(57)【要約】【課題】装置の小型化を図りつつも、電流検出値に生じるノイズの抑制を図った電力変換装置を提供する。【解決手段】電力変換装置は、電力変換回路と、シャント抵抗１３７（電流検出回路）と、マイコン（制御回路）と、基板３０と、を備える。シャント抵抗１３７は、電力変換回路を流れる電流を検出する。マイコンは、シャント抵抗１３７により検出された電流値に基づき、電力変換回路の作動を制御する。基板３０は、電力変換回路、シャント抵抗１３７およびマイコンが設けられた多層基板である。基板３０に形成されているプリント配線には、シャント抵抗１３７により検出される検出信号をマイコンへ送信する送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇが含まれている。基板３０の板面垂直方向から見て、送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇの全体が、電力変換回路のオンオフ変動部と異なる位置に配置されている。【選択図】図７
2020188660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給される電力を変換して出力する電力変換回路（１２０、２２０）と、
前記電力変換回路を流れる電流を検出する電流検出回路（１３７、１３８、１３９、２３７、２３８、２３９）と、
前記電流検出回路により検出された電流値に基づき、前記電力変換回路の作動を制御する制御回路（１７０、１７６、２７０、２７６）と、
前記電力変換回路、前記電流検出回路および前記制御回路が設けられた多層基板（３０）と、
を備え、
前記多層基板に形成されているプリント配線には、前記電流検出回路により検出される検出信号を前記制御回路へ送信する送信パターン（Ｐｒｈ、Ｐｒｇ）が含まれており、
前記電力変換回路のうち、電流のオンオフが切り替わるように変動する部分をオンオフ変動部と称し、
前記多層基板の板面に対して垂直な方向である板面垂直方向から見て、前記送信パターンの全体が、前記オンオフ変動部と異なる位置に配置されている電力変換装置。
【請求項２】
前記電力変換回路は、電力供給ラインの高電位側である上ライン（Ｐ１２１）に接続された上アーム（Ｈ）、および前記電力供給ラインの低電位側である下ライン（Ｐ１３１）に接続された下アーム（Ｌ）を有し、
前記多層基板に形成されているプリント配線には、前記上アームに設けられる上スイッチ素子（１２１、１２２、１２３、２２１、２２２、２２３）と前記上ラインとを接続する上パターン（Ｐ１２２）と、前記下アームに設けられる下スイッチ素子（１２４、１２５、１２６、２２４、２２５、２２６）と前記下ラインとを接続する下パターン（Ｐ１３２、Ｐ１３３）と、前記上スイッチ素子と前記下スイッチ素子とを接続する中点パターン（Ｐ１２３）と、が含まれており、
前記オンオフ変動部は、前記上パターン、前記下パターン、前記上スイッチ素子、前記下スイッチ素子および前記中点パターンを有する、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記下パターンには、前記電流検出回路が有するシャント抵抗（１３７、１３８、１３９、２３７、２３８、２３９）の高電位側が実装される高電位側ランド部（Ｌｒｈ）と、前記シャント抵抗の低電位側が実装される低電位側ランド部（Ｌｒｇ）と、が含まれており、
前記高電位側ランド部または前記低電位側ランド部から前記送信パターンが延びる方向は、前記高電位側ランド部および前記低電位側ランド部が並ぶ方向である検出電流方向に対して交差している、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記送信パターンには、
前記高電位側ランド部または前記低電位側ランド部に一端が接続されて直線状に延びる第１パターン部（Ｐｒｈ１、Ｐｒｇ１）と、
前記第１パターン部の他端から向きを変えて直線状に延びる第２パターン部（Ｐｒｈ２、Ｐｒｇ２）と、が含まれており、
前記第１パターン部が延びる方向は、前記検出電流方向に対して交差し、
前記第２パターン部の少なくとも一部は、前記板面垂直方向から見て、前記オンオフ変動部とは別のプリント配線である別パターン（Ｐ１３ａ）の少なくとも一部に重畳するように配置されている、請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記電流検出回路および前記下スイッチ素子が並ぶ方向は、前記上スイッチ素子および前記下スイッチ素子が並ぶ方向に対して交差している、請求項２〜４のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記電流検出回路が有するシャント抵抗、前記上スイッチ素子、および前記下スイッチ素子は、前記板面垂直方向から見て矩形形状であり、
前記下スイッチ素子のうち前記上スイッチ素子と対向する辺を第１辺（Ｈ１）とし、前記下スイッチ素子のうち前記第１辺に直交する辺を第２辺（Ｈ２）とし、
前記シャント抵抗は、前記第２辺に対向する位置に配置されている、請求項２〜５のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記多層基板に形成されているプリント配線には、前記電力変換回路により変換された電力を出力する出力パターン（Ｐ１２４）が含まれており、
前記中点パターンには、前記上スイッチ素子または前記下スイッチ素子が実装されるスイッチランド部（Ｌｈｓ、Ｌｌｄ）が含まれており、
前記出力パターンの一端は前記スイッチランド部に接続されている、請求項２〜６のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記送信パターンのうち、前記多層基板の表層（３１）に位置する部分の配線長さは、前記多層基板の内層（３３）に位置する部分の配線長さより短い、請求項１〜７のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記電力変換回路は、車両の操舵力を発揮するモータ（８０）へ電力を供給するものである、請求項１〜８のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、供給される電力を変換して出力する電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、供給される直流の電力を交流に変換して出力する電力変換装置が記載されている。この種の電力変換装置は、インバータ回路、電流検出回路および制御回路を備える。電流検出回路は、インバータ回路を流れる電流を検出する。制御回路は、電流検出回路による電流検出値に基づきインバータ回路の作動を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−３６２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さて、インバータ回路、電流検出回路および制御回路を、共通する１枚の多層基板に設ければ、装置の小型化を図ることができる。しかしその背反として、各回路の構成部品やプリント配線パターンが密集配置されることとなり、以下の問題が懸念されるようになる。すなわち、上記プリント配線パターンには、電流検出回路により検出された検出信号を制御回路へ送信する送信パターンが含まれる。この送信パターンで送信される検出信号には、上記密集配置に起因して、インバータ回路の影響によるノイズが発生する。そのため、制御回路で用いられる電流検出値の精度悪化を招いてしまう。
