KR20170007409A - 전자 제어 장치 및 전동 파워 스티어링 장치 - Google Patents

전자 제어 장치 및 전동 파워 스티어링 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20170007409A
KR20170007409A KR1020167034857A KR20167034857A KR20170007409A KR 20170007409 A KR20170007409 A KR 20170007409A KR 1020167034857 A KR1020167034857 A KR 1020167034857A KR 20167034857 A KR20167034857 A KR 20167034857A KR 20170007409 A KR20170007409 A KR 20170007409A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
power module
terminal
module
power supply
Prior art date
Application number
KR1020167034857A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101900177B1 (ko
Inventor
도시히코 사카이
다쿠로 가나자와
료이치 고바야시
Original Assignee
히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤 filed Critical 히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤
Publication of KR20170007409A publication Critical patent/KR20170007409A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101900177B1 publication Critical patent/KR101900177B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30Structural association with control circuits or drive circuits
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/22Auxiliary parts of casings not covered by groups H02K5/06-H02K5/20, e.g. shaped to form connection boxes or terminal boxes
    • H02K5/225Terminal boxes or connection arrangements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0403Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box
    • B62D5/0406Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box including housing for electronic control unit
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046Controlling the motor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/24Devices for sensing torque, or actuated thereby
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33Drive circuits, e.g. power electronics
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/493Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode the static converters being arranged for operation in parallel
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2211/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to measuring or protective devices or electric components
    • H02K2211/03Machines characterised by circuit boards, e.g. pcb
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears

Abstract

용장형의 전자 제어 장치에 있어서, 전원 회로의 인덕턴스를 저감시켜, 스위칭 손실 저감, 노이즈 레벨 저감 및 배터리 전원의 전압 이용률 개선을 도모한다. 모터를 동작 제어하는 전자 제어 장치로서, 모터를 구동시키는 파워 모듈(11a, 11b)을 구비한다. 파워 모듈(11a)의 전원 단자(32pua, 32pva, 32pwa)는, 이들 전원 단자와는 다른 극성의 파워 모듈(11b)의 전원 단자(32nub, 32nvb, 32nwb)의 근방에서 이들 단자와 각각 대향하여 배치되어 있다. 파워 모듈(11a)의 길이 방향 단부(311)로부터 도출된 전원 단자(32nua, 32nva, 32nwa)는, 이들 전원 단자와는 다른 극성의 파워 모듈(11b)의 길이 방향 단부(311)로부터 도출된 전원 단자(32pub, 32pvb, 32pwb)의 근방에서 이들 단자와 각각 대향하여 배치되어 있다.

Description

전자 제어 장치 및 전동 파워 스티어링 장치{ELECTRONIC CONTROL DEVICE AND ELECTRIC POWER STEERING DEVICE}
본 발명은 모터의 전자 제어 장치 및 이 제어 장치를 구비한 장치에 관한 것이다.
전동 파워 스티어링 장치로는, 인버터로서 기능하는 파워 모듈을 2계통 실장시킨 용장형의 것이 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1∼3).
특허문헌 1의 파워 스티어링 장치는, 장치의 직경 방향으로 서로 대향하여 파워 모듈이 배치되어 있다. 본 양태에 있어서는, 장치의 동작시에 발생하는 열을 분산시키는 관점에서 2개의 파워 모듈을 의도적으로 이격시키고 있기 때문에, 이 2개의 모듈 사이의 단자도 필연적으로 떨어진 배치로 되어 있다.
특허문헌 2의 파워 스티어링 장치는, 복수의 파워 모듈을 동일 평면상에 배치시키고 있다. 한쪽의 모듈의 전원 양극 단자는 다른 한쪽의 모듈의 전원 음극 단자와 떨어진 배치로 되어 있다.
특허문헌 3의 파워 스티어링 장치는, 부채형의 파워 모듈을 동일 평면상에 복수 배치시키고 있다. 이들 파워 모듈도, 특허문헌 2의 파워 모듈과 마찬가지로, 한쪽의 모듈의 전원 양극 단자가 다른 한쪽의 모듈의 전원 음극 단자와 떨어진 상태로 배치되어 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2013-207969호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 제2011-229229호 공보 특허문헌 3 : 일본 특허 공개 제2013-151206호 공보
종래의 용장형의 전동 파워 스티어링 장치는, 한쪽의 파워 모듈의 양극측 전원 단자와 다른 한쪽의 파워 모듈의 음극측 전원 단자가 이격되어 있기 때문에, 그 장치의 전원 회로의 인덕턴스가 커져, 스위칭 손실이 크고, 노이즈 레벨도 높았다. 또한, 배터리 전원의 전압 이용률이 떨어지게 되었다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여, 용장형의 전자 제어 장치에 있어서, 전원 회로의 인덕턴스를 저감시켜, 스위칭 손실 저감, 노이즈 레벨 저감 및 배터리 전원의 전압 이용률 개선을 도모하는 것을 과제로 한다.
