(57)【要約】【課題】接続線による磁場の影響も考慮された構成を提供する。【解決手段】電力変換装置は、モータの巻線の一端に接続される第１インバータと、上記一端に対する他端に接続される第２インバータと、上記第１インバータが実装された第１基板面に実装され上記モータの制御に用いられる磁気センサと、上記第１インバータと上記第２インバータとを接続するインバータ接続線と、上記一端と上記第１インバータとを接続する第１のモータ接続線と、上記他端と上記第２インバータとを接続する第２のモータ接続線と、を備え、上記インバータ接続線が、上記第１基板面に対して交わる第１箇所を有し、上記第１のモータ接続線が、上記第１基板面に対して交わる第２箇所を有し、上記１箇所は、上記磁気センサを境とした上記第２箇所側と反対側とのうち当該第２箇所側に位置する。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源からの電力を変換し、変換した電力を、ｎ相（ｎは３以上の整数）の巻線を有するモータに供給する電力変換装置であって、
前記巻線の一端に接続される第１インバータと、
前記一端に対する他端に接続される第２インバータと、
前記第１インバータが実装された第１基板面に実装され前記モータの制御に用いられる磁気センサと、
前記第１インバータと前記第２インバータとを接続するインバータ接続線と、
前記一端と前記第１インバータとを接続する第１のモータ接続線と、
前記他端と前記第２インバータとを接続する第２のモータ接続線と、を備え、
前記インバータ接続線は、前記第１基板面に対して交わる第１箇所を有し、
前記第１のモータ接続線は、前記第１基板面に対して交わる第２箇所を有し、
前記第１箇所は、前記磁気センサを境とした前記第２箇所側と反対側とのうち当該第２箇所側に位置する電力変換装置。
【請求項２】
前記磁気センサに対する前記第１箇所および前記第２箇所それぞれの距離が、どちらも、前記第１箇所と前記第２箇所との相互距離よりも遠い請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記第１のモータ接続線を、前記ｎ相の巻線それぞれに対応してｎ本備え、
前記第１箇所は、ｎ本の前記第１のモータ接続線におけるｎ個の前記第２箇所からなる群に対し、当該第２箇所相互の最大幅よりも近距離に位置する請求項１または２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記第１のモータ接続線を、前記ｎ相の巻線それぞれに対応してｎ本備え、
前記インバータ接続線を、インバータの電源側とグランド側とに対応して２本備え、
２本の前記インバータ接続線における２個の前記第１箇所は、ｎ本の前記第１のモータ接続線におけるｎ個の前記第２箇所からなる群の中心を挟んだ両側に位置する請求項１から３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記第１の基板面は第１基板上の面であり、
前記第２インバータは、前記第１基板とは異なる第２基板上に実装された請求項１から４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記第１の基板面は両面基板の第１面であり、
前記第２インバータは、前記両面基板の、前記第１面に対する裏側の第２面に実装された請求項１から４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記第１インバータと前記第２インバータとが別々の電源から電力を供給され、
前記インバータ接続線として、前記第１インバータと前記第２インバータとのグランド端同士を接続するインバータ接続線を備える請求項１から６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記第１インバータと前記第２インバータとが同一の電源から電力を供給され、
前記インバータ接続線として、前記第１インバータと前記第２インバータとのグランド端同士を接続するインバータ接続線と、前記第１インバータと前記第２インバータとの電源端同士を接続するインバータ接続線とを備える請求項１から６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記第１箇所および前記第２箇所がバスバー上の箇所である請求項１から８のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
