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JP5250329B2 - Electric power steering control device and electric power steering device - Google Patents

Electric power steering control device and electric power steering device Download PDF

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JP5250329B2
JP5250329B2 JP2008196021A JP2008196021A JP5250329B2 JP 5250329 B2 JP5250329 B2 JP 5250329B2 JP 2008196021 A JP2008196021 A JP 2008196021A JP 2008196021 A JP2008196021 A JP 2008196021A JP 5250329 B2 JP5250329 B2 JP 5250329B2
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Description

本発明は、電動パワーステアリング用制御装置および電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to an electric power steering control device and an electric power steering device.

車両用の電動パワーステアリング用制御装置とモータは、車種に応じた車両搭載位置に柔軟に対応するため、小型化することが求められる。この要求に対応するためにモータと電動パワーステアリング用制御装置を一体化した電動パワーステアリング装置が提案されている(特許文献1)。   The electric power steering control device and the motor for the vehicle are required to be miniaturized in order to flexibly correspond to the vehicle mounting position corresponding to the vehicle type. In order to meet this requirement, an electric power steering device in which a motor and a control device for electric power steering are integrated has been proposed (Patent Document 1).

特開2007−30652号公報JP 2007-30652 A

しかしながら、特許文献1に記載の電動パワーステアリング制御装置は、単にモータと電動パワーステアリング用制御装置を一体化しただけのもので、電動パワーステアリング用制御装置自体が十分に小型化されていない。従って、車種に応じた車両搭載位置に柔軟に対応するために小型化するということに、必ずしも十分に答えていない。   However, the electric power steering control device described in Patent Document 1 is merely an integration of a motor and an electric power steering control device, and the electric power steering control device itself is not sufficiently miniaturized. Therefore, it does not necessarily fully answer to downsizing in order to flexibly correspond to the vehicle mounting position corresponding to the vehicle type.

請求項1の発明は、電動機を一体に保持する電動パワーステアリング用制御装置に適用され、電動機を駆動するスイッチング素子を実装するパワー基板と、パワー基板と対向配置され、スイッチング素子に制御信号を伝達し、該スイッチング素子のスイッチングを制御する制御基板と、電源から直流電流が供給され、該直流電流をスイッチング素子に供給する直流電流系導体と、直流電流系導体と電気的に接続された平滑コンデンサとを備え、直流電流系導体と平滑コンデンサは、パワー基板と制御基板との間に配置され、パワー基板は、一方の端部に直流入力端子を備え、他方の端部に交流出力端子を備え、直流電流系導体は、一方の端部に電源からの入力端子を備え、他方の端部に直流出力端子を備え、平滑コンデンサは、直流電流系導体の入力端子と直流出力端子との間において直流電流系導体に取り付けられ、パワー基板と直流電流系導体は、パワー基板の直流入力端子と直流電流系導体の直流出力端子とを電源系リード端子を介して接続することにより、対向するように配置されることを特徴とするものである。
請求項11の発明は、電動パワーステアリング装置に適用され、請求項1に記載の電動パワーステアリング用制御装置と、電動パワーステアリング用制御装置に一体に保持される電動機とを備えることを特徴とするものである。
The invention according to claim 1 is applied to a control device for electric power steering that integrally holds an electric motor, and is disposed opposite to the power board on which a switching element for driving the electric motor is mounted, and transmits a control signal to the switching element. A control board for controlling the switching of the switching element, a direct current supplied from a power source and supplying the direct current to the switching element, and a smoothing capacitor electrically connected to the direct current system conductor The DC current system conductor and the smoothing capacitor are arranged between the power board and the control board, and the power board has a DC input terminal at one end and an AC output terminal at the other end. The DC current system conductor has an input terminal from the power source at one end and a DC output terminal at the other end, and the smoothing capacitor has a DC current system conductor. The power board and the DC current system conductor are connected to the DC input terminal of the power board and the DC output terminal of the DC current system conductor between the input terminal and the DC output terminal. by connecting through, and is characterized in Rukoto it is disposed so as to face.
An eleventh aspect of the invention is applied to an electric power steering apparatus, and includes the electric power steering control apparatus according to the first aspect and an electric motor integrally held by the electric power steering control apparatus. Is.

本発明によれば、小型で信頼性の高い電動パワーステアリング用制御装置および電動パワーステアリング装置を得る事ができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a small and highly reliable control device for electric power steering and an electric power steering device.

以下、図1〜図12を用いて、本発明の実施形態による電動パワーステアリング用制御装置および電動パワーステアリング装置を説明する。図1〜9は、モータの駆動を制御する電動パワーステアリング用制御装置の構造および動作を説明する図であり、図10は、電動パワーステアリング用制御装置の組立について説明する図であり、図11は、電動パワーステアリング用制御装置をモータに搭載する状態を示す図であり、図12は電動パワーステアリングの装置を説明する図である。   Hereinafter, an electric power steering control device and an electric power steering device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9 are diagrams for explaining the structure and operation of an electric power steering control device that controls driving of a motor, and FIG. 10 is a diagram for explaining assembly of the electric power steering control device. These are figures which show the state which mounts the control apparatus for electric power steering in a motor, and FIG. 12 is a figure explaining the apparatus of electric power steering.

最初に、図1〜図3を用いて、本実施形態による電動パワーステアリング用制御装置の構造について説明する。図1は本発明の一実施形態による電動パワーステアリング用制御装置の構造を示す分解斜視図であり、図2は、電動パワーステアリング用制御装置のパワーモジュール210とDC導体モジュール230と制御モジュール220の構造を示す側面図であり、図3は、パワーモジュール210の斜視図である。   First, the structure of the control device for electric power steering according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an exploded perspective view showing the structure of a control device for electric power steering according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram of a power module 210, a DC conductor module 230, and a control module 220 of the control device for electric power steering. FIG. 3 is a side view showing the structure, and FIG. 3 is a perspective view of the power module 210.

図1に示すように、電動パワーステアリング用制御装置(以下、モータ制御装置とも言う)200は、DC導体モジュール230、AC導体モジュール231、パワーモジュール210、制御モジュール220、カバー250、金属製筐体240、とを備えている。   As shown in FIG. 1, an electric power steering control device (hereinafter also referred to as a motor control device) 200 includes a DC conductor module 230, an AC conductor module 231, a power module 210, a control module 220, a cover 250, a metal casing. 240.

DC導体モジュール230は、電力線となるバスバ230B、バッテリBA(図4)から電力が供給される電源端子台230PC、信号線となるリードフレーム230LFが樹脂によりモールド成形されており、バスバ230Bおよび電源端子台230PCは一体成形されている。また、DC導体モジュール230には、ノーマルフィルタNFや電解コンデンサC1などのフィルタ素子や、回路保護用のリレーRY1や、モータ100の駆動電力を授受する電解コンデンサC2、C3、C4が取り付けられている。これらの素子とバスバ230Bは、TIG溶接(アーク溶接)により固定される。   In the DC conductor module 230, a bus bar 230B serving as a power line, a power terminal block 230PC supplied with power from the battery BA (FIG. 4), and a lead frame 230LF serving as a signal line are molded by resin. The base 230PC is integrally formed. The DC conductor module 230 is attached with filter elements such as a normal filter NF and an electrolytic capacitor C1, a relay RY1 for circuit protection, and electrolytic capacitors C2, C3, and C4 that exchange driving power of the motor 100. . These elements and the bus bar 230B are fixed by TIG welding (arc welding).

AC導体モジュール231は、電力線となるバスバ231Bが、モータ100へ電力を供給するモータ端子台231SCと一体成形されている。   In the AC conductor module 231, a bus bar 231B serving as a power line is integrally formed with a motor terminal block 231SC that supplies power to the motor 100.

パワーモジュール210は、金属ベース上に絶縁層を介して配線パターンが形成され、その上に、MOSFETなどの半導体スイッチング素子SSWや抵抗体からなるインバータが取り付けられている。パワーモジュール210には、複数の信号用リードフレームSLFおよびパワーリードフレーム230BDC(図4の230BP、230BN)、230BAC(図4の230BU、230BV、230BW)を取り付ける信号用端子、直流入力用端子、交流出力用端子が設けられ、各リードフレームの一端が半田付けにより固定されている。   In the power module 210, a wiring pattern is formed on a metal base via an insulating layer, and a semiconductor switching element SSW such as a MOSFET and an inverter made of a resistor are mounted thereon. In the power module 210, a plurality of signal lead frames SLF and power lead frames 230BDC (230BP and 230BN in FIG. 4) and 230BAC (230BU, 230BV and 230BW in FIG. 4) are attached. An output terminal is provided, and one end of each lead frame is fixed by soldering.

信号用リードフレームSLFは、パワーモジュール210と制御モジュール220を電気的に接続するために用いられる。パワーリードフレーム230BDC、230BACは、それぞれ、パワーモジュール210とDC導体モジュール230のバスバ230Bおよびパワーモジュール210とAC導体モジュール231のバスバ231Bを電気的に接続するために用いられる。   The signal lead frame SLF is used to electrically connect the power module 210 and the control module 220. The power lead frames 230BDC and 230BAC are used to electrically connect the power module 210 and the bus bar 230B of the DC conductor module 230 and the power module 210 and the bus bar 231B of the AC conductor module 231 respectively.

制御モジュール220は、プリント基板上にCPUや、ドライバ回路や昇圧回路などの複数の機能を集積したカスタムIC(ASIC)などが取り付けられている。図1の状態では、基板の下側の面に、CPUやカスタムIC(ASIC)などが取り付けられている。また、制御モジュール220には、信号コネクタ220Cが取り付けられている。   The control module 220 has a CPU, a custom IC (ASIC) in which a plurality of functions such as a driver circuit and a booster circuit are integrated on a printed circuit board. In the state of FIG. 1, a CPU, a custom IC (ASIC), and the like are attached to the lower surface of the substrate. Further, a signal connector 220C is attached to the control module 220.

金属製筐体240は、パワーモジュールを接続するための放熱面240Pと、支柱240Tにより構成されている。パワーモジュール210で発生した熱は、パワーモジュール210の下面に接する放熱面240Pを介して金属製筐体240に蓄えられ、放熱される。支柱240Tは、モータ制御装置200とモータ100をネジ等によって機械的、電気的に接続する固定部であり、且つ、金属製筐体240の熱を、モータ100を介して搭載車両に放熱する熱伝達経路である。   The metal housing 240 is constituted by a heat radiating surface 240P for connecting the power module and a support column 240T. The heat generated in the power module 210 is stored in the metal casing 240 through the heat radiating surface 240P in contact with the lower surface of the power module 210, and is radiated. The column 240T is a fixing unit that mechanically and electrically connects the motor control device 200 and the motor 100 with screws or the like, and heat that radiates heat of the metal housing 240 to the mounted vehicle via the motor 100. It is a transmission path.

カバー250および金属製筐体240は、アルミ製である。組立時には、金属製筐体240にパワーモジュール210がネジ止めされる。次に、DC導体モジュール230およびAC導体モジュール231がパワーモジュール210の上部に配置され、金属製筐体240にそれぞれネジ止めされる。また、パワーリードフレーム230BDC、230BACの他端がDC導体モジュール230およびAC導体モジュール231の各バスバにTIG溶接される。   The cover 250 and the metal casing 240 are made of aluminum. At the time of assembly, the power module 210 is screwed to the metal housing 240. Next, the DC conductor module 230 and the AC conductor module 231 are arranged on the upper part of the power module 210 and are screwed to the metal casing 240, respectively. The other ends of the power lead frames 230BDC and 230BAC are TIG welded to the bus bars of the DC conductor module 230 and the AC conductor module 231.

次に、DC導体モジュール230およびAC導体モジュール231の上部に、制御モジュール220が配置され、同じく金属製筐体240にネジ止めされる。そして、信号用リードフレームSLFの他端が制御モジュール220の端子と半田付けされる。最後に、カバー250を金属製筐体240にかしめることにより、モータ制御装置200が製造される。   Next, the control module 220 is disposed above the DC conductor module 230 and the AC conductor module 231 and is similarly screwed to the metal casing 240. The other end of the signal lead frame SLF is soldered to the terminal of the control module 220. Finally, the motor controller 200 is manufactured by caulking the cover 250 to the metal housing 240.

図2は、本発明の一実施形態による電動パワーステアリング用制御装置のパワーモジュール210とDC導体モジュール230と制御モジュール220の構造を示す側面図である。また、図3は、本発明の一実施形態によるパワーモジュール210の斜視図である。なお、図1と同一符号は、同一部品を示している。   FIG. 2 is a side view showing structures of the power module 210, the DC conductor module 230, and the control module 220 of the control device for electric power steering according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a perspective view of a power module 210 according to an embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same parts.

パワーモジュール210は、半導体スイッチング素子SSWやシャント抵抗など、背丈の低い部品と、リレー(継電器)RY2、RY3やジャンパリードJLなど、背丈の高い部品が実装されている。また、DC導体モジュール230は、電解コンデンサC1、C2、C3、C4やリレーRY1、ノーマルフィルタNFなど、大型で背丈の高い部品が実装されている。モータ制御装置200の高さ寸法を低くするため、パワーモジュール210とDC導体モジュール230の、上述した背丈の高い部品同士は、お互いが干渉しないように配置されている。   The power module 210 is mounted with components having a low height such as a semiconductor switching element SSW and a shunt resistor, and components having a high height such as relays (relays) RY2 and RY3 and a jumper lead JL. The DC conductor module 230 is mounted with large and tall components such as electrolytic capacitors C1, C2, C3, and C4, a relay RY1, and a normal filter NF. In order to reduce the height dimension of the motor control device 200, the above-described tall components of the power module 210 and the DC conductor module 230 are arranged so as not to interfere with each other.