따라서, 본 발명의 전자 제어 장치는, 모터를 동작 제어하는 전자 제어 장치로서, 모터를 구동시키는 파워 모듈을 복수 개 구비하고, 이 복수의 파워 모듈 중, 적어도 하나의 파워 모듈의 전원 단자는, 이 전원 단자와는 다른 극성의 다른 파워 모듈의 전원 단자의 근방에서 이 단자와 대향하여 배치되어 있다.
또한, 본 발명의 전동 파워 스티어링 장치는, 모터를 구동시키는 파워 모듈을 복수 개 구비한 전동 파워 스티어링 장치로서, 상기 복수의 파워 모듈 중, 적어도 하나의 파워 모듈의 전원 단자는, 이 전원 단자와는 다른 극성의 다른 파워 모듈의 전원 단자의 근방에서 이 단자와 대향하여 배치되어 있다.
본 발명에 의하면, 하나의 파워 모듈의 전원 단자가, 이 단자와는 다른 극성의 다른 파워 모듈의 전원 단자의 근방에서 이 단자와 대향하고, 장치의 동작시에 각 파워 모듈에서 발생하는 자계가 상쇄되기 때문에, 전원 회로의 인덕턴스가 저감된다.
본 발명에 의하면, 용장형의 전자 제어 장치에 있어서, 그 전원 회로의 인덕턴스가 저감되기 때문에, 스위칭 손실 저감, 노이즈 레벨 저감 및 배터리 전원의 전압 이용률이 개선된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태의 전자 제어 장치의 종단면도.
도 2는 그 전자 제어 장치의 사시도.
도 3은 그 전자 제어 장치에서의 파워 모듈의 배치 형태를 나타낸 사시도.
도 4는 그 전자 제어 장치에서의 파워 모듈의 배치 형태를 나타낸 평면도.
도 5는 그 전자 제어 장치에 구비된 제어 기판의 배면을 나타낸 평면도.
도 6은 그 전자 제어 장치가 구비된 전동 파워 스티어링 장치의 사시도.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 관해 설명한다.
도 1에 도시된 본 실시형태의 전자 제어 장치(9)는, 도 6에 예시된 조타 기구(1)에 구비된 전동 파워 스티어링 장치(6)에 적용되는 전자 제어 장치의 일례이다.
도 6에 도시된 조타 기구(1)에 있어서, 스티어링휠(도시 생략)에 연결된 스티어링 샤프트(2)의 하단에는 피니언(도시 생략)이 설치되고, 이 피니언은 차체 좌우 방향으로 긴 랙(도시 생략)과 맞물려 있다. 이 랙의 양끝에는 전륜을 좌우 방향으로 조타하기 위한 타이 로드(3)가 연결되어 있다. 또한, 상기 랙은 랙하우징(4)에 수용되어 있고, 또한, 이 랙하우징(4)과 타이 로드(3) 사이에는 고무 부츠(5)가 설치되어 있다. 그리고, 상기 스티어링휠을 회동 조작할 때의 토크를 보조하기 위해 전동 파워 스티어링 장치(6)가 설치되어 있다.
전동 파워 스티어링 장치(6)는, 스티어링 샤프트(2)의 회동 방향과 회동 토크를 검출하는 토크 센서(7)와, 이 토크 센서(7)의 검출치에 기초하여 상기 랙에 기어(10)를 통해 조타 보조력을 부여하는 전동 모터(8), 이 전동 모터(8)를 제어하는 전자 제어 장치(9)를 구비한다. 전동 모터(8)는, 출력축측의 외주부(外周部)의 3개소가 도시하지 않은 볼트를 통해 기어(10)에 접속되고, 전동 모터(8)의 출력축과는 반대측에 전자 제어 장치(9)가 설치되어 있다.
전동 모터(8)는, 하나의 고정자의 내부에 2계통의 3상 권선이 감겨 있고, 각각의 계통의 3상 단자가 외부로 인출되어 있는 소위 2권선 모터이다. 여기서는 각각의 권선을 편의상 a권선, b권선으로 부르기로 한다. a권선 및 b권선에 대략 동일한 3상 전류를 통전시킴으로써, 임의의 회전 상태 및 부하 상태에 있어서, 2계통이 대략 동등한 토크 및 역기전력을 발생시켜, 2개의 동일 특성의 모터가 동일 동작을 행하고 있도록 제어가 이루어진다.
