＳＦＥＴなどを用いることができる。
また、本発明において、上記第１および第２のバスバーのうちの内側に配置されたバスバーに設けられた上記折り返された部分は、上記電動モータの径方向に間隔を隔てて、略平行に配置された第１、第２および第３の部分を含んでいてもよい。この場合、上記第１、第２および第３の部分のそれぞれは、直線状であってもよい。
なお、上記において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置を備える電動パワーステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。
図１を参照して、電動パワーステアリング装置１は、操舵部材としてのステアリングホイール２と、ステアリングホイール２の回転に連動して転舵輪３を転舵する転舵機構４と、運転者の操舵を補助する操舵補助機構５とを備えている。転舵機構４としては、例えばラックアンドピニオン機構が用いられている。

ステアリングホイール２と転舵機構４とは、ステアリングシャフト６および中間軸７等を介して機械的に連結されている。ステアリングホイール２の回転は、ステアリングシャフト６および中間軸７等を介して転舵機構４に伝達されるようになっている。また、転舵機構４に伝達された回転は、ラック軸１４の軸方向移動に変換されるようになっている。これにより、転舵輪３が転舵される。

ステアリングシャフト６は、直線状に延びており、ステアリングホイール２に連結された入力軸８と、中間軸７に連結された出力軸９とを含む。入力軸８と出力軸９とは、トーションバー１０を介して同一軸線上で相対回転可能に連結されている。すなわち、ステアリングホイール２に一定値以上の操舵トルクが入力されると、入力軸８および出力軸９は、互いに相対回転しつつ同一方向に回転するようになっている。

ステアリングシャフト６の周囲に配置されたトルクセンサ１１は、入力軸８および出力軸９の相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール２に入力された操舵トルクを検出する。また、トルクセンサ１１のトルク検出結果は、モータ制御装置としてのＥＣＵ１２（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）に入力される。中間軸７は、ステアリングシャフト６と転舵機構４とを連結している。

転舵機構４は、ピニオン軸１３と、ラック軸１４とを含む。ラック軸１４の各端部には、タイロッド１５およびナックルアーム（図示せず）を介して転舵輪３が連結されている。ピニオン軸１３は、中間軸７に連結されている。ピニオン軸１３は、ステアリングホイール２の操舵に連動して回転する。また、ピニオン軸１３の先端（図１では下端）には、ピニオン１６が連結されている。

ラック軸１４は、自動車の左右方向に沿って直線状に延びている。ラック軸１４の軸方向の途中部には、上記ピニオン１６に噛み合うラック１７が形成されている。このピニオン１６およびラック１７によって、ピニオン軸１３の回転がラック軸１４の軸方向移動に変換される。ラック軸１４を軸方向に移動させることで、転舵輪３を転舵することができる。

操舵補助機構５は、電動モータ１８と、電動モータ１８の出力トルクを転舵機構４に伝動するための伝動装置としての減速機構１９とを含む。電動モータ１８としては、例えば、三相のブラシレスモータが用いられている。また、減速機構１９としては、例えばウォームギヤなどの食い違い軸歯車機構や、平行軸歯車機構などを用いることができる。本実施形態では、減速機構１９として、ウォームギヤが用いられている。すなわち、減速機構１９は、駆動ギヤとしてのウォーム軸２０と、このウォーム軸２０と噛み合う従動ギヤとしてのウォームホイール２１とを含む。

ウォーム軸２０は、図示しない動力伝達継手を介して電動モータ１８の回転軸（図示せず）に連結されている。ウォーム軸２０は、電動モータ１８によって回転駆動される。また、ウォームホイール２１は、ウォーム軸２０によって回転駆動される。ウォームホイール２１は、ステアリングシャフト６に同行回転可能に連結されている。
電動モータ１８がウォーム軸２０を回転駆動すると、ウォーム軸２０によってウォームホイール２１が回転駆動され、ウォームホイール２１およびステアリングシャフト６が同行回転する。そして、ステアリングシャフト６の回転は、中間軸７を介してピニオン軸１３に伝達される。ピニオン軸１３の回転は、ラック軸１４の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪３が転舵される。すなわち、電動モータ１８によってウォーム軸２０を回転駆動することで、転舵輪３が転舵され、運転者の操舵が補助されるようになっている。