請求項１から７のいずれか１項に記載の電力変換装置と、
前記電力変換装置によって電力が供給されるモータと、
を備える駆動装置。
【請求項１１】
請求項１から７のいずれか１項に記載の電力変換装置と、
前記電力変換装置によって電力が供給されるモータと、
前記モータによって駆動されるパワーステアリング機構と、
を備えるパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置、駆動装置およびパワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２つのインバータによりモータの電力を変換するインバータ駆動システムが知られている。
【０００３】
例えば特許文献１では、電力変換装置の第１インバータは、コイルの一端、および、第１バッテリに接続され、第２インバータは、コイルの他端、および、第２バッテリに接続される。また、高電位側接続線は、第１インバータの第１高電位側配線と第２インバータの第２高電位側配線とを接続し、低電位側接続線は、第１インバータの第１低電位側配線と第２インバータの第２低電位側配線とを接続する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１８１９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来技術では、接続線に流れる零相電流から生じる磁場の影響が考慮されていなかった。
そこで、本発明は、接続線による磁場の影響も考慮された構成を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電力変換装置の一態様は、電源からの電力を変換し、変換した電力を、ｎ相（ｎは３以上の整数）の巻線を有するモータに供給する電力変換装置であって、上記巻線の一端に接続される第１インバータと、上記一端に対する他端に接続される第２インバータと、上記第１インバータが実装された第１基板面に実装され上記モータの制御に用いられる磁気センサと、上記第１インバータと上記第２インバータとを接続するインバータ接続線と、上記一端と上記第１インバータとを接続する第１のモータ接続線と、上記他端と上記第２インバータとを接続する第２のモータ接続線と、を備え、上記インバータ接続線が、上記第１基板面に対して交わる第１箇所を有し、上記第１のモータ接続線が、上記第１基板面に対して交わる第２箇所を有し、上記１箇所は、上記磁気センサを境とした上記第２箇所側と反対側とのうち当該第２箇所側に位置する。
また、本発明に係る駆動装置の一態様は、上記電力変換装置と、上記電力変換装置によって電力が供給されるモータと、を備える。
【０００７】
また、本発明に係るパワーステアリング装置の一態様は、上記電力変換装置と、上記電力変換装置によって電力が供給されるモータと、上記モータによって駆動されるパワーステアリング機構と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、接続線による磁場の影響も考慮された構成が実現される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施形態によるモータ駆動ユニットの回路構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、モータの各相の各コイルに流れる電流値の一例を示す図である。
【図３】図３は、モータの各相の各コイルに流れる電流値の他の例を示す図である。
【図４】図４は、モータ駆動ユニットのハードウェア構成を模式的に示す図である。
【図５】図５は、第１実装基板および第２実装基板のハードウェア構成を模式的に示す図である。
【図６】図６は、第１箇所および第２箇所の配置を示す図である。
【図７】図７は、第１箇所および第２箇所の配置が異なる変形例を示す図である。
【図８】図８は、電源構成が異なる変形例を示す図である。
【図９】図９は、２相駆動における電流波形を示す図である。
【図１０】図１０は、実装基板のハードウェア構成が異なる変形例を示す図である。