【０００５】
開示される１つの目的は、装置の小型化を図りつつも、電流検出値に生じるノイズの抑制を図った電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、開示された１つの態様は、
供給される電力を変換して出力する電力変換回路（１２０、２２０）と、
電力変換回路を流れる電流を検出する電流検出回路（１３７、１３８、１３９、２３７、２３８、２３９）と、
電流検出回路により検出された電流値に基づき、電力変換回路の作動を制御する制御回路（１７０、１７６、２７０、２７６）と、
電力変換回路、電流検出回路および制御回路が設けられた多層基板（３０）と、
を備え、
多層基板に形成されているプリント配線には、電流検出回路により検出される検出信号を制御回路へ送信する送信パターン（Ｐｒｈ、Ｐｒｇ）が含まれており、
電力変換回路のうち、電流のオンオフが切り替わるように変動する部分をオンオフ変動部と称し、
多層基板の板面に対して垂直な方向である板面垂直方向から見て、送信パターンの全体が、オンオフ変動部と異なる位置に配置されている電力変換装置とされる。
【０００７】
上記装置によれば、電力変換回路、電流検出回路および制御回路が１つの基板に設けられており、その基板には多層基板が用いられている。そのため、各回路のプリント配線パターンを、多層基板の板面垂直方向から見て互いに重畳した配置にできる。これにより、装置の小型化を図ることができる。但し、このように小型化を図ることに伴い、電力変換回路における大電流用の配線パターンと、制御回路における制御用の配線パターンとが密集配置されることになる。上記装置では、以下の点に着目して、上記密集配置による電流検出の精度悪化について対策している。
【０００８】
電力変換回路には、電流のオンオフが切り替わるように変動する部分（オンオフ変動部）と、常時一定の電流が流れる部分（非変動部）とが存在する。そして、上記密集配置の状況では、検出信号を制御回路へ送信する送信パターンを、板面垂直方向から見てオンオフ変動部と重畳させないことが、ノイズ対策に有効である。この点に着目した上記装置では、プリント配線に含まれる送信パターンの全体が、板面垂直方向から見てオンオフ変動部と異なる位置に配置されている。そのため、送信パターンで送信される検出信号に、オンオフ変動部の影響によるノイズが生じることを抑制できる。したがって、装置の小型化を図りつつも、電流検出の精度悪化を抑制できる。
【０００９】
尚、上記括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係るステアリングシステムを示す概略構成図である。
【図２】図１に示すステアリングシステムに適用された駆動装置の断面図である。
【図３】図２に示す駆動装置の回路図である。
【図４】図２に示す駆動装置に適用されたインバータを、モータの側から見た底面図である。
【図５】図２に示す駆動装置に適用されたインバータを、モータの反対側から見た上面図である。
【図６】第１実施形態に係るインバータの断面図である。
【図７】第１実施形態に係るプリント配線の配置を模式的に示す図である。
【図８】第１実施形態において、オンオフ変動部における電流の時間変化を示す図である。
【図９】図４の拡大図である。
【図１０】第２実施形態に係るプリント配線において、送信パターンの形状と配置を模式的に示す図である。
【図１１】第３実施形態に係るプリント配線において、出力パターンと送信パターンの配置を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。
【００１２】
（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態による駆動装置１は、電動のモータ８０と、電力変換装置としての電子制御装置（ＥＣＵ１０）と、を備える。この駆動装置１は、車両のステアリング操作を補助するための電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ８）に適用される。図１は、ＥＰＳ８を備えるステアリングシステム９０の全体構成を示すものである。ステアリングシステム９０は、操舵部材であるステアリングホイール９１、ステアリングシャフト９２、ピニオンギア９６、ラック軸９７、車輪９８、および、ＥＰＳ８等を備える。
【００１３】
ステアリングホイール９１は、ステアリングシャフト９２と接続される。ステアリングシャフト９２には、操舵トルクを検出するトルクセンサ９４が設けられる。トルクセンサ９４は、系統毎に設けられる２つのトルク検出部９４１、９４２を有する。トルク検出部９４１、９４２の検出値は、対応するマイクロコンピュータ（図３参照）であるマイコン１７０、２７０に出力される。ステアリングシャフト９２の先端には、ピニオンギア９６が設けられる。ピニオンギア９６は、ラック軸９７に噛み合っている。ラック軸９７の両端には、タイロッド等を介して一対の車輪９８が連結される。
【００１４】
運転者がステアリングホイール９１を回転させると、ステアリングホイール９１に接続されたステアリングシャフト９２が回転する。ステアリングシャフト９２の回転運動は、ピニオンギア９６によってラック軸９７の直線運動に変換される。一対の車輪９８は、ラック軸９７の変位量に応じた角度に操舵される。
【００１５】
ＥＰＳ８は、駆動装置１、ならびに、モータ８０の回転を減速してステアリングシャフト９２に伝える動力伝達部としての減速ギア８９等を備える。ステアリングシャフト９２がＥＰＳ８の駆動対象である。
【００１６】
図２および図３に示すように、モータ８０は、３相ブラシレスモータである。モータ８０は、操舵に要するトルクの一部または全部を出力するものであって、バッテリ１９９、２９９から電力が供給されることにより駆動され、減速ギア８９を正逆回転させる。
【００１７】
モータ８０は、巻線組としての第１巻線１８０および第２巻線２８０を有する。巻線１８０、２８０は、電気的特性が同等であり、共通のステータ８４０に、互いに電気角を３０［ｄｅｇ］ずらしてキャンセル巻きされる。これに応じて、巻線１８０、２８０には、位相φが３０［ｄｅｇ］ずれた相電流が通電されるように制御される。
【００１８】
以下、第１巻線１８０の通電制御に係る構成の組み合わせを第１系統Ｌ１、第２巻線２８０の通電制御に係る構成の組み合わせを第２系統Ｌ２とする。第１系統Ｌ１の構成を主に１００番台で付番し、第２系統Ｌ２の構成を主に２００番台で付番し、系統Ｌ１、Ｌ２にて実質的に同様の構成には下２桁が同じとなるように付番し、適宜説明を省略する。
【００１９】
図２に示すように、駆動装置１は、モータ８０の軸方向の一方側にＥＣＵ１０が一体的に設けられており、いわゆる「機電一体型」である。ＥＣＵ１０は、モータ８０に対して減速ギア８９の反対側に設けられている。ＥＣＵ１０は、回転軸８７０の中心線Ａｘに対して同軸に配置されている。機電一体型とすることで、搭載スペースに制約のある車両において、ＥＣＵ１０とモータ８０とを効率的に配置することができる。以下適宜、単に「軸方向」、「径方向」という場合、モータ８０における軸方向、径方向を意味するものとする。
