電動パワーステアリング用の電子制御ユニット
【課題】小型の電動パワーステアリング用の電子制御ユニットを提供する。
【解決手段】電動モータと一体に形成される電動パワーステアリング用の電子制御ユニットは、外部のバッテリの正極及び負極の電位を入力する第１及び第２の入力端子Ｂ＋，Ｂ−を有する外部コネクタと、電動モータに駆動信号を供給するスイッチング回路、駆動信号の元となる電源電圧を平滑する電解コンデンサ２１０及びスイッチング回路を制御する制御回路を有する制御基板２００と、制御基板２００を格納するユニットカバーと、を備える。制御基板２００は、ノーマルフィルタとして機能するコイル２２０及びコモンフィルタとして機能する第１〜第４のセラミックコンデンサＣ１〜Ｃ４を有する。Ｃ１の容量は、Ｃ３の容量と同じであり、Ｃ１の容量よりも小さいＣ２の容量は、Ｃ４の容量と同じである。
【解決手段】電動モータと一体に形成される電動パワーステアリング用の電子制御ユニットは、外部のバッテリの正極及び負極の電位を入力する第１及び第２の入力端子Ｂ＋，Ｂ−を有する外部コネクタと、電動モータに駆動信号を供給するスイッチング回路、駆動信号の元となる電源電圧を平滑する電解コンデンサ２１０及びスイッチング回路を制御する制御回路を有する制御基板２００と、制御基板２００を格納するユニットカバーと、を備える。制御基板２００は、ノーマルフィルタとして機能するコイル２２０及びコモンフィルタとして機能する第１〜第４のセラミックコンデンサＣ１〜Ｃ４を有する。Ｃ１の容量は、Ｃ３の容量と同じであり、Ｃ１の容量よりも小さいＣ２の容量は、Ｃ４の容量と同じである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング用の電子制御ユニット等に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両は、電動パワーステアリング装置を備えることができ、電動パワーステアリング装置は、ステアリングハンドルへの運転者による操作によって生じるステアリング系での操舵トルクを補助する補助トルクを発生させる。補助トルクの発生により、電動パワーステアリング装置は、運転者の負担を軽減することができる。補助トルクを与える補助トルク機構は、ステアリング系の操舵トルクを操舵トルクセンサで検出し、この検出信号に基づき電子制御ユニットで駆動信号を発生し、この駆動信号に基づき操舵トルクに応じた補助トルクを電動モータで発生し、補助トルクを減速機構を介してステアリング系に伝達する。
【０００３】
例えば特許文献１は、電動パワーステアリング用の電子制御ユニットの構造を開示する。特許文献１の図３のモータ制御装置２００（電子制御ユニット）は、モータ１００の側部に、モータ１００と一体に形成されている。また、特許文献１の図１０は、モータ制御装置２００の回路構成を開示し、ＣＦで示された位置にコモンフィルタを配置する代わりに、以下の（１）〜（３）を実施している。
（１）Ｎ側バスバ２３０ＢＮＮとＰＣＢ制御グラウンド２２５ＧＳ（制御モジュール２２０に実装）とをＮ側電源配線２２５Ｎで電気的に接続する。
（２）ＰＣＢ制御グラウンド２２５ＧＳとＰＣＢパワーグラウンド２２５ＧＰとをダイオード２２６Ｄを介して電気的に接続する。
（３）ＰＣＢパワーグラウンド２２５ＧＰと下アーム側ソース端子ＬＳとをゲート戻り線ＧＰで電気的に接続する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−６３２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、電動パワーステアリング用の電子制御ユニットは、小型であることが望ましい。また、コモンフィルタは、コイルで構成されて、電子制御ユニットの小型を抑制してしまう。言い換えれば、電動モータと一体に形成される電動パワーステアリング用の電子制御ユニットでは、コイルで構成される大型のコモンフィルタを採用することができない。特許文献１の図１０は、モータ１００と一体に形成されるモータ制御装置２００において、コモンフィルタを採用しないで半導体スイッチング素子ＳＳＷからのノイズを対策するものであるが、モータ１００等のモータ制御装置２００の外部からのノイズを対策するものではない。
【０００６】
本発明の１つの目的は、小型の電動パワーステアリング用の電子制御ユニットを提供することである。本発明の他の目的は、以下に例示する態様及び好ましい実施形態、並びに添付の図面を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下に、本発明の概要を容易に理解するために、本発明に従う態様を例示する。
【０００８】
本発明に従う第１の態様は、電動モータと一体に形成される電動パワーステアリング用の電子制御ユニットであって、
外部のバッテリの正極の電位を入力する第１の入力端子及び前記外部のバッテリの負極の電位を入力する第２の入力端子を有する外部コネクタと、
前記電動モータに駆動信号を供給するスイッチング回路、前記駆動信号の元となる電源電圧を平滑する電解コンデンサ、及び前記スイッチング回路を制御する制御回路を有する制御基板と、
前記制御基板を格納するユニットカバーと、
を備え、
前記電解コンデンサの一端は、前記第１の入力端子及び前記スイッチング回路に接続される第１の電位ラインに接続されるとともに、前記電解コンデンサの他端は、前記第２の入力端子及び前記スイッチング回路に接続される第２の電位ラインに接続され、
前記制御基板は、コイル、第１のセラミックコンデンサ、第２のセラミックコンデンサ、第３のセラミックコンデンサ及び第４のセラミックコンデンサを更に有し、
前記コイルは、前記第１の電位ラインに直列に、前記電解コンデンサに対して前記スイッチング回路の側ではなく、前記第１の入力端子の側に設けられ、
前記第１のセラミックコンデンサは、前記ユニットカバーに接続される第３の電位ラインと前記第１の電位ラインとの間に、前記スイッチング回路の前記側ではなく、前記第１の入力端子の前記側に設けられ、
前記第１のセラミックコンデンサの容量よりも小さい容量を有する前記第２のセラミックコンデンサは、前記第３の電位ラインと前記第１の電位ラインとの間に、前記スイッチング回路の前記側ではなく、前記第１の入力端子の前記側に設けられ、
前記第１のセラミックコンデンサの容量と同じ容量を有する前記第３のセラミックコンデンサは、前記第３の電位ラインと前記第２の電位ラインとの間に設けられ、
前記第２のセラミックコンデンサの容量と同じ容量を有する前記第４のセラミックコンデンサは、前記第３の電位ラインと前記第２の電位ラインとの間に設けられることを特徴とする電動パワーステアリング用の電子制御ユニットに関係する。
【０００９】
第１のセラミックコンデンサは、第１の電位ライン（外部のバッテリの正極の電位）と第３の電位ライン（ユニットカバーの電位）との間に設けられ、第１のセラミックコンデンサの容量と同じ容量を有する第３のセラミックコンデンサは、第３の電位ラインと第２の電位ライン（外部のバッテリの負極の電位）との間に設けられている。従って、コモンモードノイズが第１の電位ライン及び第２の電位ラインに伝導し、第１の入力端子及び第２の入力端子を介して電子制御ユニットに進入しても、第１のセラミックコンデンサ及び第３のセラミックコンデンサで、コモンモードノイズを除去又は低減することができる。コモンフィルタとしてコイルを採用する必要がないので、小型の電動パワーステアリング用の電子制御ユニットを提供することができる。
【００１０】
さらに、第１のセラミックコンデンサの容量よりも小さい容量を有する第２のセラミックコンデンサは、第１の電位ラインと第３の電位ラインとの間に設けられ、第２のセラミックコンデンサの容量と同じ容量を有する第４のセラミックコンデンサは、第３の電位ラインと第２の電位ラインとの間に設けられている。コモンモードノイズが第１のセラミックコンデンサ及び第３のセラミックコンデンサで対処することができる周波数のコモンモードノイズ（低周波側のコモンモードノイズ）だけでなく、その周波数よりも高い周波数コモンモードノイズ（高周波側のコモンモードノイズ）を含む場合がある。このような場合、第２のセラミックコンデンサ及び第４のセラミックコンデンサで、高周波側のコモンモードノイズを除去又は低減することができる。従って、第１〜第４のセラミックコンデンサで、広範囲のコモンモードノイズを除去又は低減することができる。