すなわち、パワーモジュール210は、DC導体モジュール230と干渉しないエリアA1に、リレーRY2、RY3やジャンパリードJLなど、上述した背丈の高い部品を実装している。また、DC導体モジュール230は、パワーモジュール210の背丈の低い部品が実装されたエリアA2の上部に位置しており、パワーモジュール210と制御モジュール220の間にロフト状に配置されている。エリアA2には、背丈の高い部品は実装されていない。これらにより、部品間の干渉を避けることにより、モータ制御装置200の高さ寸法を低くしている。   That is, in the power module 210, the above-described tall components such as the relays RY2 and RY3 and the jumper lead JL are mounted in the area A1 that does not interfere with the DC conductor module 230. The DC conductor module 230 is located above the area A <b> 2 where the low-profile parts of the power module 210 are mounted, and is arranged in a loft shape between the power module 210 and the control module 220. In the area A2, no tall component is mounted. By these, the height dimension of the motor control apparatus 200 is made low by avoiding interference between components.

図4は本発明の一実施形態による電動パワーステアリング用制御装置の回路構成を示す回路図である。なお、図1と同一符号は、同一部分を示している。   FIG. 4 is a circuit diagram showing a circuit configuration of an electric power steering control apparatus according to an embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same parts.

モータ制御装置200は、パワーモジュール210と、制御モジュール220と、DC導体モジュール230と、AC導体モジュール231とを備えている。   The motor control device 200 includes a power module 210, a control module 220, a DC conductor module 230, and an AC conductor module 231.

DC導体モジュール230は、電力線となるバスバ230Bが樹脂モールドにより一体成形されている。図中、太い実線部分はバスバを示している。DC導体モジュール230においては、ノーマルフィルタ(コイル)NF、電解コンデンサC1、C2、C3、C4、リレーRY1が、電源であるバッテリBAと接続されるとともに、パワーモジュール210のMOSFETなどの半導体スイッチング素子SSWのドレイン端子とソース端子を接続するバスバすなわち板状の導体に、パワーリードフレーム230BP、230BNを介して図示のように接続されている。   In the DC conductor module 230, a bus bar 230B serving as a power line is integrally formed by resin molding. In the figure, a thick solid line portion indicates a bus bar. In the DC conductor module 230, a normal filter (coil) NF, electrolytic capacitors C1, C2, C3, C4, and a relay RY1 are connected to a battery BA that is a power source, and a semiconductor switching element SSW such as a MOSFET of the power module 210. Are connected to a bus bar connecting the drain terminal and the source terminal, that is, a plate-like conductor, via power lead frames 230BP and 230BN as shown in the figure.

リレーRY1は電源電流の過電流保護用である。また、いずれのリレーも過電流の状態で回路を遮断する。リレーRY1は、電解コンデンサへの突入電流を防止するため、電解コンデンサC1、C2、C3、C4よりもバッテリBA側に実装されている。即ち、電解コンデンサC1、C2、C3、C4はDC導体モジュールに実装可能となり、パワーモジュールからの熱を受けにくくなり、長寿命化がなされる。   The relay RY1 is for overcurrent protection of the power supply current. In addition, both relays break the circuit in an overcurrent state. Relay RY1 is mounted closer to battery BA than electrolytic capacitors C1, C2, C3, and C4 in order to prevent an inrush current to the electrolytic capacitor. That is, the electrolytic capacitors C1, C2, C3, and C4 can be mounted on the DC conductor module, are less likely to receive heat from the power module, and have a longer life.

電解コンデンサC2、C3、C4はバッテリBAから供給される電流を蓄電すると共に、半導体スイッチング素子SSWの動作に応じてモータ100に電力を供給する平滑用コンデンサである。ノーマルフィルタNFとコンデンサC1はフィルタを構成し、ノイズの放出や進入、特に半導体スイッチング素子SSWの動作による電源ラインの電圧脈動の影響を抑え、ラジオノイズの影響を低減する働きをする。ラジオノイズ低減構成に関しては図9に後述する。さらにセラミックコンデンサCC1、CC2、CC3は半導体スイッチング素子SSWのスパイクノイズを抑え、半導体スイッチング素子SSWのサージ電圧を吸収する働きをする。スパイクノイズ低減構成に関しては図8に後述する。   Electrolytic capacitors C2, C3, and C4 are smoothing capacitors that store current supplied from battery BA and supply power to motor 100 in accordance with the operation of semiconductor switching element SSW. The normal filter NF and the capacitor C1 constitute a filter, and serve to reduce the influence of radio noise by suppressing the influence of voltage pulsation of the power supply line due to the emission and entry of noise, particularly the operation of the semiconductor switching element SSW. The radio noise reduction configuration will be described later with reference to FIG. Further, the ceramic capacitors CC1, CC2, and CC3 function to suppress spike noise of the semiconductor switching element SSW and absorb the surge voltage of the semiconductor switching element SSW. The spike noise reduction configuration will be described later with reference to FIG.

また、図4中、二重丸で示す部分は、溶接接続部を示している。たとえば、ノーマルフィルタNFの2個の端子は、バスバの端子に溶接により接続されている。また、電解コンデンサC1、C2、C3、C4のそれぞれ2個の端子、リレーRY1の2個の端子、パワーリードフレーム230BP、230BNのバスバ230B側の端子も、それぞれ、バスバ端子に溶接により接続されている。   Moreover, the part shown with a double circle in FIG. 4 has shown the welding connection part. For example, the two terminals of the normal filter NF are connected to the bus bar terminals by welding. In addition, two terminals each of the electrolytic capacitors C1, C2, C3, and C4, two terminals of the relay RY1, and terminals on the bus bar 230B side of the power lead frames 230BP and 230BN are also connected to the bus bar terminals by welding. Yes.

また、図4中バツ印を丸で囲った部分は、ネジ止め箇所を示している。たとえば、バッテリBAの電源配線とDC導体モジュール230のバスバ230Bはネジ止めによって電気的に接続されている。また、バッテリBAのマイナス側配線と接続されるバスバ230Bのマイナス側配線は、モータ制御装置200の金属製筐体240とネジ止めによって電気的に接続されている。   Moreover, the part which surrounded the cross mark in FIG. 4 with the circle | round | yen has shown the screwing location. For example, the power supply wiring of the battery BA and the bus bar 230B of the DC conductor module 230 are electrically connected by screwing. Further, the minus side wiring of the bus bar 230B connected to the minus side wiring of the battery BA is electrically connected to the metal casing 240 of the motor control device 200 by screws.

AC導体モジュール231は、モータ100にモータ電流を供給する電力線となるバスバ231Bが樹脂モールドにより一体成形されている。AC導体モジュール231は、パワーリードフレーム231BU、231BV、231BWを介してパワーモジュール210と図示のように接続されている。また、DC導体モジュール230と同様に、パワーリードフレーム231BU、231BV、231BWのバスバ231B側の端子も、それぞれバスバ端子に溶接により接続されている。また、バスバ231Bはモータの三相電力線とネジによって接続されている。また金属製のモータ筐体とモータ制御装置200の金属製筐体240もネジによって接続されている。   In the AC conductor module 231, a bus bar 231B serving as a power line for supplying a motor current to the motor 100 is integrally formed by a resin mold. The AC conductor module 231 is connected to the power module 210 through the power lead frames 231BU, 231BV, and 231BW as illustrated. Similarly to the DC conductor module 230, the terminals on the bus bar 231B side of the power lead frames 231BU, 231BV, and 231BW are also connected to the bus bar terminals by welding. The bus bar 231B is connected to the three-phase power line of the motor by screws. Further, the metal motor casing and the metal casing 240 of the motor control device 200 are also connected by screws.

制御モジュール220は、CPU222およびドライバ回路224を備えている。CPU222は、トルクセンサTSによって検出されたトルクや、レゾルバ156によって検出されたモータ100の回転位置に基づいて、パワーモジュール210の半導体スイッチング素子SSWを制御する。すなわち導通や遮断を行う制御信号を、ドライバ回路224に出力する。ドライバ回路224は、CPU222から供給される制御信号に基づいて、パワーモジュール210の半導体スイッチング素子SSWを制御する。   The control module 220 includes a CPU 222 and a driver circuit 224. The CPU 222 controls the semiconductor switching element SSW of the power module 210 based on the torque detected by the torque sensor TS and the rotational position of the motor 100 detected by the resolver 156. That is, a control signal for conducting or interrupting is output to the driver circuit 224. The driver circuit 224 controls the semiconductor switching element SSW of the power module 210 based on the control signal supplied from the CPU 222.

パワーモジュール210からモータ100に供給されるモータ電流は、モータ電流の検出素子である抵抗(シャント抵抗)DR1、DR2、DR3によって検出され、増幅器AP1、AP2、AP3によってそれぞれ増幅された上、CPU222に入力する。CPU222は、モータ電流が目標値となるようにフィードバック制御する。また、モータ100に供給される全相電流は、検出素子である抵抗(シャント抵抗)DR4によって検出され、増幅器AP4によって増幅された上、CPU222に入力する。   The motor current supplied from the power module 210 to the motor 100 is detected by resistors (shunt resistors) DR1, DR2, and DR3 which are detection elements of the motor current, amplified by the amplifiers AP1, AP2, and AP3, and then sent to the CPU 222. input. The CPU 222 performs feedback control so that the motor current becomes a target value. The all-phase current supplied to the motor 100 is detected by a resistor (shunt resistor) DR4 that is a detection element, amplified by an amplifier AP4, and input to the CPU 222.

CPU222は外部のエンジンコントロールユニットECU等とCAN等により接続されており、情報の授受を行える構成となっている。また、ドライバ回路224を含むカスタムIC(ASIC)224Aは、昇圧回路、マイコン電源回路、電流センス用アンプ、CAN通信回路等を1つのICに集積する事で、制御モジュール220の小型化がなされている。   The CPU 222 is connected to an external engine control unit ECU or the like by a CAN or the like, and is configured to exchange information. In addition, the custom IC (ASIC) 224A including the driver circuit 224 has a downsized control module 220 by integrating a booster circuit, a microcomputer power supply circuit, a current sense amplifier, a CAN communication circuit, and the like into one IC. Yes.

ここで、図4中、△印は、リードフレームを用いて半田付けにより接続された部分を示している。リードフレームを用いる事により、応力を緩和する構造としている。リードフレームの形状等については、図10を用いて後述する。制御モジュール220と、パワーモジュール210若しくは導体モジュール230との電気的接続部には、リードフレームを用いた半田付け接続が用いられている。   Here, in FIG. 4, Δ marks indicate portions connected by soldering using a lead frame. By using a lead frame, the stress is relieved. The shape and the like of the lead frame will be described later with reference to FIG. Solder connection using a lead frame is used for an electrical connection between the control module 220 and the power module 210 or the conductor module 230.

パワーモジュール210は、MOSFETなどの6個の半導体スイッチング素子SSWを備えている。半導体スイッチング素子SSWは、3相(U相、V相、W相)の各相毎に、上アームと下アームにそれぞれ直列接続されている。ここで、パワーリードフレーム230BP、230BN、231BU、231BV、231BWとパワーモジュール210は半田付けにより電気的に接続されている。すなわち、DC導体モジュール230からパワーモジュール210とAC導体モジュール231を介して、モータ100にモータ電流が供給されるが、この電流は、たとえば、100Aの大電流である。   The power module 210 includes six semiconductor switching elements SSW such as MOSFETs. The semiconductor switching element SSW is connected in series to the upper arm and the lower arm for each of three phases (U phase, V phase, W phase). Here, the power lead frames 230BP, 230BN, 231BU, 231BV, 231BW and the power module 210 are electrically connected by soldering. That is, a motor current is supplied from the DC conductor module 230 to the motor 100 via the power module 210 and the AC conductor module 231, and this current is, for example, a large current of 100A.

そこで、大電流を流す事ができ、しかも、応力を緩和できる構造として、たとえば銅の焼きなまし材により接続している。この詳細については、図7を用いて後述する。また、パワーモジュール210はリレーRY2、RY3を備えている。リレーRY2、RY3は、たとえば100Aの大電流が流れるため、発熱量が大きい。パワーモジュール210は放熱性に優れた基板を使用しており、リレーRY2、RY3の高放熱化がなされ、小型のリレーを実装することができる。   Therefore, a structure capable of flowing a large current and relieving stress is connected by, for example, an annealed copper material. Details of this will be described later with reference to FIG. The power module 210 includes relays RY2 and RY3. The relays RY2 and RY3 generate a large amount of heat because, for example, a large current of 100A flows. The power module 210 uses a substrate with excellent heat dissipation, and the relays RY2 and RY3 have a high heat dissipation, so that a small relay can be mounted.

パワーモジュール210の基板は放熱性に優れており、たとえばDC導体モジュール230に実装されたリレーRY1をパワーモジュール210に実装するなどが考えられる。しかしながら、リレーRY1をパワーモジュール210に実装した場合には、上述するように、電解コンデンサC1、C2、C3、C4およびノーマルフィルタNFもパワーモジュール210に実装することとなる。その結果、パワーモジュール210は、実装部品のリフロー半田付けの際に高温環境下にさらされる。   The substrate of the power module 210 is excellent in heat dissipation. For example, it is conceivable to mount the relay RY1 mounted on the DC conductor module 230 on the power module 210. However, when the relay RY1 is mounted on the power module 210, the electrolytic capacitors C1, C2, C3, C4 and the normal filter NF are also mounted on the power module 210 as described above. As a result, the power module 210 is exposed to a high temperature environment during reflow soldering of mounted components.