【図１１】図１１は、本実施形態によるパワーステアリング装置の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付の図面を参照しながら、本開示の電力変換装置、駆動装置およびパワーステアリング装置の実施形態を詳細に説明する。但し、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするため、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。
【００１１】
本明細書において、電源からの電力を、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の巻線（「コイル」と表記する場合がある。）を有する三相モータに供給する電力に変換する電力変換装置を例にして、本開示の実施形態を説明する。ただし、電源からの電力を、四相または五相などのｎ相（ｎは４以上の整数）の巻線を有するｎ相モータに供給する電力に変換する電力変換装置も本開示の範疇である。
（モータ駆動ユニット１０００の回路構成）
図１は、本実施形態によるモータ駆動ユニット１０００の回路構成を模式的に示す図である。
モータ駆動ユニット１０００は、インバータ１０１、１０２、モータ２００および制御回路３００を備える。
【００１２】
本明細書では、構成要素としてモータ２００を備えるモータ駆動ユニット１０００を説明する。モータ２００を備えるモータ駆動ユニット１０００は、本発明の駆動装置の一例に相当する。ただし、モータ駆動ユニット１０００は、構成要素としてモータ２００が省かれた、モータ２００を駆動するための装置であってもよい。モータ２００が省かれたモータ駆動ユニット１０００は、本発明の電力変換装置の一例に相当する。
【００１３】
モータ２００は、例えば三相交流モータである。モータ２００は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のコイルを有する。コイルの巻き方は、例えば集中巻きまたは分布巻きである。
【００１４】
モータ駆動ユニット１０００は電源４００に接続される。本実施形態では、モータ駆動ユニット１０００の回路上の２箇所で同一の電源４００に接続される。電源４００は所定の電源電圧（例えば１２Ｖ）を生成する。電源４００として、例えば直流電源が用いられる。ただし、電源４００は、ＡＣ−ＤＣコンバータまたはＤＣ―ＤＣコンバータであってもよいし、バッテリー（蓄電池）であってもよい。図１では、一例として、第１インバータ１０１および第２インバータ１０２に共通の電源４００が示されるが、モータ駆動ユニット１０００は、第１インバータ１０１用の第１電源および第２インバータ１０２用の第２電源に接続されてもよい。また、モータ駆動ユニット１０００は、内部に電源を備えていてもよい。
【００１５】
モータ駆動ユニット１０００が備える２つのインバータ１０１、１０２は、電源端同士が第１のインバータ接続線１１０で接続され、グランド端同士が第２のインバータ接続線１２０で接続される。本明細書において、部品（構成要素）同士の「接続」とは、特に断らない限り電気的な接続を意味する。
【００１６】
つまり、本実施形態では、２つのインバータ１０１、１０２が同一の電源から電力を供給される。また、本実施形態では、２つのインバータ１０１、１０２を相互に接続するインバータ接続線として、第１インバータ１０１と第２インバータ１０２とのグランド端同士を接続するインバータ接続線１２０と、第１インバータ１０１と第２インバータ１０２との電源端同士を接続するインバータ接続線１１０とを備える。
後述するように、第１のインバータ接続線１１０および第２のインバータ接続線１２０はバスバーの部分を有する。
【００１７】
モータ駆動ユニット１０００はコンデンサ１０５、１０６を備える。コンデンサ１０５、１０６は、いわゆる平滑コンデンサであり、モータ２００で発生する環流電流を吸収することで電源電圧を安定化させてトルクリップルを抑制する。コンデンサ１０５、１０６は、例えば電解コンデンサであり、容量および使用する個数は設計仕様などによって適宜決定される。
【００１８】
モータ駆動ユニット１０００は、２つのインバータ１０１、１０２によって、電源４００からの電力をモータ２００に供給する電力に変換することが可能である。例えば、モータ駆動ユニット１０００は、直流電力を、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の擬似正弦波である三相交流電力に変換することが可能である。