【００１１】
仮に、コモンフィルタとして低周波側のコモンモードノイズに対処するコイルだけでなく、高周波側のコモンモードノイズに対処するコイルも採用する場合、電子制御ユニットの更なる大型化を招いてしまう。
【００１２】
第１の態様において、前記第１のセラミックコンデンサ及び前記第３のセラミックコンデンサの容量は、１［μＦ］〜１０［μＦ］の範囲であってもよく、
前記第２のセラミックコンデンサ及び前記第４のセラミックコンデンサの容量は、１０００［ｐＦ］〜０．４７［μＦ］の範囲であってもよい。
【００１３】
第１のセラミックコンデンサ及び第３のセラミックコンデンサでＡＭ周波数帯のコモンモードノイズ（低周波側のコモンモードノイズ）に対処することができるとともに、第２のセラミックコンデンサ及び第４のセラミックコンデンサでＦＭ周波数帯のコモンモードノイズ（高周波側のコモンモードノイズ）に対処することができる。
【００１４】
仮に、コモンフィルタとしてＡＭ周波数帯のコモンモードノイズに対処するコイルだけでなく、ＦＭ周波数帯のコモンモードノイズに対処するコイルも採用する場合、電子制御ユニットの更なる大型化を招いてしまう。
【００１５】
第１の態様において、前記コイルは、ノーマルフィルタとして機能してもよく、
前記第１のセラミックコンデンサ、前記第２のセラミックコンデンサ、前記第３のセラミックコンデンサ及び前記第４のセラミックコンデンサは、コモンフィルタとして機能してもよい。
【００１６】
ノーマルフィルタの前段にコモンフィルタを設ける電動パワーステアリング用の電子制御ユニットにより、広範囲のコモンモードノイズを除去又は低減することができる。
【００１７】
当業者は、例示した本発明に従う態様が、本発明の精神を逸脱することなく、さらに変更され得ることを容易に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】電動パワーステアリング装置の概略構成例を示す。
【図２】本発明に従う電動パワーステアリング用の電子制御ユニットの外観例を示す。
【図３】図２のユニットカバーを含む電子制御ユニットの分解斜視図の１例を示す。
【図４】図３の第１の入力端子及び第２の入力端子側に設けられた第１〜第４のセラミックコンデンサを有する制御基板を表す回路構成図の１例を示す。
【図５】図４のスイッチング回路を制御する制御回路を有する制御基板の機能ブロック図の１例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に説明する好ましい実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。従って、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。
【００２０】
図１は、電動パワーステアリング装置１０の概略構成例を示す。図１の例において、電動パワーステアリング装置１０は、電動パワーステアリング用の電子制御ユニット（制御部とも言う。）４２を備える。具体的には、電動パワーステアリング装置１０は、車両のステアリングハンドル（例えばステアリングホイール）２１から車両の操舵車輪（例えば前輪）２９，２９に至るステアリング系２０に補助トルク（付加トルクとも言う。）を与える補助トルク機構４０を備えている。
【００２１】
図１の例において、ステアリング系２０は、ステアリングハンドル２１にステアリングシャフト２２（ステアリングコラムとも言う。）及び自在軸継手２３，２３を介して回転軸２４（ピニオン軸、入力軸とも言う。）を連結し、回転軸２４にラックアンドピニオン機構２５を介してラック軸２６を連結し、ラック軸２６の両端に左右のボールジョイント５２，５２、タイロッド２７，２７及びナックル２８，２８を介して左右の操舵車輪２９，２９を連結したものである。ラックアンドピニオン機構２５は、回転軸２４に有したピニオン３１と、ラック軸２６に有したラック３２とを備える。
【００２２】
ステアリング系２０によれば、運転者がステアリングハンドル２１を操舵することで、その操舵トルクによりラックアンドピニオン機構２５を介して、操舵車輪２９，２９を操舵することができる。
【００２３】
図１の例において、補助トルク機構４０は、ステアリングハンドル２１に加えたステアリング系２０の操舵トルクを操舵トルクセンサ４１で検出し、この検出信号（トルク信号とも言う。）に基づき電子制御ユニット４２で駆動信号を発生し、この駆動信号に基づき操舵トルクに応じた補助トルク（付加トルク）を電動モータ４３で発生し、補助トルクを減速機構４４（例えばウォームギヤ機構）を介して回転軸２４に伝達し、さらに、補助トルクを回転軸２４からステアリング系２０のラックアンドピニオン機構２５に伝達するようにした機構である。
【００２４】
補助トルクがステアリング系２０に与えられる箇所によって、電動パワーステアリング装置１０は、ピニオンアシスト型、ラックアシスト型、コラムアシスト型等に分類することができる。図１の電動パワーステアリング装置１０は、ピニオンアシスト型を示しているが、電動パワーステアリング装置１０は、ラックアシスト型、コラムアシスト型等に適用してもよい。
【００２５】
電動モータ４３は、例えばブラシレスモータであり、ブラシレスモータにおけるロータの回転角又は電動モータ４３の回転角（回転信号とも言う。）は、電子制御ユニット４２によって検出される。ロータは、例えば永久磁石で構成され、電子制御ユニット４２は、永久磁石（Ｎ極及びＳ極）の動きを磁気センサで検出することができる。
【００２６】
電子制御ユニット４２は、例えば、電源回路、モータ電流（実電流）を検出する電流センサ、マイクロプロセッサ、ＦＥＴブリッジ回路、磁気センサ等によって構成される。電子制御ユニット４２は、トルク信号だけでなく、例えば車速信号も入力することができる。車速信号は、図示せぬ車速センサから電子制御ユニット４２に供給されてもよく、図示せぬ他の電子制御ユニットから例えばＣＡＮ（Controller Area Network）等の車内ネットワークを介して電子制御ユニット４２に供給されてもよい。マイクロプロセッサは、トルク信号、車速信号等に基づいて、電動モータ４３をベクトル制御することができる。マイクロプロセッサによって制御されるＦＥＴブリッジ回路は、例えば、電動モータ４３（ブラシレスモータ）に駆動電流（３相交流電流）を通電するスイッチング回路１１１，ＦＥＴ１，ＦＥＴ２，ＦＥＴ３，ＦＥＴ４，ＦＥＴ５，ＦＥＴ６（図４参照）によって構成される。磁気センサは、例えばホールＩＣ（図５参照）によって構成される。
【００２７】
このような電子制御ユニット４２は、少なくとも操舵トルク（トルク信号）に基づいて目標電流を設定し、好ましくは、車速センサによって検出された車速（車速信号）及び磁気センサによって検出されたロータの回転角（回転信号）も考慮して、目標電流を設定する。電子制御ユニット４２は、電流センサによって検出されたモータ電流（実電流）が目標電流に一致するように、電動モータ４３の駆動電流（駆動信号）を制御することができる。
【００２８】
Ｂ＋は、例えば車両に直流電源として設けられるバッテリ６０の正極の電位を示し、Ｂ−は、そのバッテリ６０の負極の電位を示し、負極の電位Ｂ−は、車両の車体に接地することができる。なお、電子制御ユニット４２は、外部コネクタ４４０（図２参照）を備え、外部コネクタ４４０は、バッテリ６０からの電力を電子制御ユニット４２に供給することができ、電源電圧（正極の電位Ｂ＋と負極の電位Ｂ−との差）は、電動モータ４３の駆動信号の元となる。
【００２９】
電動パワーステアリング装置１０によれば、運転者の操舵トルクに電動モータ４３の補助トルク（付加トルク）を加えた複合トルクにより、ラック軸２６で操舵車輪２９，２９を操舵することができる。
【００３０】
図２は、本発明に従う電動パワーステアリング用の電子制御ユニットの外観例を示す。図２の例において、ユニットカバー４２０は、図１の電子制御ユニット４２のカバーであり、モータカバー４３０は、図１の電動モータ４３のカバーである。電動モータ４３のモータ軸４５０の方向にユニットカバー４２０が配置されるように、電子制御ユニット４２は、電動モータ４３０と一体に形成される。図２の例において、方向ＤＲ１が電動モータ４３の上を指す場合、電子制御ユニット４２は、電動モータ４３の上部に電動モータ４３と一体に形成することができる。なお、外部コネクタ４４０は、モータ軸４５０の方向（方向ＤＲ１）に突き出し、外部のバッテリ６０の正極の電位を入力する第１の入力端子Ｂ＋及び外部のバッテリ６０の負極の電位を入力する第２の入力端子Ｂ−を有するとともに、操舵トルクセンサ４１等と電子制御ユニット４２とを接続する少なくとも１つの端子４６０（図３参照）を有している。なお、電子制御ユニット４２は、例えば特許文献１と同様に、電動モータ４３の側部に電動モータ４３と一体に形成してもよい。