電解コンデンサC1、C2、C3、C4は、高温環境下にさらされると、寿命が著しく低下する事が知られている。そのため、本実施形態のリレーRY1は、DC導体モジュール230に実装し、電解コンデンサC1、C2、C3、C4およびリレーRY1もDC導体モジュール230に実装する事で、リフロー半田付けによる寿命劣化を防ぐことができる。   It is known that the electrolytic capacitors C1, C2, C3, and C4 have a significantly reduced life when exposed to a high temperature environment. Therefore, the relay RY1 of this embodiment is mounted on the DC conductor module 230, and the electrolytic capacitors C1, C2, C3, C4 and the relay RY1 are also mounted on the DC conductor module 230, thereby preventing the life deterioration due to reflow soldering. Can do.

次に、図5〜図6を用いて、本実施形態による電動パワーステアリング用制御装置のDC導体モジュール230の構造について説明する。図5は、本発明の一実施形態による電動パワーステアリング用制御装置のDC導体モジュール230の構造を示す斜視図であり、図6は、DC導体モジュール230のバスバ230Bと実装部品を上から見た図である。なお、図1および図4と同一符号は、同一部分を示している。   Next, the structure of the DC conductor module 230 of the control device for electric power steering according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a perspective view showing the structure of the DC conductor module 230 of the control device for electric power steering according to the embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a top view of the bus bar 230B and the mounted components of the DC conductor module 230. FIG. 1 and FIG. 4 indicate the same parts.

図5に示すように、DC導体モジュール230は、モールド成形されており、予め、ノーマルフィルタNF、電解コンデンサC1、C2、C3、C4、リレーRY1などの電気部品の端子を挿入するための孔が形成されている。それらの位置に電気部品を配置し、図示の上面側において、電気部品の端子とバスバ230Bの端子を溶接接続する。   As shown in FIG. 5, the DC conductor module 230 is molded and has holes for inserting terminals of electrical components such as a normal filter NF, electrolytic capacitors C1, C2, C3, C4, and relay RY1 in advance. Is formed. Electrical components are arranged at these positions, and the terminals of the electrical components and the terminals of the bus bar 230B are welded and connected on the upper surface side in the drawing.

また、信号用リードフレーム230LFと第二樹脂材230PDは、DC導体モジュール230の図示の上面に積層される。第二樹脂材230PDは、バスバ230Bと信号用リードフレーム230LFの電気的絶縁をとっている。DC導体モジュール230は凸状モールド部230Tが形成されている。また、第二樹脂材230PDおよび信号用リードフレーム230LFは、凸状モールド部230Tを挿入するための孔が形成されており、凸状モールド部230Tにはめ込むことで、DC導体モジュール230に固定される。電源端子台230PCは車載電源であるバッテリBAから電流の供給を受ける。   The signal lead frame 230LF and the second resin material 230PD are laminated on the upper surface of the DC conductor module 230 shown in the drawing. The second resin material 230PD is electrically insulated from the bus bar 230B and the signal lead frame 230LF. The DC conductor module 230 is formed with a convex mold portion 230T. Further, the second resin material 230PD and the signal lead frame 230LF are formed with holes for inserting the convex mold portion 230T, and are fixed to the DC conductor module 230 by being fitted into the convex mold portion 230T. . The power supply terminal block 230PC is supplied with current from the battery BA which is a vehicle-mounted power supply.

図6に示すように、電解コンデンサC2、C3、C4は、バッテリBAから供給される電流を蓄電すると共に、図1に示す半導体スイッチング素子SSWの動作に応じてモータに電力を供給する。電解コンデンサC2、C3、C4は、端子を図示の面側にあるとして、C2、C3、C4の順に、P側バスバ230BPPと略並行に配置される。P側バスバ230BPPと図4に示すパワーリードフレーム230BPとの接続は、P側接続部(直流出力端子)230BPTでなされ、N側バスバ230BNNと図4に示すパワーリードフレーム230BNとの接続は、N側接続部(直流出力端子)230BNTでなされる。   As shown in FIG. 6, electrolytic capacitors C2, C3, and C4 store the current supplied from battery BA and supply power to the motor in accordance with the operation of semiconductor switching element SSW shown in FIG. Electrolytic capacitors C2, C3, and C4 are arranged substantially in parallel with P-side bus bar 230BPP in the order of C2, C3, and C4, assuming that the terminals are on the illustrated surface side. The connection between the P-side bus bar 230BPP and the power lead frame 230BP shown in FIG. 4 is made at the P-side connecting portion (DC output terminal) 230BPT, and the connection between the N-side bus bar 230BNN and the power lead frame 230BN shown in FIG. This is done at the side connection (DC output terminal) 230BNT.

N側バスバ230BNNは、電解コンデンサC2の位置で、コンデンサ接続配線とN側接続部230BNTへの配線に分岐されている。すなわち、各電解コンデンサの正極側端子からP側接続部230BPTまでのインダクタンスは、電解コンデンサがP側接続部230BPTに近いほど小さいのに対し、各電解コンデンサの負極側端子からN側接続部230BNTまでのインダクタンスは、電解コンデンサがN側接続部230BNTに近いほど大きくなっている。   The N-side bus bar 230BNN is branched into a capacitor connection wiring and a wiring to the N-side connection portion 230BNT at the position of the electrolytic capacitor C2. That is, the inductance from the positive electrode side terminal of each electrolytic capacitor to the P side connection portion 230BPT is smaller as the electrolytic capacitor is closer to the P side connection portion 230BPT, whereas from the negative electrode side terminal of each electrolytic capacitor to the N side connection portion 230BNT. The larger the inductance is, the closer the electrolytic capacitor is to the N-side connecting portion 230BNT.

この構造により、各電解コンデンサに接続されるバスバの長さは略等しくなり、各電解コンデンサは、正負極端子間のインダクタンスばらつきが小さくなり、各電解コンデンサの出力電流のばらつきも少なくなる。従って、各電解コンデンサの温度上昇量は均一化され、特定の電解コンデンサの寿命劣化を防ぐ。なお、上述の分岐されたN側バスバ230BNNのバスバ間距離は、インダクタンスのバランスを揃えるため、相互インダクタンスを下げるように、離して配置する事が望ましい。   With this structure, the length of the bus bar connected to each electrolytic capacitor is substantially equal, and each electrolytic capacitor has less inductance variation between the positive and negative terminals, and less variation in output current of each electrolytic capacitor. Therefore, the amount of temperature increase of each electrolytic capacitor is made uniform, and the life deterioration of a specific electrolytic capacitor is prevented. Note that the distance between the bus bars of the branched N-side bus bar 230BNN described above is preferably arranged so as to reduce the mutual inductance in order to balance the inductance.

次に、図3および図7を用いて、本実施形態による電動パワーステアリング用制御装置のパワーモジュール210の構造について説明する。図3は、本発明の一実施形態による電動パワーステアリング用制御装置のパワーモジュール210の構造を示す斜視図であり、図7は、パワーモジュール210とDC導体モジュール230およびAC導体モジュール231との接続を示す断面図である。なお、図1と同一符号は、同一部分を示している。   Next, the structure of the power module 210 of the control device for electric power steering according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 7. FIG. 3 is a perspective view showing the structure of the power module 210 of the control device for electric power steering according to the embodiment of the present invention. FIG. 7 is a connection of the power module 210 with the DC conductor module 230 and the AC conductor module 231. FIG. The same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same parts.

図3および図7に示すように、パワーモジュール210は、半導体スイッチング素子SSWやシャント抵抗DR1、DR2、DR3、DR4などが実装されており、その放熱のためにアルミや銅などの金属ベースMP(図7)を用いている。図7に示すように、金属ベースMPと金属製筐体240の間には、熱伝導グリースHCGを介在させ、半導体スイッチング素子SSWなどの発熱体から発生する熱を、金属ベースMP―熱伝導グリースHCGを介して、金属製筐体240から放熱する構造としている。   As shown in FIG. 3 and FIG. 7, the power module 210 is mounted with a semiconductor switching element SSW, shunt resistors DR1, DR2, DR3, DR4, etc., and a metal base MP (such as aluminum or copper) for heat dissipation. FIG. 7) is used. As shown in FIG. 7, a heat conductive grease HCG is interposed between the metal base MP and the metal casing 240, and heat generated from a heating element such as the semiconductor switching element SSW is transferred to the metal base MP-heat conductive grease. The heat is dissipated from the metal casing 240 through the HCG.

金属ベースMPの上には、絶縁層IMを介して配線パターンWPが形成されている。配線パターンWPは、厚さ105μmの銅箔をエッチングによりパターニングしている。さらに、配線パターンWP上面には半導体スイッチング素子SSWや抵抗体等の他に、配線パターン間を跨ぐジャンパーリードJLが備えられている。パワーモジュール210は、ジャンパリードJLを用いることにより配線パターンWPの自由度が向上する。すなわち、パワーモジュール210を小型化し、モータ制御装置200が小型化される。   A wiring pattern WP is formed on the metal base MP via an insulating layer IM. The wiring pattern WP is obtained by patterning a 105 μm thick copper foil by etching. Further, on the upper surface of the wiring pattern WP, in addition to the semiconductor switching element SSW and the resistor, a jumper lead JL that straddles the wiring patterns is provided. In the power module 210, the degree of freedom of the wiring pattern WP is improved by using the jumper lead JL. That is, the power module 210 is downsized, and the motor control device 200 is downsized.

次に、パワーモジュール210とDC導体モジュール230、AC導体モジュール231との接続部の詳細構造を示す。図7は、上記接続の一部である、パワーモジュール210とP側バスバ230BPPとの接続を示している。P側バスバ230BPPとパワーリードフレーム230BPは、TIG溶接で接続され、パワーモジュール210とパワーリードフレーム230BPは、半田付けで接続される。   Next, the detailed structure of the connection part between the power module 210, the DC conductor module 230, and the AC conductor module 231 is shown. FIG. 7 shows a connection between the power module 210 and the P-side bus bar 230BPP, which is a part of the connection. The P-side bus bar 230BPP and the power lead frame 230BP are connected by TIG welding, and the power module 210 and the power lead frame 230BP are connected by soldering.

上述したように、パワーモジュール210およびDC導体モジュール230は金属製筐体240に接続される。ここで、パワーモジュール210およびDC導体モジュール230では搭載されている部品、流れる電流が異なるため発熱量、放熱経路も異なる。そのため、パワーモジュール210とDC導体モジュール230の間には温度差が発生し、パワーリードフレーム230BPの半田接合部には、熱膨張差よる応力が加わる。   As described above, the power module 210 and the DC conductor module 230 are connected to the metal housing 240. Here, in the power module 210 and the DC conductor module 230, since the mounted components and the flowing current are different, the heat generation amount and the heat radiation path are also different. Therefore, a temperature difference is generated between the power module 210 and the DC conductor module 230, and stress due to the thermal expansion difference is applied to the solder joint portion of the power lead frame 230BP.

そのため、パワーモジュール210とパワーリードフレーム230BPの半田接合部には剥離が生じる恐れがある。また、パワーリードフレーム230BPは、例えば100Aの大電流が流れるため、導電性が良い太い金属の使用が望まれるが、太い金属は硬く曲がりにくいため、熱ストレスの応力を緩和する効果が低い。   Therefore, there is a possibility that the solder joint between the power module 210 and the power lead frame 230BP may be peeled off. In addition, since a large current of, for example, 100 A flows in the power lead frame 230BP, it is desired to use a thick metal with good conductivity. However, since the thick metal is hard and difficult to bend, the effect of relieving thermal stress is low.

そこで、本実施形態のパワーリードフレーム230BPは、予め焼鈍しを施した銅材を使用し、下部にベンド構造を採用することで半田付け部に加わる応力を緩和している。また、大電流を流すことができるようにするため、パワーリードフレーム230BPの断面積は2mm以上にしている。なお、ここではパワーリードフレーム230BPを例にとって説明したが、本実施形態で使用する全てのパワーリードフレームは、同様の処置が実施されている。 Therefore, the power lead frame 230BP of this embodiment uses a copper material that has been annealed in advance, and uses a bend structure in the lower portion to relieve stress applied to the soldered portion. In order to allow a large current to flow, the cross-sectional area of the power lead frame 230BP is set to 2 mm 2 or more. Although the power lead frame 230BP has been described here as an example, all the power lead frames used in the present embodiment are subjected to the same treatment.

次に、図8を用いて、本実施形態による電動パワーステアリング用制御装置のパワーモジュール210の配線パターンWPのレイアウト構造について説明する。図8は、本発明の一実施形態による電動パワーステアリング用制御装置のパワーモジュール210の配線パターンWPのレイアウト構造を示す上面図である。なお、図3および図7と同一符号は、同一部分を示している。   Next, the layout structure of the wiring pattern WP of the power module 210 of the control device for electric power steering according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a top view showing a layout structure of the wiring pattern WP of the power module 210 of the control device for electric power steering according to the embodiment of the present invention. 3 and 7 indicate the same parts.

パワーモジュール210は、MOSFETなどの6個の半導体スイッチング素子SSWを備えている。半導体スイッチング素子SSWは、三相(U相、V相、W相)の各相毎に、上アームと下アームにそれぞれ直列接続されている。セラミックコンデンサCC1、CC2、CC3は、上アームと下アームに直列接続された半導体スイッチング素子SSWに、並列に接続されている。   The power module 210 includes six semiconductor switching elements SSW such as MOSFETs. The semiconductor switching element SSW is connected in series to the upper arm and the lower arm for each of the three phases (U phase, V phase, W phase). Ceramic capacitors CC1, CC2, and CC3 are connected in parallel to a semiconductor switching element SSW connected in series to the upper arm and the lower arm.