電動モータ１８は、モータ制御装置としてのＥＣＵ１２によって制御される。ＥＣＵ１２は、トルクセンサ１１からのトルク検出結果や図示しない車速センサからの車速検出結果等に基づいて電動モータ１８を制御する。
図２は、操舵補助機構５の図解的な外観図である。図１および図２を参照して、減速機構１９は、図１に示すように、伝動ハウジングとしてのギヤハウジング２２内に収容されている。また、ギヤハウジング２２は、図２に示すように、ウォーム軸２０が収容された駆動ギヤ収容部２３と、ウォームホイール２１が収容された従動ギヤ収容部２４とを含む。ステアリングシャフト６は、従動ギヤ収容部２４の挿通孔を挿通している。

一方、電動モータ１８は、カップ状のモータハウジング２５を有している。モータハウジング２５は、円筒状の周壁部２６と、周壁部２６の一端を閉塞する底部２７と、周壁部２６の他端からその径方向外方に向かって張り出した環状のフランジ部２８とを含む。
モータハウジング２５は、制御ハウジング３０を介して、ギヤハウジング２２に取り付けられている。すなわち、ギヤハウジング２２とモータハウジング２５との間には、制御ハウジング３０が介在している。制御ハウジング３０は、電動モータ１８に対して電動モータ１８の軸方向Ｘ１（周壁部２６の軸方向）に隣接している。

ギヤハウジング２２および制御ハウジング３０は、それぞれ、例えばアルミニウム合金等の軽金属で形成されている。これにより、操舵補助機構５が軽量化されている。
図３は、制御ハウジング３０をその上方から見た図解的な斜視図である。図３を参照して、制御ハウジング３０は、一端が開放した概ね四角箱型の部材である。具体的には、制御ハウジング３０は、一端が開放した概ね四角箱型の本体部３１と、本体部３１の底部から本体部３１の開放側に向かって延びる筒状部３２とを含む。本体部３１および筒状部３２は、単一の部材で一体に形成されている。また、筒状部３２の内周は、中空になっている。

本体部３１は、上記底部としての仕切り壁３３と、本体部３１の周壁を構成する概ね四角筒状の外周壁３４と、外周壁３４の一端（図３では上端）からその外方に向かって張り出した環状のフランジ３５とを含む。筒状部３２は、仕切り壁３３の中心部から延設されている。また、外周壁３４は、筒状部３２を取り囲んでいる。外周壁３４と筒状部３２との間には、上述のＥＣＵ１２が収容される収容室Ｓ１が形成されている。

外周壁３４には、後述の電力供給線４４ａ，４４ｂが挿通する挿通孔２９が形成されている。また、仕切り壁３３には、仕切り壁３３をその厚み方向に貫通する貫通孔３７と、仕切り壁３３をその厚み方向に貫通し筒状部３２の内周に連通する図示しない連通孔と、ＥＣＵ１２の一部である後述のパワー基板４２が取り付けられる取付段部３６とが形成されている。

一方、フランジ３５は、外周壁３４の一端に沿う環状部３８と、環状部３８の一部から本体部３１の外方に向かって突出する複数の取付部３９（本実施形態では一対の取付部３９）とを含む。各取付部３９には、当該取付部３９をその厚み方向に貫通する位置決め孔４０が形成されている。図２に示すように、制御ハウジング３０は、位置決め孔４０を挿通する固定ボルト４１によってギヤハウジング２２に固定されている。

図４は、制御ハウジング３０およびＥＣＵ１２の図解的な平面図である。この図４では、制御ハウジング３０の収容室Ｓ１内にＥＣＵ１２が収容されている状態を示している。
図４を参照して、ＥＣＵ１２は、上記パワー基板４２と、複数の電子素子と、マイクロコンピュータ等を含む図示しない制御基板とを含む。パワー基板４２は、例えば平面視において矩形にされており、その表面には、複数のスイッチング素子を含むモータ駆動回路４３が形成されている。スイッチング素子としては、例えば、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等が挙げられる。モータ駆動回路４３は、制御基板上に取り付けられたマイクロコンピュータ等によって制御されるようになっている。

パワー基板４２は、一対の電力供給線４４ａ，４４ｂ等を介して電源としてのバッテリ４５に接続されている。具体的には、バッテリ４５の正極Ｐに接続された一方の電力供給線４４ａが挿通孔２９（図３参照）を通って収容室Ｓ１内に進入しており、収容室Ｓ１内に配置された導電性の接続部材としての第１のバスバー４６の一端４６ａに接続されている。

また、バッテリ４５の負極Ｎに接続された他方の電力供給線４４ｂは、挿通孔２９を通って収容室Ｓ１内に進入しており、収容室Ｓ１内に配置された導電性の接続部材としての第２のバスバー４７の一端４７ａに接続されている。図示はしないが、バッテリ４５の負極Ｎと電力供給線４４ｂとは、それぞれ、車体に接続されており、車体を介して互いに接続されている。車体はアースとみなすことができる。すなわち、電力供給線４４ｂは、接地されたグランドラインとみなすことができる。