전자 제어 장치(9)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 2계통의 파워 모듈(11)을 구비하는 것에 의해 상기 2권선 모터를 구동시키는 병렬 용장형의 인버터 기능을 실장한 양태로 되어 있다.
즉, 전자 제어 장치(9)는, 전동 모터(8)를 구동시키는 2조의 파워 모듈(11a, 11b)과, 이 파워 모듈(11a, 11b)과 전기적으로 접속되는 전원 기판(12)과, 파워 모듈(11a, 11b)과 전기적으로 접속되는 제어 기판(13)을 구비한다.
전원 기판(12)은, 도 1, 2에 나타낸 바와 같이, 프레임 엔드(14)의 단부(端部)에 설치된 대좌부(15)에 있어서, 부착 금구(20)에 의해 프레임 엔드(14)와 대략 동심(동축)으로 고정되어 있다.
전원 기판(12)에는, 외부의 전원으로부터 공급된 전력을 평활 콘덴서에 충전하고, 파워 모듈(11a, 11b)을 경유하여 구동 전류로서 전동 모터(8)의 2계통의 3상 권선에 흐르도록, 파워 모듈(11a, 11b)의 전원 단자(32)에 접속하는 배선이 형성되어 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 전원 기판(12)에는, 평활 콘덴서(16), 커넥터(17, 18), 도시를 생략한 쵸크 코일 등이 적절하게 실장되어 있다. 평활 콘덴서(16)는, 예컨대 상기 전원을 공유하는 다른 장치로부터 전달되는 노이즈를 저감하기 위한 필터 회로의 하나의 요소로서도 기능한다. 커넥터(17)는, 예컨대 상기 전원으로부터 전력을 공급하기 위한 하네스가 접속되는 커넥터이다. 커넥터(18)는, 예컨대 차량의 메인 컨트롤러로부터 제어 신호 등을 공급하기 위한 하네스나, 제어 기판(13)으로부터 제어 신호, 센서 신호 등을 그 메인 컨트롤러에 공급하기 위한 하네스 등이 접속되는 커넥터이다.
제어 기판(13)은, 전원 기판(12)과 도통하여 파워 모듈(11a, 11b)을 동작 제어하기 위한 제어 회로 기판이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 제어 기판(13)은, 도 6에 나타낸 전동 모터(8)의 도시를 생략한 모터 케이싱의 일단측에 부착되는 프레임 엔드(14) 내에 수용되어 있다. 제어 기판(13)은 이 프레임 엔드(14) 내의 대좌부(19)에 있어서 부착 금구(20)에 의해 이 프레임 엔드(14)와 대략 동심(동축)으로 배치 고정되어 있다.
제어 기판(13)에는, 회전각 센서(21) 외에, 도시를 생략한 주지(周知)의 커스텀 IC, 마이크로컴퓨터 및 프리드라이버 등이 적절하게 실장되어 있다. 또한, 회전각 센서(21)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 전동 모터(8)와 대향하는 제어 기판(13)의 면의 대략 중앙부에 구비되어 있다.
또한, 제어 기판(13)에는, 파워 모듈(11a, 11b)의 요소인 인버터 주회로 소자, 구체적으로는 MOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor)에 대하여 제어 신호를 공급하는 회로가 형성된다. 이와 같이 제어 기판(13)에는 파워 모듈(11a, 11b)이 전기적으로 접속되어 전동 모터(8)를 제어하는 제어 전류가 흐르게 되어 있다.
파워 모듈(11a, 11b)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 전동 모터(8)를 구동시키는 인버터 회로가 실장된 본체부(31)를 구비한다.
파워 모듈(11a)의 본체부(31)의 한쪽의 길이 방향 단부(311)로부터는 3쌍의 전원 단자(32pua, 32nua, 32pva, 32nva, 32pwa, 32nwa)가 도출되어 있다. 또한, 이 본체부(31)의 다른 한쪽의 길이 방향 단부(312)로부터는, 제어 단자(33)와 3상의 모터 단자(34ua, 34va, 34wa)가 도출되어 있다.
파워 모듈(11b)의 본체부(31)의 한쪽의 길이 방향 단부(311)로부터는 32pub, 32nub, 32pvb, 32nvb, 32pwb, 32nwb가 도출되어 있다. 또한, 이 본체부(31)의 다른 한쪽의 길이 방향 단부(312)로부터는, 제어 단자(33)와 3상의 모터 단자(34ub, 34vb, 34wb)가 도출되어 있다.
전원 단자(32pua, 32nua, 32pva, 32nva, 32pwa, 32nwa 및 32pub, 32nub, 32pvb, 32nvb, 32pwb, 32nwb)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 본체부(31)의 길이 방향 단부(311)로부터 그 본체부(31)의 폭방향으로 돌출되고 그 중도로부터 상측을 향해 수직으로 굴곡된 형태로 되어 있다.