半導体スイッチング素子SSWは、制御信号によって制御される導通や遮断の高速動作によって、スパイクノイズが発生する。スパイクノイズの増大は、半導体スイッチング素子SSWのサージ電圧増大を引き起こす。セラミックコンデンサCC1、CC2、CC3は、三相(U相、V相、W相)の各相で発生したスパイクノイズを吸収し、サージ電圧を抑制する効果がある。サージ電圧は、L(di/dt)によって求められる。   The semiconductor switching element SSW generates spike noise due to high-speed operation of conduction and interruption controlled by a control signal. An increase in spike noise causes an increase in surge voltage of the semiconductor switching element SSW. The ceramic capacitors CC1, CC2, and CC3 have an effect of absorbing spike noise generated in each of the three phases (U phase, V phase, and W phase) and suppressing a surge voltage. The surge voltage is obtained by L (di / dt).

ここで、W相を例に説明すると、Lは、上アーム側の半導体スイッチング素子SSWWPのドレインから、下アーム側の半導体スイッチング素子SSWWNのソースを経由し、セラミックコンデンサCC3を介して、再び上アーム側の半導体スイッチング素子SSWWPのドレインに戻る閉ループのインダクタンスである。また、(di/dt)は、半導体スイッチング素子SSWWP、SSWWNの導通や遮断時の電流変化の速度である。すなわち、サージ電圧は、閉ループインダクタンスLを低減する事でなされる。   Here, the W phase will be described as an example. L represents the upper arm again from the drain of the semiconductor switching element SSWWP on the upper arm side, through the source of the semiconductor switching element SSWWWN on the lower arm side, and via the ceramic capacitor CC3. This is a closed loop inductance returning to the drain of the semiconductor switching element SSWWP on the side. Further, (di / dt) is a speed of current change when the semiconductor switching elements SSWWP and SSWWW are turned on and off. That is, the surge voltage is generated by reducing the closed loop inductance L.

閉ループがパワーモジュール210の配線パターンWPで形成されると、パワーモジュール210の金属ベースに閉ループとは逆向きの渦電流が誘起される。金属ベースに発生した渦電流は、閉ループの磁場をキャンセルする効果が働き、閉ループのインダクタンスLを低減する効果がある。パワーモジュール210の配線パターンWPは、金属ベース上に薄い絶縁層を介して密着するように形成されており、大きな渦電流が得られ、インダクタンスLの低減効果が得られる。   When the closed loop is formed by the wiring pattern WP of the power module 210, an eddy current in the opposite direction to the closed loop is induced on the metal base of the power module 210. The eddy current generated in the metal base has the effect of canceling the closed-loop magnetic field and reducing the closed-loop inductance L. The wiring pattern WP of the power module 210 is formed so as to be in close contact with the metal base via a thin insulating layer, so that a large eddy current is obtained and the effect of reducing the inductance L is obtained.

一方、パワーモジュール210の電気配線は、配線パターンWPと配線パターン間を跨ぐジャンパリードJLによって形成されている。ジャンパリードJLは、金属ベースから浮くように離れている。そのため、前述の閉ループにジャンパリードJLを含む構成は、渦電流が小さくなり、インダクタンスLの低減効果は低くなる。本実施形態では、ジャンパリードJLを介さずに閉ループを形成するため、セラミックコンデンサCC3の接続に、図8の斜線で示す専用の配線パターンWPWCが設けられている。以下、V相、W相に関して記載は省くが、同じ構造とすることで同様の効果を得られる。   On the other hand, the electrical wiring of the power module 210 is formed by a jumper lead JL that straddles between the wiring pattern WP and the wiring pattern. The jumper lead JL is separated from the metal base so as to float. For this reason, the configuration including the jumper lead JL in the above-described closed loop reduces the eddy current and reduces the inductance L reduction effect. In this embodiment, in order to form a closed loop without using the jumper lead JL, a dedicated wiring pattern WPWC indicated by hatching in FIG. 8 is provided for the connection of the ceramic capacitor CC3. Hereinafter, although the description regarding the V phase and the W phase is omitted, the same effect can be obtained by using the same structure.

次に、図9を用いて、本実施形態による電動パワーステアリング用制御装置のラジオノイズ低減構成について説明する。図9は本発明の一実施形態による電動パワーステアリング用制御装置の回路構成を示す回路図である。なお、図1および図4と同一符号は、同一部分を示している。   Next, the radio noise reduction configuration of the control device for electric power steering according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a circuit diagram showing a circuit configuration of an electric power steering control device according to an embodiment of the present invention. 1 and FIG. 4 indicate the same parts.

図9に示すハーネスBANの長さは、約1メートルである。このハーネスBANに、後述するノイズ電流が流れることで、当該ハーネスBANからラジオノイズが放射される。すなわち、ハーネスBANはノイズを放射するアンテナの役割を果たしてしまう。そこで、本実施形態は、ラジオノイズ対策として、ハーネスBANに流れるノイズ電流を低減するための種々の手段を講じている。   The length of the harness BAN shown in FIG. 9 is about 1 meter. When a noise current described later flows through the harness BAN, radio noise is radiated from the harness BAN. That is, the harness BAN serves as an antenna that emits noise. Therefore, in the present embodiment, various measures are taken to reduce the noise current flowing through the harness BAN as a measure against radio noise.

まず、ラジオノイズ源となるノイズ電流の経路、及びノイズ電流の低減方法を説明する。図9に示された半導体スイッチング素子SSWのスイッチング動作によって、電源ライン上には電圧脈動が発生する。この電圧脈動により、図9の(A)に示されたノーマルモードノイズ電流(A)が発生する。ノーマルモードノイズ電流(A)は、半導体スイッチング素子SSWのドレイン側から、P側バスバ230BPP、P側ハーネスBAPを流れ、N側ハーネスBAN、バスバ230BのN側バスバ230BNNを経由して半導体スイッチング素子SSWのソース側に戻る経路を辿る。ノーマルモードノイズ電流(A)が、P側ハーネスBAP及びN側ハーネスBANを流れることで、前述のラジオノイズを発生させる。   First, a path of a noise current that becomes a radio noise source and a method of reducing the noise current will be described. Due to the switching operation of the semiconductor switching element SSW shown in FIG. 9, voltage pulsation occurs on the power supply line. Due to this voltage pulsation, the normal mode noise current (A) shown in FIG. 9A is generated. The normal mode noise current (A) flows from the drain side of the semiconductor switching element SSW through the P-side bus bar 230BPP and the P-side harness BAP, and passes through the N-side harness BAN and the N-side bus bar 230BNN of the bus bar 230B. Follow the path back to the source side. The normal mode noise current (A) flows through the P-side harness BAP and the N-side harness BAN, thereby generating the above-described radio noise.

そこで、本実施形態では、P側バスバ230BPPにノーマルフィルタNFを挿入させ、さらにP側バスバ230BPPとN側ハーネスBANとの間に電解コンデンサC1を接続させた。これにより、ノーマルモードノイズ電流(A)をP側バスバ230BPPからN側バスバ230BNNに抜けさせることができるので、P側ハーネスBAP及びN側ハーネスBANにノイズ電流が流れるのを防ぐことができる(図9の(A´))。すなわち、ノーマルフィルタ(コイル)NFと電解コンデンサC1とで、ノーマルモードノイズ電流(A)をバッテリのハーネスBAP、BAN側に流さないようにするフィルタを形成するようにした。このように形成されたフィルタによりノーマルモードノイズがハーネスBAP、BAN側へ流出することが遮断される。   Therefore, in this embodiment, the normal filter NF is inserted into the P-side bus bar 230BPP, and the electrolytic capacitor C1 is connected between the P-side bus bar 230BPP and the N-side harness BAN. As a result, the normal mode noise current (A) can be removed from the P-side bus bar 230BPP to the N-side bus bar 230BNN, so that the noise current can be prevented from flowing through the P-side harness BAP and the N-side harness BAN (FIG. 9 (A ′)). That is, the normal filter (coil) NF and the electrolytic capacitor C1 form a filter that prevents normal mode noise current (A) from flowing to the battery harnesses BAP and BAN. The filter formed in this way prevents normal mode noise from flowing out to the harnesses BAP and BAN.

また、半導体スイッチング素子SSWのスイッチング動作によって発生する電圧脈動によってコモンモードノイズ電流(B)が発生する。コモンモードノイズ電流(B)は、2つの経路を辿るノイズ電流となる。一方は、半導体スイッチング素子SSWの下アーム側ソース端子LSの電位脈動に起因するコモンモードノイズ電流(B−1)であり、他方は、半導体スイッチング素子SSWの上アーム側ソース端子HSの電位脈動に起因するコモンモードノイズ電流(B−2)である(図9の(B−1)及び(B−2)参照)。いずれのコモンモードノイズ電流(B−1)(B−2)がN側ハーネスBANを流れることで、前述のラジオノイズが発生する。   Further, a common mode noise current (B) is generated by a voltage pulsation generated by the switching operation of the semiconductor switching element SSW. The common mode noise current (B) is a noise current that follows two paths. One is the common mode noise current (B-1) caused by the potential pulsation of the lower arm side source terminal LS of the semiconductor switching element SSW, and the other is the potential pulsation of the upper arm side source terminal HS of the semiconductor switching element SSW. This is the resulting common mode noise current (B-2) (see (B-1) and (B-2) in FIG. 9). Any of the common mode noise currents (B-1) and (B-2) flows through the N-side harness BAN, thereby generating the above-described radio noise.

従来は、コモンモードノイズ電流(B−1)がN側ハーネスBANに流れないように、図9のCFで示された位置に、コモンフィルタが実装されていた。しかし、このコモンフィルタは比較的大型電子部品であるため、小型化を求められる電動パワーステアリング装置にとっては課題となっていた。   Conventionally, a common filter has been mounted at the position indicated by CF in FIG. 9 so that the common mode noise current (B-1) does not flow through the N-side harness BAN. However, since the common filter is a relatively large electronic component, it has been a problem for an electric power steering apparatus that is required to be downsized.

そこで、本実施形態では、(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。このN側電源配線225Nのインピーダンスは、N側ハーネスBANより小さい。そのためコモンモードノイズ電流(B−1)は、N側電源配線225N側に流れ込む。また、(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。ダイオード226Dは、PCB制御グラウンド225GSからPCBパワーグラウンド225GPの方向を順方向として接続される。さらに、(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。   Therefore, in this embodiment, (1) the N-side bus bar 230BNN and the PCB control ground 225GS (mounted on the control module 220) are electrically connected by the N-side power supply wiring 225N. The impedance of the N-side power supply wiring 225N is smaller than that of the N-side harness BAN. Therefore, the common mode noise current (B-1) flows into the N-side power supply wiring 225N side. (2) The PCB control ground 225GS and the PCB power ground 225GP are electrically connected via the diode 226D. The diode 226D is connected with the direction from the PCB control ground 225GS to the PCB power ground 225GP as the forward direction. Further, (3) the PCB power ground 225GP and the lower arm side source terminal LS are electrically connected by the gate return line GP.

上記(1)〜(3)の接続関係によって、コモンモードノイズ電流(B−1)は、図9に示される電流経路(B´−1)を辿ることになる。すなわち、N側バスバ230BNN、PCB制御グラウンド225GS、ダイオード226D、PCBパワーグラウンド225GP、下アーム側ソース端子LS、N側バスバ230BNNの電流経路を辿る。これによって、大型電子部品であるコモンフィルタをCFの位置に実装することなく、コモンモードノイズ電流(B−1)をN側ハーネスBANに流れないようにすることができる。すなわち制御装置全体を小型化させるとともに、コモンモードノイズ電流(B−1)を金属筐体内に閉じ込めてノイズを低減させることができる。   Due to the connection relationships (1) to (3), the common mode noise current (B-1) follows the current path (B'-1) shown in FIG. That is, the current path of the N side bus bar 230BNN, the PCB control ground 225GS, the diode 226D, the PCB power ground 225GP, the lower arm side source terminal LS, and the N side bus bar 230BNN is traced. Accordingly, it is possible to prevent the common mode noise current (B-1) from flowing into the N-side harness BAN without mounting a common filter, which is a large electronic component, at the CF position. That is, the entire control device can be reduced in size, and the common mode noise current (B-1) can be confined in the metal casing to reduce noise.

なお、上記(2)のPCB制御グラウンド225GSとPCBパワーグラウンド225GPの間にダイオード226Dを(順方向を図示の方向として)介することで、下アーム側ソース端子LS側から制御モジュール220に侵入するノイズ電流を低減させることができる。また、P側電源配線225PとN側電源配線225Nとの間には、コモンフィルタやノーマルフィルタ等のノイズ対策部品を実装しないことが望ましい。なぜなら、ノイズ対策部品によってコモンモードノイズ経路のインピーダンスが増加し、ノイズを閉じ込める事ができなくなるためである。   Note that noise that enters the control module 220 from the lower arm side source terminal LS side by passing the diode 226D (with the forward direction as shown) between the PCB control ground 225GS and the PCB power ground 225GP in (2) above. The current can be reduced. Further, it is desirable not to mount a noise countermeasure component such as a common filter or a normal filter between the P-side power supply wiring 225P and the N-side power supply wiring 225N. This is because the noise countermeasure component increases the impedance of the common mode noise path and makes it impossible to confine noise.

さらに、本実施形態は、ノイズ電流の発生原因となる電圧脈動を低減させるための種々の手段を講じている。   Furthermore, the present embodiment takes various means for reducing voltage pulsation that causes generation of noise current.