【００１９】
２つのインバータ１０１、１０２のうち第１インバータ１０１は、モータ２００のコイルの一端２１０に接続され、第２インバータ１０２は、モータ２００のコイルの他端２２０に接続される。各インバータ１０１、１０２は、３個のレグを有するブリッジ回路を備える。各インバータ１０１、１０２に備えられた３個のレグは、モータ２００のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の巻線それぞれに接続される。そして、１つの巻線と、その巻線の両端に接続されたレグとでＨブリッジが構成される。つまり、モータ駆動ユニット１０００は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応した３つのＨブリッジを備える。モータ駆動ユニット１０００は、これら３つのＨブリッジによってＵ相、Ｖ相、Ｗ相の巻線それぞれに対して個別に電力を供給することができる。
【００２０】
制御回路３００は、例えばパワーステアリング装置の制御用コンピュータなどといった外部装置からモータ２００の目標トルクなどが入力される。制御回路３００は、角度センサ３１０（図５参照）などで検出されるモータ２００の回転信号と、上記目標トルクや図示を省略した電位センサの検出結果などに基づいて目標電流値を設定し、インバータ１０１、１０２によるモータ２００の駆動を制御する。具体的には、制御回路３００は、インバータ１０１、１０２に備えられた各スイッチ素子におけるオンオフ動作をＰＷＭ制御する。
なお、制御回路としては、２つのインバータ１０１、１０２について個別に対応した２つの制御回路が備えられてもよい。
図２は、モータ２００の各相の各コイルに流れる電流値の一例を示す図である。
【００２１】
図２には、三相通電制御に従って第１インバータ１０１および第２インバータ１０２が制御されたときにモータ２００のＵ相、Ｖ相およびＷ相の各コイルに流れる電流値をプロットして得られる電流波形（正弦波）が例示される。図２の横軸は、モータ電気角（ｄｅｇ）を示し、縦軸は電流値（Ａ）を示す。Ｉｐｋは各相の最大電流値（ピーク電流値）を表す。
【００２２】
図２に示すような三相通電制御の電流波形の場合は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相それぞれの電流値の合計が０となる。このため、２つのインバータ１０１、１０２を相互に接続したインバータ接続線１１０、１２０には電流が流れない。
モータ駆動ユニット１０００は、２つのインバータ１０１、１０２によって正弦波以外の波形を用いてモータ２００を駆動することも可能である。
図３は、モータ２００の各相の各コイルに流れる電流値の他の例を示す図である。
【００２３】
図３には、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相それぞれに、互いに等しい、いわゆる零相電流成分が流れる場合の電流波形が例示される。図３中に点線で示された零相電流成分が、図２に示した正弦波に対して重畳された結果、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相それぞれの電流波形は台形波に似た波形となっている。このような波形は、例えば、各相のピーク値を抑えた電流を流す用途などで用いられる。
このように零相電流成分が流れる場合は、３相の電流値の合計は０とならないが、３相分の零相電流成分に相当する電流がインバータ接続線１１０、１２０に流れることになる。従って、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相とインバータ接続線１１０、１２０とを併せた電流値の合計は、どのような電流波形が用いられた場合でも常に０となる。
（モータ駆動ユニット１０００のハードウェア構成）
次にモータ駆動ユニット１０００のハードウェア構成について説明する。
図４は、モータ駆動ユニット１０００のハードウェア構成を模式的に示す図である。
【００２４】
モータ駆動ユニット１０００は、ハードウェア構成として、上述したモータ２００と、第１実装基板１００１と、第２実装基板１００２と、ハウジング１００３と、コネクタ１００４、１００５とを備える。
【００２５】