第１のバスバー４６の他端４６ｂは、モータ駆動回路４３の正極側の入力端子４３ａに接続されており、第２のバスバー４７の他端４７ｂは、モータ駆動回路４３の負極側の入力端子４３ｂに接続されている。
第１のバスバー４６および第２のバスバー４７は、それぞれ収容室Ｓ１内において筒状部３２の周りに湾曲状に配置されている。本実施形態では、第１のバスバー４６が湾曲内側に配置されている。第１のバスバー４６および第２のバスバー４７は、単位長さあたりの電気抵抗が等しくされている。

また、パワー基板４２は、複数のバスバー４８等を介して電動モータ１８と接続されている。具体的には、電動モータ１８から延びる複数の端子４９（本実施形態では３つ）が、貫通孔３７を通って収容室Ｓ１内に進入しており、それぞれ各端子４９に対応する複数のバスバー４８の一端に接続されている。各バスバー４８の他端は、それぞれモータ駆動回路４３の出力端子に接続されている。複数の端子４９は、それぞれ、電動モータ１８のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応しており、電動モータ１８の一部である図示しないコイルに接続されている。

本実施形態では、バッテリ４５、一対の電力供給線４４ａ，４４ｂ、第１のバスバー４６、第２のバスバー４７、モータ駆動回路４３、複数のバスバー４８、複数の端子４９および電動モータ１８によって、電気回路が構成されている。すなわち、バッテリ４５の電力は、第１のバスバー４６等を介して電動モータ１８に供給されるようになっている。
バッテリ４５から供給される直流電力は、モータ駆動回路４３と並列に接続された複数の同種のコンデンサ（本実施形態では３つ。第１のコンデンサ５０、第２のコンデンサ５１および第３のコンデンサ５２）によって電圧が平滑にされた後、モータ駆動回路４３に供給されるようになっている。また、モータ駆動回路４３に供給された直流電力は、マイクロコンピュータ等による制御によってモータ駆動回路４３で交流電力に変換された後、電動モータ１８に供給されるようになっている。本実施形態では、複数の同種のコンデンサ５０〜５２が、複数の同数の電子素子として機能する。

図５に示すように、第１のコンデンサ５０は、円柱状であり、その下面からは、第１の端子５３および第２の端子５４が延びている。また、第２のコンデンサ５１および第３のコンデンサ５２もそれぞれ第１の端子５３および第２の端子５４を備えている。各コンデンサ５０〜５２の第１の端子５３の長さと第２の端子５４の長さとの和は、互いに等しくされている。また、第１の端子５３の単位長さあたりの電気抵抗と、第２の端子５４の単位長さあたりの電気抵抗とは互いに等しくされている。第１の端子５３および第２の端子５４を含めた各コンデンサ５０〜５２の電気抵抗は、互いに等しくされている。

図６は、図４の一部を模式的に示す図である。図６を参照して、各コンデンサ５０〜５２は、第１のバスバー４６および第２のバスバー４７に沿って並んで配置されており、第１のバスバー４６および第２のバスバー４７に接続されている。具体的には、バッテリ４５からモータ駆動回路４３にかけて、第１のコンデンサ５０、第２のコンデンサ５１、第３のコンデンサ５２の順で、各コンデンサ５０〜５２が第１のバスバー４６および第２のバスバー４７に沿って並んで配置されている。また、各コンデンサ５０〜５２の第１の端子５３は、第１の接続点で第１のバスバー４６に接続され、各コンデンサ５０〜５２の第２の端子５４は、第２の接続点で第２のバスバー４７に接続されている。

以下では、第１のコンデンサ５０の第１の端子５３と第１のバスバー４６との接続点を第１の接続点５５ａとし、第２のコンデンサ５１の第１の端子５３と第１のバスバー４６との接続点を第１の接続点５５ｂとし、第３のコンデンサ５２の第１の端子５３と第１のバスバー４６との接続点を第１の接続点５５ｃとする。また、第１のコンデンサ５０の第２の端子５４と第２のバスバー４７との接続点を第２の接続点５６ａとし、第２のコンデンサ５１の第２の端子５４と第２のバスバー４７との接続点を第２の接続点５６ｂとし、第３のコンデンサ５２の第２の端子５４と第２のバスバー４７との接続点を第２の接続点５６ｃとする。

第１のバスバー４６は、平面視において概ね湾曲状であり、クランク状に折り返された部分Ａ１を含んでいる。折り返された部分Ａ１は、湾曲状の第１の部分５７、湾曲状の第２の部分５８および湾曲状の第３の部分５９と、第１の部分５７と第２の部分５８、および第２の部分５８と第３の部分５９とをそれぞれ連結する一対の連結部分６０とによって構成されている。