【００２０】
モータ８０は、ステータ８４０、ロータ８６０、回転軸８７０および、これらを収容するハウジング８３０等を備える。ステータ８４０は、ハウジング８３０に固定されており、巻線１８０、２８０が巻回される。ロータ８６０は、ステータ８４０の径方向内側に設けられ、ステータ８４０に対して相対回転可能に設けられる。
【００２１】
回転軸８７０は、ロータ８６０に嵌入され、ロータ８６０と一体に回転する。回転軸８７０は、軸受８３５、８３６により、ハウジング８３０に回転可能に支持される。回転軸８７０のＥＣＵ１０側の端部は、ハウジング８３０からＥＣＵ１０側に突出する。回転軸８７０のＥＣＵ１０側の端部には、検出対象としてのマグネット８７５が設けられる。
【００２２】
ハウジング８３０は、筒状のケース８３４、ケース８３４の一端に設けられるリアフレームエンド８３７、および、ケース８３４の他端に設けられるフロントフレームエンド８３８を有する。
【００２３】
リアフレームエンド８３７には、回転軸８７０が挿通配置される開口部８３７ａが形成されている。また、リアフレームエンド８３７には、リード線挿通孔８３９が形成される。リード線挿通孔８３９には、巻線１８０、２８０の各相と接続されるリード線２８５が挿通される。リード線２８５は、リード線挿通孔８３９からＥＣＵ１０側に取り出される。リード線２８５は、モータ線接続部１８６、２８６（図４および図５参照）に挿通され、はんだ等により基板３０に接続される。
【００２４】
ＥＣＵ１０は、基板３０、および、基板３０に実装される各種電子部品を有する。基板３０は、基板接続部１５５、２５５に挿通されるボルト２５９（図２参照）にて、リアフレームエンド８３７のモータ８０とは反対側の面に固定される。ボルト２５９は、導電材料にて形成されている。基板３０のモータ８０側の面をモータ面３０１、モータ８０とは反対側の面をカバー面３０２とする。カバー４６０は、略有底筒状に形成され、リアフレームエンド８３７の径方向外側に嵌まり合う。カバー４６０は、基板３０を覆うように設けられ、外部の衝撃からＥＣＵ１０を保護したり、ＥＣＵ１０内への埃や水等の侵入を防止したりする。カバー４６０の側面には、開口４６１が設けられる。
【００２５】
コネクタ３５０は、第１電源端子、第１グランド端子、第１信号端子、第２電源端子、第２グランド端子、および、第２信号端子、といったコネクタ端子を有する。第１電源端子、第１グランド端子および第１信号端子の各々は、第１電源端子接続部１５１、第１グランド端子接続部１５２および第１信号端子接続部１５３に、基板３０のモータ面３０１側から挿入されて電気的に接続される（図４および図５参照）。第２電源端子、第２グランド端子および第２信号端子の各々は、第２電源端子接続部２５１、第２グランド端子接続部２５２および第２信号端子接続部２５３に、基板３０のモータ面３０１側から挿入されて電気的に接続される（図４および図５参照）。
【００２６】
図３に駆動装置１の回路構成を示す。ＥＣＵ１０は、第１巻線１８０に対応して設けられる第１インバータ１２０、第１モータリレー１２７〜１２９、第１電源リレー１３１、１３２、第１コンデンサ１３４および第１コイル１３５を有する。さらにＥＣＵ１０は、第２巻線２８０に対応して設けられる第２インバータ２２０、第２モータリレー２２７〜２２９、第２電源リレー２３１、２３２、第２コンデンサ２３４および第２コイル２３５を有する。
【００２７】
第１系統Ｌ１の第１インバータ１２０等には、第１バッテリ１９９から電力が供給される。第２系統Ｌ２の第２インバータ２２０等には、第２バッテリ２９９から電力が供給される。本実施形態では、グランドについても第１系統Ｌ１と第２系統Ｌ２とで分離している。また、第１巻線１８０の通電は、第１マイコン１７０により制御され、第２巻線２８０の通電は、第２マイコン２７０により制御される。すなわち本実施形態では、第１系統Ｌ１と第２系統Ｌ２とが独立して設けられる完全冗長構成をなしている。
【００２８】
第１インバータ１２０は、３相インバータであって、第１スイッチング素子１２１〜１２６がブリッジ接続されている。スイッチング素子１２１〜１２３は、高電位側に接続されて上アームＨを構成する。スイッチング素子１２４〜１２６は、低電位側に接続されて下アームＬを構成する。対になるＵ相のスイッチング素子１２１、１２４の接続点は第１Ｕ相コイル１８１の一端に接続される。対になるＶ相のスイッチング素子１２２、１２５の接続点は第１Ｖ相コイル１８２の一端に接続される。対になるＷ相のスイッチング素子１２３、１２６の接続点は第１Ｗ相コイル１８３の一端に接続される。コイル１８１〜１８３の他端は結線される。スイッチング素子１２４〜１２６の低電位側には、コイル１８１〜１８３の電流を検出する電流検出素子であるシャント抵抗１３７〜１３９が設けられる。
【００２９】
第２インバータ２２０は第１インバータ１２０と同様の構成である。すなわち、スイッチング素子２２１〜２２３は、高電位側に接続されて上アームＨを構成する。スイッチング素子２２４〜２２６は、低電位側に接続されて下アームＬを構成する。ＵＶＷ相各々の上下アーム回路の出力点はＵＶＷ相コイルの各々に結線される。スイッチング素子２２４〜２２６の低電位側には、コイル２８１〜２８３の電流を検出する電流検出素子であるシャント抵抗２３７〜２３９が設けられる。
【００３０】
これらのシャント抵抗１３７〜１３９、２３７〜２３９は、各相のアームを流れる電流を検出する「電流検出回路」に相当する。電流検出回路で検出された電流値は、マイコン１７０、２７０へ入力される。マイコン１７０、２７０は、電流検出回路により検出された電流値に基づきインバータ１２０、２２０の作動を制御する「制御回路」に相当する。
【００３１】
第１モータリレー１２７〜１２９は、第１インバータ１２０と第１巻線１８０との間に設けられ、第１インバータ１２０と第１巻線１８０とを断接可能に設けられる。Ｕ相のモータリレー１２７はスイッチング素子１２１、１２４の接続点とＵ相コイル１８１との間に設けられる。Ｖ相のモータリレー１２８はスイッチング素子１２２、１２５の接続点とＶ相コイル１８２との間に設けられる。Ｗ相のモータリレー１２９はスイッチング素子１２３、１２６の接続点とＷ相コイル１８３との間に設けられる。第２モータリレー２２７〜２２９は、第１モータリレー１２７〜１２９と同様の構成であり、ＵＶＷ相各々について設けられている。
【００３２】
第１電源リレー１３１、１３２は、寄生ダイオードの向きが逆向きとなるように直列接続され、第１バッテリ１９９と第１インバータ１２０との間に設けられる。第２電源リレー２３１、２３２は、寄生ダイオードの向きが逆向きとなるように直列接続され、第２バッテリ２９９と第２インバータ２２０との間に設けられる。これにより、バッテリ１９９、２９９が誤って逆向きに接続された場合に逆向きの電流が流れるのを防ぎ、ＥＣＵ１０を保護する。
【００３３】
プリドライバ１７６は、第１マイコン１７０からの制御信号に基づいて駆動信号を出力する。この駆動信号により、第１スイッチング素子１２１〜１２６、第１モータリレー１２７〜１２９および第１電源リレー１３１、１３２は、オンオフ作動するように制御される。第２系統Ｌ２のプリドライバ２７６は、第１系統Ｌ１のプリドライバ１７６と同様に機能する。すなわち、第２スイッチング素子２２１〜２２６、第２モータリレー２２７〜２２９および第２電源リレー２３１、２３２は、プリドライバ２７６によりオンオフ制御される。なお、煩雑になることを避けるため、図３中において、モータリレーおよび電源リレーへの制御線は省略されている。