モータ２００の外周付近からは、コイルの一端２１０と他端２２０が突き出し、コイルの一端２１０は、モータ２００の中心側へと曲がる。コイルの一端２１０は、実装基板１００１、１００２に向かって延びるバスバー２１１に接続され、バスバー２１１は第１実装基板１００１および第２実装基板１００２の双方を貫通して第１実装基板１００１に接続される。コイルの他端２２０は第２実装基板１００２へと延びて第２実装基板１００２に接続される。
【００２６】
第１実装基板１００１と第２実装基板１００２とは基板面が互いに対向する。基板面が対向した方向に、モータ２００の回転軸が延びる。第１実装基板１００１と第２実装基板１００２とモータ２００は、ハウジング１００３内に収容されることで互いの位置が固定される。
【００２７】
第１実装基板１００１および第２実装基板１００２には、同一の電源４００（図１参照）からの電源コードが接続されるコネクタ１００４、１００５がそれぞれ取り付けられる。
図５は、第１実装基板１００１および第２実装基板１００２のハードウェア構成を模式的に示す図である。
【００２８】
第１実装基板１００１には、第１インバータ１０１および制御回路３００が実装され、第２実装基板１００２には、第２インバータ１０２が実装される。制御回路３００には磁気センサである角度センサ３１０が組み込まれている。つまり、第１インバータ１０１および角度センサ３１０が実装された第１の基板面は第１実装基板１００１上の面であり、第２インバータ１０２は、第１実装基板１００１とは異なる第２実装基板１００２上に実装される。
【００２９】
モータ２００のコイルの一端２１０に繋がったバスバー２１１は、第１実装基板１００１上の第１インバータ１０１に接続され、コイルの他端２２０は、第２実装基板１００２上の第２インバータ１０２に接続される。以下の説明では、コイルの一端２１０に繋がったバスバー２１１のことをモータバスバー２１１と称する場合がある。
【００３０】
上述した様に、２つのインバータ１０１、１０２はインバータ接続線１１０、１２０によって相互に接続される。２つのインバータ１０１、１０２が第１実装基板１００１および第２実装基板１００２に分かれて実装されるので、インバータ接続線１１０、１２０は、第１実装基板１００１および第２実装基板１００２を相互に接続するバスバー１１１、１２１の部分を有する。以下の説明では、インバータ接続線１１０、１２０の一部となったバスバー１１１、１２１のことをインバータバスバー１１１、１２１と称する場合がある。
【００３１】
インバータバスバー１１１、１２１はモータバスバー２１１の近傍に配備され、その結果、後述するように、インバータバスバー１１１、１２１およびモータバスバー２１１を流れる電流による角度センサ３１０への磁場の影響が抑制される。インバータバスバー１１１、１２１は、第１インバータ１０１および角度センサ３１０が実装される基板面に対して交わる箇所（以下、この箇所のことを第１箇所と称する。）を有する。また、モータバスバー２１１も、当該基板面に対して交わる箇所（以下、この箇所のことを第２箇所と称する。）を有する。第１箇所および前記第２箇所がバスバー上の箇所である。
図６は、第１箇所および第２箇所の配置を示す図である。
図６の紙面は第１実装基板１００１の基板面に相当する。
第１実装基板１００１の基板面には、２個の第１箇所１３０と３個の第２箇所２３０が配備され、この基板面には角度センサ３１０も配備される。
【００３２】
第１箇所１３０は、角度センサ３１０（磁気センサ）を境とした第２箇所側Ｓ１と反対側Ｓ２とのうち当該第２箇所側Ｓ１に位置する。第２箇所側Ｓ１と反対側Ｓ２は、例えば境界線Ｌで第１実装基板１００１の基板面が二分された各領域である。第１箇所１３０と第２箇所２３０は、角度センサ３１０に対して同じ側に位置する。また、インバータバスバー１１１、１２１およびモータバスバー２１１を流れる電流における電流値の合計は常に０となる。従って、インバータバスバー１１１、１２１およびモータバスバー２１１を流れる電流による磁場がインバータバスバー１１１、１２１とモータバスバー２１１とで打ち消し合い、角度センサ３１０への磁場の影響が抑制される。
【００３３】
また、本実施形態の配置では、角度センサ３１０（磁気センサ）に対する第１箇所１３０および第２箇所２３０それぞれの距離ｄ１、ｄ２が、どちらも、第１箇所１３０と第２箇所２３０との相互距離ｄ３よりも遠い。このため、角度センサ３１０の位置における磁場の打ち消し合いが大きい。