第１の部分５７、第２の部分５８および第３の部分５９は、第１のバスバー４６の湾曲内側（図６では上側）から外側（図６では下側）にかけてこの順番で並んでいる。第１の部分５７、第２の部分５８および第３の部分５９は、平面視においてそれぞれ間隔を隔てて近接配置されている。平面視における第１の部分５７と第２の部分５８との間隔、および平面視における第２の部分５８と第３の部分５９との間隔は、それぞれ、ほぼ一定であり、互いに等しくされている。

第１の部分５７は、第１のバスバー４６の長手方向に関して、第３の部分５９よりもモータ駆動回路４３側に配置されている。また、第２の部分５８は、第１のバスバー４６の長手方向に関して、第１の部分５７と第３の部分５９との間に配置されている。各コンデンサ５０〜５２の第１の端子５３は、第２の部分５８に接続されている。すなわち、各コンデンサ５０〜５２の第１の接続点５５ａ，５５ｂ，５５ｃは、第２の部分５８の長手方向Ｙ１に並ぶように配置されている。

一方、第２のバスバー４７は、平面視において湾曲状であり、各コンデンサ５０〜５２の第２の接続点５６ａ，５６ｂ，５６ｃは、第２のバスバー４７の長手方向に並ぶように配置されている。第３の部分５９に近接する第２のバスバー４７の近接部分４７ｃは、平面視において、第３の部分５９に対して一定間隔を隔てて近接配置されている。
本実施形態では、第１のバスバー４６に折り返された部分Ａ１を設けることで、バッテリ４５の正極Ｐから各コンデンサ５０〜５２をそれぞれ介してバッテリ４５の負極Ｎに至る経路の長さがそれぞれ調整され、互いに等しくされている。また、第１のバスバー４６に折り返された部分Ａ１を設けることで、モータ駆動回路４３の正極側の入力端子４３ａから各コンデンサ５０〜５２をそれぞれ介してモータ駆動回路４３の負極側の入力端子４３ｂに至る経路の長さがそれぞれ調整され、互いに等しくされている。

以下では、バッテリ４５の正極Ｐから各コンデンサ５０〜５２をそれぞれ介してバッテリ４５の負極Ｎに至る経路の長さ、および、モータ駆動回路４３の正極側の入力端子４３ａから各コンデンサ５０〜５２をそれぞれ介してモータ駆動回路４３の負極側の入力端子４３ｂに至る経路の長さについて詳しく説明する。
図７は、バッテリ４５の正極Ｐから各コンデンサ５０〜５２をそれぞれ介してバッテリ４５の負極Ｎに至る経路の長さを説明するための第１のバスバー４６および第２のバスバー４７等の模式的な平面図である。また、図８は、第１のバスバー４６および第２のバスバー４７等を概念的に示す図である。図７における（ａ）、（ｂ）、（ｃ）では、それぞれ、バッテリ４５の正極Ｐから、第１のコンデンサ５０、第２のコンデンサ５１または第３のコンデンサ５２を介してバッテリ４５の負極Ｎに至る経路にハッチングを施している。

図７および図８を参照して、上述のように、バッテリ４５の正極Ｐから各コンデンサ５０〜５２をそれぞれ介してバッテリ４５の負極Ｎに至る経路の長さはそれぞれ調整され、互いに等しくされている。具体的には、図８に示すように、各コンデンサ５０〜５２の第１の端子５３の長さＬ４はそれぞれ等しくされている。また、各コンデンサ５０〜５２の第２の端子５４の長さＬ５はそれぞれ等しくされている。したがって、各コンデンサ５０〜５２の第１の端子５３の長さＬ４と第２の端子５４の長さＬ５との和は、互いに等しくされている。

また、図８に示すように、第１の接続点５５ａからバッテリ４５の正極Ｐに至るまでの第１のバスバー４６の経路長Ｌ１１と、第２の接続点５６ａからバッテリ４５の負極Ｎに至るまでの第２のバスバー４７の経路長Ｌ１２との和である経路長Ｌ１と、第１の接続点５５ｂからバッテリ４５の正極Ｐに至るまでの第１のバスバー４６の経路長Ｌ２１と、第２の接続点５６ｂからバッテリ４５の負極Ｎに至るまでの第２のバスバー４７の経路長Ｌ２２との和である経路長Ｌ２と、第１の接続点５５ｃからバッテリ４５の正極Ｐに至るまでの第１のバスバー４６の経路長Ｌ３１と、第２の接続点５６ｃからバッテリ４５の負極Ｎに至るまでの第２のバスバー４７の経路長Ｌ３２との和である経路長Ｌ３とがそれぞれ等しくされている。