특히, 음극측의 전원 단자(32nua, 32nva, 32nwa 및 32nub, 32nvb, 32nwb)는, 각각, 상기 폭방향의 돌출 길이가 양극측의 전원 단자(32pua, 32pva, 32pwa 및 32pub, 32pvb, 32pwb)의 그 폭방향의 돌출 길이보다 짧게 형성되어 있다.
모터 단자(34ua, 34va, 34wa 및 34ub, 34vb, 34wb)는, 도 1, 3에 나타낸 바와 같이, 본체부(31)의 다른 한쪽의 길이 방향 단부(322)로부터 그 본체부(31)의 폭방향으로 돌출되고 그 중도로부터 상측을 향해 수직으로 굴곡된 형태로 되어 있다.
제어 단자(33)는, 길이 방향 단부(322)로부터 본체부(31)의 폭방향으로 돌출되고 그 중도로부터 하측을 향해 수직으로 굴곡된 형태로 되어 있다.
파워 모듈(11a, 11b)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 프레임 엔드(14)의 단부에 설치된 대좌부(141)에 있어서, 동일 평면상에 병렬로 배치된다.
이 때, 도 1, 4에 나타낸 바와 같이, 파워 모듈(11a)의 본체부(31)의 길이 방향 단부(311)로부터 도출된 양극측의 전원 단자(32pua, 32pva, 32pwa)는, 그 길이 방향 단부(311)와 대향하는 파워 모듈(11b)의 길이 방향 단부(311)로부터 도출된 음극측의 전원 단자(32nub, 32nvb, 32nwb)의 근방에서, 이들 단자와 각각 대향한 상태가 된다.
한편, 파워 모듈(11a)의 길이 방향 단부(311)로부터 도출된 음극측의 전원 단자(32nua, 32nva, 32nwa)는, 그 길이 방향 단부(311)와 대향하는 파워 모듈(11b)의 길이 방향 단부(311)로부터 도출된 양극측의 전원 단자(32pub, 32pvb, 32pwb)의 근방에서, 이들 단자와 각각 대향한 상태가 된다.
파워 모듈(11a, 11b)의 상기 각 전원 단자(32) 및 상기 각 모터 단자(34)는, 도 1, 2에 나타낸 바와 같이 전원 기판(12)에 대하여 납땜에 의해 전기적으로 접속 고정되어 있다.
상기 각 모터 단자(34)는, 전동 모터(8)와 조립시에 모터 리드와 중공 접속해도 좋기 때문에, 반드시 전원 기판(12)에 접속되지 않아도 좋다. 또한, 전원 기판(12), 제어 기판(13)의 회로 설계에 따라서 상기 각 모터 단자는 제어 기판(13)에 접속되는 경우도 있다.
한편, 파워 모듈(11a, 11b)의 제어 단자(33)는, 프레임 엔드(14)의 단부에서의 단자 도입용의 개구부(140)로부터 프레임 엔드(14) 내에 도입되어, 제어 기판(13)에 대하여 납땜에 의해 전기적으로 접속 고정되어 있다.
또한, 전원 기판(12)과 제어 기판(13)은, 제어 기판(13)의 제어 회로와 전원 기판(12)의 전원 회로를 도통시키는 리드 프레임(22)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 리드 프레임(22)도 전원 기판(12), 제어 기판(13)에 대하여 납땜에 의해 접속 고정되어 있다.
그리고, 전원 기판(12)에는, 3상의 버스바(23)가 납땜에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 버스바(23)는, 프레임 엔드(14)의 개구부(140)로부터 프레임 엔드(14) 내에 도입되어, 도 6의 전동 모터(8)와 전기적으로 접속되어 있다.
이상의 파워 모듈(11a, 11b), 전원 기판(12), 제어 기판(13), 프레임 엔드(14)는 도 1에 도시된 케이스(24) 내에 수용된다. 케이스(24)의 상판부(240)에는, 커넥터(17, 18)가 도출되는 도시를 생략한 개구부(241)가 형성되어 있다.
도 1, 6을 참조하면서 전동 파워 스티어링 장치(6)의 동작예에 관해 설명한다.