【００３４】
第１コンデンサ１３４は第１インバータ１２０と並列に接続され、第２コンデンサ２３４は第２インバータ２２０と並列に接続される。コンデンサ１３４、２３４は、例えばアルミ電解コンデンサである。第１コイル１３５は第１バッテリ１９９と第１電源リレー１３１との間に設けられ、第２コイル２３５は第２バッテリ２９９と第２電源リレー２３１との間に設けられる。
【００３５】
第１コンデンサ１３４および第１コイル１３５、ならびに、第２コンデンサ２３４および第２コイル２３５は、フィルタ回路を構成する。これらのフィルタ回路は、バッテリ１９９、２９９を共用する他の装置から伝わるノイズを低減する。さらにフィルタ回路は、駆動装置１からバッテリ１９９、２９９を共用する他の装置に伝わるノイズを低減する。また、コンデンサ１３４、２３４は、電荷を蓄えることで、インバータ１２０、２２０への電力供給を補助する。
【００３６】
系統間グランド接続コンデンサ４１は、第１系統グランドＧ１と、第２系統のグランドＧ２とを接続する。第１機電接続コンデンサ１４２は、第１系統グランドＧ１と、モータ８０のハウジング８３０とを接続する。第２機電接続コンデンサ２４２は、第２系統グランドＧ２と、ハウジング８３０とを接続する。コンデンサ４１、１４２、２４２は、例えばセラミックコンデンサである。
【００３７】
基板３０のモータ面３０１を図４、カバー面３０２を図５に示す。説明のため、カバー面３０２の配置を反転し、いずれも紙面左側が第１系統Ｌ１、右側が第２系統Ｌ２となるように記載した。
【００３８】
図４に示すように、基板３０のモータ面３０１には、スイッチング素子１２１〜１２６、２２１〜２２６とシャント抵抗１３７〜１３９、２３７〜２３９が実装される。さらにモータ面３０１には、モータリレー１２７〜１２９、２２７〜２２９と電源リレー１３１、１３２、２３１、２３２が実装される。さらにモータ面３０１には、統合ＩＣ１７５、２７５と回転角センサ２９（センサ素子）が実装される。統合ＩＣ１７５にはプリドライバ１７６が含まれ、統合ＩＣ２７５にはプリドライバ２７６が含まれる。回転角センサ２９は、回転軸８７０に設けられたマグネット８７５による磁界の変化を検出することで、回転軸８７０の回転角度に応じた検出信号を出力する。
【００３９】
図５に示すように、基板３０のカバー面３０２には、コンデンサ１３４、２３４とコイル１３５、２３５が実装される。さらにカバー面３０２には、系統間グランド接続コンデンサ４１、機電接続コンデンサ１４２、２４２（図３参照）とマイコン１７０、２７０が実装される。
【００４０】
図４および図５に示すように、基板３０は、スリット３０５にて電気的に２つに分離されている。一方の領域のモータ面３０１およびカバー面３０２に、第１系統Ｌ１に係る部品が実装される。他方の領域のモータ面３０１およびカバー面３０２に、第２系統Ｌ２に係る部品が実装される。
【００４１】
回転角センサ２９は、基板３０のうちリアフレームエンド８３７の開口部８３７ａに対向する領域（開口対向領域）に配置されている。回転角センサ２９は、モータ面３０１においてスリット３０５を跨いで実装される。系統間グランド接続コンデンサ４１はカバー面３０２においてスリット３０５を跨いで実装され、第１系統グランドＧ１と第２系統グランドＧ２とを接続する。
【００４２】
第１機電接続コンデンサ１４２は、第１系統Ｌ１のグランドパターンＰ１３（図５参照）と、ハウジング接続パターン１５７とを接続する。第２機電接続コンデンサ２４２は、第２系統Ｌ２のグランドパターンＰ２３（図５参照）と、ハウジング接続パターン２５７とを接続する。ハウジング８３０は、車両グランドと接続されている。すなわち、コンデンサ４１、１４２、２４２は、いずれもグランド間を接続するコンデンサである。また、系統間グランド接続コンデンサ４１は、系統Ｌ１、Ｌ２のパワー系回路のグランド間を接続している、とも言える。
【００４３】
本実施形態では、駆動装置１がＥＰＳ８に適用されており、短時間で大電流が通電されるため、スイッチングノイズやリンギングノイズが発生する。このようなノイズＮの発生源は、主にＥＣＵ１０の回路内であり、発生したノイズがコネクタ３５０およびモータ８０を経由して車両側へ伝搬する虞がある。そこで、ボルトを用いて基板３０のグランドとハウジング８３０とを電気的に接続し、モータ８０側からＥＣＵ１０側へのノイズ帰還経路を形成する。これにより、ＥＣＵ１０の回路内で発生したノイズは、ノイズ源に帰還し、車両側へのノイズ伝搬が抑制される。
【００４４】
図６に示すように、本実施形態に係る基板３０には多層基板が用いられている。基板３０には、複数の配線層、絶縁層３４、表面レジスト層３７およびビア等が形成されている。配線層には、導電性を有する配線が設けられている。配線層の各層の間には、電気絶縁性を有する絶縁層３４が配置されている。
【００４５】
配線層には、表層３１、３２および内層３３が含まれる。表層３１、３２は、全配線層のうちの最外部に位置する層である。内層３３は、全配線層のうちの内部に位置する層である。図６の例では内層３３が４層（複数層）である。表層３１、３２は、表面レジスト層３７で覆われている。表層３１を覆う表面レジスト層３７は、モータ面３０１を形成する。表層３２を覆う表面レジスト層３７は、カバー面３０２を形成する。
【００４６】
ビアには、スルーホールビア（図示せず）とインナービア３５ａ、３６ａが含まれる。スルーホールビアは、表層３１、３２および内層３３の全て（全配線層）を貫通する形状である。インナービア３５ａは、１つの表層３１、３２と、その隣の１つの内層３３に跨って延びる形状である。インナービア３６ａは、表層３１、３２を除き、全ての内層３３に跨って延びる形状である。インナービア３５ａはレーザ加工により形成され、インナービア３６ａはドリル加工により形成されている。
【００４７】
スルーホールビアとインナービア３６ａの内面には、導電部材としてのメッキ３６が施されている。なお、メッキ３６は内部に空間を形成する筒形状である。インナービア３６ａの筒内部には、図示しない非導電部材が詰め込まれている。その一方で、インナービア３５ａには導電部材が埋め込まれている。この導電部材は中実形状であり、以下の説明では中実ビア３５と記載する。中実ビア３５およびメッキ３６は、任意の配線層に形成されている配線パターンどうしを電気接続する。メッキ３６や中実ビア３５の材質の具体例としては銅が挙げられる。
【００４８】
配線層に形成されている配線パターンの一部は、図３に示す各電子部品を接続する配線として機能する。この配線パターンには、先述したグランドパターンＰ１３、Ｐ２３や電源パターンＰ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、Ｐ２２が含まれている。さらに配線パターンには、図７を用いて後述する送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇや出力パターンＰ１２４、Ｐ１２５等も含まれている。これらのパターンは、第１系統Ｌ１および第２系統Ｌ２各々に設けられている。