前述のように、第１のバスバー４６と第２のバスバー４７との単位長さ当たりの電気抵抗は互いに等しくされている。また、第１の端子５３の単位長さあたりの電気抵抗と、第２の端子５４の単位長さあたりの電気抵抗とは互いに等しくされている。したがって、バッテリ４５の正極Ｐから各コンデンサ５０〜５２をそれぞれ介してバッテリ４５の負極Ｎに至る経路の長さ（Ｌ１＋Ｌ４＋Ｌ５：Ｌ２＋Ｌ４＋Ｌ５：Ｌ３＋Ｌ４＋Ｌ５）を互いに等しくすることで、バッテリ４５の正極Ｐから各コンデンサ５０〜５２をそれぞれ介してバッテリ４５の負極Ｎに至る経路の抵抗を互いに等しくすることができる。これにより、各コンデンサ５０〜５２への負荷が均一にされ、各コンデンサ５０〜５２間で、放電量、充電量および発熱量に不均一が生じることが防止されている。

なお、上記「バッテリ４５の正極Ｐから各コンデンサ５０〜５２をそれぞれ介してバッテリ４５の負極Ｎに至る経路の抵抗」とは、各経路において、その経路にあるコンデンサ５０〜５２の第１の端子５３の抵抗および第２の端子５４の抵抗、ならびに、当該経路に含まれる第１のバスバー４６の一部の抵抗および第２のバスバー４７の一部の抵抗を含む抵抗である。また、上記コンデンサ５０〜５２とは別の電子素子が各経路に介在している場合には、この別の電子素子の内部抵抗も当該経路の抵抗に含まれる。上記「別の電子素子」としては、例えば、バッテリ４５の正極Ｐとコンデンサ５０〜５２との間に介在する、ノイズ防止用のコイルや電流の流通をＯＮ・ＯＦＦするリレーなどが挙げられる。

以下では、上記「バッテリ４５の正極Ｐから各コンデンサ５０〜５２をそれぞれ介してバッテリ４５の負極Ｎに至る経路の抵抗」を単に「バッテリ４５側の経路の抵抗」ともいう。
図９は、モータ駆動回路４３の正極側の入力端子４３ａから各コンデンサ５０〜５２をそれぞれ介してモータ駆動回路４３の負極側の入力端子４３ｂに至る経路の長さを説明するための第１のバスバー４６および第２のバスバー４７等の模式的な平面図である。また、図１０は、第１のバスバー４６および第２のバスバー４７等を概念的に示す図である。図９における（ａ）、（ｂ）、（ｃ）では、それぞれ、モータ駆動回路４３の正極側の入力端子４３ａから、第１のコンデンサ５０、第２のコンデンサ５１または第３のコンデンサ５２を介してモータ駆動回路４３の負極側の入力端子４３ｂに至る経路にハッチングを施している。

図９および図１０を参照して、上述のように、正極側の入力端子４３ａから各コンデンサ５０〜５２をそれぞれ介して負極側の入力端子４３ｂに至る経路の長さはそれぞれ調整され、互いに等しくされている。具体的には、図１０に示すように、第１の接続点５５ａから正極側の入力端子４３ａに至るまでの第１のバスバー４６の経路長Ｌ６１と、第２の接続点５６ａから負極側の入力端子４３ｂに至るまでの第２のバスバー４７の経路長Ｌ６２との和である経路長Ｌ６と、第１の接続点５５ｂから正極側の入力端子４３ａに至るまでの第１のバスバー４６の経路長Ｌ７１と、第２の接続点５６ｂから負極側の入力端子４３ｂに至るまでの第２のバスバー４７の経路長Ｌ７２との和である経路長Ｌ７と、第１の接続点５５ｃから正極側の入力端子４３ａに至るまでの第１のバスバー４６の経路長Ｌ８１と、第２の接続点５６ｃから負極側の入力端子４３ｂに至るまでの第２のバスバー４７の経路長Ｌ８２との和である経路長Ｌ８とがそれぞれ等しくされている。

したがって、正極側の入力端子４３ａから各コンデンサ５０〜５２をそれぞれ介して負極側の入力端子４３ｂに至る経路の長さ（Ｌ６＋Ｌ４＋Ｌ５：Ｌ７＋Ｌ４＋Ｌ５：Ｌ８＋Ｌ４＋Ｌ５）が互いに等しくされ、正極側の入力端子４３ａから各コンデンサ５０〜５２をそれぞれ介して負極側の入力端子４３ｂに至る経路の抵抗が互いに等しくされている。これにより、各コンデンサ５０〜５２からモータ駆動回路４３に供給される電力が互いに等しくされている。