스티어링휠이 조작되어 스티어링 샤프트(2)가 어떤 방향으로 회동하면, 이 스티어링 샤프트(2)의 회동 방향과 회동 토크가 토크 센서(7)에 의해 검출된다. 제어 기판(13)의 제어 회로는 토크 센서(7) 및 회전각 센서(21)의 검출치에 기초하여 전동 모터(8)의 구동 조작량을 산출한다. 파워 모듈(11a, 11b)은 상기 연산된 구동 조작량의 값에 기초한 제어 신호에 기초하여 전동 모터(8)를 구동시킨다. 이 때, 파워 모듈(11a) 및 파워 모듈(11b)의 대응하는 3상 단자에는, 임의의 시점에서 동일한 전류가 흐르도록 제어가 이루어진다. 이에 따라, 전동 모터(8)의 2계통의 권선은 대략 동일한 토크를 발생시켜, 전동 모터(8)의 출력축은 스티어링 샤프트(2)를 조작 방향과 동일한 방향으로 구동시키도록 회동한다. 그리고, 이 출력축의 회동은 도시를 생략한 피니언으로부터 기어(10)를 통해 도시를 생략한 랙에 전달된다.
특히, 본 실시형태에 있어서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 파워 모듈(11a)의 양극측의 전원 단자(32pua, 32pva, 32pwa)는, 파워 모듈(11b)의 음극측의 전원 단자(32nub, 32nvb, 32nwb)의 근방에서 이들 단자와 대향한 상태로 되어 있다. 또한, 파워 모듈(11a)의 음극측의 전원 단자(32nua, 32nva, 32nwa)는, 파워 모듈(11b)의 양극측의 전원 단자(32pub, 32pvb, 32pwb)의 근방에서 이들 단자와 대향한 상태로 되어 있다.
이상과 같이 2계통의 파워 모듈(11a, 11b) 사이에서 서로 다른 극성의 전원 단자가 대향하고 있기 때문에, 이 양자의 파워 모듈(11a, 11b)의 동상(同相) 전류가 상쇄된다. 이에 따라, 파워 모듈(11a, 11b)의 발생 자계의 영향이 상쇄되는 효과가 증대되고, 전원 기판(12)에서의 전원 회로의 인덕턴스가 저감하기 때문에, 스위칭 손실이 저감, 노이즈 레벨이 저감 및 배터리 전원의 전압 이용률이 개선된다.
환언하면, 단일한 파워 모듈을 구비한 양태에 있어서는, 양극측의 전원 단자와 음극측의 전원 단자를 근접시켜 얻어지는 인덕턴스의 저감에는 한계가 있다.
이에 비해, 본 실시형태와 같은 2계통의 파워 모듈을 구비한 양태에 있어서는, 한쪽의 파워 모듈의 전원 단자가 다른 한쪽의 파워 몰의 그 단자와는 다른 극성의 전원 단자와 면대면으로 근접(라미네이트)함으로써, 단일한 파워 모듈을 구비한 양태와 비교해서, 전원 회로의 인덕턴스를 대폭 저감시킬 수 있다.
구체적인 사례를 들면, 단일한 파워 모듈을 구비한 양태의 경우, 한쌍의 구리제 전원 단자(p, n) 사이의 거리가 예컨대 0.9 mm이면, 인덕턴스의 값이 약 11 nH가 되는 것이 실험적으로 확인되어 있다. 또한, 그 거리가 약 0.5 mm이면, 인덕턴스의 값이 약 9 nH가 되는 것이 실험적으로 확인되어 있다.
이에 비해, 2계통의 파워 모듈을 구비한 양태의 경우, 본 실시형태와 같이 한쪽의 모듈의 한쌍의 구리제 전원 단자(단자간 거리는 0.9 mm)와 다른 한쪽의 모듈의 한쌍의 구리제 전원 단자(단자간 거리 0.9 mm)가 쌍방 이극(異極) 단자끼리 대향하는 거리가 예컨대 약 20 mm이면, 인덕턴스의 값이 약 11 nH가 되는 것이 실험적으로 확인되어 있다. 또한, 그 거리가 약 0.5 mm이면, 인덕턴스의 값이 6 nH 미만이 되는 것이 실험적으로 확인되어 있다.
이상과 같이, 2계통의 파워 모듈을 구비하여 한쪽의 파워 모듈의 양극측 전원 단자를 다른 한쪽의 파워 모듈의 음극측 전원 단자와의 근방 위치에서 그 음극측 단자와 대향시킴으로써, 단일한 파워 모듈을 구비한 경우와 비교해서, 인덕턴스의 값을 60% 근방까지 저감할 수 있는 것이 실증되어 있다.
또한, 특히 본 실시형태에 있어서는, 파워 모듈(11a, 11b)이 동일 평면상에 배치되고, 파워 모듈(11a)의 전원 단자(32)는, 파워 모듈(11b)의 본체부(31)의 길이 방향 단부(311)와 대향하는 본체부(31)의 길이 방향 단부(311)로부터 도출되어 있다. 이 양태에 의해, 파워 모듈(11a, 11b)의 전원 단자(32)를 서로 근방의 위치에서 쌍방 이극의 단자끼리 대향시킬 수 있기 때문에, 장치의 대형화를 회피하면서도 전원 회로의 인덕턴스의 저감을 도모할 수 있다.