【００４９】
＜グランドパターンの詳細＞
グランドパターンＰ１３、Ｐ２３は、グランドＧ１、Ｇ２の一部を提供するものであり、先述したグランド端子接続部１５２、２５２に電気接続されている。また、グランドパターンＰ１３、Ｐ２３は、カバー面３０２側の表層３２において、機電接続コンデンサ１４２、２４２、および系統間グランド接続コンデンサ４１に電気接続される。グランドパターンＰ１３、Ｐ２３の各々は、モータ面３０１側の表層３１において、コンデンサ１３４、２３４の低電位側端子、およびシャント抵抗１３７〜１３９、２３７〜２３９に電気接続されている。
【００５０】
図４および図５に示すグランドパターンＰ１３、Ｐ２３は、全配線層の各々に設けられたグランドパターンの一部であり、他のグランドパターンは図示省略されている。図示されるグランドパターンＰ１３、Ｐ２３は、内層３３に設けられている。
【００５１】
異なる配線層に設けられた同一系統のグランドパターン同士は、複数の中実ビア３５とメッキ３６によって接続されている。例えば図６では、内層３３のグランドパターンＰ１３と、表層３１に設けられたグランドパターンＰ１３とが、複数の中実ビア３５とメッキ３６によって接続されている。例えば図４および図５では、シャント抵抗１３７〜２３９の低電位側端子に接続される図示しない表層３１のグランドパターンと、内層３３のグランドパターンＰ１３、Ｐ２３とが、複数の中実ビア３５で接続されている。
【００５２】
第１系統Ｌ１のグランドパターンＰ１３は、基板３０の板面に対して垂直な方向（板面垂直方向）から見て、電源リレー１３１、１３２、スイッチング素子１２１〜１２６およびシャント抵抗１３７〜１３９の全体を含む形状である。第２系統Ｌ２のグランドパターンＰ２３も同様にして、板面垂直方向から見て、電源リレー２３１、２３２、スイッチング素子２２１〜２２６およびシャント抵抗２３７〜２３９の全体を含む形状である。換言すれば、電源リレー２３１、２３２、スイッチング素子２２１〜２２６およびシャント抵抗２３７〜２３９等の部品の全体が、板面垂直方向から見てグランドパターンＰ１３、Ｐ２３に重畳する。
【００５３】
カバー面３０２に設けられたコイル１３５、２３５およびコンデンサ１３４、２３４についても、板面垂直方向から見て、グランドパターンＰ１３、Ｐ２３に全体が重畳する。表層３１、３２に設けられた部品のうちグランドパターンＰ１３、Ｐ２３に重畳する上記部品群を、グランドパターン重畳部品と呼ぶ。グランドパターン重畳部品に接続された中実ビア３５についても、グランドパターンＰ１３、Ｐ２３に重畳する。例えば、図４および図５に示すように、シャント抵抗２３７〜２３９に接続された中実ビア３５や、電源リレー１３１に接続された中実ビア３５についても、板面垂直方向から見て、グランドパターンＰ１３、Ｐ２３に全体が重畳する。
【００５４】
＜電源パターンの詳細＞
電源パターンＰ１１〜Ｐ２２は、インバータ１２０、２２０の高電位側に接続されて電力供給する。各系統の電源パターンＰ１１〜Ｐ２２は、モータ面３０１側の表層３１において、コンデンサ１３４、２３４の高電位側端子、および電源リレー１３２、２３２に電気接続されている。各系統の電源パターンＰ１１〜Ｐ２２は、スイッチング素子１２１〜１２３、２２１〜２２３の高電位側端子に電気接続されている。
【００５５】
図４および図５に示す電源パターンＰ１１〜Ｐ２２は、全配線層の各々に設けられた電源パターンの一部であり、他の電源パターンは図示省略されている。図示される電源パターンＰ１１、Ｐ２１は、カバー面３０２側の表層３２に設けられている。図示される電源パターンＰ１２、Ｐ２２は、モータ面３０１側の表層３１に設けられている。
【００５６】
異なる配線層に設けられた同一系統の電源パターン同士は、複数の中実ビア３５とメッキ３６によって接続されている。例えば図４および図５では、第１電源リレー１３１、２３１が接続される表層３１の電源パターンＰ１２、Ｐ２２と、表層３２の電源パターンＰ１１、Ｐ２１とが、複数の中実ビア３５とメッキ３６によって接続されている。
【００５７】
表層３２に設けられた第１系統Ｌ１の電源パターンＰ１１は、板面垂直方向から見て、電源端子接続部１５１およびコイル１３５の全体を含む形状である。表層３２に設けられた第２系統Ｌ２の電源パターンＰ２１も同様にして、板面垂直方向から見て、電源端子接続部２５１およびコイル２３５の全体を含む形状である。換言すれば、電源端子接続部１５１、２５１およびコイル１３５、２３５の全体が、板面垂直方向から見て電源パターンＰ１１、Ｐ２１に重畳する。
【００５８】
表層３１に設けられた第１系統Ｌ１の電源パターンＰ１２は、板面垂直方向から見て、スイッチング素子１２１〜１２３および電源リレー１３１、１３２の全体を含む形状である。表層３１に設けられた第２系統Ｌ２の電源パターンＰ２２も同様にして、板面垂直方向から見て、スイッチング素子２２１〜２２３および電源リレー２３１、２３２の全体を含む形状である。換言すれば、スイッチング素子１２１〜２２３および電源リレー１３１〜２３２の全体が、板面垂直方向から見て電源パターンＰ１２、Ｐ２２に重畳する。
【００５９】
表層３１に設けられた部品のうち電源パターンＰ１２、Ｐ２２に重畳する上記部品群を、電源パターン重畳部品と呼ぶ。電源パターン重畳部品に接続された中実ビア３５についても、電源パターンＰ１２、Ｐ２２に重畳する。例えば、図４および図５に示すように、電源リレー１３１、２３１に接続された中実ビア３５についても、板面垂直方向から見て電源パターンＰ１１〜Ｐ２２に重畳する。
【００６０】
第１系統Ｌ１のグランドパターンＰ１３は、板面垂直方向から見て、第１系統Ｌ１の電源パターンＰ１１、Ｐ１２の全体を含む形状である。第２系統Ｌ２のグランドパターンＰ２３も同様にして、板面垂直方向から見て、第２系統Ｌ２の電源パターンＰ２１、Ｐ２２の全体を含む形状である。換言すれば、電源パターンＰ１１〜Ｐ２２の全体が、板面垂直方向から見てグランドパターンＰ１３、Ｐ２３に重畳する。
【００６１】
複数の配線層のうち、モータ面３０１側の表層３１を「第１層」とし、第１層の隣に位置する内層３３を「第２層」とした場合において、各パターンの面積は以下の大小関係となっている。第１系統Ｌ１において、第２層に設けられたグランドパターンＰ１３である第２層グランドパターン部の面積は、第１層に設けられた電源パターンＰ１２である第１層電源パターン部の面積より大きい。
【００６２】
また、カバー面３０２側の表層３２を「第１層」とした場合には、第２層に設けられたグランドパターンＰ１３である第２層グランドパターン部の面積は、第１層に設けられた電源パターンＰ１１である第１層電源パターン部の面積より大きい。
【００６３】
先述した通り、回転角センサ２９は、基板３０のうち回転軸８７０が挿通配置される開口部８３７ａに対向する領域（開口対向領域）に配置されている。そして、電源パターンおよびグランドパターンは、板面垂直方向から見て、回転角センサ２９と重畳しない位置に配置されている。
【００６４】
＜オンオフ変動部の詳細＞
インバータ１２０、２２０を構成する回路を「電力変換回路」とし、電力変換回路は、以下に説明する「オンオフ変動部」「電源部」「出力部」の各々に区分けされる。また、図７に示す例では、電源パターンＰ１２を、上ラインＰ１２１、上パターンＰ１２２、中点パターンＰ１２３に分けて図示している。また、グランドパターンＰ１３を、下ラインＰ１３１、下パターンＰ１３２、Ｐ１３３に分けて図示している。