なお、上記「正極側の入力端子４３ａから各コンデンサ５０〜５２をそれぞれ介して負極側の入力端子４３ｂに至る経路の抵抗」とは、各経路において、その経路にあるコンデンサ５０〜５２の第１の端子５３の抵抗および第２の端子５４の抵抗、ならびに、当該経路に含まれる第１のバスバー４６の一部の抵抗および第２のバスバー４７の一部の抵抗を含む抵抗である。以下では、上記「正極側の入力端子４３ａから各コンデンサ５０〜５２をそれぞれ介して負極側の入力端子４３ｂに至る経路の抵抗」を単に「モータ駆動回路４３側の経路の抵抗」ともいう。

以上のように本実施形態では、電圧平滑用のコンデンサを複数設けることで、バッテリ４５からモータ駆動回路４３に供給される直流電力の電圧がより平滑にされ、モータ駆動回路４３における電力の逆変換が効率的に行われるようになっている。これにより、モータ駆動回路４３から電動モータ１８に安定した電力が供給され、電動モータ１８の動作が安定化される。

また、各コンデンサ５０〜５２への負荷が均一にされ、各コンデンサ５０〜５２間で、放電量、充電量および発熱量に不均一が生じることが防止されているので、バッテリ４５からモータ駆動回路４３に供給される直流電力の電圧が確実に平滑にされる。また、各コンデンサ５０〜５２への負荷が均一になるので、コンデンサ全体としての寿命が長くなる。

さらに、第１のバスバー４６および第２のバスバー４７のうちの湾曲内側に配置された第１のバスバー４６に折り返された部分Ａ１を設けることで、湾曲外側に配置された第２のバスバー４７に折り返された部分Ａ１を設けた場合に比べて、第１のバスバー４６の長手方向の長さと第２のバスバー４７の長手方向の長さとの和の増加を抑えることができる。これにより、上記バッテリ４５側の経路の抵抗、および、上記モータ駆動回路４３側の経路の抵抗の増加を抑制することができる。

また、各コンデンサ５０〜５２の第１の端子５３の長さＬ４および第２の端子５４の長さＬ５を調整して、上記バッテリ４５側の経路の抵抗、および、上記モータ駆動回路４３側の経路の抵抗を調整するのではなく、第１の端子５３および第２の端子５４よりも相対的に電気抵抗の小さい第１のバスバー４６および第２のバスバー４７の長さを調整して上記バッテリ４５側の経路の抵抗、および、上記モータ駆動回路４３側の経路の抵抗を調整することで、当該上記バッテリ４５側の経路の抵抗、および、上記モータ駆動回路４３側の経路の抵抗の増加をさらに抑制することができる。

図１１は、本発明の他の実施形態に係る複数のコンデンサ５０〜５２、第１のバスバー１４６および第２のバスバー１４７等の要部を模式的に示す平面図である。この図１１において、上述の図６に示された各部と同等の構成部分については、図６と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
図１１を参照して、この図１１に示す実施形態が、前述の実施形態と主に相違するのは、第１のバスバー１４６の一部である折り返された部分Ａ２の第１の部分１５７、第２の部分１５８および第３の部分１５９、並びに、第３の部分１５９に近接する第２のバスバー１４７の近接部分１４７ｃが、平面視において、それぞれ直線状にされていることにある。また、第１の部分１５７、第２の部分１５８、第３の部分１５９および上記第２のバスバー１４７の近接部分１４７ａは、それぞれ平行に配置されている。平面視において、上記近接部分１４７ｃは、第３の部分１５９に対して一定の間隔を隔てて平行に近接配置されている。

本実施形態では、平面視において、上記近接部分１４７ｃが、第３の部分１５９に対して一定の間隔を隔てて平行に近接配置されているので、第３の部分１５９と上記近接部分１４７ｃとの間で相互インダクタンスを発生させて、第１のバスバー１４６および第２のバスバー１４７のインピーダンスを低減することができる。これにより、第１のバスバー１４６および第２のバスバー１４７内での電力の損失を抑制することができる。

図１２は、本発明のさらに他の実施形態に係る複数のコンデンサ５０〜５２、第１のバスバー２４６および第２のバスバー２４７等の要部を模式的に示す平面図である。この図１２において、上述の図６および図１１に示された各部と同等の構成部分については、図６および図１１と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
図１２を参照して、この図１２に示す実施形態が、図１１に示す実施形態と主に相違するのは、グランドラインとしての電力供給線４４ｂに接続された第２のバスバー２４７に折り返された部分Ａ２が設けられていることにある。第２のバスバー２４７に近接する第１のバスバー２４６の近接部分２４６ｃは、直線状にされており、平面視において、第２のバスバー２４７の第１の部分１５７に対して一定間隔を隔てて平行に近接配置されている。