主な電圧脈動の一つ目は、半導体スイッチング素子SSWのスイッチング動作による電圧脈動がPCBパワーグラウンド225GPを介してPCB制御グラウンド225GSに伝わる電圧脈動である。本実施形態では、この電圧脈動を低減させるために、短絡用ネジ225GGによって、PCB制御グラウンド225Gと金属製筐体240を短絡させている。主な電圧脈動の二つ目は、半導体スイッチング素子SSWのスイッチング動作による電圧脈動が、直接N側バスバ230BNNに伝わる電圧脈動である。本実施形態では、この電圧脈動を低減させるために、短絡用ネジ230BCによって、N側バスバ230BNNと金属製筐体240を短絡させている。   The first main voltage pulsation is a voltage pulsation in which the voltage pulsation due to the switching operation of the semiconductor switching element SSW is transmitted to the PCB control ground 225GS via the PCB power ground 225GP. In the present embodiment, in order to reduce this voltage pulsation, the PCB control ground 225G and the metal casing 240 are short-circuited by the short-circuiting screw 225GG. The second main voltage pulsation is a voltage pulsation in which the voltage pulsation due to the switching operation of the semiconductor switching element SSW is directly transmitted to the N-side bus bar 230BNN. In the present embodiment, in order to reduce this voltage pulsation, the N-side bus bar 230BNN and the metal casing 240 are short-circuited by the short-circuiting screw 230BC.

これらの電圧脈動への対策に加えて、(1)イグニションラインIGNとP側電源配線225Pとの合流前にノーマルコイルNF2を実装し、また(2)モータ100の金属製筐体と金属製筐体240とを、例えばネジ等100Bによって電気的に接続する。これにより、前述のコモンモードノイズ電流(B−2)は、モータ100の寄生容量100Cを抜けた後、電気的接続100Bを介して金属製筐体240に流れ、短絡用ネジ230BCや短絡用ネジ225GGを介して、制御モジュール220のPCB制御グラウンド225GSとPCBパワーグラウンド225GPに抜ける、または、N側バスバ230BNNに抜ける(B´−2)。   In addition to countermeasures against these voltage pulsations, (1) the normal coil NF2 is mounted before the ignition line IGN and the P-side power supply wiring 225P merge, and (2) the metal casing and the metal casing of the motor 100 The body 240 is electrically connected, for example, by screws 100B or the like. As a result, the above-described common mode noise current (B-2) passes through the parasitic capacitance 100C of the motor 100 and then flows to the metal housing 240 through the electrical connection 100B, and the shorting screw 230BC or the shorting screw. Via 225GG, the control module 220 exits to the PCB control ground 225GS and the PCB power ground 225GP, or exits to the N-side bus bar 230BNN (B'-2).

これは、モータ100の金属製筐体からDC導体モジュール230のN側バスバ230BNNや制御モジュール220のPCB制御グラウンド225GSまでのインピーダンスが、シャーシCSおよびハーネスBANを介した経路より電気的接続100Bと金属製筐体240とを介した経路の方において低くなるためである。すなわち、電気的接続100B、金属製筐体240、短絡用ネジ230BC、短絡用ネジ225GG、PCB制御グラウンド225GS、ダイオード226D、PCBパワーグラウンド225GPとで、コモンモードノイズ電流(B−2)が流れやすい経路が形成される。その結果、コモンモードノイズ電流(B−2)がハーネスBANに流れることが防止され、ハーネスBANからのラジオノイズの放射が防止される。   This is because the impedance from the metal casing of the motor 100 to the N-side bus bar 230BNN of the DC conductor module 230 and the PCB control ground 225GS of the control module 220 is electrically connected to the electrical connection 100B and the metal through a path via the chassis CS and the harness BAN. This is because the distance is lower on the route through the housing 240. That is, common mode noise current (B-2) easily flows through the electrical connection 100B, the metal casing 240, the shorting screw 230BC, the shorting screw 225GG, the PCB control ground 225GS, the diode 226D, and the PCB power ground 225GP. A path is formed. As a result, the common mode noise current (B-2) is prevented from flowing to the harness BAN, and radiation of radio noise from the harness BAN is prevented.

なお、ノーマルコイルNF2は、イグニションラインIGNより高インピーダンス化することで、シャーシCSからイグニションラインIGNを経由して、制御モジュール220にノイズが侵入する事を抑制することができる。   The normal coil NF2 can be prevented from intruding into the control module 220 from the chassis CS via the ignition line IGN by making the impedance higher than that of the ignition line IGN.

次に、図1および図10を用いて、本実施形態による電動パワーステアリング用制御装置の制御モジュール220とリードフレーム230LF、リードフレームSLFの接続時の組立について説明する。図10は、本発明の一実施形態による電動パワーステアリング用制御装置の制御モジュール220とリードフレーム230LF、リードフレームSLFの接続時の組立構造を示す斜視図である。なお、図1と同一符号は、同一部分を示している。   Next, the assembly at the time of connecting the control module 220, the lead frame 230LF, and the lead frame SLF of the control device for electric power steering according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a perspective view showing an assembly structure when the control module 220, the lead frame 230LF, and the lead frame SLF of the control device for electric power steering according to the embodiment of the present invention are connected. The same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same parts.

パワーモジュール210の信号用リードフレームSLFとDC導体モジュールのリードフレーム230LFは、制御モジュール220の端子に接続される。また、制御モジュール220は金属製筐体240にネジ止めされる。信号用リードフレームSLFおよびリードフレーム230LFは、制御モジュール220の両端に、それぞれの辺に沿って一列に配置される。一列に配置されたリードフレームは、制御モジュール220の端子孔にリードフレームを入れる際、位置決めが容易であり、組立性を容易にすることができる。また、本実施形態による構造は、制御モジュール220とリードフレームを半田付けで接続する際の接続作業を効率的に行える。   The signal lead frame SLF of the power module 210 and the lead frame 230 LF of the DC conductor module are connected to the terminals of the control module 220. The control module 220 is screwed to the metal housing 240. The signal lead frame SLF and the lead frame 230LF are arranged at both ends of the control module 220 in a line along each side. The lead frames arranged in a line can be easily positioned when the lead frame is inserted into the terminal hole of the control module 220, and the assembly can be facilitated. Further, the structure according to the present embodiment can efficiently perform the connection work when the control module 220 and the lead frame are connected by soldering.

制御モジュール220は、金属製筐体240の支柱240Tにネジ止めにより接続されている。また、制御モジュール220に半田付けされた信号用リードフレームSLFを介してパワーモジュール210にも半田で接続されている。信号用リードフレームSLFの半田付け部には、制御装置全体と制御モジュール220の熱膨張による応力が加わる。そこで、信号用リードフレームSLFをベンド構造(図7)とすることで、信号用リードフレームSLFの半田付け部の応力を緩和することができる。   The control module 220 is connected to the column 240T of the metal casing 240 by screws. The power module 210 is also connected to the power module 210 via a signal lead frame SLF soldered to the control module 220. Stress due to thermal expansion of the entire control device and the control module 220 is applied to the soldered portion of the signal lead frame SLF. Therefore, by making the signal lead frame SLF have a bend structure (FIG. 7), the stress of the soldered portion of the signal lead frame SLF can be relieved.

次に、図1および図11を用いて、本実施形態による電動パワーステアリング用制御装置のモータ制御装置200とモータ100の組立てについて説明する。図11は、本発明の一実施形態による電動パワーステアリング用制御装置のモータ制御装置200とモータ100を示す斜視図である。モータ制御装置200はモータ100を一体に保持するように構成されている。なお、図1と同一符号は、同一部分を示している。   Next, the assembly of the motor control device 200 and the motor 100 of the control device for electric power steering according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a perspective view showing the motor control device 200 and the motor 100 of the control device for electric power steering according to the embodiment of the present invention. The motor control device 200 is configured to hold the motor 100 integrally. The same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same parts.

モータ制御装置200の金属製筐体240は、モータ100とネジにより電気的かつ機械的に接続される。次に、モータ制御装置200のAC導体モジュール231のバスバ231Bは、モータ100の三相入力部にネジにより電気的に接続される。次に、バスバ231Bの接続部は、金属製のシールドカバー250Mで閉じる。最後に、シールドカバー250Mは、金属製筐体240に、少なくとも1個のネジで固定される。以上により、モータ制御装置200とモータ100は組み立てられる。   The metal casing 240 of the motor control device 200 is electrically and mechanically connected to the motor 100 by screws. Next, the bus bar 231B of the AC conductor module 231 of the motor control device 200 is electrically connected to the three-phase input portion of the motor 100 by screws. Next, the connection portion of the bus bar 231B is closed with a metal shield cover 250M. Finally, the shield cover 250M is fixed to the metal housing 240 with at least one screw. As described above, the motor control device 200 and the motor 100 are assembled.

この場合、モータ100の回転軸はパワーモジュールのスイッチング素子の実装面と略平行となるように組み立てられる。また、モータ100の円筒側部はパワーモジュールに隣接して配置されるようにする。ただし、モータ100の円筒側部は必ずしもパワーモジュールに接するように配置される必要はなく、若干の隙間をもたせて配置するようにしてもよい。そして、電動パワーステアリング用制御装置のモータの回転軸方向と直交する方向の幅は、本実施の形態の構成を採用することによって小型化された結果、モータの円筒外径より小さいくするとことろまで可能となった。   In this case, the rotating shaft of the motor 100 is assembled so as to be substantially parallel to the mounting surface of the switching element of the power module. Further, the cylindrical side portion of the motor 100 is disposed adjacent to the power module. However, the cylindrical side portion of the motor 100 is not necessarily arranged so as to be in contact with the power module, and may be arranged with a slight gap. The width of the electric power steering control device in the direction orthogonal to the rotation axis direction of the motor is reduced by adopting the configuration of the present embodiment, so that it is smaller than the cylinder outer diameter of the motor. It became possible until.

金属製のシールドカバー250Mは、モータ100の三相入力部から発生する輻射ノイズを吸収する静電シールドを果たす。本シールドカバー250Mは、1MHz以下の輻射ノイズを吸収し、主にスマート帯域(135kHz)の輻射ノイズを低減することができる。   The metal shield cover 250 </ b> M serves as an electrostatic shield that absorbs radiation noise generated from the three-phase input portion of the motor 100. The shield cover 250M absorbs radiation noise of 1 MHz or less and can mainly reduce radiation noise in the smart band (135 kHz).

次に、図12を用いて、本実施形態による電動パワーステアリング用制御装置を用いたシステム構成について説明する。図12は、本発明の一実施形態による電動パワーステアリング用制御装置を用いた電動パワーステアリングの構成を示すシステム構成図である。電動パワーステアリングは車両に搭載される。この車両は、乗用車やトラックや作業用車両など、ステアリングを有するすべての車両が含まれる。   Next, a system configuration using the electric power steering control device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a system configuration diagram showing the configuration of the electric power steering using the electric power steering control device according to the embodiment of the present invention. The electric power steering is mounted on the vehicle. This vehicle includes all vehicles having a steering wheel such as a passenger car, a truck, and a work vehicle.

ステアリングSTを回転させると、その回転駆動力は、ロッドROを介して、マニュアルステアリングギアSTGにより減速して、左右のタイロッドTR1、TR2に伝達し、左右の車輪WH1、WH2に伝達され、左右の車輪WH1、WH2を舵取りする。   When the steering ST is rotated, the rotational driving force is decelerated by the manual steering gear STG via the rod RO, transmitted to the left and right tie rods TR1, TR2, and transmitted to the left and right wheels WH1, WH2. Steer the wheels WH1, WH2.

本実施形態によるモータ100は、ロッドROの近傍に取り付けられており、ギアGEを介して、その駆動力をマニュアルステアリングギアSTGに伝達する。ロッドROには、トルクセンサTSが取り付けられており、ステアリングSTに与えられた回転駆動力(トルク)を検出する。   The motor 100 according to the present embodiment is attached in the vicinity of the rod RO, and transmits the driving force to the manual steering gear STG via the gear GE. A torque sensor TS is attached to the rod RO, and a rotational driving force (torque) applied to the steering ST is detected.

制御装置200は、トルクセンサTSの出力および図示していないが車両の車速センサの出力に基づいてモータ100の目標トルクを算出する。この算出において、モータ100の回転速度や回転加速度をさらに考慮してモータ100の目標トルクを算出しても良く、この方がより最適なあるいはフィーリングの優れた制御が可能となる。また安全面からモータ100の温度や電流値を検出し、モータ100の出力トルクである電流値が目標トルクに相当する電流値となるようにモータ100への通電電流を制御する。制御装置200およびモータ100の電源は、バッテリBAから供給される。   The control device 200 calculates a target torque of the motor 100 based on the output of the torque sensor TS and the output of a vehicle speed sensor (not shown) of the vehicle. In this calculation, the target torque of the motor 100 may be calculated in consideration of the rotation speed and the rotation acceleration of the motor 100, and this allows more optimal or excellent control of feeling. In addition, the temperature and current value of the motor 100 are detected from the safety aspect, and the energization current to the motor 100 is controlled so that the current value as the output torque of the motor 100 becomes a current value corresponding to the target torque. The power supply for the control device 200 and the motor 100 is supplied from the battery BA.

なお、以上の構成は、ステアリングホイールの直ぐ下のステアリングコラムの部分にトルクセンサとトルクをアシストするモータ100を置くものであるが、モータ100をラック&ピニオンギアの近傍に備えるラック型のパワーステアリングに対しても、本実施形態のモータ100および前述のインバータを含むモータ制御装置200をそのまま使用できる。   In the above configuration, the torque sensor and the motor 100 for assisting the torque are placed in the portion of the steering column immediately below the steering wheel. However, the rack type power steering equipped with the motor 100 in the vicinity of the rack and pinion gear. However, the motor control device 200 including the motor 100 of the present embodiment and the above-described inverter can be used as it is.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

例えば、本実施の形態においては、図6に示すように、N側バスバ230BNNを電解コンデンサC2の位置で、コンデンサ接続配線とN側接続部230BNTへの配線に分岐し、各電解コンデンサの正負極端子間のインダクタンスばらつきを小さくしたが、図13に示すように、P側バスバ230BPPを電解コンデンサC2の位置で分岐しても良い。   For example, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the N-side bus bar 230BNN branches into a capacitor connection wiring and a wiring to the N-side connection portion 230BNT at the position of the electrolytic capacitor C2, and the positive and negative ends of each electrolytic capacitor Although the inductance variation between the elements is reduced, as shown in FIG. 13, the P-side bus bar 230BPP may be branched at the position of the electrolytic capacitor C2.

次に、図14〜図17を用いて、本実施形態による電動パワーステアリング制御装置のラジオノイズ低減の他の構成について説明する。なお、図9と同一符号は同一部分を示している。図14は、例えばトルクセンサなどに代表される、センサ起因で起こるラジオノイズ対策の構成を示している。   Next, another configuration for reducing radio noise of the electric power steering control device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. The same reference numerals as those in FIG. 9 denote the same parts. FIG. 14 shows a configuration for countermeasures against radio noise caused by a sensor, such as a torque sensor.

トルクセンサTSは、ノイズによるセンサ誤動作を防止するため、センサ内部回路とトルクセンサTSの金属製筐体を容量TCCで接続し、ノイズをシャーシCSに落とす構成をとっている。しかしながら、容量TCCは、トルクセンサTSの信号線やグラウンド線TSLのインダクタンス等により、特定の周波数で共振するため、共振周波数のノイズ電流がシャーシCSに抜ける。上述したように、シャーシCSに抜けたノイズ電流は、他のハーネスに回り込む事で、強いノイズを放射する。   In order to prevent sensor malfunction due to noise, the torque sensor TS has a configuration in which a sensor internal circuit and a metal casing of the torque sensor TS are connected by a capacitor TCC and noise is dropped to the chassis CS. However, since the capacitor TCC resonates at a specific frequency due to the inductance of the signal line of the torque sensor TS, the inductance of the ground line TSL, etc., noise current at the resonance frequency passes through the chassis CS. As described above, the noise current that has passed through the chassis CS radiates strong noise by wrapping around the other harness.

図14は、シールドケーブルTSCを用いたトルクセンサTSの共振ノイズ対策の構成を示している。シールドケーブルTSCは、トルクセンサの信号線やグラウンド線TSLを金属メッシュで覆う構造であり、金属メッシュは図示するように、トルクセンサTSの金属製筐体と、モータ制御装置200の金属製筐体に電気的に接続されている。以上の構成により、容量TCCを抜けた共振ノイズは、シャーシCSに抜けるよりも低いインピーダンス経路であるシールドケーブルTSCの金属メッシュを介してモータ制御装置200に戻るため、他のハーネスへのノイズ電流の回り込みを抑制する。   FIG. 14 shows the configuration of the countermeasure against resonance noise of the torque sensor TS using the shielded cable TSC. The shielded cable TSC has a structure in which the signal line of the torque sensor and the ground line TSL are covered with a metal mesh. As shown in the figure, the metal mesh includes a metal casing of the torque sensor TS and a metal casing of the motor control device 200. Is electrically connected. With the above configuration, the resonance noise that has passed through the capacitor TCC returns to the motor control device 200 through the metal mesh of the shielded cable TSC that is a lower impedance path than that that passes through the chassis CS. Suppress wraparound.

また、金属製メッシュの静電シールド効果により、トルクセンサTSの信号線やグラウンド線TSLに発生する電位脈動による輻射ノイズも抑制できる。本実施形態では、シールドケーブルTSCを例に説明したが、低インピーダンス経路となれば他の構成でも良い。例えば、シールドケーブルTSCの代わりに、トルクセンサTSの金属製筐体とモータ制御装置200の金属製筐体を電気的に接続するハーネスを使用しても良い。また、同軸線を用いても良い。   Further, due to the electrostatic shielding effect of the metal mesh, radiation noise due to potential pulsation generated in the signal line of the torque sensor TS and the ground line TSL can be suppressed. In the present embodiment, the shielded cable TSC has been described as an example, but other configurations may be used as long as a low impedance path is provided. For example, instead of the shielded cable TSC, a harness that electrically connects the metal casing of the torque sensor TS and the metal casing of the motor control device 200 may be used. A coaxial line may be used.

図15は、トルクセンサTSの共振ノイズ対策の他の構成を示している。図示の対策は、図14に示したシールドケーブルTSCの代わりに、例えばフェライトコアにトルクセンサTSの信号線やグラウンド線TSLを巻きつけ、信号線やグラウンド線のインダクタンスを増加させている。インダクタンスは、周波数が高くなるほどに、大きなインピーダンスをもつため、共振ノイズそのものが流れにくくなり、輻射ノイズの低減が可能となる。また、トルクセンサTSのインダクタンスを増加させる方法であれば、フェライトコアによる対策以外にも磁性体を使用したり、インダクタンス素子を使用しても良い。また、モータ制御装置200の制御モジュール220にチップインダクタ等を実装しても良い。   FIG. 15 shows another configuration for the resonance noise of the torque sensor TS. In the illustrated countermeasure, instead of the shielded cable TSC shown in FIG. 14, for example, a signal line or ground line TSL of the torque sensor TS is wound around a ferrite core to increase the inductance of the signal line or ground line. Since the inductance has a larger impedance as the frequency becomes higher, the resonance noise itself becomes difficult to flow, and radiation noise can be reduced. Further, as long as the inductance of the torque sensor TS is increased, a magnetic material or an inductance element may be used in addition to the countermeasure using the ferrite core. Further, a chip inductor or the like may be mounted on the control module 220 of the motor control device 200.

図16は、トルクセンサTSの共振ノイズ対策の他の構成を示している。図示の対策は、共振源である容量TCCに直列に、例えばダンピング抵抗を入れている。共振ノイズは、容量TCCを抜ける際にダンピング抵抗TCRによってエネルギーを消費するため、輻射ノイズが低減される。また、ダンピング抵抗TCR以外にも、インダクタンス素子を使用し、共振ノイズの周波数を低周波側にシフトさせてもよい。   FIG. 16 shows another configuration of the resonance noise countermeasure for the torque sensor TS. In the illustrated countermeasure, for example, a damping resistor is inserted in series with the capacitor TCC which is a resonance source. The resonance noise consumes energy by the damping resistor TCR when passing through the capacitor TCC, so that the radiation noise is reduced. In addition to the damping resistor TCR, an inductance element may be used to shift the resonance noise frequency to the low frequency side.

図17は、ノーマルモードノイズを低減可能なフィルタの他の構成を示している。図9に示すフィルタは、ノーマルフィルタNFと電解コンデンサC1によって構成されている。図17に示す構成では、電解コンデンサC1を外し、代わりに制御モジュール220のP側電源配線225PとN側電源配線225Nの間に、セラミックコンデンサ225Cを実装している。セラミックコンデンサ225Cは、十分な大きさの容量が必要となるが、電解コンデンサC1を削減可能となり、DC導体モジュール230の小型化が可能となる。   FIG. 17 shows another configuration of a filter that can reduce normal mode noise. The filter shown in FIG. 9 includes a normal filter NF and an electrolytic capacitor C1. In the configuration shown in FIG. 17, the electrolytic capacitor C1 is removed, and a ceramic capacitor 225C is mounted between the P-side power supply wiring 225P and the N-side power supply wiring 225N of the control module 220 instead. The ceramic capacitor 225 </ b> C needs a sufficiently large capacity, but the electrolytic capacitor C <b> 1 can be reduced, and the DC conductor module 230 can be downsized.

以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
(1)モータを駆動するスイッチング素子を実装するパワーモジュール(パワー基板)と、スイッチング素子に制御信号を伝達しスイッチング素子のスイッチングを制御する制御モジュール(制御基板)とを対向配置する。そして、バスバを有しこのバスバに平滑コンデンサが取り付けられたDC導体モジュールをパワーモジュールと制御モジュールとの間に配置するようにした。これにより、電動パワーステアリング用制御装置の小型化および電動パワーステアリング装置の小型化が実現できる。
According to the present embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) A power module (power board) on which a switching element for driving a motor is mounted and a control module (control board) for transmitting a control signal to the switching element to control switching of the switching element are arranged to face each other. A DC conductor module having a bus bar and having a smoothing capacitor attached to the bus bar is arranged between the power module and the control module. Thereby, miniaturization of the control device for electric power steering and miniaturization of the electric power steering device can be realized.

(2)パワーモジュールは、一方の端部に直流用パワーリードフレームを取り付ける直流入力端子を備え、他方の端部に交流用パワーリードフレームを取り付ける交流出力端子を備えるようにした。また、DC導体モジュールのバスバは、一方の端部に電源からの入力端子を備え、他方の端部に直流出力端子を備え、平滑用電解コンデンサは、バスバの入力端子と直流出力端子との間に取り付けるようにした。そして、パワーモジュールとDC導体モジュールのバスバは、パワーモジュールの直流入力端子とバスバの直流出力端子とをパワーリードフレームを介して接続することにより、対向するように配置されるようにした。 (2) The power module is provided with a DC input terminal to which a DC power lead frame is attached at one end, and an AC output terminal to which an AC power lead frame is attached at the other end. The bus bar of the DC conductor module has an input terminal from the power source at one end and a DC output terminal at the other end, and the smoothing electrolytic capacitor is between the input terminal and the DC output terminal of the bus bar. It was made to attach to. The bus bars of the power module and the DC conductor module are arranged to face each other by connecting the DC input terminal of the power module and the DC output terminal of the bus bar via the power lead frame.

このような構成により、平滑用の電解コンデンサは、パワーモジュールに設けることなくDC導体モジュールに設けることができる。パワーモジュールは、各種の部品を半田付けリフロー工程で実装する。一方、電解コンデンサは熱に弱い。しかし、本実施の形態では、平滑用電解コンデンサをパワーモジュールに設けることなくDC導体モジュールに設けるようにした。DC導体モジュールの製造では、電解コンデンサの取り付けを溶接で行うなど半田付けリフロー工程を経ない。これにより、電解コンデンサがハンダ付け時のリフロー工程の熱で寿命が劣化することを防ぐことができる。   With such a configuration, the smoothing electrolytic capacitor can be provided in the DC conductor module without being provided in the power module. The power module mounts various components in a soldering reflow process. On the other hand, electrolytic capacitors are vulnerable to heat. However, in this embodiment, the smoothing electrolytic capacitor is provided in the DC conductor module without being provided in the power module. In the manufacture of the DC conductor module, the soldering reflow process is not performed, for example, the electrolytic capacitor is attached by welding. Thereby, it is possible to prevent the life of the electrolytic capacitor from deteriorating due to the heat of the reflow process when soldering.

また、上記のような構成により電解コンデンサをバスバの入力端子から直流出力端子に向けて一列に並べることができる。これにより、パワーモジュールの背の高い部品と干渉しないようにDC導体モジュールを配置することが容易となる。   Further, the electrolytic capacitors can be arranged in a line from the input terminal of the bus bar to the DC output terminal by the configuration as described above. Thereby, it becomes easy to arrange | position a DC conductor module so that it may not interfere with the tall components of a power module.

(3)パワーモジュールは、交流出力端子とスイッチング素子との間に設けられるリレー(継電器)やジャンパリードなどの背の高い部品を実装する領域と、半導体スイッチング素子SSWやシャント抵抗など背の低い部品を実装する領域、すなわち背の高い部品を実装しない領域に分割するようにした。そして、DC導体モジュールのバスバに取り付けられた平滑コンデンサが背の高い部品を実装しない領域側に来るように配置されるようにした。これにより、パワーモジュールとDC導体モジュールの、背の高い部品同士がお互いが干渉しないように配置され、電動パワーステアリング用制御装置の小型化を達成することができる。 (3) The power module has a region for mounting tall components such as a relay (relay) or jumper lead provided between the AC output terminal and the switching element, and a short component such as a semiconductor switching element SSW or a shunt resistor. Is divided into areas for mounting, that is, areas where tall components are not mounted. The smoothing capacitor attached to the bus bar of the DC conductor module is arranged so as to come to the region side where the tall component is not mounted. Thereby, the tall components of the power module and the DC conductor module are arranged so as not to interfere with each other, and the electric power steering control device can be reduced in size.

(4)上述のように、平滑用電解コンデンサは、DC導体モジュールのバスバーに溶接により固定されるようにした。これにより、平滑用電解コンデンサは半田付けリフロー時の高熱の影響を受けることなく、長寿命を達成することができる。 (4) As described above, the smoothing electrolytic capacitor is fixed to the bus bar of the DC conductor module by welding. As a result, the smoothing electrolytic capacitor can achieve a long life without being affected by high heat during reflow soldering.

(5)パワーモジュール上において、3相の各相を構成する上アームのスイッチング素子と下アームのスイッチング素子を直列に接続し、この直列に接続された2つのスイッチング素子に並列にコンデンサを接続し、小さな閉ループを形成するようにした。このときの配線は、パワーモジュール基板上にプリント配線で行う。このプリント配線は、ジャンパーリードを介することなく、パワーモジュールの基板に密着するようにして閉ループを形成するので、パワーモジュールの金属ベースに閉ループとは逆向きの渦電流が大きく誘起される。金属ベースに発生した渦電流は、閉ループの磁場をキャンセルする効果が働き、閉ループのインダクタンスLを低減する効果がある。これにより、サージ電圧を低減し、スパイクノイズを低減する。 (5) On the power module, an upper arm switching element and a lower arm switching element constituting each of the three phases are connected in series, and a capacitor is connected in parallel to the two switching elements connected in series. A small closed loop was formed. Wiring at this time is performed by printed wiring on the power module substrate. Since this printed wiring forms a closed loop so as to be in close contact with the substrate of the power module without using a jumper lead, an eddy current in a direction opposite to the closed loop is greatly induced in the metal base of the power module. The eddy current generated in the metal base has the effect of canceling the closed-loop magnetic field and reducing the closed-loop inductance L. Thereby, a surge voltage is reduced and spike noise is reduced.

(6)制御モジュールとパワーモジュールとの間で制御信号を授受する複数の信号系リードフレームを、パワーモジュールの一方の辺と対向する他方の辺に沿ってそれぞれ配置された一対のリード群であるようにした。これにより、まず一方の辺に沿って一列に配置されたリードフレームを、制御モジュールの一方の辺に沿って設けられた端子孔に入れるようにし、その後、他方の辺に沿って一列に配置されたリードフレームを、制御モジュールの他方の辺に沿って設けられた端子孔に入れるようにすることができる。その結果、リードフレームと端子孔の位置決めが容易であり、組立性を容易にすることができ、半田付けで接続する際の接続作業を効率的に行える。 (6) A pair of lead groups in which a plurality of signal system lead frames that exchange control signals between the control module and the power module are respectively disposed along the other side facing one side of the power module. I did it. As a result, first, the lead frames arranged in a line along one side are inserted into the terminal holes provided along one side of the control module, and then arranged in a line along the other side. The lead frame can be inserted into a terminal hole provided along the other side of the control module. As a result, the positioning of the lead frame and the terminal hole is easy, the assemblability can be facilitated, and the connection work when connecting by soldering can be performed efficiently.

(7)制御モジュールは、パワーモジュールを保持する金属製筐体から立設した金属製支柱で保持するようにした。制御モジュールとパワーモジュールとの間で信号の授受を行うために接続する信号用リードフレームは金属であり、制御モジュールを保持する部材も同じように金属製の支柱とした。これにより、熱膨張などに大差がなくなり、制御モジュールとパワーモジュールとの間の電気的接続の信頼性を高めることができる。 (7) The control module is held by a metal support column erected from a metal casing that holds the power module. The signal lead frame that is connected to exchange signals between the control module and the power module is made of metal, and the members that hold the control module are also made of metal posts. Thereby, there is no great difference in thermal expansion or the like, and the reliability of electrical connection between the control module and the power module can be improved.

(8)電源系リードフレーム(端子)や信号系リードフレーム(端子)に、図7に示すようなベンド状(コの字状)の応力緩和部を設けるようにした。制御装置全体や制御モジュールの熱膨張などにより、電源系リードフレーム(端子)や信号系リードフレーム(端子)の半田付け部に応力が加わる。しかし、上記のような構成を取ることにより、その応力を緩和することができ、接続の信頼性を高めることができる。 (8) The power supply lead frame (terminal) and the signal lead frame (terminal) are provided with a bend-shaped (U-shaped) stress relaxation portion as shown in FIG. Stress is applied to the soldered portions of the power supply lead frame (terminal) and the signal lead frame (terminal) due to thermal expansion of the entire control device and the control module. However, by adopting the configuration as described above, the stress can be relaxed and the connection reliability can be improved.

(9)電源系リード端子は、応力緩和部に加えてさらに焼きなまし材を使用するようにした。これにより、より一層の応力の緩和を実現し、接続部の信頼性を高めている。 (9) An annealing material is used for the power supply system lead terminal in addition to the stress relaxation portion. This realizes further relaxation of stress and enhances the reliability of the connecting portion.

(10)モータの回転軸をパワーモジュールのスイッチング素子の実装面と略平行となるように組み立てられている。また、モータの円筒側部がパワーモジュールに隣接して配置されるように組み立てられている。これにより、電動パワーステアリング装置全体としてコンパクトにすることができる。 (10) The motor rotating shaft is assembled so as to be substantially parallel to the mounting surface of the switching element of the power module. Further, the motor is assembled so that the cylindrical side portion of the motor is disposed adjacent to the power module. Thereby, it can be made compact as the whole electric power steering device.

(11)本実施の形態の電動パワーステアリング用制御装置は、モータの回転軸方向と直交する方向の幅において、モータの円筒外径より小さくすることまで可能になった。 (11) The electric power steering control device of the present embodiment can be made smaller than the cylinder outer diameter of the motor in the width in the direction orthogonal to the rotation axis direction of the motor.

(12)本実施の形態の電動パワーステアリング用制御装置の作用効果を少し表現を変えて説明すると次のようになる。電源から供給された直流電流をスイッチング素子に供給する配線部であって、平滑用コンデンサが設けられたモールドバスバ部を、パワーモジュールとこのパワーモジュールに対向して配置される制御モジュールとの間にロフト状に配置した。これにより、モータ制御装置全体を小型化できる。 (12) The operational effects of the control device for electric power steering according to the present embodiment will be described with slightly different expressions. A wiring portion for supplying a direct current supplied from a power source to a switching element, wherein a molded bus bar portion provided with a smoothing capacitor is disposed between the power module and a control module disposed opposite to the power module. Arranged in a loft. Thereby, the whole motor control apparatus can be reduced in size.

モールドバスバ部は、相リレーをパワーモジュールに実装する事で小型化される。また、パワーモジュールはジャンパリードによる中空配線によって、リレー実装による大面積化が緩和される。パワーモジュールに実装されるリレーやジャンパリードと、モールドバスバ部に実装される部品(平滑用コンデンサなど)は大型であるが、モールドバスバ部をロフト状に配置する事でお互いの部品間の干渉を避け、低背化される。ここで言うロフト状とは、パワーモジュールと制御モジュールを2階建て構造にし、モールドバスバ部はその中間の中2階に、全面に設けるのではなく一部に張り出すようにして設けられる構造を意味している。   The molded bus bar is reduced in size by mounting the phase relay on the power module. In addition, the power module is reduced in area by relay mounting due to the hollow wiring by jumper leads. The relays and jumper leads mounted on the power module and the components mounted on the molded bus bar (smoothing capacitors, etc.) are large, but the mold bus bar is placed in a loft to prevent interference between the components. Avoid and be shortened. The loft shape mentioned here is a structure in which the power module and the control module have a two-story structure, and the mold bus bar part is provided on the middle second floor in the middle so that it projects over a part rather than over the entire surface. I mean.

また、制御モジュールに実装される部品は、カスタムIC化により小型化する事で、制御モジュール実装面積も小型化される。電動パワーステアリングの車両搭載エリアは狭く、且つ幅広い車種の車両搭載位置に柔軟に対応する事が求められるため、小型化する事が重要である。   Further, the parts mounted on the control module are reduced in size by custom IC, so that the control module mounting area is also reduced. Since the vehicle mounting area of electric power steering is narrow and it is required to flexibly support a wide range of vehicle mounting positions, it is important to reduce the size.

さらに、上記の実施の形態では、劣化部品である電解コンデンサの長寿命化ができると共に、ラジオノイズに対し低ノイズ化が実現され、信頼性の高い電動パワーステアリングが得られる。   Further, in the above embodiment, the life of the electrolytic capacitor, which is a deteriorated part, can be extended, and the noise can be reduced with respect to radio noise, and a highly reliable electric power steering can be obtained.

さらに上記の実施の形態では、電動パワーステアリングが製作し易い構造であり、製造作業性に優れている。製造工程において、製造対象の装置内部の電気回路の配線端子を自動的に接続するための機械や器具を使用できる構造を有している事、製造対象製品の回路素子が前記接続作業を考慮した配置である事が必要である。上記の実施の形態では、製造作業の機械化に適した構造や回路素子の配置になっている。   Further, in the above-described embodiment, the electric power steering is easy to manufacture, and the manufacturing workability is excellent. In the manufacturing process, it has a structure that can use machines and instruments for automatically connecting the wiring terminals of the electric circuit inside the device to be manufactured, and the circuit element of the product to be manufactured considers the connection work. It must be arranged. In the above embodiment, the structure and the arrangement of the circuit elements are suitable for mechanization of manufacturing work.

なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。   Note that the present invention is not limited to the configurations in the above-described embodiments as long as the characteristic functions of the present invention are not impaired.

本発明の一実施形態による電動パワーステアリング用制御装置の構造を示す分解斜視図1 is an exploded perspective view showing the structure of an electric power steering control device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による電動パワーステアリング用制御装置のパワーモジュールとDC導体モジュールと制御モジュールの構造を示す側面図The side view which shows the structure of the power module, DC conductor module, and control module of the control apparatus for electric power steering by one Embodiment of this invention 本発明の一実施形態による電動パワーステアリング用制御装置のパワーモジュールの構造を示す斜視図The perspective view which shows the structure of the power module of the control apparatus for electric power steering by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による電動パワーステアリング用制御装置の回路構成を示す回路図The circuit diagram which shows the circuit structure of the control apparatus for electric power steering by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による電動パワーステアリング用制御装置のDC導体モジュールの構造を示す斜視図The perspective view which shows the structure of the DC conductor module of the control apparatus for electric power steering by one Embodiment of this invention 本発明の一実施形態による電動パワーステアリング用制御装置のDC導体モジュールのバスバと実装部品を上から見た図The figure which looked at the bus bar and mounting component of the DC conductor module of the control apparatus for electric power steering by one Embodiment of this invention from the top. 本発明の一実施形態による電動パワーステアリング用制御装置のパワーモジュールとDC導体モジュールおよびAC導体モジュールとの接続を示す断面図Sectional drawing which shows the connection of the power module, DC conductor module, and AC conductor module of the control apparatus for electric power steering by one Embodiment of this invention 本発明の一実施形態による電動パワーステアリング用制御装置のパワーモジュールの配線パターンのレイアウト構造を示す上面図The top view which shows the layout structure of the wiring pattern of the power module of the control apparatus for electric power steering by one Embodiment of this invention 本発明の一実施形態による電動パワーステアリング用制御装置の回路構成を示す回路図The circuit diagram which shows the circuit structure of the control apparatus for electric power steering by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による電動パワーステアリング用制御装置の制御モジュールとリードフレームの接続時の組立構造を示す斜視図The perspective view which shows the assembly structure at the time of connection of the control module and lead frame of the control apparatus for electric power steering by one Embodiment of this invention 本発明の一実施形態による電動パワーステアリング用制御装置のモータ制御装置とモータを示す斜視図The perspective view which shows the motor control apparatus and motor of the control apparatus for electric power steering by one Embodiment of this invention 本発明の一実施形態による電動パワーステアリング用制御装置を用いた電動パワーステアリングの構成を示すシステム構成図The system block diagram which shows the structure of the electric power steering using the control apparatus for electric power steering by one Embodiment of this invention. 他のDC導体モジュール構成を示す上面図Top view showing another DC conductor module configuration 他のノイズ対策構成を示す回路図Circuit diagram showing other noise countermeasure configurations 他のノイズ対策構成を示す回路図Circuit diagram showing other noise countermeasure configurations 他のノイズ対策構成を示す回路図Circuit diagram showing other noise countermeasure configurations 他のノイズ対策構成を示す回路図Circuit diagram showing other noise countermeasure configurations

符号の説明Explanation of symbols

100・・・モータ、156・・・レゾルバ、200・・・モータ制御装置、ST・・・ステアリング、RO・・・ロッド、STG・・・マニュアルステアリングギア、TR1・・・タイロッド、TR2・・・タイロッド、WH1・・・車輪、WH2・・・車輪、GE・・・ギア、TS・・・トルクセンサ、BA・・・バッテリ、210・・・パワーモジュール、SSW・・・半導体スイッチング素子、CC1・・・セラミックコンデンサ、CC2・・・セラミックコンデンサ、CC3・・・セラミックコンデンサ、RY2・・・リレー、RY3・・・リレー、DR1・・・シャント抵抗、DR2・・・シャント抵抗、DR3・・・シャント抵抗、DR4 ・・・シャント抵抗、220・・・制御モジュール、220C ・・・信号コネクタ、222・・・CPU、224・・・ドライバ回路、224A・・・カスタムIC(ASIC)、AP1・・・増幅器、AP2・・・増幅器、AP3・・・増幅器、AP4 ・・・増幅器、230・・・DC導体モジュール、230B・・・バスバ、230BP・・・パワーリードフレーム、230BN・・・パワーリードフレーム、231・・・AC導体モジュール、231B・・・バスバ、231BU・・・パワーリードフレーム、231BV・・・パワーリードフレーム、231BW・・・パワーリードフレーム、230PC ・・・電源端子台、230PD ・・・第二樹脂材、230LF ・・・リードフレーム、230T ・・・凸モールド部、231SC・・・モータ端子台、SLF ・・・信号用リードフレーム、230BDC ・・・パワーリードフレーム、230BAC ・・・パワーリードフレーム、C1・・・電解コンデンサ、C2・・・電解コンデンサ、C3・・・電解コンデンサ、C4・・・電解コンデンサ、RY1・・・リレー、NF・・・ノーマルフィルタ、240・・・金属製筐体、230BPP・・・P側バスバ、BAP・・・P側ハーネス、BAN・・・N側ハーネス、230BNN・・・N側バスバ、LS・・・下アーム側ソース端子、HS・・・上アーム側ソース端子、CF・・・コモンフィルタ実装位置、225P・・・P側電源配線、225N・・・N側電源配線、225GS・・・PCB制御グラウンド、GP・・・ゲート戻り線、225GP・・・PCBパワーグラウンド、226D・・・ダイオード、225GG・・・短絡用ネジ、230BC・・・短絡用ネジ、UVW・・・三相線、100C・・・寄生容量、CS・・・シャーシ、IGN・・・イグニションライン、NF2・・・ノーマルコイル、100B・・・電気的接続、250 ・・・カバー、JL ・・・ジャンパリード、MP ・・・金属ベース、HCG ・・・熱伝導グリース、IM ・・・絶縁層、WP ・・・配線パターン、240P ・・・放熱面、240T・・・支柱、240F・・・フィン、230BPT ・・・P側接続部、230BNT ・・・N側接続部、A1・・・エリア、A2・・・エリア、100C・・・寄生容量、TCC・・・容量、TSC・・・シールドケーブル、TSL・・・トルクセンサライン、FC・・・フェライトコア、TCR・・・ダンピング抵抗、225C・・・セラミックコンデンサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Motor, 156 ... Resolver, 200 ... Motor controller, ST ... Steering, RO ... Rod, STG ... Manual steering gear, TR1 ... Tie rod, TR2 ... Tie rod, WH1 ... wheel, WH2 ... wheel, GE ... gear, TS ... torque sensor, BA ... battery, 210 ... power module, SSW ... semiconductor switching element, CC1, ..Ceramic capacitor, CC2 ... Ceramic capacitor, CC3 ... Ceramic capacitor, RY2 ... Relay, RY3 ... Relay, DR1 ... Shunt resistor, DR2 ... Shunt resistor, DR3 ... Shunt Resistance, DR4 ... Shunt resistance, 220 ... Control module, 220C ... Signal connector, 222 ... CPU, 224 ... driver circuit, 224A ... custom IC (ASIC), AP1 ... amplifier, AP2 ... amplifier, AP3 ... amplifier, AP4 ... amplifier, 230 ... DC conductor module, 230B ... bus bar, 230BP ... power lead frame, 230BN ... power lead frame, 231 ... AC conductor module, 231B ... bus bar, 231BU ... power lead frame, 231BV ... Power lead frame, 231BW ... Power lead frame, 230PC ... Power supply terminal block, 230PD ... Second resin material, 230LF ... Lead frame, 230T ... Convex mold part, 231SC ...・ Motor terminal block, SLF ... Signal lead frame, 230BDC ..Power lead frame, 230BAC: Power lead frame, C1 ... Electrolytic capacitor, C2 ... Electrolytic capacitor, C3 ... Electrolytic capacitor, C4 ... Electrolytic capacitor, RY1 ... Relay, NF ..Normal filter, 240 ... Metal housing, 230BPP ... P side bus bar, BAP ... P side harness, BAN ... N side harness, 230BNN ... N side bus bar, LS ... Lower arm side source terminal, HS ... Upper arm side source terminal, CF ... Common filter mounting position, 225P ... P side power supply wiring, 225N ... N side power supply wiring, 225GS ... PCB control ground GP ... gate return line, 225GP ... PCB power ground, 226D ... diode, 225GG ... screw for short circuit, 30BC ... Short-circuiting screw, UVW ... three-phase wire, 100C ... parasitic capacitance, CS ... chassis, IGN ... ignition line, NF2 ... normal coil, 100B ... electrical connection , 250 ... Cover, JL ... Jumper lead, MP ... Metal base, HCG ... Thermal conductive grease, IM ... Insulating layer, WP ... Wiring pattern, 240P ... Heat dissipation surface, 240T ... support, 240F ... fin, 230BPT ... P side connection, 230BNT ... N side connection, A1 ... area, A2 ... area, 100C ... parasitic capacitance, TCC ... Capacity, TSC ... Shielded cable, TSL ... Torque sensor line, FC ... Ferrite core, TCR ... Damping resistor, 225C ... Ceramic Click capacitor

Claims (14)

電動機を一体に保持する電動パワーステアリング用制御装置であって、
前記電動機を駆動するスイッチング素子を実装するパワー基板と、
前記パワー基板と対向配置され、前記スイッチング素子に制御信号を伝達し、該スイッチング素子のスイッチングを制御する制御基板と、
電源から直流電流が供給され、該直流電流を前記スイッチング素子に供給する直流電流系導体と、
前記直流電流系導体と電気的に接続された平滑コンデンサとを備え、
前記直流電流系導体と前記平滑コンデンサは、前記パワー基板と前記制御基板との間に配置され
前記パワー基板は、一方の端部に直流入力端子を備え、他方の端部に交流出力端子を備え、
前記直流電流系導体は、一方の端部に電源からの入力端子を備え、他方の端部に直流出力端子を備え、
前記平滑コンデンサは、前記直流電流系導体の前記入力端子と前記直流出力端子との間において前記直流電流系導体に取り付けられ、
前記パワー基板と前記直流電流系導体は、前記パワー基板の前記直流入力端子と前記直流電流系導体の前記直流出力端子とを電源系リード端子を介して接続することにより、対向するように配置されることを特徴とする電動パワーステアリング用制御装置。
A control device for electric power steering that integrally holds an electric motor,
A power board on which a switching element for driving the electric motor is mounted;
A control board that is disposed opposite to the power board, transmits a control signal to the switching element, and controls switching of the switching element;
A direct current is supplied from a power source, and a direct current system conductor for supplying the direct current to the switching element;
A smoothing capacitor electrically connected to the direct current system conductor;
The direct current system conductor and the smoothing capacitor are disposed between the power board and the control board ,
The power board has a DC input terminal at one end and an AC output terminal at the other end,
The DC current system conductor includes an input terminal from a power source at one end, and a DC output terminal at the other end.
The smoothing capacitor is attached to the DC current system conductor between the input terminal and the DC output terminal of the DC current system conductor,
The power board and the DC current system conductor are arranged to face each other by connecting the DC input terminal of the power board and the DC output terminal of the DC current system conductor via a power supply system lead terminal. An electric power steering control device.
請求項1に記載の電動パワーステアリング用制御装置において、
前記直流電流系導体は、板状導体であり、樹脂でモールドされていることを特徴とする電動パワーステアリング用制御装置。
In the control device for electric power steering according to claim 1,
The control device for electric power steering, wherein the DC current system conductor is a plate-like conductor and is molded with resin.
請求項に記載の電動パワーステアリング用制御装置において、
前記パワー基板は、前記交流出力端子と前記スイッチング素子との間に設けられる継電器を含む背の高い部品を実装する領域と、前記背の高い部品を実装しない領域に分割し、
前記直流電流系導体は、前記直流電流系導体に取り付けられた前記平滑コンデンサが前記背の高い部品を実装しない領域側に来るように配置されることを特徴とする電動パワーステアリング用制御装置。
In the control device for electric power steering according to claim 1 ,
The power board is divided into a region where a tall component including a relay provided between the AC output terminal and the switching element is mounted, and a region where the tall component is not mounted,
The control device for electric power steering, wherein the DC current system conductor is arranged so that the smoothing capacitor attached to the DC current system conductor comes to a region side where the tall component is not mounted.
請求項に記載の電動パワーステアリング用制御装置において、
前記平滑コンデンサは電解コンデンサであり、前記直流電流系導体に溶接により固定されることを特徴とする電動パワーステアリング用制御装置。
In the control device for electric power steering according to claim 3 ,
The control device for electric power steering, wherein the smoothing capacitor is an electrolytic capacitor, and is fixed to the direct current system conductor by welding.
請求項に記載の電動パワーステアリング用制御装置において、
前記パワー基板は、3相を構成する複数のスイッチング素子間の接続に使用されるジャンパーリードを含む背の高い部品を実装する領域と、前記背の高い部品を実装しない領域に分割し、
前記直流電流系導体は、前記直流電流系導体に取り付けられた前記平滑コンデンサが前記背の高い部品を実装しない領域側に来るように配置されることを特徴とする電動パワーステアリング用制御装置。
In the control device for electric power steering according to claim 1 ,
The power board is divided into a region where a tall component including a jumper lead used for connection between a plurality of switching elements constituting three phases is mounted, and a region where the tall component is not mounted,
The control device for electric power steering, wherein the DC current system conductor is arranged so that the smoothing capacitor attached to the DC current system conductor comes to a region side where the tall component is not mounted.
請求項に記載の電動パワーステアリング用制御装置において、
前記パワー基板上において、3相の各相を構成する直列に接続される2つのスイッチング素子と、この2つのスイッチング素子に並列に設けられるコンデンサとを、前記ジャンパーリードを介しない前記パワー基板に密着する配線によってループを形成するように接続し、
前記パワー基板の前記スイッチング素子を実装する面とは反対の面に金属部材を接するようにして設けることを特徴とする電動パワーステアリング用制御装置。
In the control device for electric power steering according to claim 5 ,
On the power board, two switching elements connected in series constituting each of the three phases and a capacitor provided in parallel to the two switching elements are closely attached to the power board without the jumper leads. Connect to form a loop by wiring to
A control device for electric power steering, wherein a metal member is provided in contact with a surface opposite to a surface on which the switching element of the power board is mounted.
請求項1に記載の電動パワーステアリング用制御装置において、
前記制御基板と前記パワー基板との間で制御信号を授受する複数の信号系リード端子を設け、
前記複数の信号系リード端子は、前記パワー基板の一方の辺と対向する他方の辺に沿ってそれぞれ配置された一対のリード群であることを特徴とする電動パワーステアリング用制御装置。
In the control device for electric power steering according to claim 1,
Provide a plurality of signal system lead terminals for sending and receiving control signals between the control board and the power board,
The control device for electric power steering, wherein the plurality of signal system lead terminals are a pair of leads arranged respectively along the other side facing the one side of the power board.
請求項に記載の電動パワーステアリング用制御装置において、
前記制御基板は、前記パワー基板を保持する部材から立設した金属製支柱で保持することを特徴とする電動パワーステアリング用制御装置。
In the control device for electric power steering according to claim 7 ,
The control board for electric power steering is characterized in that the control board is held by a metal support erected from a member for holding the power board.
請求項または請求項に記載の電動パワーステアリング用制御装置において、
前記電源系リード端子または前記信号系リード端子に、応力緩和部を設けることを特徴とする電動パワーステアリング用制御装置。
In the control device for electric power steering according to claim 1 or 7 ,
A control device for electric power steering, wherein a stress relaxation portion is provided in the power supply system lead terminal or the signal system lead terminal.
請求項に記載の電動パワーステアリング用制御装置において、
前記電源系リード端子は焼きなまし材を使用し、さらに応力緩和部を設けることを特徴とする電動パワーステアリング用制御装置。
In the control device for electric power steering according to claim 1 ,
The power supply system lead terminal is made of an annealed material and further provided with a stress relieving part.
請求項1〜10のいずれかに記載の電動パワーステアリング用制御装置と、
前記電動パワーステアリング用制御装置に一体に保持される電動機とを備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
Control device for electric power steering according to any one of claims 1 to 10 ,
An electric power steering device comprising: an electric motor integrally held by the electric power steering control device.
請求項11に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記電動機の回転軸を前記パワー基板の前記スイッチング素子の実装面と略平行とすることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
The electric power steering apparatus according to claim 11 ,
An electric power steering apparatus characterized in that a rotating shaft of the electric motor is substantially parallel to a mounting surface of the switching element of the power board.
請求項12に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記電動機の円筒側部が前記パワー基板に隣接して配置されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
The electric power steering apparatus according to claim 12 ,
An electric power steering apparatus, wherein a cylindrical side portion of the electric motor is disposed adjacent to the power board.
請求項1113のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置において、
前記電動パワーステアリング用制御装置の前記電動機の回転軸方向と直交する方向の幅は、前記電動機の円筒外径より小さいことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
The electric power steering apparatus according to any one of claims 11 to 13 ,
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein a width of the electric power steering control device in a direction orthogonal to a rotation axis direction of the electric motor is smaller than a cylindrical outer diameter of the electric motor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5039171B2 (en) 2010-05-11 2012-10-03 三菱電機株式会社 Electric drive device and electric power steering device equipped with the electric drive device
JP2012006584A (en) * 2010-05-28 2012-01-12 Jtekt Corp Electric power steering device
CN103153754B (en) 2010-10-27 2016-11-16 三菱电机株式会社 Motor drive control device for electric power steering
JP2012153243A (en) * 2011-01-26 2012-08-16 Hitachi Automotive Systems Ltd Electric power steering controller
JP2013063689A (en) * 2011-09-16 2013-04-11 Hitachi Automotive Systems Ltd Electric power steering device
WO2013136415A1 (en) * 2012-03-12 2013-09-19 三菱電機株式会社 Power conversion apparatus
EP3081457B1 (en) 2013-12-13 2019-04-10 NSK Ltd. Electronic control unit, electric power steering device, and vehicle
WO2019181571A1 (en) * 2018-03-23 2019-09-26 日本電産株式会社 Motor and electric power steering device
JP7509891B2 (en) 2020-08-19 2024-07-02 日立Astemo株式会社 EMC filter and power conversion device
JPWO2023162052A1 (en) * 2022-02-22 2023-08-31

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3644835B2 (en) * 1999-01-18 2005-05-11 三菱電機株式会社 Electric power steering circuit device
JP2000295878A (en) * 1999-04-01 2000-10-20 Koyo Seiko Co Ltd Electric power steering device
JP2002159161A (en) * 2000-11-16 2002-05-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Motor integrated with amplifier
JP3951210B2 (en) * 2001-07-04 2007-08-01 オムロン株式会社 control unit
JP2004058818A (en) * 2002-07-29 2004-02-26 Denso Corp Electric power steering controller
JP3692119B2 (en) * 2003-02-18 2005-09-07 三菱電機株式会社 Electric power steering apparatus and manufacturing method thereof
JP4474341B2 (en) * 2005-07-26 2010-06-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 Electric power steering device

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