또한, 파워 모듈(11a, 11b)의 전원 단자(32)는 음극측 단자의 본체부(31) 폭방향 돌출 길이가 양극측 단자의 그 돌출 길이보다 짧게 형성되어 있다. 본 양태와 같이, 전원 단자(32)는 양극측 단자, 음극측 단자의 본체부(31) 폭방향의 돌출 길이가 상이하기 때문에, 도 3에 나타낸 바와 같이, 파워 모듈(11a, 11b)을 동일 평면상에 있어서, 한층 더 서로 근방의 위치에 배치할 수 있다. 따라서, 전원 회로에서의 인덕턴스의 저감 효과를 더욱 높일 수 있다. 그리고, 이에 따라 전자 제어 장치(9)를 한층 더 소형화하는 것도 도모할 수 있다.
그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 파워 모듈(11a, 11b)은 프레임 엔드(14)의 단부에서의 동일 평면상에 배치되고, 파워 모듈(11a, 11b)의 제어 단자(33)는, 서로 대향하지 않는 파워 모듈(11a, 11b)의 단부(파워 모듈(11a, 11b)을 수용하는 케이스(24)의 내면(242)과 대향하는 파워 모듈(11a, 11b)의 단부)로부터 도출된 양태로 되어 있다. 본 양태에 의하면, 제어 기판(13)의 가장자리부 근처의 위치에서 제어 단자(33)를 제어 기판(13)에 접속 고정시킬 수 있기 때문에, 제어 기판(13)의 실장면의 유효 이용이 가능해진다.
또한, 파워 모듈(11a, 11b)의 각 모터 단자(34)도 제어 단자(33)와 마찬가지로, 서로 대향하지 않는 파워 모듈(11a, 11b)의 단부로부터 도출되어 있다. 본 양태에 의해서도, 전원 기판(12) 또는 제어 기판(13)의 가장자리부 근처의 위치에서 각 모터 단자(34)를 전기적으로 접속시킬 수 있다. 이에 따라, 전원 기판(12) 상 또는 제어 기판(13) 상의 데드 스페이스를 최소한으로 억제할 수 있기 때문에, 그 기판(12, 13)의 실장면을 유효하게 이용할 수 있다.
이상 설명한 본 발명은, 전술한 실시형태로 한정되지 않으며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 실시형태에 적용 가능하다.
예컨대, 전술한 실시형태는 2계통의 파워 모듈을 구비한 전자 제어 장치이지만, 4계통, 6계통 등에 예시되는 복수 계통의 파워 모듈을 구비한 전자 제어 장치에 있어서 본 발명의 파워 모듈의 배치 양태를 적용하더라도, 상기 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있는 것은 분명하다.
또한, 본 발명의 파워 모듈의 배치 형태는, 전술한 바와 같은 랙 탑재형의 전동 파워 스티어링 장치의 전자 제어 장치에 한정되지 않고, 예컨대 칼럼 탑재형의 전동 파워 스티어링 장치에도 동일하게 적용 가능하고, 브레이크 제어 장치에 예시되는 것과 같은 전동 모터를 갖는 장치 시스템의 전자 제어 장치에 있어서도 적용될 수 있다.

Claims (9)

  1. 모터를 동작 제어하는 전자 제어 장치로서,
    모터를 구동시키는 파워 모듈을 복수 개 구비하고,
    이 복수의 파워 모듈 중, 적어도 하나의 파워 모듈의 전원 단자는, 이 전원 단자와는 다른 극성의 다른 파워 모듈의 전원 단자의 근방에서 이 단자와 대향하여 배치된 전자 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 파워 모듈은 동일 평면상에 배치되고,
    상기 하나의 파워 모듈의 전원 단자는, 상기 다른 파워 모듈과 대향하는 모듈 본체부의 단부로부터 도출되는 것인 전자 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전원 단자의 양극측 단자 및 음극측 단자는, 모듈 본체부 폭방향의 돌출 길이가 상이한 것인 전자 제어 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 하나의 파워 모듈의 제어 단자는, 상기 다른 파워 모듈과 대향하지 않는 모듈 본체부의 단부(端部)로부터 도출되는 것인 전자 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 하나의 파워 모듈의 모터 단자는, 상기 다른 파워 모듈과 대향하지 않는 모듈 본체부의 단부로부터 도출되는 것인 전자 제어 장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 파워 모듈의 전원 단자와 전기적으로 접속되는 전원 기판과,
    상기 파워 모듈의 제어 단자와 전기적으로 접속되는 제어 기판과,
    상기 파워 모듈, 전원 기판, 제어 기판을 수용하는 케이스
    를 구비하고,
    상기 케이스의 내면과 대향하는 상기 파워 모듈의 모듈 본체부의 단부로부터 그 파워 모듈의 제어 단자가 도출되는 것인 전자 제어 장치.