【００６５】
オンオフ変動部は、電力変換回路のうち、電流のオンオフが切り替わるように変動する部分である。オンオフ変動部には、上アームＨを構成するスイッチング素子１２１〜１２３、２２１〜２２３と、下アームＬを構成するスイッチング素子１２４〜１２６、２２４〜２２６と、シャント抵抗１３７〜２３９と、これらを連結する配線と、が含まれる。
【００６６】
オンオフ変動部の配線には、上パターンＰ１２２、中点パターンＰ１２３、および下パターンＰ１３２、Ｐ１３３が含まれている。つまり、図７中の斜線に示すパターンがオンオフ変動部に該当する。なお、下パターンＰ１３２を第１下パターンと呼び、下パターンＰ１３３を第２下パターンと呼ぶ場合がある。
【００６７】
上ラインＰ１２１は、電力供給ラインの高電位側の部分である。下ラインＰ１３１は、電力供給ラインの低電位側の部分であり、グランドに接続されている。上ラインＰ１２１には、複数の上アームＨが分岐して接続されている。下ラインＰ１３１には、複数の下アームＬが分岐して接続されている。
【００６８】
上パターンＰ１２２は、上ラインＰ１２１から分岐して延びる形状であり、上ラインＰ１２１とスイッチング素子１２１を接続する。上パターンＰ１２２の一端は上ラインＰ１２１に接続されている。上パターンＰ１２２の他端には、スイッチング素子１２１のドレイン端子が接続されるランドＬｈｄが設けられている。
【００６９】
中点パターンＰ１２３は、上アームＨのスイッチング素子１２１と下アームＬのスイッチング素子１２４を接続する。中点パターンＰ１２３の一端には、スイッチング素子１２１のソース端子が接続されるスイッチランド部Ｌｈｓが設けられている。中点パターンＰ１２３の他端には、スイッチング素子１２４のドレイン端子が接続されるスイッチランド部Ｌｌｄが設けられている。
【００７０】
下パターンＰ１３２、Ｐ１３３は、スイッチング素子１２４と下ラインＰ１３１とを、シャント抵抗１３７を介して接続する。下パターンＰ１３２は、下ラインＰ１３１から分岐して延びる形状であり、下ラインＰ１３１とシャント抵抗１３７を接続する。下パターンＰ１３２の一端は下ラインＰ１３１に接続されている。下パターンＰ１３２の他端には、シャント抵抗１３７の低電位側端子が接続される低電位側ランド部Ｌｒｇが設けられている。下パターンＰ１３３の一端には、シャント抵抗１３７の高電位側端子が接続される高電位側ランド部Ｌｒｈが設けられている。下パターンＰ１３３の他端には、スイッチング素子１２４のソース端子が接続されるランドＬｌｓが設けられている。
【００７１】
出力パターンＰ１２４は、スイッチング素子１２１、１２４の中点とモータリレー１２７を接続する。出力パターンＰ１２４の一端は、中点パターンＰ１２３のスイッチランド部Ｌｌｄに接続されている。出力パターンＰ１２４の他端には、モータリレー１２７のソース端子が接続されるランドＬｏｓが設けられている。出力パターンＰ１２５は、モータリレー１２７とモータ線接続部２８６を接続する。出力パターンＰ１２５の一端には、モータリレー１２７のドレイン端子が接続されるランドＬｏｄが設けられている。
【００７２】
図８は、上ＭＯＳ、下ＭＯＳおよびモータリレーＭＯＳの各々について、流れる電流の時間変化を示す図である。上ＭＯＳは、上アームＨのスイッチング素子１２１（上スイッチ素子）のことである。下ＭＯＳは、下アームＬのスイッチング素子１２４（下スイッチ素子）のことである。モータリレーＭＯＳは、モータリレー１２７のことである。図示されるように、モータ駆動期間中の上ＭＯＳと下ＭＯＳは、通電オンオフを交互に繰り返す。よって、上ＭＯＳを流れる電流および下ＭＯＳを流れる電流は、オン期間とオフ期間が周期的に切り替わるように変動する。
【００７３】
上述したオンオフ変動部のうち上パターンＰ１２２および中点パターンＰ１２３では、上ＭＯＳと同じ態様で電流が変動する。上述したオンオフ変動部のうち下パターンＰ１３２、シャント抵抗１３７および下パターンＰ１３３では、下ＭＯＳと同じ態様で電流が変動する。
【００７４】
これに対し、モータリレーＭＯＳは、モータ８０等にて異常が発生しない限り、モータ駆動期間には常時オン作動する。そして、モータリレーＭＯＳには、上ＭＯＳを流れる電流と下ＭＯＳを流れる電流が交互に流れる。そのため、上ＭＯＳと下ＭＯＳでは電流がオンオフ変動するのに対し、モータリレーＭＯＳには、図８の下段に示すように一定の電流が流れる。出力パターンＰ１２４、Ｐ１２５では、モータリレーＭＯＳと同じ態様で一定の電流が流れる。これらの出力パターンＰ１２４、Ｐ１２５およびモータリレーＭＯＳは、オンオフ変動部から出力される電流が流れる部分であり、先述した「出力部」に相当する。
【００７５】
上ラインＰ１２１および下ラインＰ１３１は、オンオフ変動部へ電力供給する部分であり、先述した「電源部」に相当する。電源部には、オンオフ変動部のような電流の変動は生じない。
【００７６】
オンオフ変動部は、板面垂直方向から見て電源部と出力部の間に配置されている。詳細には、オンオフ変動部のうち、三相分の下アームＬ（シャント抵抗を含む）の部分が、電源パターンＰ１１、Ｐ２２とモータリレー１２７〜２２９の間に配置されている。
【００７７】
以下、これらの配置について詳細に説明する。基板３０は、第１系統Ｌ１の領域と第２系統Ｌ２の領域に区画されている。これらの領域の境界は直線状であり、例えば直線状のスリット３０５が区画の境界となっている。この境界直線（スリット３０５）に対して垂直な方向において、板面垂直方向から見て、電源部、オンオフ変動部および出力部は順に並べて配置されている。電源部は、出力部よりも境界直線に近い側に配置されている。出力部は、電源部よりも外周縁に近い側に配置されている。
【００７８】
シャント抵抗１３７〜２３９は、板面垂直方向から見て、下アームＬのスイッチング素子１２４〜２２６と出力部の間の領域から外れた位置に配置されている。さらに詳細には、シャント抵抗１３７〜２３９は、板面垂直方向から見て、上アームＨのスイッチング素子１２１〜２２３と下アームＬのスイッチング素子１２４〜２２６の間の領域から外れた位置に配置されている。
【００７９】
＜送信パターンの詳細＞
先述した送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇは、シャント抵抗１３７〜２３９により検出される検出信号を、マイコン１７０、２７０へ送信する。送信パターンＰｒｈは、シャント抵抗１３７の高電位側の電位を、検出信号としてマイコン１７０、２７０へ送信する。送信パターンＰｒｇは、シャント抵抗１３７の低電位側の電位を、検出信号としてマイコン１７０、２７０へ送信する。
【００８０】
送信パターンＰｒｈの一端は下パターンＰ１３３に接続され、送信パターンＰｒｇの一端は下パターンＰ１３２に接続されている。図７の例では、送信パターンＰｒｈの一端は、下パターンＰ１３３のうち高電位側ランド部Ｌｒｈに接続されている。送信パターンＰｒｇの一端は、下パターンＰ１３２のうち低電位側ランド部Ｌｒｇに接続されている。
【００８１】
図９に示すように、上ＭＯＳ、下ＭＯＳ、モータリレーＭＯＳおよびシャント抵抗１３７〜２３９は、板面垂直方向から見て矩形形状である。これらの部品は、各々の矩形の１辺が平行となる向きに実装されている。図９の例では、矩形の１辺が、基板３０の境界直線（スリット３０５）に対して平行である。