【００３４】
本実施形態では、モータバスバー２１１が、例えば３相の巻線それぞれに対応して３本備えられ、第１箇所１３０は、３本のモータバスバー２１１における３個の第２箇所２３０からなる群に対し、当該第２箇所２３０相互の最大幅ｄ４よりも近距離ｄ５に位置する。このため、磁場の打ち消し合いが顕著である。
少なくとも角度センサ３１０の位置で磁場が打ち消し合うことで、角度センサ３１０に対する磁場の影響が抑制され、円滑なモータ駆動が実現される。
（変形例）
図７は、第１箇所および第２箇所の配置が異なる変形例を示す図である。
図７の紙面も第１実装基板１００１の基板面に相当する。
【００３５】
図７に示す変形例では、２本のインバータバスバー１１１、１２１における２個の第１箇所１３０は、例えば３本のモータバスバー２１１における３個の第２箇所２３０からなる群の中心Ｃを挟んだ両側に位置する。このような配置によれば、磁場の打ち消し合いが特に顕著となり、中心Ｃから見たどの方向についても磁場が打ち消し合う。
図８は、電源構成が異なる変形例を示す図である。
【００３６】
図８に示す変形例では、電源として、第１インバータ１０１用の電源４０１と第２インバータ１０２用の電源４０２が接続される。つまり、第１インバータ１０１と第２インバータ１０２とが別々の電源４０１、４０２から電力を供給される。また、２つのインバータ１０１、１０２を相互に接続するインバータ接続線としては、第１インバータ１０１と第２インバータ１０２とのグランド端同士を接続するインバータ接続線１２０が備えられる。インバータ接続線としては、第１インバータ１０１と第２インバータ１０２との電源端同士を接続するインバータ接続線も備えられてもよい。図８に示す変形例では、２つのインバータ１０１、１０２の一方のみによるモータ２００の駆動が考慮されて、グランド端同士を接続するインバータ接続線１２０のみが備えられる。
【００３７】
図８に示す変形例における第１箇所と第２箇所の配置は、例えば図６に示す配置や図７に示す配置において、２個の第１箇所１３０のうちの一方が無くなった配置が用いられる。
【００３８】
図８に示す変形例では、２つのインバータ１０１、１０２の双方が正常で、２つの電源４０１、４０２も双方が正常である場合には、例えば図２に示した正弦波の電流波形などが用いられてモータ２００が駆動される。これに対し、２つのインバータ１０１、１０２の一方に故障が生じた場合や、２つの電源４０１、４０２の一方に故障が生じた場合には、正常な一方のみによる例えば３相駆動でモータ２００の駆動が実行される。
また、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相のうちの一相で故障が生じた場合には、例えば２相駆動によってモータ２００が駆動される。
図９は、２相駆動における電流波形を示す図である。
【００３９】
２相駆動では、図２に示すような３相駆動の電流波形に対し、故障を生じている相（例えばＵ相）の正弦波を打ち消す零相電流成分が、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相のそれぞれに重畳される。図９中に点線で示された零相電流成分が用いられることで例えばＵ相は常に電流０となり、Ｖ相とＷ相の２相のみによる駆動が実現される。
【００４０】
このような２相駆動では、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相の電流値の合計は０にならないが、３相分の零相電流成分に相当する電流がインバータ接続線１２０を流れるので、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相とインバータ接続線１２０とを併せた電流値の合計は０となる。この結果、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相に流れる電流による磁場と、インバータ接続線１２０に流れる電流による磁場とが打ち消し合い、角度センサに対する磁場の影響が抑制される。
図１０は、実装基板のハードウェア構成が異なる変形例を示す図である。
【００４１】
図１０に示す変形例では、両面実装基板１００６が備えられる。両面実装基板１００６の第１面には、第１インバータ１０１および制御回路３００が実装され、両面実装基板１００６の第２面には、第２インバータ１０２が実装される。制御回路３００には磁気センサである角度センサ３１０が組み込まれている。つまり、第１インバータ１０１および角度センサ３１０が実装された第１の基板面は両面実装基板１００６の第１面であり、第２インバータ１０２は、両面実装基板１００６の、上記第１面に対する裏側の第２面に実装される。
【００４２】
モータ２００のコイルの一端２１０に繋がったモータバスバー２１１は、両面実装基板１００６を貫通して第１インバータ１０１に接続される。モータバスバー２１１は、両面実装基板１００６の第１面に対して交わる箇所を有する。この箇所が、上述した第２箇所に相当する。
【００４３】
２つのインバータ１０１、１０２を相互に接続するインバータ接続線１１０、１２０は、両面実装基板１００６を貫通する例えば貫通ビアの部分を有する。そして、貫通ビアの部分は、両面実装基板１００６の第１面に対して交わる箇所を有する。この箇所が、上述した第１箇所に相当する。
【００４４】
図１０に示す変形例でも、第１箇所および第２箇所の配置として例えば図６に示す配置や図７に示す配置が用いられる。これにより、両面実装基板における配線について磁場の影響も考慮された望ましい構成が得られる。
（パワーステアリング装置の実施形態）
【００４５】
自動車等の車両は一般的に、パワーステアリング装置を備える。パワーステアリング装置は、運転者がステアリングハンドルを操作することによって発生するステアリング系の操舵トルクを補助するための補助トルクを生成する。補助トルクは、補助トルク機構によって生成され、運転者の操作の負担を軽減することができる。例えば、補助トルク機構は、操舵トルクセンサ、ＥＣＵ、モータおよび減速機構などから構成される。操舵トルクセンサは、ステアリング系における操舵トルクを検出する。ＥＣＵは、操舵トルクセンサの検出信号に基づいて駆動信号を生成する。モータは、駆動信号に基づいて操舵トルクに応じた補助トルクを生成し、減速機構を介してステアリング系に補助トルクを伝達する。
【００４６】
上記実施形態のモータ駆動ユニット１０００は、パワーステアリング装置に好適に利用される。図１１は、本実施形態によるパワーステアリング装置２０００の構成を模式的に示す図である。
パワーステアリング装置２０００は、ステアリング系５２０および補助トルク機構５４０を備える。
【００４７】
ステアリング系５２０は、例えば、ステアリングハンドル５２１、ステアリングシャフト５２２（「ステアリングコラム」とも称される。）、自在軸継手５２３Ａ、５２３Ｂ、および回転軸５２４（「ピニオン軸」または「入力軸」とも称される。）を備える。
【００４８】
また、ステアリング系５２０は、例えば、ラックアンドピニオン機構５２５、ラック軸５２６、左右のボールジョイント５５２Ａ、５５２Ｂ、タイロッド５２７Ａ、５２７Ｂ、ナックル５２８Ａ、５２８Ｂ、および左右の操舵車輪（例えば左右の前輪）５２９Ａ、５２９Ｂを備える。
【００４９】
ステアリングハンドル５２１は、ステアリングシャフト５２２と自在軸継手５２３Ａ、５２３Ｂとを介して回転軸５２４に連結される。回転軸５２４にはラックアンドピニオン機構５２５を介してラック軸５２６が連結される。ラックアンドピニオン機構５２５は、回転軸５２４に設けられたピニオン５３１と、ラック軸５２６に設けられたラック５３２とを有する。ラック軸５２６の右端には、ボールジョイント５５２Ａ、タイロッド５２７Ａおよびナックル５２８Ａをこの順番で介して右の操舵車輪５２９Ａが連結される。右側と同様に、ラック軸５２６の左端には、ボールジョイント５５２Ｂ、タイロッド５２７Ｂおよびナックル５２８Ｂをこの順番で介して左の操舵車輪５２９Ｂが連結される。ここで、右側および左側は、座席に座った運転者から見た右側および左側にそれぞれ一致する。
【００５０】
ステアリング系５２０によれば、運転者がステアリングハンドル５２１を操作することによって操舵トルクが発生し、ラックアンドピニオン機構５２５を介して左右の操舵車輪５２９Ａ、５２９Ｂに伝わる。これにより、運転者は左右の操舵車輪５２９Ａ、５２９Ｂを操作することができる。
【００５１】
補助トルク機構５４０は、例えば、操舵トルクセンサ５４１、ＥＣＵ５４２、モータ５４３、減速機構５４４および電力供給装置５４５を備える。補助トルク機構５４０は、ステアリングハンドル５２１から左右の操舵車輪５２９Ａ、５２９Ｂに至るステアリング系５２０に補助トルクを与える。なお、補助トルクは「付加トルク」と称されることがある。