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 파워 모듈의 전원 단자 및 모터 단자와 전기적으로 접속되는 전원 기판과,
    상기 파워 모듈의 제어 단자와 전기적으로 접속되는 제어 기판과,
    상기 파워 모듈, 전원 기판, 제어 기판을 수용하는 케이스
    를 구비하고,
    상기 케이스의 내면과 대향하는 상기 파워 모듈의 모듈 본체부의 단부로부터 그 파워 모듈의 제어 단자 및 모터 단자가 도출되는 것인 전자 제어 장치.
  8. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 파워 모듈의 전원 단자와 전기적으로 접속되는 전원 기판과,
    상기 파워 모듈의 제어 단자 및 모터 단자와 전기적으로 접속되는 제어 기판과,
    상기 파워 모듈, 전원 기판, 제어 기판을 수용하는 케이스
    를 구비하고,
    상기 케이스의 내면과 대향하는 상기 파워 모듈의 모듈 본체부의 단부로부터 그 파워 모듈의 제어 단자 및 모터 단자가 도출되는 것인 전자 제어 장치.
  9. 모터를 구동시키는 파워 모듈을 복수 개 구비한 전동 파워 스티어링 장치로서,
    상기 복수의 파워 모듈 중, 적어도 하나의 파워 모듈의 전원 단자는, 이 전원 단자와는 다른 극성의 다른 파워 모듈의 전원 단자의 근방에서 이 단자와 대향하여 배치되는 전동 파워 스티어링 장치.
KR1020167034857A 2014-09-18 2015-09-10 전자 제어 장치 및 전동 파워 스티어링 장치 KR101900177B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2014-189742 2014-09-18
JP2014189742A JP6376917B2 (ja) 2014-09-18 2014-09-18 電子制御装置及び電動パワーステアリング装置
PCT/JP2015/075707 WO2016043116A1 (ja) 2014-09-18 2015-09-10 電子制御装置及び電動パワーステアリング装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170007409A true KR20170007409A (ko) 2017-01-18
KR101900177B1 KR101900177B1 (ko) 2018-09-18

Family

ID=55533154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167034857A KR101900177B1 (ko) 2014-09-18 2015-09-10 전자 제어 장치 및 전동 파워 스티어링 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10536049B2 (ko)
JP (1) JP6376917B2 (ko)
KR (1) KR101900177B1 (ko)
CN (1) CN107078608B (ko)
DE (1) DE112015004262T5 (ko)
WO (1) WO2016043116A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200011557A (ko) * 2017-07-21 2020-02-03 히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤 전동 구동 장치 및 전동 파워 스티어링 장치

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017006429A1 (ja) * 2015-07-07 2017-01-12 日産自動車株式会社 ホィール駆動装置の配設構造
US10288506B2 (en) 2016-10-19 2019-05-14 Steering Solutions Ip Holding Corporation Integrated torque sensor in controller board and EPS system incorporating the same
US10090279B2 (en) * 2017-03-03 2018-10-02 Semiconductor Components Industries, Llc Stray inductance reduction in packaged semiconductor devices and modules
ES2892303T3 (es) * 2018-03-01 2022-02-03 Otis Elevator Co Motor eléctrico para un sistema de ascensor y un sistema de ascensor que comprende dicho motor
JP2020039242A (ja) * 2018-09-06 2020-03-12 本田技研工業株式会社 駆動ユニット
KR102579440B1 (ko) * 2019-01-04 2023-09-18 현대모비스 주식회사 양면 냉각형 파워 모듈
JP7346079B2 (ja) * 2019-05-21 2023-09-19 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 電動モータ制御装置
US20220340112A1 (en) * 2019-06-07 2022-10-27 Mando Corporation Control device structure of brake system
US11031379B2 (en) 2019-09-04 2021-06-08 Semiconductor Components Industries, Llc Stray inductance reduction in packaged semiconductor devices
US20220400560A1 (en) * 2019-09-26 2022-12-15 Hitachi Astemo, Ltd. Electronic Control Unit
JP2021126708A (ja) * 2020-02-10 2021-09-02 株式会社マキタ 電動工具用コントローラ及び電動工具

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990013848A (ko) * 1997-07-15 1999-02-25 가나이 쯔도무 인버터 장치
KR20030078721A (ko) * 2002-03-29 2003-10-08 가부시키가이샤 히다치구죠시스템 냉동장치 및 그것에 사용되는 인버터장치
KR20070052677A (ko) * 2005-11-17 2007-05-22 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 콘덴서 모듈, 전력 변환장치 및 차량 탑재용 전기시스템
JP2011229229A (ja) 2010-04-16 2011-11-10 Denso Corp 電動機の駆動装置及びこれを用いた電動装置
JP2013151206A (ja) 2012-01-25 2013-08-08 Mitsubishi Electric Corp 電動パワーステアリング装置
JP2013192403A (ja) * 2012-03-14 2013-09-26 Toyota Motor Corp 電力供給装置