【００３１】
図３は、図２のユニットカバー４２０を含む電子制御ユニット４２の分解斜視図の１例を示す。図３の例において、電動パワーステアリング用の電子制御ユニット４２は、例えば２つの基板２００，３００からなる制御基板を備えるとともに、制御基板を格納するユニットカバー４２０を備える。なお、制御基板は、２つの基板２００，３００で概念的に示されており、正確な形状が示されているものではない。また、制御基板は、図３の例に限定されず。例えば１つの基板又は３つの基板で構成してもよい。制御基板又は例えば基板２００は、電動モータ４３に駆動信号を供給するスイッチング回路１１０（図４参照）を有する。制御基板又は例えば基板２００は、駆動信号の元となる電源電圧を平滑する電解コンデンサ２１０を有する。制御基板又は例えば基板３００は、スイッチング回路１１０を制御する制御回路（図５参照）を有する。
【００３２】
図３の例において、外部コネクタ４４０は、少なくとも１つの雄ネジ４９０を介してユニットカバー４２０に固定することができる。制御基板を構成する基板２００，３００を格納可能なユニットカバー４２０の開口部４２５は、モータカバー４３０によって閉じられている（図２参照）。なお、開口部４２５は、ユニットカバー４２０の頂部の開口であり、開口部４２６は、ユニットカバー４２０の側部の開口であり、開口部４２６は、板状の蓋４２８及び雄ネジ４２９によって閉じられている（図２参照）。板状の蓋４２８は、電動モータ４３への出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗ（図４参照）を覆うことができる。
【００３３】
図４は、図３の第１の入力端子Ｂ＋及び第２の入力端子Ｂ−側に設けられた第１〜第４のセラミックコンデンサＣ１〜Ｃ４を有する基板２００又は制御基板を表す回路構成図の１例を示す。図４の例において、第１の入力端子Ｂ＋は、バッテリ６０の正極と接続される端子であり、第２の入力端子Ｂ−は、そのバッテリ６０の負極（車体ＧＮＤ）と接続される端子である。基板２００又は制御基板は、外部コネクタ４４０の第１の入力端子Ｂ＋及び第２の入力端子Ｂ−と接続されている。
【００３４】
図４の例において、第１の入力端子Ｂ＋に接続される第１の電位ライン、第２の入力端子Ｂ−に接続される第２の電位ライン、及びユニットカバー４２０に接続される第３の電位ラインが示されている。ユニットカバー４２０は、例えば金属で構成され、基板２００又は制御基板は、ユニットカバー４２０（第３の電位ＣＡＳＥ）と接続されている。電源電圧（正極の電位Ｂ＋と負極の電位Ｂ−との差）を平滑する電解コンデンサ２１０の一端は、第１の電位ライン（Ｂ＋）に接続されるとともに、電解コンデンサ２１０の他端は、第２の入力端子（Ｂ−）に接続されている。
【００３５】
図４の例において、電動モータ４３に駆動信号を供給するスイッチング回路１１１は、６つのＦＥＴ１〜ＦＥＴ６から構成される３相ＦＥＴブリッジ回路ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６であり、第１の電位ライン（Ｂ＋）及び第２の電位ライン（Ｂ−）に対して、電解コンデンサ２１０と並列に接続されている。第１の電位ライン（Ｂ＋）は、第１の入力端子Ｂ＋及びスイッチング回路１１１に接続され、第２の電位ライン（Ｂ−）は、第２の入力端子Ｂ−及びスイッチング回路１１１に接続される。なお、スイッチング回路１１１は、ＦＥＴ以外の複数のスイッチングトランジスタ（例えばＩＧＢＴ）で構成してもよい。
【００３６】
基板２００又は制御基板は、ノイズフィルタとしてコイル２２０を有することができる。コイル２２０は、第１の電位ライン（Ｂ＋）に直列に、電解コンデンサ２１０に対してスイッチング回路１１０の側ではなく、第１の入力端子Ｂ＋の側に設けられている。コイル２２０は、ノーマルノイズを除去又は低減することができ、ノーマルフィルタとして機能する。
【００３７】
基板２００又は制御基板は、コモンフィルタとして機能する第１〜第４のセラミックコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を更に有する。第１のセラミックコンデンサＣ１は、第１の電位ライン（Ｂ＋）と第３の電位ライン（ユニットカバー４２０の電位ＣＡＳＥ）との間に、電解コンデンサ２１０に対してスイッチング回路１１０の側ではなく、第１の入力端子Ｂ＋の側に設けられる。第１のセラミックコンデンサＣ１の容量と同じ容量を有する第３のセラミックコンデンサＣ３は、第３の電位ライン（ＣＡＳＥ）と第２の電位ライン（Ｂ−）との間に設けられる。従って、コモンモードノイズが第１の電位ライン（Ｂ＋）及び第２の電位ライン（Ｂ−）に伝導し、第１の入力端子Ｂ＋及び第２の入力端子Ｂ−を介して電子制御ユニット４２に進入しても、第１のセラミックコンデンサＣ１及び第３のセラミックコンデンサＣ３で、コモンモードノイズを除去又は低減することができる。基板２００又は制御基板は、コモンフィルタとしてコイルを採用する必要がないので、小型の電子制御ユニット４２０を提供することができる。
【００３８】
さらに、第１のセラミックコンデンサＣ１の容量よりも小さい容量を有する第２のセラミックコンデンサＣ２は、第１の電位ライン（Ｂ＋）と第３の電位ライン（ＣＡＳＥ）との間に、電解コンデンサ２１０に対してスイッチング回路１１０の側ではなく、第１の入力端子Ｂ＋の側に設けられる。第２のセラミックコンデンサＣ２の容量と同じ容量を有する第４のセラミックコンデンサＣ４は、第３の電位ライン（ＣＡＳＥ）と第２の電位ライン（Ｂ−）との間に設けられている。
【００３９】
第１〜第４のセラミックコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、スイッチング回路１１０の前段に設けることができ、第１のセラミックコンデンサＣ１及び第２のセラミックコンデンサＣ２は、コイル２２０の前段に設けることができる。第１のセラミックコンデンサＣ１及び第３のセラミックコンデンサＣ３の容量は、例えば１［μＦ］〜１０［μＦ］の範囲に設定されており、第２のセラミックコンデンサＣ２及び第４のセラミックコンデンサＣ２の容量は、例えば１０００［ｐＦ］〜０．４７［μＦ］の範囲に設定されている。
【００４０】
コモンモードノイズが第１のセラミックコンデンサ及び第３のセラミックコンデンサで対処することができる例えばＡＭ周波数帯の周波数のコモンモードノイズ（低周波側のコモンモードノイズ）だけでなく、その周波数よりも高い例えばＦＭ周波数帯の周波数コモンモードノイズ（高周波側のコモンモードノイズ）を含む場合がある。このような場合、第２のセラミックコンデンサＣ２及び第４のセラミックコンデンサＣ４で、高周波側のコモンモードノイズを除去又は低減することができる。従って、第１〜第４のセラミックコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４で、広範囲のコモンモードノイズを除去又は低減することができる。
【００４１】
仮に、基板２００又は制御基板がコモンフィルタとしてＡＭ周波数帯のコモンモードノイズに対処するコイルだけでなく、ＦＭ周波数帯のコモンモードノイズに対処するコイルも採用する場合、電子制御ユニットの更なる大型化を招いてしまう。
【００４２】
加えて、第１〜第４のセラミックコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、電動モータ４３０と一体に形成される電子制御ユニット４２内に設置されるので、第１〜第４のセラミックコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４と電動モータ４３０とを近づけることができる。従って、第１〜第４のセラミックコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、電動モータ４３０に起因するコモンモードノイズを効果的に除去又は低減することができる。
【００４３】
スイッチング回路１１１のＦＥＴ１及びＦＥＴ２は、正極の電位Ｂ＋と負極の電位Ｂ−との間に直列に接続され、電動モータ４３の例えばＵ巻線を流れるＵ相電流を生成することができる。Ｕ相電流を検出するための電流センサとして例えばシャント抵抗Ｒ１をＦＥＴ２と負極の電位Ｂ−との間に設けることができ、Ｕ相電流を遮断可能な半導体リレーとして例えばＦＥＴ７をＦＥＴ１とＦＥＴ２との接続ノードと電動モータ４３への出力端子Ｕとの間に設けることができる。
【００４４】
ＦＥＴ３及びＦＥＴ４は、正極の電位Ｂ＋と負極の電位Ｂ−との間に直列に接続され、電動モータ４３の例えばＶ巻線を流れるＶ相電流を生成することができる。Ｖ相電流を検出するための電流センサとして例えばシャント抵抗Ｒ２をＦＥＴ４と負極の電位Ｂ−との間に設けることができ、Ｖ相電流を遮断可能な半導体リレーとして例えばＦＥＴ８をＦＥＴ３とＦＥＴ４との接続ノードと電動モータ４３への出力端子Ｖとの間に設けることができる。
【００４５】
ＦＥＴ５及びＦＥＴ６は、正極の電位Ｂ＋と負極の電位Ｂ−との間に直列に接続され、電動モータ４３の例えばＷ巻線を流れるＷ相電流を生成することができる。Ｗ相電流を検出するための電流センサとして例えばシャント抵抗Ｒ３をＦＥＴ６と負極の電位Ｂ−との間に設けることができ、Ｗ相電流を遮断可能な半導体リレーとして例えばＦＥＴ９をＦＥＴ５とＦＥＴ６との接続ノードと電動モータ４３への出力端子Ｗとの間に設けることができる。
【００４６】
図４の例において、スイッチング回路１１０は、駆動信号としてＵ相電流、Ｖ相電流及びＷ相電流を電動モータ４３に供給することができる。ＦＥＴ１、ＦＥＴ３及びＦＥＴ５は、バッテリ６０からの電力を遮断可能な半導体リレーとして例えばＦＥＴ１０及びＦＥＴ１１を介して、正極の電位Ｂ＋に接続されている。ＦＥＴ１〜ＦＥＴ１１の各々は、駆動回路（図５参照）と接続される図示せぬゲートを有し、オン又はオフされる。
【００４７】
なお、ＦＥＴ２とシャント抵抗Ｒ１との接続ノード、ＦＥＴ４とシャント抵抗Ｒ２との接続ノード及びＦＥＴ６とシャント抵抗Ｒ３との接続ノードは、入力回路を介してマイクロプロセッサ（図５参照）に接続され、これらの接続ノードの電位からＵ相電流、Ｖ相電流及びＷ相電流を求めることができる。
【００４８】
図５は、図４のスイッチング回路１１０を制御する制御回路を有する基板３００又は制御基板の機能ブロック図の１例を示す。図５の例において、制御回路は、マイクロプロセッサ及び駆動回路で構成され、基板３００又は制御基板は、磁気センサとしてのホールＩＣだけでなく、制御回路、入力回路及び電源回路も有することができる。
【００４９】
制御回路は、少なくともスイッチング回路１１０（ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６）を制御し、マイクロプロセッサは、目標電流を設定することができる。目標電流は、入力回路を介して取り込まれるトルク信号及びモータ電流（実電流）、並びにホールＩＣを介して取り込まれる回転信号等によって設定される。駆動回路は、目標電流に基づいて、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６に対応する６つの制御信号（ゲート信号）を生成する。ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６は、６つの制御信号（ゲート信号）によってオン又はオフされ、これにより、電動モータ４３に駆動信号（駆動電流）が供給される。
【００５０】
制御回路は、半導体リレー（ＦＥＴ７〜ＦＥＴ１１）を制御することもできる。この場合、マイクロプロセッサは、ＦＥＴ７〜ＦＥＴ１１の各々のオン又はオフを決定し、駆動回路は、これらの決定に基づいて、ＦＥＴ７〜ＦＥＴ１１に対応する５つの制御信号（ゲート信号）を生成することができる。電源回路は、図４のスイッチング回路１１０と同様に、第１〜第４のセラミックコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の後段又は電解コンデンサ２１０の後段に設けれ、第１の電位ライン（Ｂ＋）及び第２の電位ライン（Ｂ−）に接続され、ホールＩＣ、入力回路、マイクロプロセッサ及び駆動回路の電源を生成することができる。言い換えれば、電源回路はバッテリ６０の電源電圧（正極の電位Ｂ＋と負極の電位Ｂ−との差）をロジックの電源電圧（電位Ｖと電位ＧＮＤとの差）に変換することができる。
【００５１】
本発明は、上述の例示的な実施形態に限定されず、また、当業者は、上述の例示的な実施形態を特許請求の範囲に含まれる範囲まで、容易に変更することができるであろう。
【符号の説明】
【００５２】
１０・・・電動パワーステアリング装置、２０・・・ステアリング系、２１・・・ステアリングハンドル、２２・・・ステアリングシャフト、２３・・・自在軸継手、２４・・・回転軸、２５・・・ラックアンドピニオン機構、２６・・・ラック軸、２７・・・タイロッド、２８・・・ナックル、２９・・・操舵車輪、３１・・・ピニオン、３２・・・ラック、４０・・・補助トルク機構、４１・・・操舵トルクセンサ、４２・・・電子制御ユニット（制御部）、４３・・・電動モータ、４４・・・減速機構、５２・・・ボールジョイント、６０・・・バッテリ、１１０・・・スイッチング回路、２００，３００・・・基板（制御基板）、２１０・・・電解コンデンサ、２２０・・・コイル、４２０・・・ユニットカバー、４２５，４２６・・・開口部、４２８・・・蓋、４２９・・・雄ネジ、４３０・・・モータカバー、４４０・・・外部コネクタ、４５０・・・モータ軸、４６０・・・端子、４９０・・・雄ネジ、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４・・・セラミックコンデンサ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング用の電子制御ユニット等に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両は、電動パワーステアリング装置を備えることができ、電動パワーステアリング装置は、ステアリングハンドルへの運転者による操作によって生じるステアリング系での操舵トルクを補助する補助トルクを発生させる。補助トルクの発生により、電動パワーステアリング装置は、運転者の負担を軽減することができる。補助トルクを与える補助トルク機構は、ステアリング系の操舵トルクを操舵トルクセンサで検出し、この検出信号に基づき電子制御ユニットで駆動信号を発生し、この駆動信号に基づき操舵トルクに応じた補助トルクを電動モータで発生し、補助トルクを減速機構を介してステアリング系に伝達する。
【０００３】
例えば特許文献１は、電動パワーステアリング用の電子制御ユニットの構造を開示する。特許文献１の図３のモータ制御装置２００（電子制御ユニット）は、モータ１００の側部に、モータ１００と一体に形成されている。また、特許文献１の図１０は、モータ制御装置２００の回路構成を開示し、ＣＦで示された位置にコモンフィルタを配置する代わりに、以下の（１）〜（３）を実施している。
（１）Ｎ側バスバ２３０ＢＮＮとＰＣＢ制御グラウンド２２５ＧＳ（制御モジュール２２０に実装）とをＮ側電源配線２２５Ｎで電気的に接続する。
（２）ＰＣＢ制御グラウンド２２５ＧＳとＰＣＢパワーグラウンド２２５ＧＰとをダイオード２２６Ｄを介して電気的に接続する。
（３）ＰＣＢパワーグラウンド２２５ＧＰと下アーム側ソース端子ＬＳとをゲート戻り線ＧＰで電気的に接続する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−６３２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、電動パワーステアリング用の電子制御ユニットは、小型であることが望ましい。また、コモンフィルタは、コイルで構成されて、電子制御ユニットの小型を抑制してしまう。言い換えれば、電動モータと一体に形成される電動パワーステアリング用の電子制御ユニットでは、コイルで構成される大型のコモンフィルタを採用することができない。特許文献１の図１０は、モータ１００と一体に形成されるモータ制御装置２００において、コモンフィルタを採用しないで半導体スイッチング素子ＳＳＷからのノイズを対策するものであるが、モータ１００等のモータ制御装置２００の外部からのノイズを対策するものではない。
【０００６】
本発明の１つの目的は、小型の電動パワーステアリング用の電子制御ユニットを提供することである。本発明の他の目的は、以下に例示する態様及び好ましい実施形態、並びに添付の図面を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下に、本発明の概要を容易に理解するために、本発明に従う態様を例示する。
【０００８】
本発明に従う第１の態様は、電動モータと一体に形成される電動パワーステアリング用の電子制御ユニットであって、
外部のバッテリの正極の電位を入力する第１の入力端子及び前記外部のバッテリの負極の電位を入力する第２の入力端子を有する外部コネクタと、
前記電動モータに駆動信号を供給するスイッチング回路、前記駆動信号の元となる電源電圧を平滑する電解コンデンサ、及び前記スイッチング回路を制御する制御回路を有する制御基板と、
前記制御基板を格納するユニットカバーと、
を備え、
前記電解コンデンサの一端は、前記第１の入力端子及び前記スイッチング回路に接続される第１の電位ラインに接続されるとともに、前記電解コンデンサの他端は、前記第２の入力端子及び前記スイッチング回路に接続される第２の電位ラインに接続され、
前記制御基板は、コイル、第１のセラミックコンデンサ、第２のセラミックコンデンサ、第３のセラミックコンデンサ及び第４のセラミックコンデンサを更に有し、
前記コイルは、前記第１の電位ラインに直列に、前記電解コンデンサに対して前記スイッチング回路の側ではなく、前記第１の入力端子の側に設けられ、
前記第１のセラミックコンデンサは、前記ユニットカバーに接続される第３の電位ラインと前記第１の電位ラインとの間に、前記スイッチング回路の前記側ではなく、前記第１の入力端子の前記側に設けられ、
前記第１のセラミックコンデンサの容量よりも小さい容量を有する前記第２のセラミックコンデンサは、前記第３の電位ラインと前記第１の電位ラインとの間に、前記スイッチング回路の前記側ではなく、前記第１の入力端子の前記側に設けられ、
前記第１のセラミックコンデンサの容量と同じ容量を有する前記第３のセラミックコンデンサは、前記第３の電位ラインと前記第２の電位ラインとの間に設けられ、
前記第２のセラミックコンデンサの容量と同じ容量を有する前記第４のセラミックコンデンサは、前記第３の電位ラインと前記第２の電位ラインとの間に設けられることを特徴とする電動パワーステアリング用の電子制御ユニットに関係する。
【０００９】
第１のセラミックコンデンサは、第１の電位ライン（外部のバッテリの正極の電位）と第３の電位ライン（ユニットカバーの電位）との間に設けられ、第１のセラミックコンデンサの容量と同じ容量を有する第３のセラミックコンデンサは、第３の電位ラインと第２の電位ライン（外部のバッテリの負極の電位）との間に設けられている。従って、コモンモードノイズが第１の電位ライン及び第２の電位ラインに伝導し、第１の入力端子及び第２の入力端子を介して電子制御ユニットに進入しても、第１のセラミックコンデンサ及び第３のセラミックコンデンサで、コモンモードノイズを除去又は低減することができる。コモンフィルタとしてコイルを採用する必要がないので、小型の電動パワーステアリング用の電子制御ユニットを提供することができる。
【００１０】
さらに、第１のセラミックコンデンサの容量よりも小さい容量を有する第２のセラミックコンデンサは、第１の電位ラインと第３の電位ラインとの間に設けられ、第２のセラミックコンデンサの容量と同じ容量を有する第４のセラミックコンデンサは、第３の電位ラインと第２の電位ラインとの間に設けられている。コモンモードノイズが第１のセラミックコンデンサ及び第３のセラミックコンデンサで対処することができる周波数のコモンモードノイズ（低周波側のコモンモードノイズ）だけでなく、その周波数よりも高い周波数コモンモードノイズ（高周波側のコモンモードノイズ）を含む場合がある。このような場合、第２のセラミックコンデンサ及び第４のセラミックコンデンサで、高周波側のコモンモードノイズを除去又は低減することができる。従って、第１〜第４のセラミックコンデンサで、広範囲のコモンモードノイズを除去又は低減することができる。
【００１１】
仮に、コモンフィルタとして低周波側のコモンモードノイズに対処するコイルだけでなく、高周波側のコモンモードノイズに対処するコイルも採用する場合、電子制御ユニットの更なる大型化を招いてしまう。
【００１２】
第１の態様において、前記第１のセラミックコンデンサ及び前記第３のセラミックコンデンサの容量は、１［μＦ］〜１０［μＦ］の範囲であってもよく、
前記第２のセラミックコンデンサ及び前記第４のセラミックコンデンサの容量は、１０００［ｐＦ］〜０．４７［μＦ］の範囲であってもよい。
【００１３】
第１のセラミックコンデンサ及び第３のセラミックコンデンサでＡＭ周波数帯のコモンモードノイズ（低周波側のコモンモードノイズ）に対処することができるとともに、第２のセラミックコンデンサ及び第４のセラミックコンデンサでＦＭ周波数帯のコモンモードノイズ（高周波側のコモンモードノイズ）に対処することができる。
【００１４】
仮に、コモンフィルタとしてＡＭ周波数帯のコモンモードノイズに対処するコイルだけでなく、ＦＭ周波数帯のコモンモードノイズに対処するコイルも採用する場合、電子制御ユニットの更なる大型化を招いてしまう。
【００１５】
第１の態様において、前記コイルは、ノーマルフィルタとして機能してもよく、
前記第１のセラミックコンデンサ、前記第２のセラミックコンデンサ、前記第３のセラミックコンデンサ及び前記第４のセラミックコンデンサは、コモンフィルタとして機能してもよい。
【００１６】
ノーマルフィルタの前段にコモンフィルタを設ける電動パワーステアリング用の電子制御ユニットにより、広範囲のコモンモードノイズを除去又は低減することができる。
【００１７】
当業者は、例示した本発明に従う態様が、本発明の精神を逸脱することなく、さらに変更され得ることを容易に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】電動パワーステアリング装置の概略構成例を示す。
【図２】本発明に従う電動パワーステアリング用の電子制御ユニットの外観例を示す。
【図３】図２のユニットカバーを含む電子制御ユニットの分解斜視図の１例を示す。
【図４】図３の第１の入力端子及び第２の入力端子側に設けられた第１〜第４のセラミックコンデンサを有する制御基板を表す回路構成図の１例を示す。
【図５】図４のスイッチング回路を制御する制御回路を有する制御基板の機能ブロック図の１例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に説明する好ましい実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。従って、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。
【００２０】
図１は、電動パワーステアリング装置１０の概略構成例を示す。図１の例において、電動パワーステアリング装置１０は、電動パワーステアリング用の電子制御ユニット（制御部とも言う。）４２を備える。具体的には、電動パワーステアリング装置１０は、車両のステアリングハンドル（例えばステアリングホイール）２１から車両の操舵車輪（例えば前輪）２９，２９に至るステアリング系２０に補助トルク（付加トルクとも言う。）を与える補助トルク機構４０を備えている。
【００２１】
図１の例において、ステアリング系２０は、ステアリングハンドル２１にステアリングシャフト２２（ステアリングコラムとも言う。）及び自在軸継手２３，２３を介して回転軸２４（ピニオン軸、入力軸とも言う。）を連結し、回転軸２４にラックアンドピニオン機構２５を介してラック軸２６を連結し、ラック軸２６の両端に左右のボールジョイント５２，５２、タイロッド２７，２７及びナックル２８，２８を介して左右の操舵車輪２９，２９を連結したものである。ラックアンドピニオン機構２５は、回転軸２４に有したピニオン３１と、ラック軸２６に有したラック３２とを備える。
【００２２】
ステアリング系２０によれば、運転者がステアリングハンドル２１を操舵することで、その操舵トルクによりラックアンドピニオン機構２５を介して、操舵車輪２９，２９を操舵することができる。
【００２３】
図１の例において、補助トルク機構４０は、ステアリングハンドル２１に加えたステアリング系２０の操舵トルクを操舵トルクセンサ４１で検出し、この検出信号（トルク信号とも言う。）に基づき電子制御ユニット４２で駆動信号を発生し、この駆動信号に基づき操舵トルクに応じた補助トルク（付加トルク）を電動モータ４３で発生し、補助トルクを減速機構４４（例えばウォームギヤ機構）を介して回転軸２４に伝達し、さらに、補助トルクを回転軸２４からステアリング系２０のラックアンドピニオン機構２５に伝達するようにした機構である。
【００２４】
補助トルクがステアリング系２０に与えられる箇所によって、電動パワーステアリング装置１０は、ピニオンアシスト型、ラックアシスト型、コラムアシスト型等に分類することができる。図１の電動パワーステアリング装置１０は、ピニオンアシスト型を示しているが、電動パワーステアリング装置１０は、ラックアシスト型、コラムアシスト型等に適用してもよい。
【００２５】
電動モータ４３は、例えばブラシレスモータであり、ブラシレスモータにおけるロータの回転角又は電動モータ４３の回転角（回転信号とも言う。）は、電子制御ユニット４２によって検出される。ロータは、例えば永久磁石で構成され、電子制御ユニット４２は、永久磁石（Ｎ極及びＳ極）の動きを磁気センサで検出することができる。
【００２６】
電子制御ユニット４２は、例えば、電源回路、モータ電流（実電流）を検出する電流センサ、マイクロプロセッサ、ＦＥＴブリッジ回路、磁気センサ等によって構成される。電子制御ユニット４２は、トルク信号だけでなく、例えば車速信号も入力することができる。車速信号は、図示せぬ車速センサから電子制御ユニット４２に供給されてもよく、図示せぬ他の電子制御ユニットから例えばＣＡＮ（Controller Area Network）等の車内ネットワークを介して電子制御ユニット４２に供給されてもよい。マイクロプロセッサは、トルク信号、車速信号等に基づいて、電動モータ４３をベクトル制御することができる。マイクロプロセッサによって制御されるＦＥＴブリッジ回路は、例えば、電動モータ４３（ブラシレスモータ）に駆動電流（３相交流電流）を通電するスイッチング回路１１１，ＦＥＴ１，ＦＥＴ２，ＦＥＴ３，ＦＥＴ４，ＦＥＴ５，ＦＥＴ６（図４参照）によって構成される。磁気センサは、例えばホールＩＣ（図５参照）によって構成される。
【００２７】
このような電子制御ユニット４２は、少なくとも操舵トルク（トルク信号）に基づいて目標電流を設定し、好ましくは、車速センサによって検出された車速（車速信号）及び磁気センサによって検出されたロータの回転角（回転信号）も考慮して、目標電流を設定する。電子制御ユニット４２は、電流センサによって検出されたモータ電流（実電流）が目標電流に一致するように、電動モータ４３の駆動電流（駆動信号）を制御することができる。
【００２８】
Ｂ＋は、例えば車両に直流電源として設けられるバッテリ６０の正極の電位を示し、Ｂ−は、そのバッテリ６０の負極の電位を示し、負極の電位Ｂ−は、車両の車体に接地することができる。なお、電子制御ユニット４２は、外部コネクタ４４０（図２参照）を備え、外部コネクタ４４０は、バッテリ６０からの電力を電子制御ユニット４２に供給することができ、電源電圧（正極の電位Ｂ＋と負極の電位Ｂ−との差）は、電動モータ４３の駆動信号の元となる。
【００２９】
電動パワーステアリング装置１０によれば、運転者の操舵トルクに電動モータ４３の補助トルク（付加トルク）を加えた複合トルクにより、ラック軸２６で操舵車輪２９，２９を操舵することができる。
【００３０】
図２は、本発明に従う電動パワーステアリング用の電子制御ユニットの外観例を示す。図２の例において、ユニットカバー４２０は、図１の電子制御ユニット４２のカバーであり、モータカバー４３０は、図１の電動モータ４３のカバーである。電動モータ４３のモータ軸４５０の方向にユニットカバー４２０が配置されるように、電子制御ユニット４２は、電動モータ４３０と一体に形成される。図２の例において、方向ＤＲ１が電動モータ４３の上を指す場合、電子制御ユニット４２は、電動モータ４３の上部に電動モータ４３と一体に形成することができる。なお、外部コネクタ４４０は、モータ軸４５０の方向（方向ＤＲ１）に突き出し、外部のバッテリ６０の正極の電位を入力する第１の入力端子Ｂ＋及び外部のバッテリ６０の負極の電位を入力する第２の入力端子Ｂ−を有するとともに、操舵トルクセンサ４１等と電子制御ユニット４２とを接続する少なくとも１つの端子４６０（図３参照）を有している。なお、電子制御ユニット４２は、例えば特許文献１と同様に、電動モータ４３の側部に電動モータ４３と一体に形成してもよい。
【００３１】
図３は、図２のユニットカバー４２０を含む電子制御ユニット４２の分解斜視図の１例を示す。図３の例において、電動パワーステアリング用の電子制御ユニット４２は、例えば２つの基板２００，３００からなる制御基板を備えるとともに、制御基板を格納するユニットカバー４２０を備える。なお、制御基板は、２つの基板２００，３００で概念的に示されており、正確な形状が示されているものではない。また、制御基板は、図３の例に限定されず。例えば１つの基板又は３つの基板で構成してもよい。制御基板又は例えば基板２００は、電動モータ４３に駆動信号を供給するスイッチング回路１１０（図４参照）を有する。制御基板又は例えば基板２００は、駆動信号の元となる電源電圧を平滑する電解コンデンサ２１０を有する。制御基板又は例えば基板３００は、スイッチング回路１１０を制御する制御回路（図５参照）を有する。
【００３２】
図３の例において、外部コネクタ４４０は、少なくとも１つの雄ネジ４９０を介してユニットカバー４２０に固定することができる。制御基板を構成する基板２００，３００を格納可能なユニットカバー４２０の開口部４２５は、モータカバー４３０によって閉じられている（図２参照）。なお、開口部４２５は、ユニットカバー４２０の頂部の開口であり、開口部４２６は、ユニットカバー４２０の側部の開口であり、開口部４２６は、板状の蓋４２８及び雄ネジ４２９によって閉じられている（図２参照）。板状の蓋４２８は、電動モータ４３への出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗ（図４参照）を覆うことができる。
【００３３】
図４は、図３の第１の入力端子Ｂ＋及び第２の入力端子Ｂ−側に設けられた第１〜第４のセラミックコンデンサＣ１〜Ｃ４を有する基板２００又は制御基板を表す回路構成図の１例を示す。図４の例において、第１の入力端子Ｂ＋は、バッテリ６０の正極と接続される端子であり、第２の入力端子Ｂ−は、そのバッテリ６０の負極（車体ＧＮＤ）と接続される端子である。基板２００又は制御基板は、外部コネクタ４４０の第１の入力端子Ｂ＋及び第２の入力端子Ｂ−と接続されている。
【００３４】
図４の例において、第１の入力端子Ｂ＋に接続される第１の電位ライン、第２の入力端子Ｂ−に接続される第２の電位ライン、及びユニットカバー４２０に接続される第３の電位ラインが示されている。ユニットカバー４２０は、例えば金属で構成され、基板２００又は制御基板は、ユニットカバー４２０（第３の電位ＣＡＳＥ）と接続されている。電源電圧（正極の電位Ｂ＋と負極の電位Ｂ−との差）を平滑する電解コンデンサ２１０の一端は、第１の電位ライン（Ｂ＋）に接続されるとともに、電解コンデンサ２１０の他端は、第２の入力端子（Ｂ−）に接続されている。
【００３５】
図４の例において、電動モータ４３に駆動信号を供給するスイッチング回路１１１は、６つのＦＥＴ１〜ＦＥＴ６から構成される３相ＦＥＴブリッジ回路ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６であり、第１の電位ライン（Ｂ＋）及び第２の電位ライン（Ｂ−）に対して、電解コンデンサ２１０と並列に接続されている。第１の電位ライン（Ｂ＋）は、第１の入力端子Ｂ＋及びスイッチング回路１１１に接続され、第２の電位ライン（Ｂ−）は、第２の入力端子Ｂ−及びスイッチング回路１１１に接続される。なお、スイッチング回路１１１は、ＦＥＴ以外の複数のスイッチングトランジスタ（例えばＩＧＢＴ）で構成してもよい。
【００３６】
基板２００又は制御基板は、ノイズフィルタとしてコイル２２０を有することができる。コイル２２０は、第１の電位ライン（Ｂ＋）に直列に、電解コンデンサ２１０に対してスイッチング回路１１０の側ではなく、第１の入力端子Ｂ＋の側に設けられている。コイル２２０は、ノーマルノイズを除去又は低減することができ、ノーマルフィルタとして機能する。
【００３７】
基板２００又は制御基板は、コモンフィルタとして機能する第１〜第４のセラミックコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を更に有する。第１のセラミックコンデンサＣ１は、第１の電位ライン（Ｂ＋）と第３の電位ライン（ユニットカバー４２０の電位ＣＡＳＥ）との間に、電解コンデンサ２１０に対してスイッチング回路１１０の側ではなく、第１の入力端子Ｂ＋の側に設けられる。第１のセラミックコンデンサＣ１の容量と同じ容量を有する第３のセラミックコンデンサＣ３は、第３の電位ライン（ＣＡＳＥ）と第２の電位ライン（Ｂ−）との間に設けられる。従って、コモンモードノイズが第１の電位ライン（Ｂ＋）及び第２の電位ライン（Ｂ−）に伝導し、第１の入力端子Ｂ＋及び第２の入力端子Ｂ−を介して電子制御ユニット４２に進入しても、第１のセラミックコンデンサＣ１及び第３のセラミックコンデンサＣ３で、コモンモードノイズを除去又は低減することができる。基板２００又は制御基板は、コモンフィルタとしてコイルを採用する必要がないので、小型の電子制御ユニット４２０を提供することができる。
【００３８】
さらに、第１のセラミックコンデンサＣ１の容量よりも小さい容量を有する第２のセラミックコンデンサＣ２は、第１の電位ライン（Ｂ＋）と第３の電位ライン（ＣＡＳＥ）との間に、電解コンデンサ２１０に対してスイッチング回路１１０の側ではなく、第１の入力端子Ｂ＋の側に設けられる。第２のセラミックコンデンサＣ２の容量と同じ容量を有する第４のセラミックコンデンサＣ４は、第３の電位ライン（ＣＡＳＥ）と第２の電位ライン（Ｂ−）との間に設けられている。
【００３９】
第１〜第４のセラミックコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、スイッチング回路１１０の前段に設けることができ、第１のセラミックコンデンサＣ１及び第２のセラミックコンデンサＣ２は、コイル２２０の前段に設けることができる。第１のセラミックコンデンサＣ１及び第３のセラミックコンデンサＣ３の容量は、例えば１［μＦ］〜１０［μＦ］の範囲に設定されており、第２のセラミックコンデンサＣ２及び第４のセラミックコンデンサＣ２の容量は、例えば１０００［ｐＦ］〜０．４７［μＦ］の範囲に設定されている。
【００４０】
コモンモードノイズが第１のセラミックコンデンサ及び第３のセラミックコンデンサで対処することができる例えばＡＭ周波数帯の周波数のコモンモードノイズ（低周波側のコモンモードノイズ）だけでなく、その周波数よりも高い例えばＦＭ周波数帯の周波数コモンモードノイズ（高周波側のコモンモードノイズ）を含む場合がある。このような場合、第２のセラミックコンデンサＣ２及び第４のセラミックコンデンサＣ４で、高周波側のコモンモードノイズを除去又は低減することができる。従って、第１〜第４のセラミックコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４で、広範囲のコモンモードノイズを除去又は低減することができる。
【００４１】
仮に、基板２００又は制御基板がコモンフィルタとしてＡＭ周波数帯のコモンモードノイズに対処するコイルだけでなく、ＦＭ周波数帯のコモンモードノイズに対処するコイルも採用する場合、電子制御ユニットの更なる大型化を招いてしまう。
【００４２】
加えて、第１〜第４のセラミックコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、電動モータ４３０と一体に形成される電子制御ユニット４２内に設置されるので、第１〜第４のセラミックコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４と電動モータ４３０とを近づけることができる。従って、第１〜第４のセラミックコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、電動モータ４３０に起因するコモンモードノイズを効果的に除去又は低減することができる。
【００４３】
スイッチング回路１１１のＦＥＴ１及びＦＥＴ２は、正極の電位Ｂ＋と負極の電位Ｂ−との間に直列に接続され、電動モータ４３の例えばＵ巻線を流れるＵ相電流を生成することができる。Ｕ相電流を検出するための電流センサとして例えばシャント抵抗Ｒ１をＦＥＴ２と負極の電位Ｂ−との間に設けることができ、Ｕ相電流を遮断可能な半導体リレーとして例えばＦＥＴ７をＦＥＴ１とＦＥＴ２との接続ノードと電動モータ４３への出力端子Ｕとの間に設けることができる。
【００４４】
ＦＥＴ３及びＦＥＴ４は、正極の電位Ｂ＋と負極の電位Ｂ−との間に直列に接続され、電動モータ４３の例えばＶ巻線を流れるＶ相電流を生成することができる。Ｖ相電流を検出するための電流センサとして例えばシャント抵抗Ｒ２をＦＥＴ４と負極の電位Ｂ−との間に設けることができ、Ｖ相電流を遮断可能な半導体リレーとして例えばＦＥＴ８をＦＥＴ３とＦＥＴ４との接続ノードと電動モータ４３への出力端子Ｖとの間に設けることができる。
【００４５】
ＦＥＴ５及びＦＥＴ６は、正極の電位Ｂ＋と負極の電位Ｂ−との間に直列に接続され、電動モータ４３の例えばＷ巻線を流れるＷ相電流を生成することができる。Ｗ相電流を検出するための電流センサとして例えばシャント抵抗Ｒ３をＦＥＴ６と負極の電位Ｂ−との間に設けることができ、Ｗ相電流を遮断可能な半導体リレーとして例えばＦＥＴ９をＦＥＴ５とＦＥＴ６との接続ノードと電動モータ４３への出力端子Ｗとの間に設けることができる。
【００４６】
図４の例において、スイッチング回路１１０は、駆動信号としてＵ相電流、Ｖ相電流及びＷ相電流を電動モータ４３に供給することができる。ＦＥＴ１、ＦＥＴ３及びＦＥＴ５は、バッテリ６０からの電力を遮断可能な半導体リレーとして例えばＦＥＴ１０及びＦＥＴ１１を介して、正極の電位Ｂ＋に接続されている。ＦＥＴ１〜ＦＥＴ１１の各々は、駆動回路（図５参照）と接続される図示せぬゲートを有し、オン又はオフされる。
【００４７】
なお、ＦＥＴ２とシャント抵抗Ｒ１との接続ノード、ＦＥＴ４とシャント抵抗Ｒ２との接続ノード及びＦＥＴ６とシャント抵抗Ｒ３との接続ノードは、入力回路を介してマイクロプロセッサ（図５参照）に接続され、これらの接続ノードの電位からＵ相電流、Ｖ相電流及びＷ相電流を求めることができる。
【００４８】
図５は、図４のスイッチング回路１１０を制御する制御回路を有する基板３００又は制御基板の機能ブロック図の１例を示す。図５の例において、制御回路は、マイクロプロセッサ及び駆動回路で構成され、基板３００又は制御基板は、磁気センサとしてのホールＩＣだけでなく、制御回路、入力回路及び電源回路も有することができる。
【００４９】
制御回路は、少なくともスイッチング回路１１０（ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６）を制御し、マイクロプロセッサは、目標電流を設定することができる。目標電流は、入力回路を介して取り込まれるトルク信号及びモータ電流（実電流）、並びにホールＩＣを介して取り込まれる回転信号等によって設定される。駆動回路は、目標電流に基づいて、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６に対応する６つの制御信号（ゲート信号）を生成する。ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６は、６つの制御信号（ゲート信号）によってオン又はオフされ、これにより、電動モータ４３に駆動信号（駆動電流）が供給される。
【００５０】
制御回路は、半導体リレー（ＦＥＴ７〜ＦＥＴ１１）を制御することもできる。この場合、マイクロプロセッサは、ＦＥＴ７〜ＦＥＴ１１の各々のオン又はオフを決定し、駆動回路は、これらの決定に基づいて、ＦＥＴ７〜ＦＥＴ１１に対応する５つの制御信号（ゲート信号）を生成することができる。電源回路は、図４のスイッチング回路１１０と同様に、第１〜第４のセラミックコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の後段又は電解コンデンサ２１０の後段に設けれ、第１の電位ライン（Ｂ＋）及び第２の電位ライン（Ｂ−）に接続され、ホールＩＣ、入力回路、マイクロプロセッサ及び駆動回路の電源を生成することができる。言い換えれば、電源回路はバッテリ６０の電源電圧（正極の電位Ｂ＋と負極の電位Ｂ−との差）をロジックの電源電圧（電位Ｖと電位ＧＮＤとの差）に変換することができる。
【００５１】
本発明は、上述の例示的な実施形態に限定されず、また、当業者は、上述の例示的な実施形態を特許請求の範囲に含まれる範囲まで、容易に変更することができるであろう。
【符号の説明】
【００５２】
１０・・・電動パワーステアリング装置、２０・・・ステアリング系、２１・・・ステアリングハンドル、２２・・・ステアリングシャフト、２３・・・自在軸継手、２４・・・回転軸、２５・・・ラックアンドピニオン機構、２６・・・ラック軸、２７・・・タイロッド、２８・・・ナックル、２９・・・操舵車輪、３１・・・ピニオン、３２・・・ラック、４０・・・補助トルク機構、４１・・・操舵トルクセンサ、４２・・・電子制御ユニット（制御部）、４３・・・電動モータ、４４・・・減速機構、５２・・・ボールジョイント、６０・・・バッテリ、１１０・・・スイッチング回路、２００，３００・・・基板（制御基板）、２１０・・・電解コンデンサ、２２０・・・コイル、４２０・・・ユニットカバー、４２５，４２６・・・開口部、４２８・・・蓋、４２９・・・雄ネジ、４３０・・・モータカバー、４４０・・・外部コネクタ、４５０・・・モータ軸、４６０・・・端子、４９０・・・雄ネジ、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４・・・セラミックコンデンサ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと一体に形成される電動パワーステアリング用の電子制御ユニットであって、
外部のバッテリの正極の電位を入力する第１の入力端子及び前記外部のバッテリの負極の電位を入力する第２の入力端子を有する外部コネクタと、
前記電動モータに駆動信号を供給するスイッチング回路、前記駆動信号の元となる電源電圧を平滑する電解コンデンサ、及び前記スイッチング回路を制御する制御回路を有する制御基板と、
前記制御基板を格納するユニットカバーと、
を備え、
前記電解コンデンサの一端は、前記第１の入力端子及び前記スイッチング回路に接続される第１の電位ラインに接続されるとともに、前記電解コンデンサの他端は、前記第２の入力端子及び前記スイッチング回路に接続される第２の電位ラインに接続され、
前記制御基板は、コイル、第１のセラミックコンデンサ、第２のセラミックコンデンサ、第３のセラミックコンデンサ及び第４のセラミックコンデンサを更に有し、
前記コイルは、前記第１の電位ラインに直列に、前記電解コンデンサに対して前記スイッチング回路の側ではなく、前記第１の入力端子の側に設けられ、
前記第１のセラミックコンデンサは、前記ユニットカバーに接続される第３の電位ラインと前記第１の電位ラインとの間に、前記スイッチング回路の前記側ではなく、前記第１の入力端子の前記側に設けられ、
前記第１のセラミックコンデンサの容量よりも小さい容量を有する前記第２のセラミックコンデンサは、前記第３の電位ラインと前記第１の電位ラインとの間に、前記スイッチング回路の前記側ではなく、前記第１の入力端子の前記側に設けられ、
前記第１のセラミックコンデンサの容量と同じ容量を有する前記第３のセラミックコンデンサは、前記第３の電位ラインと前記第２の電位ラインとの間に設けられ、
前記第２のセラミックコンデンサの容量と同じ容量を有する前記第４のセラミックコンデンサは、前記第３の電位ラインと前記第２の電位ラインとの間に設けられることを特徴とする電動パワーステアリング用の電子制御ユニット。
【請求項２】
前記第１のセラミックコンデンサ及び前記第３のセラミックコンデンサの容量は、１［μＦ］〜１０［μＦ］の範囲であり、
前記第２のセラミックコンデンサ及び前記第４のセラミックコンデンサの容量は、１０００［ｐＦ］〜０．４７［μＦ］の範囲であり、
することを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング用の電子制御ユニット。
【請求項３】
前記コイルは、ノーマルフィルタとして機能し、
前記第１のセラミックコンデンサ、前記第２のセラミックコンデンサ、前記第３のセラミックコンデンサ及び前記第４のセラミックコンデンサは、コモンフィルタとして機能する請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング用の電子制御ユニット。
【請求項１】
電動モータと一体に形成される電動パワーステアリング用の電子制御ユニットであって、
外部のバッテリの正極の電位を入力する第１の入力端子及び前記外部のバッテリの負極の電位を入力する第２の入力端子を有する外部コネクタと、
前記電動モータに駆動信号を供給するスイッチング回路、前記駆動信号の元となる電源電圧を平滑する電解コンデンサ、及び前記スイッチング回路を制御する制御回路を有する制御基板と、
前記制御基板を格納するユニットカバーと、
を備え、
前記電解コンデンサの一端は、前記第１の入力端子及び前記スイッチング回路に接続される第１の電位ラインに接続されるとともに、前記電解コンデンサの他端は、前記第２の入力端子及び前記スイッチング回路に接続される第２の電位ラインに接続され、
前記制御基板は、コイル、第１のセラミックコンデンサ、第２のセラミックコンデンサ、第３のセラミックコンデンサ及び第４のセラミックコンデンサを更に有し、
前記コイルは、前記第１の電位ラインに直列に、前記電解コンデンサに対して前記スイッチング回路の側ではなく、前記第１の入力端子の側に設けられ、
前記第１のセラミックコンデンサは、前記ユニットカバーに接続される第３の電位ラインと前記第１の電位ラインとの間に、前記スイッチング回路の前記側ではなく、前記第１の入力端子の前記側に設けられ、
前記第１のセラミックコンデンサの容量よりも小さい容量を有する前記第２のセラミックコンデンサは、前記第３の電位ラインと前記第１の電位ラインとの間に、前記スイッチング回路の前記側ではなく、前記第１の入力端子の前記側に設けられ、
前記第１のセラミックコンデンサの容量と同じ容量を有する前記第３のセラミックコンデンサは、前記第３の電位ラインと前記第２の電位ラインとの間に設けられ、
前記第２のセラミックコンデンサの容量と同じ容量を有する前記第４のセラミックコンデンサは、前記第３の電位ラインと前記第２の電位ラインとの間に設けられることを特徴とする電動パワーステアリング用の電子制御ユニット。
【請求項２】
前記第１のセラミックコンデンサ及び前記第３のセラミックコンデンサの容量は、１［μＦ］〜１０［μＦ］の範囲であり、
前記第２のセラミックコンデンサ及び前記第４のセラミックコンデンサの容量は、１０００［ｐＦ］〜０．４７［μＦ］の範囲であり、
することを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング用の電子制御ユニット。
【請求項３】
前記コイルは、ノーマルフィルタとして機能し、
前記第１のセラミックコンデンサ、前記第２のセラミックコンデンサ、前記第３のセラミックコンデンサ及び前記第４のセラミックコンデンサは、コモンフィルタとして機能する請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング用の電子制御ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１０３５２９（Ｐ２０１３−１０３５２９Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４６７０９（Ｐ２０１１−２４６７０９）
【出願日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【出願人】（３０００５２２４６）株式会社ホンダエレシス (105)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【出願人】（３０００５２２４６）株式会社ホンダエレシス (105)
【Ｆターム（参考）】
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