また、図示はしないが、第１のバスバー２４６、および上記グランドラインと対をなすラインである電力供給線４４ａ（電源ライン）の少なくとも一方には、コイルやリレー等の電子素子が接続されている。
本実施形態では、上記バッテリ４５側の経路の抵抗を互いに等しくすることができ、上記モータ駆動回路４３側の経路の抵抗を互いに等しくすることができるとともに、電源ライン側の抵抗の増加を抑制しつつ、当該電源ライン側の抵抗と、グランドライン側の抵抗とをバランスさせることができる。すなわち、バッテリ４５の正極Ｐからモータ駆動回路４３の正極側の入力端子４３ａに至る経路の抵抗の増加を抑制しつつ、当該入力端子４３ａに至る経路の抵抗と、バッテリ４５の負極Ｎからモータ駆動回路４３の負極側の入力端子４３ｂに至る経路の抵抗とを互いに等しくすることができる。

この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、上述の実施形態では、本発明に係るモータ制御装置としてのＥＣＵ１２が電動パワーステアリング装置１に適用された場合について説明したが、電動パワーステアリング装置１以外の装置に本発明に係るモータ制御装置（ＥＣＵ１２）を適用してもよい。

また、上述の実施形態では、電動モータ１８が３相のブラシレスモータである場合について説明したが、電動モータ１８は、例えば、３相以外のブラシレスモータであってもよいし、交流モータ等のその他のモータであってもよい。
また、上述の実施形態では、折り返された部分Ａ１，Ａ２がクランク状である場合について説明したが、折り返された部分Ａ１，Ａ２は、クランク状に限らず、例えばＳ字状などの折り返し部分を含むその他の形状にされていてもよい。

また、上述の実施形態では、複数の同種の電子素子がコンデンサである場合について説明したが、これに限らず、例えばモータ駆動回路４３において用いられるスイッチング素子としての複数の同種のＭＯＳＦＥＴを複数の同種の電子素子として用いてもよい。この場合、バッテリ４５の正極Ｐから各ＭＯＳＦＥＴを介してバッテリ４５の負極Ｎに至る経路の抵抗を互いに等しくすることで電動モータ１８の各相に供給される電力をそれぞれ均一にすることができる。これにより、電動モータ１８の出力が安定化される。

本発明の一実施形態に係るモータ制御装置を備える電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。 操舵補助機構の図解的な外観図である。 制御ハウジングをその上方から見た図解的な斜視図である。 制御ハウジングおよびＥＣＵの図解的な平面図である。 第１のコンデンサの図解的な側面図である。 図４の一部を模式的に示す図である。 バッテリの正極から各コンデンサをそれぞれ介してバッテリの負極に至る経路の長さを説明するための第１のバスバーおよび第２のバスバー等の模式的な平面図である。 第１のバスバーおよび第２のバスバー等を概念的に示す図である。 モータ駆動回路の正極側の入力端子から各コンデンサをそれぞれ介してモータ駆動回路の負極側の入力端子に至る経路の長さを説明するための第１のバスバーおよび第２のバスバー等の模式的な平面図である。 第１のバスバーおよび第２のバスバー等を概念的に示す図である。 本発明の他の実施形態に係る複数のコンデンサ、第１のバスバーおよび第２のバスバー等の要部を模式的に示す平面図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る複数のコンデンサ、第１のバスバーおよび第２のバスバー等の要部を模式的に示す平面図である。