【００５２】
ＥＣＵ５４２としては、例えば図１に示された制御回路３００が用いられる。また、電力供給装置５４５としては、例えば図１に示されたインバータ１０１、１０２が用いられる。また、モータ５４３としては、例えば図１に示されたモータ２００が用いられる。ＥＣＵ５４２、モータ５４３および電力供給装置５４５が、一般的に「機電一体型モータ」と称されるユニットを構成する場合には、当該ユニットとしては、例えば図４に示されたハードウェア構成のモータ駆動ユニット１０００が好適に用いられる。図１１に示された各要素のうち、ＥＣＵ５４２、モータ５４３および電力供給装置５４５を除いた要素で構成された機構は、モータ５４３によって駆動されるパワーステアリング機構の一例に相当する。
【００５３】
操舵トルクセンサ５４１は、ステアリングハンドル５２１によって付与されたステアリング系５２０の操舵トルクを検出する。ＥＣＵ５４２は、操舵トルクセンサ５４１からの検出信号（以下、「トルク信号」と表記する。）に基づいてモータ５４３を駆動するための駆動信号を生成する。モータ５４３は、操舵トルクに応じた補助トルクを駆動信号に基づいて発生する。補助トルクは、減速機構５４４を介してステアリング系５２０の回転軸５２４に伝達される。減速機構５４４は、例えばウォームギヤ機構である。補助トルクはさらに、回転軸５２４からラックアンドピニオン機構５２５に伝達される。
【００５４】
パワーステアリング装置２０００は、補助トルクがステアリング系５２０に付与される箇所によって、ピニオンアシスト型、ラックアシスト型、およびコラムアシスト型等に分類される。図１１には、ピニオンアシスト型のパワーステアリング装置２０００が示される。ただし、パワーステアリング装置２０００は、ラックアシスト型、コラムアシスト型等にも適用される。
【００５５】
ＥＣＵ５４２には、トルク信号だけでなく、例えば車速信号も入力され得る。ＥＣＵ５４２のマイクロコントローラは、トルク信号や車速信号などに基づいてモータ５４３をベクトル制御またはＰＷＭ制御することができる。
【００５６】
ＥＣＵ５４２は、少なくともトルク信号に基づいて目標電流値を設定する。ＥＣＵ５４２は、車速センサによって検出された車速信号を考慮し、さらに角度センサによって検出されたロータの回転信号を考慮して、目標電流値を設定することが好ましい。ＥＣＵ５４２は、電流センサ（図１参照）によって検出された実電流値が目標電流値に一致するように、モータ５４３の駆動信号、つまり、駆動電流を制御することができる。
【００５７】
パワーステアリング装置２０００によれば、運転者の操舵トルクにモータ５４３の補助トルクを加えた複合トルクを利用してラック軸５２６によって左右の操舵車輪５２９Ａ、５２９Ｂを操作することができる。特に、上述した機電一体型モータに、上記実施形態のモータ駆動ユニット１０００が利用されることにより、角度センサ（磁気センサ）に対する磁場の影響が抑制されるので、円滑なモータ駆動および円滑なパワーアシストが実現される。
【００５８】
なお、ここでは、本発明の電力変換装置、駆動装置における使用方法の一例としてパワーステアリング装置が挙げられるが、本発明の電力変換装置、駆動装置の使用方法は上記に限定されず、ポンプ、コンプレッサなど広範囲に使用可能である。
【００５９】
上述した実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６０】
１０１、１０２    ：インバータ
１１０、１２０    ：インバータ接続線
１１１、１２１    ：インバータバスバー
１３０    ：第１箇所
２００    ：モータ
２１１    ：モータバスバー
２３０    ：第２箇所
３００    ：制御回路
３１０    ：角度センサ
４００、４０１、４０２    ：電源
１０００    ：モータ駆動ユニット
１００１、１００２    ：実装基板
１００６    ：両面実装基板
２０００    ：パワーステアリング装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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