JP2013207969A (ja) 2012-03-29 2013-10-07 Denso Corp 駆動装置
JP2014067760A (ja) * 2012-09-24 2014-04-17 Toshiba Corp 半導体装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1363026A3 (en) * 2002-04-26 2004-09-01 Denso Corporation Invertor integrated motor for an automotive vehicle
JP4708951B2 (ja) * 2005-10-21 2011-06-22 ニチコン株式会社 インバータモジュールおよびそれを用いたインバータ一体型交流モータ
JP4580999B2 (ja) * 2008-03-19 2010-11-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 モータのコントロールユニット
JP5308917B2 (ja) * 2009-05-29 2013-10-09 サンデン株式会社 インバータ一体型電動圧縮機
JP5692588B2 (ja) * 2010-12-28 2015-04-01 株式会社デンソー 駆動装置
JP5645974B2 (ja) * 2011-01-18 2014-12-24 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング用電動モータ装置及び電動パワーステアリング装置
JP5927836B2 (ja) * 2011-10-19 2016-06-01 株式会社デンソー 駆動装置
US9586615B2 (en) 2012-01-25 2017-03-07 Mitsubishi Electric Corporation Electric power steering apparatus
JP5373150B2 (ja) * 2012-05-16 2013-12-18 日立オートモティブシステムズ株式会社 コンデンサモジュール

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990013848A (ko) * 1997-07-15 1999-02-25 가나이 쯔도무 인버터 장치
KR20030078721A (ko) * 2002-03-29 2003-10-08 가부시키가이샤 히다치구죠시스템 냉동장치 및 그것에 사용되는 인버터장치
KR20070052677A (ko) * 2005-11-17 2007-05-22 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 콘덴서 모듈, 전력 변환장치 및 차량 탑재용 전기시스템
JP2011229229A (ja) 2010-04-16 2011-11-10 Denso Corp 電動機の駆動装置及びこれを用いた電動装置
JP2013151206A (ja) 2012-01-25 2013-08-08 Mitsubishi Electric Corp 電動パワーステアリング装置
JP2013192403A (ja) * 2012-03-14 2013-09-26 Toyota Motor Corp 電力供給装置
JP2013207969A (ja) 2012-03-29 2013-10-07 Denso Corp 駆動装置
JP2014067760A (ja) * 2012-09-24 2014-04-17 Toshiba Corp 半導体装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200011557A (ko) * 2017-07-21 2020-02-03 히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤 전동 구동 장치 및 전동 파워 스티어링 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016063625A (ja) 2016-04-25
US10536049B2 (en) 2020-01-14
CN107078608B (zh) 2021-01-08
JP6376917B2 (ja) 2018-08-22
KR101900177B1 (ko) 2018-09-18
DE112015004262T5 (de) 2017-06-14
WO2016043116A1 (ja) 2016-03-24
CN107078608A (zh) 2017-08-18
US20170237311A1 (en) 2017-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101900177B1 (ko) 전자 제어 장치 및 전동 파워 스티어링 장치
US10906577B2 (en) Electric power steering apparatus
EP3366547B1 (en) Integrated electric power steering device and method for manufacturing same
US8829746B2 (en) Controller for an electric motor
US8471417B2 (en) Semiconductor module device and driving apparatus having the same
US8649159B2 (en) Semiconductor module device and driving apparatus having the same
US9000633B2 (en) Drive apparatus having a motor, a heat sink, and a plurality of semiconductor modules
US8456049B2 (en) Drive apparatus
US20120307476A1 (en) Control unit and driving apparatus using the same
US9276461B2 (en) Electric power steering driving apparatus
US10523091B2 (en) Control unit and electric power steering device employing control unit
US8796971B2 (en) Motor drive apparatus
US10800444B2 (en) Electric driving device and electric power steering device
US8896171B2 (en) Motor drive apparatus having a simplified assembling structure
JP2016123237A (ja) モータユニット
CN112039408A (zh) 电力转换装置
CN111971880B (zh) 电动助力转向装置
US8981605B2 (en) Motor drive apparatus with substrate fixed, member and rotation angle sensor
US11523497B2 (en) Electric power conversion apparatus and electric power steering apparatus using the same
JP2014161174A (ja) モータ装置
CN110783891A (zh) 驱动控制装置、驱动装置以及助力转向装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant