WO2009099026A1 - モータ制御装置及びこれを備える車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

　操舵補助用の電動モータ１８を駆動制御するための制御基板として、第１の多層回路基板３１が設けられている。第１の多層回路基板３１は、中央に貫通孔５５を有する環状の多層回路基板であり、接地層としての第３の層５３と電源層としての第２の層５２とを含む。第３の層５３に、電動モータの出力軸３０の回りに配置された円弧状の接地パターン５７が形成され、第２の層５２には接地パターン５７とほぼ同一形状の電源パターン５６が形成されている。モータ制御装置のノイズをより低減することができる。

Description

モータ制御装置及びこれを備える車両用操舵装置

　本発明はモータ制御装置及びこれを備える車両用操舵装置に関するものである。

　電動モータは、モータ制御装置によって駆動制御される（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５－２７８３４４号公報

　モータ制御装置及び電動モータをより小型化するために、モータ制御装置と電動モータとを隣接配置することが考えられる。具体的には、制御装置と電動モータとをモータの軸方向に並べて配置し、制御装置がモータ出力軸を取り囲むようにすることが考えられる。制御装置の回路基板は、モータ出力軸を挿通できるように、ドーナツ状に形成される。
　このような小型のモータ制御装置において、ノイズをより低減することが要請されている。本発明は、この課題を解決することを目的とする。

　下記において、括弧内の参照符号は、後述する発明の実施の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。
　前記目的を達成するため、本発明のモータ制御装置は、電動モータ（１８）を駆動制御するための制御基板（３１，３２）を備え、前記制御基板は内層及び外層を有する多層回路基板を含み、前記内層のうちの一層には、前記電動モータ（１８）の出力軸の回りに配置された接地パターン（５７）が形成され、前記接地パターン（５７）の一部には、前記接地パターン（５７）を出力軸の径方向に貫くようにして切欠部（５７ｃ）が形成されている。

　本発明によれば、接地パターン（５７）が切欠部（５７ｃ）のために円弧状に形成されることにより、接地パターン（５７）において、出力軸の周囲を環状に流れる電流としてのループ電流が生じることを防止できる。その結果、ループ電流の発生に起因する電磁ノイズを防止できる。
　また、前記多層回路基板は、内層として電源層（５２）を含み、電源層（５２）に、電動モータ（１８）の出力軸の回りに配置された円弧状の電源パターン（５６）が形成され、前記電源パターン（５６）の一部には、前記電源パターン（５６）を出力軸の径方向に貫くようにして切欠部（５６ｃ）が形成されていることが好ましい。

　この場合、電源パターン（５６）が切欠部（５６ｃ）のために円弧状に形成されることにより、電源パターン（５６）において、出力軸の周囲を環状に流れる電流としてのループ電流が生じることを防止できる。その結果、ループ電流の発生に起因する電磁ノイズをより確実に防止できる。
　前記電源パターン（５６）は、前記接地パターン（５７）に対向するように配置された場合、前記電源パターン（５６）及び前記接地パターン（５７）によってキャパシタが形成される。このキャパシタにより、モータ制御装置から発生するノイズを平滑化することができる。

　前記接地パターン（５７）に形成された切欠部（５７ｃ）と、前記電源パターン（５６）に形成された切欠部（５６ｃ）とは、平面視してほぼ同一の位置に存在することが好ましい。このようにキャパシタの形成に寄与しない切欠部（５７ｃ，５６ｃ）をほぼ同一の位置に配置することにより、電源パターン（５６）と接地パターン（５７）との対向面積を大きくし、キャパシタの容量を大きくすることができる。

　また、本発明において、前記多層回路基板は、互いに離隔する第１及び第２の多層回路基板（３１，３２）を含み、第１の多層回路基板は、電源回路（６９）、演算回路（７１）及びアナログ信号用インターフェース回路（７０）を少なくとも実装し、第２の多層回路基板は、スイッチング素子（８６Ｕ，８６Ｖ，８６Ｗ）を制御するドライバ（７７）及び外部との通信回路（７６）を少なくとも実装する場合がある。この場合、アナログ信号が入力される第１の多層回路基板と、デジタル信号が入力される第２の多層回路基板とを別体に形成していることにより、第２の多層回路基板から第１の多層回路基板に侵入してくるノイズを少なくでき、アナログ信号にノイズが入ることを抑制できる。

　また、本発明は、前記のモータ制御装置を備えることを特徴とする車両用操舵装置（４）を提供するものである。この場合、電磁ノイズの影響を受け難い車両用操舵装置を実現できる。
　本発明における上述の、又はさらに他の利点、特徴及び効果は、添付図面を参照して次に述べる実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の一実施の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。 モータ制御装置の図解的な分解斜視図である。 第１の多層回路基板の要部の構成を示す模式的な斜視図である。 モータ制御装置の電気的な構成の要部を示すブロック図である。

符号の説明

　１…電動パワーステアリング装置（車両用操舵装置）、１８…電動モータ、２９…モータ制御装置、３０…出力軸、３１…第１の多層回路基板（制御基板）、３２…第２の多層回路基板（制御基板）、５２…第２の層（電源層）、５３…第３の層（接地層）、５６…電源パターン、５７…接地パターン、６９…電源回路、７０…アナログ信号用Ｉ／Ｆ回路、７１…演算回路、７６…通信回路、７７…ＦＥＴドライバ、８６Ｕ，８６Ｖ，８６Ｗ…スイッチング素子。

　図１は、本発明の一実施の形態に係るモータ制御装置を備える車両用操舵装置としての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、ステアリングホイール等の操舵部材２と、操舵部材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。

　操舵部材２と転舵機構４とは、ステアリングシャフト６及び中間軸７等を介して機械的に連結されている。操舵部材２の回転は、ステアリングシャフト６及び中間軸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、後述するラック軸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、操舵部材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、操舵部材２に一定値以上の操舵トルクが入力されると、入力軸８及び出力軸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及び出力軸９の相対回転変位量に基づいて、操舵部材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２９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及びナックルアーム（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に連結されており、操舵部材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、前記ピニオン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及びラック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、操舵補助用の電動モータ１８と、電動モータ１８の出力回転を減速する減速機構１９と、電動モータ１８の駆動を制御するモータ制御装置２９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。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の出力軸（図示せず）に連結されている。ウォームホイール２１は、ステアリングシャフト６の出力軸９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及び出力軸９が同行回転する。これにより、操舵補助力としての電動モータ１８の出力が、転舵機構４に伝達され、運転者の操舵が補助される。

　モータ制御装置２９は、トルクセンサ１１からのトルク検出結果や車速センサ７３からの車速検出結果等に基づいて電動モータ１８の駆動を制御する。
　図２は、操舵補助機構５の図解的な外観図である。図１及び図２を参照して、減速機構１９は、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。
　ギヤハウジング２２は、例えば、アルミニウム合金を用いて形成されており、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の出力軸９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、例えば、鉄を用いて形成されており、円筒状の周壁部２６と、周壁部２６の一端を閉塞する端壁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円弧状のフランジ部２８とを含む。フランジ部２８は、電動モータ１８の周方向Ｃ１に関して、例えば等間隔に２箇所設けられている。

　モータハウジング２５は、後述する制御ハウジング３４を介して、ギヤハウジング２２に連結されている。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３４が介在している。制御ハウジング３４は、電動モータ１８に対して電動モータ１８の軸方向Ｘ１に隣接している。
　なお、以下では、電動モータ１８の軸方向Ｘ１を単に「軸方向Ｘ１」といい、電動モータ１８の周方向Ｃ１を単に「周方向Ｃ１」という。

　図３は、モータ制御装置２９の図解的な分解斜視図である。図３を参照して、モータ制御装置２９は、第１の多層回路基板３１と、第２の多層回路基板３２と、駆動回路基板３３と、これらの回路基板３１～３３を収容するハウジングとしての制御ハウジング３４とを備えている。
　制御ハウジング３４は、例えば、アルミニウム合金を用いて形成されており、一端が開放した概ね四角箱型の部材である。制御ハウジング３４は、本体部３５と筒状部３６とを含む。本体部３５及び筒状部３６は、単一の部材で一体に形成されている。

　本体部３５は、底壁３７と、底壁３７の外周縁部に設けられた概ね四角筒状の外周壁３８と、外周壁３８の一端（図３では上端）から本体部３５の外側に向かって張り出した環状のフランジ３９とを含む。筒状部３６は、底壁３７の中心部から立設され、本体部３５の開放側に向かって延びている。筒状部３６は、外周壁３８に取り囲まれている。
　外周壁３８の内側に収容室Ｓ１が形成されている。収容室Ｓ１は、筒状部３６の内側に形成される中心空間Ｓ２と、外周壁３８と筒状部３６との間に形成され、中心空間Ｓ２の周囲を取り囲む周囲空間Ｓ３とを含んでいる。筒状部３６は、中心空間Ｓ２と周囲空間Ｓ３とを仕切る仕切り部材を構成している。

　中心空間Ｓ２には、電動モータ１８の出力軸３０が配置されている。すなわち、筒状部３６の内側を、電動モータ１８の出力軸３０が挿通している。周囲空間Ｓ３には、各回路基板３１～３３が収容されている。
　フランジ３９は、外周壁３８の一端に沿う環状部４２と、環状部４２の一部から本体部３５の外側に向かって突出する複数（例えば、一対）の取付部４３とを含む。各取付部４３には、当該取付部４３をその厚み方向に貫通する位置決め孔４４が形成されている。

　図２及び図３を参照して、制御ハウジング３４は、位置決め孔４４を挿通する固定ボルト４５によって、ギヤハウジング２２に固定されている。図２を参照して、制御ハウジング３４の底壁３７には、モータハウジング２５側に向けて延びる環状の突合せ部４６が設けられている。この突合せ部４６には、モータハウジング２５の前記フランジ部２８に対応する位置にそれぞれ円弧状のフランジ部４７が設けられている。これらのフランジ部２８，４７は、固定ボルト４８を用いて互いに固定されている。

　図４は、第１の多層回路基板３１の要部の構成を示す模式的な斜視図である。図４を参照して、第１の多層回路基板３１は、丸孔からなる貫通孔が形成された円環状の層を複数積層してなる多層回路基板であり、各層は絶縁体又は誘電体からなる薄い基板で形成されている。第１の多層回路基板３１は、例えば、第１～第４の層５１～５４を含んでいる。なお、第１の多層回路基板３１の外周縁部は、矩形形状をなしていてもよい。

　この第１の多層回路基板３１は、第１の層５１、第２の層５２、第３の層５３及び第４の層５４を軸方向Ｘ１に順次に積層してなる。すなわち、外層としての第１の層５１及び第４の層５４の間に、内層としての第２の層５２及び第３の層５３が積層配置される。第２の層５２は電源層として機能し、第３の層５３は接地層（グランド層）として機能する。

　各層５１～５４の貫通孔は、それぞれ、対応する層５１～５４の径方向の中央に形成されており、互いに連通している。これらの貫通孔が、第１の多層回路基板３１の貫通孔５５を構成している。
　第１の層５１の表面は、第１の多層回路基板３１の表面を構成している。
　第２の層５２の表面には、薄膜状をなす導電性の電源パターン５６が形成されている。軸方向Ｘ１に沿って見たとき、すなわち平面視して、電源パターン５６は、円弧状としての“Ｃ”形形状をなしている。換言すれば、電源パターン５６は、貫通孔５５を取り囲む有端環状をなして出力軸３０の回りに配置されている。

　電源パターン５６の周方向に関する一端部５６ａと他端部５６ｂとの間には、電源パターン５６を径方向に貫くようにして切欠部５６ｃが形成されている。この切欠部５６ｃには電源パターン５６が存在しないので、一端部５６ａと他端部５６ｂとの間に、電流は流れない。
　電源パターン５６の周方向に関する一端部５６ａと他端部５６ｂとの間の最短距離は、適宜設定されるが、少なくとも両者間で電流の短絡が生じない程度に設定される。第２の層５２の径方向に関して、電源パターン５６は、第２の層５２の内周縁部及び外周縁部を除く大部分に形成されている。

　第３の層５３の表面には、薄膜状をなす導電性の接地パターン（ＧＮＤパターン）５７が形成されている。軸方向Ｘ１に沿って見たとき、すなわち平面視して、接地パターン５７は、円弧状としての“Ｃ”形形状をなしている。換言すれば、接地パターン５７は、貫通孔５５を取り囲む有端環状をなして出力軸３０の回りに配置されている。
　接地パターン５７の周方向に関する一端部５７ａと他端部５７ｂとの間には、接地パターン５７を径方向に貫くようにして切欠部５７ｃが形成されている。この切欠部５７ｃには接地パターン５７が存在しないので、一端部５７ａと他端部５７ｂとの間に、電流は流れない。接地パターン５７の周方向に関する一端部５７ａと他端部５７ｂとの間の最短距離は、適宜設定されるが、少なくとも両者間で電流の短絡が生じない程度に設定される。第３の層５３の径方向に関して、接地パターン５７は、第３の層５３の内周縁部及び外周縁部を除く大部分に形成されている。

　このように接地パターン５７を第３の層５３の大部分に形成し、電源パターン５６を、第２の層５２の大部分に形成することにより、電源パターン５６と接地パターン５７との間に形成されるキャパシタの容量を大きくすることができる。
　前記接地パターン５７に形成された切欠部５７ｃと、前記電源パターン５６に形成された切欠部５６ｃとは、軸方向Ｘ１に沿って見たとき、すなわち平面視して、ほぼ同一の位置に存在することが好ましい。このようにキャパシタの形成に寄与しない切欠部５７ｃ，５６ｃをほぼ同一の位置に配置することにより、電源パターン５６と接地パターン５７との対向面積を最大にし、キャパシタの容量を最大にすることができる。

　第４の層５４の裏面は、第１の多層回路基板３１の裏面を構成している。
　これら第１～第４の層５１～５４は、軸方向Ｘ１に隣り合う層同士が、互いに固定されている。
　第１の層５１には、スルーホール５８１～５８４がそれぞれ貫通形成されている。
　スルーホール５８１内には導体が挿通されている。この導体は、バッテリ等の電源５９の正極に電気的に接続されるとともに、第２の層５２の電源パターン５６の一端部５６ａに電気的に接続されている。

　スルーホール５８２内には導体が挿通されている。この導体は、第２の層５２の電源パターン５６のうちの、周方向Ｃ１に関する一端部５６ａと他端部５６ｂとの略中間部に、電気的に接続されている。
　スルーホール５８３内には導体が挿通されている。この導体は、第２の層５２の電源パターン５６に貫通形成されたスルーホール６０１の中を通って、第３の層５３の接地パターン５７のうちの、周方向Ｃ１に関する一端部５７ａと他端部５７ｂとの略中間部に、電気的に接続されている。

　第１の層５１の表面に実装された後述する演算回路７１などは、各前記スルーホール５８２内の導体及びスルーホール５８３内の導体のそれぞれと電気的に接続されている。
　スルーホール５８４内には導体が挿通されている。この導体は、第２の層５２の電源パターン５６に貫通形成されたスルーホール６０２の中を通って、第３の層５３の接地パターン５７の一端部５７ａに接続されており、また、接地電位としての車体６１を介して電源５９の負極に電気的に接続されている。

　図３及び図４を参照して、第２の多層回路基板３２は、演算回路７１に代えて後述するＦＥＴドライバ７７が実装されている等、実装されている部品が異なる点以外は、第１の多層回路基板３１と概ね同様の構成であるので、詳細な説明を省略する。
　同様に、駆動回路基板３３は、演算回路７１に代えて後述するスイッチング素子８６が実装されている等、実装されている部品が異なる点以外は、第１の多層回路基板３１と概ね同様の構成であるので、詳細な説明は省略する。

　図３を参照して、各回路基板３１～３３は、軸方向Ｘ１に沿って間隔を隔てて配置されており、収容室Ｓ１の周囲空間Ｓ３に収容されている。各回路基板３１～３３は、軸方向Ｘ１に沿って、第１の多層回路基板３１、第２の多層回路基板３２及び駆動回路基板３３の順に並んで配置されている。第１の多層回路基板３１及び第２の多層回路基板３２は、それぞれ、電動モータ１８を駆動制御するための制御基板を構成している。

　各回路基板３１～３３の貫通孔５５には、それぞれ、筒状部３６及び電動モータ１８の出力軸３０が挿通されている。各回路基板３１～３３は、図示しないねじ部材等の固定部材を用いて、制御ハウジング３４に固定されている。
　第１の多層回路基板３１と、第２の多層回路基板３２とは、帯状のフレキシブル基板６２及びこのフレキシブル基板６２の両端部に設けられたコネクタ６３，６４を介して、電気的に接続されている。

　また、第２の多層回路基板３２と、駆動回路基板３３とは、帯状のフレキシブル基板６５及びこのフレキシブル基板６５の両端部に設けられたコネクタ６６，６７を介して電気的に接続されている。
　図５は、モータ制御装置２９の電気的な構成の要部を示すブロック図である。図３及び図５を参照して、第１の多層回路基板３１は、電源回路６９と、アナログ信号用Ｉ／Ｆ（インターフェース）回路７０と、演算回路７１と、センサＡＭＰ回路７２とを含んでいる。

　電源回路６９は、電源５９と接続されており、電源５９から電力が供給される。
　アナログ信号用Ｉ／Ｆ回路７０は、トルクセンサ１１と接続されており、このトルクセンサ１１から、操舵トルクに関連する信号としての所定のアナログ信号が入力される。
　演算回路７１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等から構成されており、トルクセンサ１１や車速センサ７３からの信号等に基づいて、電動モータ１８へ供給する電力量を演算するものである。演算回路７１は、電源回路６９、アナログ信号用Ｉ／Ｆ回路７０及びセンサＡＭＰ回路７２のそれぞれに接続されている。

　第１の多層回路基板３１及び第２の多層回路基板３２は、それぞれ、電動モータ１８に供給される電力を制御するための制御回路を構成している。第２の多層回路基板３２は、通信回路７６と、ＦＥＴドライバ７７とを含んでいる。
　通信回路７６は、車速センサ７３に接続されており、車速センサ７３からのデジタル信号（パルス信号）が入力される。また、通信回路７６は演算回路７１に接続されている。

　ＦＥＴドライバ７７は、後述するスイッチング素子８６Ｕ～８６Ｗの駆動を制御するものである。このＦＥＴドライバ７７は、演算回路７１に接続されている。ＦＥＴドライバ７７には、演算回路７１からのデジタル信号が入力される。
　駆動回路基板３３は、電動モータ１８を駆動するためのものであり、電源リレーとしてのリレー装置７９及び互いに並列に接続された３つの直列回路８０Ｕ，８０Ｖ，８０Ｖを含んでいる。

　リレー装置７９は、スイッチ８１を備えている。スイッチ８１の一端は、電源５９の正極に接続されている。スイッチ８１の他端部は、コイル８２を介して、各直列回路８０Ｕ，８０Ｖ，８０Ｗの一端部に接続されている。コイル８２は、一端部がスイッチ８１の他端部に接続されるとともに、他端部が、直列回路８０Ｕ，８０Ｖ，８０Ｗの一端部及びコンデンサ８８の一端部に接続されている。コンデンサ８８の他端部は、電源５９の負極に接続されている。これらコイル８２及びコンデンサ８８によって、ノイズフィルタが構成されている。

　駆動回路基板３３には、モータリレーとしてのリレー８３が設けられている。リレー８３は、直列回路８０Ｕの後述する接続点８４Ｕと電動モータ１８のＵ相巻線８５Ｕとの間、及び直列回路８０Ｖの後述する接続点８４Ｖと電動モータ１８のＶ相巻線８５Ｖとの間に介装されている。
　スイッチ８１がオンにされると、電源５９と各直列回路８０Ｕ，８０Ｖ，８０Ｗが接続される。

　直列回路８０Ｕは、ＦＥＴからなるスイッチング素子８６Ｕ１，８６Ｕ２が直列に接続されたものであり、一方のスイッチング素子８６Ｕ１のドレインがコイル８２に接続されている。同様に、直列回路８０Ｖは、スイッチング素子８６Ｖ１，８６Ｖ２が直列に接続されたものであり、一方のスイッチング素子８６Ｖ１のドレインがコイル８２に接続されている。直列回路８０Ｗは、スイッチング素子８６Ｗ１，８６Ｗ２が直列に接続されたものであり、一方のスイッチング素子８６Ｗ１のドレインがコイル８２に接続されている。

　直列回路８０Ｕは、これら２個のスイッチング素子８６Ｕ１，８６Ｕ２の接続点８４Ｕで、電動モータ１８のＵ相巻線８５Ｕに接続されている。同様に、直列回路８０Ｖは、これら２個のスイッチング素子８６Ｖ１，８６Ｖ２の接続点８４Ｖで、電動モータ１８のＶ相巻線８５Ｖに接続されている。同様に、直列回路８０Ｗは、これら２個のスイッチング素子８６Ｗ１，８６Ｗ２の接続点８４Ｗで、電動モータ１８のＷ相巻線８５Ｗに接続されている。

　各直列回路８０Ｕ，８０Ｖ，８０Ｗの他方のスイッチング素子８６Ｕ２，８６Ｖ２，８６Ｗ２のソースは、それぞれ、対応する抵抗８７を介して、電源５９に接続されている。
　各スイッチング素子８６Ｕ１～８６Ｗ２のゲートはＦＥＴドライバ７７に接続されている。
　以上の概略構成を有する電動パワーステアリング装置１において、演算回路７１は、トルクセンサ１１及び車速センサ７３の出力信号に基づいて、電動モータ１８の各相巻線８５Ｕ，８５Ｖ，８５Ｗに流れるべき電流の目標電流値を設定する。

　次いで、演算回路７１は、各相目標電流値と各相巻線８５Ｕ，８５Ｖ，８５Ｗに実際に流れている各相電流値との偏差に基づいて、電動モータ１８の各相ごとにＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成し、その各相ＰＷＭ信号を、ＦＥＴドライバ７７を介して、各直列回路８０Ｕ～８０Ｗのスイッチング素子８６Ｕ１～８６Ｗ２に入力する。
　これにより、各スイッチング素子８６Ｕ１～８６Ｗ２が、それらに入力されるＰＷＭ信号のデューティに応じてオン／オフする。その結果、操舵トルク及び車速に応じた電流が電動モータ１８に流れ、操舵補助力が発生する。

　このときの、演算回路７１に流れる電流ｉ１は、例えば、図４に示す経路をたどる。すなわち、電源５９からの電流ｉ１は、第１の層５１のスルーホール５８１内の導体を通って、第２の層５２の電源パターン５６に流れる。さらに、電源パターン５６を周方向Ｃ１に沿って流れ、スルーホール５８２内の導体から演算回路７１に流れる。演算回路７１から流れ出た電流ｉ１は、スルーホール５８３内の導体を通って接地パターン５７に流れる。さらに、接地パターン５７において、周方向Ｃ１に沿って流れ、接地パターン５７の一端５７ａから、スルーホール５８４内の導体及び車体６１等を通って、電源５９に流れる。

　このとき、電源パターン５６は有端環状をなしていることから、電源パターン５６に流れる電流ｉ１はループ状にならない。同様に、接地パターン５７は有端環状をなしていることから、接地パターン５７に流れる電流ｉ１はループ状にならない。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、各回路基板３１～３３のそれぞれにおいて、電源パターン５６が円弧状に形成され、切欠部５６ｃが形成されていることにより、電源パターン５６において、出力軸３０の周囲を環状に流れるループ電流が生じることを防止できる。その結果、ループ電流の発生に起因する電磁ノイズを防止できる。

　また、各回路基板３１～３３のそれぞれにおいて、接地パターン５７が円弧状に形成され、切欠部５７ｃが形成されていることにより、接地パターン５７において、出力軸３０の周囲を環状に流れる電流としてのループ電流が生じることを防止できる。その結果、ループ電流の発生に起因する電磁ノイズをより確実に防止できる。
　さらに、電動モータ１８の出力軸３０を、各回路基板３１～３３の貫通孔５５内に配置でき、モータ制御装置２９及び電動モータ１８が占有するスペースをより少なくできる。

　また、アナログ信号が入力される第１の多層回路基板３１と、デジタル信号が入力される第２の多層回路基板３２とを別体に形成していることにより、第２の多層回路基板３２から第１の多層回路基板３１に侵入してくるノイズを少なくでき、アナログ信号にノイズが入ることを抑制できる。
　また、各回路基板３１～３３のそれぞれにおいて、第２の層５２と第３の層５３とを隣接配置していることにより、第２の層５２と第３の層５３との間にキャパシタを形成することができる。このキャパシタによって、第２の層５２の電源パターン５６で発生したノイズと、第３の層５３の接地パターン５７で発生したノイズとを相殺することができる。これにより、ノイズがモータ制御装置２９に与える影響をより少なくできる。

　以上より、電磁ノイズの影響を受け難い電動パワーステアリング装置１を実現できる。
　さらに、各回路基板３１～３３を、制御ハウジング３４内で軸方向Ｘ１に近接して重ねて配置していることにより、各回路基板３１～３３が、小径にされて小型化を達成されつつ、十分な実装面積を確保できるようになっている。その結果、各回路基板３１～３３を収容している制御ハウジング３４を小型にできる。

　本発明は、以上の実施の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、各回路基板３１～３３のそれぞれの形状は、円環状に限らず、半円形形状や１／４円形形状や扇形形状等の円弧形状をなしていてもよい。また、第２の層（電源層）５２と第３の層（接地層）５３の配置を逆にしてもよい。

　例えば、上述の実施形態では、いわゆるコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置に本発明が適用された例について説明したが、これに限らず、いわゆるピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置や、いわゆるラックアシスト式の電動パワーステアリング装置等、他の形式の電動パワーステアリング装置に、本発明を適用してもよい。
　また、上述の実施形態では、電動モータの出力を操舵補助力として出力する電動パワーステアリング装置に本発明が適用された例について説明したが、これに限らず、操舵部材の操舵角に対する転舵輪の転舵角の比を変更可能な伝達比可変機構を備え、伝達比可変機構を駆動するために電動モータの出力を用いる伝達比可変式の車両用操舵装置や、操舵部材と転舵輪との機械的な連結が解除され、転舵輪を電動モータの出力で操向するステア・バイ・ワイヤ式の車両用操舵装置等に、本発明を適用してもよい。

　また、上述の実施形態では、電動モータ１８として、ブラシレスモータを用いる例について説明したが、これに限らず、ブラシレスモータ以外のモータを、電動モータ１８として用いてもよい。
　なお、本発明のモータ制御装置を、伝達比可変機構を備える車両用操舵装置に用いる場合の伝達比可変機構は、例えば、遊星伝達機構やニューテーションギヤ機構等の差動機構を備えており、この差動機構を駆動する電動モータとしての伝達比可変用モータの制御装置として、本発明のモータ制御装置を用いることができる。

　その他、本発明を、電動モータ制御装置を備える他の一般の装置に適用してもよい。

Claims (8)

1. 　電動モータを駆動制御するための制御基板を備え、
   　前記制御基板は内層及び外層を有する多層回路基板を含み、
   　前記内層のうちの一層には、前記電動モータの出力軸の回りに配置された接地パターンが形成され、
   　前記接地パターンの一部には、前記接地パターンを出力軸の径方向に貫くようにして切欠部が形成されていることを特徴とするモータ制御装置。
2. 　前記内層のうちの他の一層は電源層であり、
   　前記電源層に、前記電動モータの出力軸の回りに配置された電源パターンが形成され、
   　前記電源パターンの一部には、前記電源パターンを出力軸の径方向に貫くようにして切欠部が形成されている請求項１記載のモータ制御装置。
3. 　前記電源パターンは、前記接地パターンに対向するように配置され、前記電源パターン及び前記接地パターンによってキャパシタを形成する請求項２記載のモータ制御装置。
4. 　前記接地パターンに形成された切欠部と、前記電源パターンに形成された切欠部とは、平面視してほぼ同一の位置に存在する請求項３記載のモータ制御装置。
5. 　前記内層及び外層を有する多層回路基板には、互いに離隔する第１及び第２の多層回路基板が含まれ、
   　前記第１の多層回路基板は、電源回路、演算回路及びアナログ信号用インターフェース回路を少なくとも実装し、前記第２の多層回路基板は、スイッチング素子を制御するドライバ及び外部との通信回路を少なくとも実装する請求項１記載のモータ制御装置。
6. 　前記内層及び外層を有する多層回路基板には、互いに離隔する第１及び第２の多層回路基板が含まれ、
   　前記第１の多層回路基板は、電源回路、演算回路及びアナログ信号用インターフェース回路を少なくとも実装し、前記第２の多層回路基板は、スイッチング素子を制御するドライバ及び外部との通信回路を少なくとも実装する請求項２記載のモータ制御装置。
7. 　請求項１に記載のモータ制御装置を備えることを特徴とする車両用操舵装置。
8. 　請求項２に記載のモータ制御装置を備えることを特徴とする車両用操舵装置。

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