符号の説明

１２・・・ＥＣＵ（モータ制御装置）、４３・・・モータ駆動回路、４３ａ・・・正極側の入力端子、４３ｂ・・・負極側の入力端子、４４ｂ・・・電力供給線（グランドライン）、４５・・・バッテリ（電源）、４６・・・第１のバスバー（湾曲内側に配置されたバスバー）、４７，１４７・・・第２のバスバー、５０・・・第１のコンデンサ（電子素子、コンデンサ）、５１・・・第２のコンデンサ（電子素子、コンデンサ）、５２・・・第３のコンデンサ（電子素子、コンデンサ）、５３・・・第１の端子、５４・・・第２の端子、５５ａ，５５ｂ，５５ｃ・・・第１の接続点、５６ａ，５６ｂ，５６ｃ・・・第２の接続点、５７，１５７・・・第１の部分、５８，１５８・・・第２の部分、５９，１５９・・・第３の部分、１４６，２４６・・・第１のバスバー、２４７・・・第２のバスバー（グランドラインに接続されたバスバー）、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３・・・経路長（上記第１のバスバーの経路長と上記第２のバスバーの経路長との和）、Ｌ４・・・長さ（第１の端子の長さ）、Ｌ５・・・長さ（第２の端子の長さ）、Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８・・・経路長（上記第１のバスバーの経路長と上記第２のバスバーの経路長との和）、Ｌ１１，Ｌ２１，Ｌ３１・・・経路長（第１のバスバーの経路長）、Ｌ１２，Ｌ２２，Ｌ３２・・・経路長（第２のバスバーの経路長）、Ｌ６１，Ｌ７１，Ｌ８１・・・経路長（第１のバスバーの経路長）、Ｌ６２，Ｌ７２，Ｌ８２・・・経路長（第２のバスバーの経路長）、Ｎ・・・負極、Ｐ・・・正極、Ｙ１・・・長手方向（第２の部分の長手方向）

Claims (9)

1. 電源およびモータ駆動回路に並列に接続された複数の同種の電子素子と、
   電源の正極とモータ駆動回路の正極側の入力端子とを接続する第１のバスバーと、
   電源の負極とモータ駆動回路の負極側の入力端子とを接続する第２のバスバーとを備え、
   各電子素子は、第１のバスバーに第１の接続点で接続された第１の端子と、第２のバスバーに第２の接続点で接続された第２の端子とを含み、
   電源の正極から各電子素子をそれぞれ介して電源の負極に至る経路の抵抗が、互いに等しくされており、
   モータ駆動回路の正極側の入力端子から各電子素子をそれぞれ介してモータ駆動回路の負極側の入力端子に至る経路の抵抗が、互いに等しくされており、
   上記第１および第２のバスバーの一方は、モータ駆動回路に接続される電動モータの回転軸の軸方向に第１および第２のバスバーを見たときに、電動モータの回転軸に直交する径方向に第１および第２のバスバーが重なるように、上記第１および第２のバスバーの他方の径方向内側に配置されており、
   上記第１および第２のバスバーのうちの内側に配置されたバスバーは、Ｓ字状またはクランク状に折り返された部分を含む、モータ制御装置。
2. 請求項１において、上記第１の接続点から電源の正極に至るまでの第１のバスバーの経路長と、第２の接続点から電源の負極に至るまでの第２のバスバーの経路長との和が、各電子素子に関して互いに等しくされていることを特徴とするモータ制御装置。
3. 請求項１または２において、上記第１の接続点からモータ駆動回路の正極側の入力端子に至るまでの第１のバスバーの経路長と、上記第２の接続点からモータ駆動回路の負極側の入力端子に至るまでの第２のバスバーの経路長との和が、各電子素子に関して互いに等しくされていることを特徴とするモータ制御装置。
4. 請求項２または３において、各電子素子に関して、第１の端子の長さと第２の端子の長さとの和は、互いに等しくされていることを特徴とするモータ制御装置。
5. 請求項２から４の何れか１項において、上記第１および第２のバスバーは湾曲状に配置され、
   第１および第２のバスバーのうち湾曲内側に配置されたバスバーは、Ｓ字状またはクランク状をなすように互いに連結された湾曲状の第１、第２および第３の部分を含み、
   上記第１、第２および第３の部分は、この順で湾曲内側から外側に並んでおり、
   上記第２の部分の長手方向に並ぶように、各電子素子の同側の端子の接続点が配置されていることを特徴とするモータ制御装置。
6. 請求項２から４の何れか１項において、上記第１および第２のバスバーの何れか一方はグランドラインに接続され、
   上記グランドラインに接続されたバスバーは、Ｓ字状またはクランク状をなすように互いに連結された第１、第２および第３の部分を含み、
   上記第２の部分の長手方向に並ぶように、各電子素子の同側の端子の接続点が配置されていることを特徴とするモータ制御装置。
7. 請求項１〜６の何れか１項において、上記電子素子はコンデンサを含むことを特徴とするモータ制御装置。
8. 請求項１〜６の何れか１項において、上記電子素子はＭＯＳＦＥＴを含むことを特徴とするモータ制御装置。
9. 請求項１〜８の何れか１項において、上記第１および第２のバスバーのうちの内側に配置されたバスバーに設けられた上記折り返された部分は、上記電動モータの径方向に間隔を隔てて、略平行に配置された第１、第２および第３の部分を含み、
   上記第１、第２および第３の部分のそれぞれは、直線状である、モータ制御装置。

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