【００８２】
また、下ＭＯＳのうち上ＭＯＳと対向する辺を第１辺Ｈ１とし、下ＭＯＳのうち第１辺Ｈ１に直交する辺を第２辺Ｈ２と呼ぶ。下ＭＯＳに対応するシャント抵抗２３７は、第２辺Ｈ２に対向する位置に配置されている。さらにシャント抵抗２３７は、第１辺Ｈ１に沿って延びる仮想線Ａ１と、第１辺Ｈ１に平行な辺に沿って延びる仮想線Ａ２との間の領域に配置されている。
【００８３】
図９の例では、シャント抵抗２３７の全体が仮想線Ａ１、Ａ２間の領域に配置されているが、シャント抵抗２３７の一部が上記領域に配置される構成であってもよい。但し、仮想線Ｂ１、Ｂ２間の領域とは異なる位置にシャント抵抗２３７が配置されることが望ましい。仮想線Ｂ１は、第２辺Ｈ２に沿って延び、仮想線Ｂ２は、第２辺Ｈ２に平行な辺に沿って延びる。
【００８４】
高電位側ランド部Ｌｒｈと低電位側ランド部Ｌｒｇの並ぶ方向は、シャント抵抗２３７を流れる電流の向きと一致し、検出電流方向とも呼ばれる。シャント抵抗２３７は、下ＭＯＳと上ＭＯＳの並ぶ方向に対して検出電流方向が交差（例えば直交）する向きとなるように配置されている。シャント抵抗２３７および下ＭＯＳが並ぶ方向は、上ＭＯＳおよび下ＭＯＳが並ぶ方向に対して交差（例えば直交）している。
【００８５】
高電位側ランド部Ｌｒｈから送信パターンＰｒｈが延びる方向は、検出電流方向に対して交差（例えば直交）している。低電位側ランド部Ｌｒｇから送信パターンＰｒｇが延びる方向は、検出電流方向に対して交差（例えば直交）している。送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇが延びる方向は、境界直線（スリット３０５）に対して交差（例えば直交）している。
【００８６】
また、下ＭＯＳに対応する上ＭＯＳおよびモータリレーＭＯＳは、仮想線Ｂ１、Ｂ２間の領域に配置されている。上ＭＯＳおよびモータリレーＭＯＳの全体が仮想線Ｂ１、Ｂ２間の領域に配置されていてもよいし、一部が上記領域に配置される構成であってもよい。
【００８７】
送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇは、基板３０の表層と内層の両方に配置されている。表層に位置する送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇと内層に位置する送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇとは、中実ビア３５１（図９参照）により接続されている。送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇのうち、表層に位置する部分の配線長さは、内層に位置する部分の配線長さより短い。
【００８８】
表層の送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇおよび内層の送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇのいずれについても、それらの全体が、板面垂直方向から見てオンオフ変動部と異なる位置に配置されている。換言すれば、送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇは、板面垂直方向から見てオンオフ変動部と重畳しないように配置されている。本実施形態では、送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇの全体が、板面垂直方向から見てオンオフ変動部と重畳しないように配置されている。
【００８９】
また、表層の送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇおよび内層の送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇのいずれについても、それらの全体が、板面垂直方向から見て出力部とも異なる位置に配置されている。換言すれば、送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇは、板面垂直方向から見て出力部とも重畳しないように配置されている。本実施形態では、送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇの全体が、板面垂直方向から見て出力部とも重畳しないように配置されている。
【００９０】
＜作用効果＞
本実施形態によれば、電力変換回路、電流検出回路および制御回路が１つの基板３０に設けられており、その基板３０には多層基板が用いられている。そのため、各回路のプリント配線パターンを、基板３０の板面垂直方向から見て互いに重畳した配置にできる。これにより、装置の小型化を図ることができる。但し、このように小型化を図ることに伴い、送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇ等の制御配線パターンと電力配線パターンとが密集配置されることになる。本実施形態では、以下の点に着目して、上記密集配置による電流検出の精度悪化について対策している。
【００９１】
電力変換回路には、オンオフ変動部と、常時一定の電流が流れる部分（非変動部）とが存在する。非変動部の具体例としては、上ラインＰ１２１および下ラインＰ１３１等の電源部や、出力パターンＰ１２４、Ｐ１２５およびモータリレーＭＯＳ等の出力部が挙げられる。そして、上記密集配置の状況では、送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇを、板面垂直方向から見てオンオフ変動部と重畳させないことが、ノイズ対策に有効である。この点に着目し、プリント配線に含まれる送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇの全体が、板面垂直方向から見てオンオフ変動部と異なる位置に配置されている。そのため、送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇで送信される検出信号に、オンオフ変動部の影響によるノイズが生じることを抑制できる。したがって、電力変換装置の小型化を図りつつも、電流検出の精度悪化を抑制できる。
【００９２】
ここで、高電位側ランド部Ｌｒｈおよび低電位側ランド部Ｌｒｇが並ぶ方向に、シャント抵抗を電流が流れる。そして、その電流が流れる方向（検出電流方向）を中心に、その検出電流方向の周りに沿って磁束が生じるので、検出電流方向と平行に延びるパターンにはノイズが生じやすい。この点を鑑み、本実施形態では、高電位側ランド部Ｌｒｈから送信パターンＰｒｈが延びる方向は、検出電流方向に対して交差している。同様にして、低電位側ランド部Ｌｒｇから送信パターンＰｒｇが延びる方向は、検出電流方向に対して交差している。そのため、送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇに生じるノイズの抑制を促進できる。
【００９３】
さらに本実施形態では、シャント抵抗および下ＭＯＳが並ぶ方向は、上ＭＯＳおよび下ＭＯＳが並ぶ方向に対して交差している（図９参照）。そのため、送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇに生じるノイズの抑制を促進できる。
【００９４】
さらに本実施形態では、上ＭＯＳ、下ＭＯＳ、モータリレーＭＯＳおよびシャント抵抗１３７〜２３９は、板面垂直方向から見て矩形形状である。下ＭＯＳのうち上ＭＯＳと対向する辺が第１辺Ｈ１と定義され、下ＭＯＳのうち第１辺Ｈ１に直交する辺が第２辺Ｈ２と定義される。シャント抵抗は、第２辺Ｈ２に対向する位置に配置されている。そのため、送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇに生じるノイズの抑制を促進できる。
【００９５】
さらに本実施形態では、出力パターンＰ１２４の一端はスイッチランド部Ｌｌｄに接続されている。これによれば、出力パターンＰ１２４の一端が中点パターンＰ１２３に接続されている場合に比べて、送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇのレイアウト自由度を向上できる。
【００９６】
さらに本実施形態では、送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇのうち、基板３０の表層３１、３２に位置する部分の配線長さは、内層３３に位置する部分の配線長さより短い。オンオフ変動部に含まれる電子部品は表面実装される。そのため、送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇのうち内層３３に位置する部分の方が、表層３１、３２に位置する部分よりオンオフ変動部からの影響を受けにくくなる。よって、本実施形態によれば、送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇに生じるノイズの抑制を促進できる。
【００９７】
さらに本実施形態では、電力変換回路は、車両の操舵力を発揮するＥＰＳ８のモータ８０へ電力を供給するものである。ＥＰＳ８用のモータ８０は、大電流が瞬時的に流れる特性があるため、エミッションノイズが生じやすい。そのため、本実施形態によるエミッションノイズ抑制の効果が、好適に発揮される。
【００９８】
＜他の作用効果＞
以上に詳述した本実施形態によれば、第１系統Ｌ１において、第１層電源パターン部に相当する電源パターンＰ１１、Ｐ１２と、第２層グランドパターン部に相当するグランドパターンＰ１３とは、板面垂直方向から見て互いに重畳するように配置されている。そのため、板面垂直方向から見て、電源パターンＰ１１、Ｐ１２とグランドパターンＰ１３によって形成されるループが小さくなる。そのため、板面垂直方向から見て、電源パターンＰ１１、Ｐ１２とグランドパターンＰ１３によって形成されるループが小さくなる。
【００９９】
同様にして、第２系統Ｌ２において、第１層電源パターン部に相当する電源パターンＰ２１、Ｐ２２と、第２層グランドパターン部に相当するグランドパターンＰ２３とは、板面垂直方向から見て互いに重畳するように配置されている。そのため、板面垂直方向から見て、電源パターンＰ２１、Ｐ２２とグランドパターンＰ２３によって形成されるループが小さくなる。
【０１００】
したがって、系統毎において、ループ状の両パターンがアンテナとして機能することを抑制できる。そのため、インバータ回路のスイッチングにより生じたノイズが、電磁波であるエミッションノイズとして放射されることを抑制できる。また、上記スイッチングノイズの他にも、両パターンに大電流が流れることにより生じる電磁波ノイズについても、ループが小さくなることにより抑制される。
【０１０１】
ここで、電力配線パターンＰ１１〜Ｐ２３の配線では、大電流を流すことによる発熱を低減させるべく、配線を厚くしてインピーダンスを下げることが望ましい。しかし、配線を厚くすると、基板製造制約により配線幅や配線ギャップが大きくなってしまい、微細な配線ができなくなる。そのため、高密度レイアウトが要求される制御配線パターンＰ１８、Ｐ１９の配線には不向きである。したがって、電力変換回路と制御回路の両方を同一基板に設けて小型化を図ろうとすると、電力配線パターンと制御配線パターンが同一基板に混在することとなる。よって、インピーダンス低下と配線微細化の両立が課題となる。
【０１０２】
この点を鑑み、本実施形態によれば、電力配線パターンＰ１１〜Ｐ２３および制御配線パターンＰ１８、Ｐ１９の両方が設けられる基板３０に、多層基板が用いられる。そして、多層基板の異なる層に配置された各々の電力配線パターンが、ビア３５ａに設けられた中実形状の導電部材（中実ビア３５）で電気接続される。
【０１０３】
これによれば、複数層の電力配線パターンを、１層の厚い配線と同等のインピーダンスにできる。しかも、上記ビアを中実ビアにしているので、膜状ビアの場合に比べて、さらに低インピーダンスにできる。つまり、電力配線パターンを厚くすることなくインピーダンスを低下でき、電力配線パターンに大電流を流すことによる発熱を低減できる。それでいて、電力配線パターンが厚くなることを抑制できるので、制御配線パターンＰ１８、Ｐ１９については配線幅や配線ギャップを小さくでき、微細な配線が可能となる。
【０１０４】
（第２実施形態）
図１０に示す本実施形態では、送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇの形状を以下のように工夫している。
【０１０５】
送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇには、第１パターン部Ｐｒｈ１、Ｐｒｇ１と、第２パターン部Ｐｒｈ２、Ｐｒｇ２とが含まれている。第１パターン部Ｐｒｈ１、Ｐｒｇ１は、高電位側ランド部Ｌｒｈまたは低電位側ランド部Ｌｒｇに一端が接続されて直線状に延びる形状である。第１パターン部Ｐｒｈ１、Ｐｒｇ１が延びる方向は、先述した検出電流方向に対して交差（例えば直交）する方向である。図中の矢印Ｉａは、高電位側ランド部Ｌｒｈおよび低電位側ランド部Ｌｒｇが並ぶ方向であって、シャント抵抗を電流が流れる方向（検出電流方向）を示す。
【０１０６】
第２パターン部Ｐｒｈ２、Ｐｒｇ２は、第１パターン部Ｐｒｈ１、Ｐｒｇ１の他端から向きを変えて直線状に延びる形状である。第２パターン部Ｐｒｈ２、Ｐｒｇ２が延びる方向は、検出電流方向に対して平行な方向である。
【０１０７】
そして、第２パターン部Ｐｒｈ２、Ｐｒｇ２の少なくとも一部は、基板３０の板面垂直方向から見て、別パターンＰ１３ａの少なくとも一部に重畳するように配置されている。別パターンＰ１３ａとは、オンオフ変動部とは別のプリント配線のことである（図１０参照）。図１０の例では、別パターンＰ１３ａは、オンオフ変動部のような電流のオンオフ変動が生じないグランドパターンである。
【０１０８】
ここで、第１実施形態にて先述した通り、送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇのうち検出電流方向に対して平行に延びる部分には、ノイズが生じやすい。これに対し本実施形態では、ノイズが生じやすい第２パターン部Ｐｒｈ２、Ｐｒｇ２について、別パターンＰ１３ａを重畳配置させている。そのため、第２パターン部Ｐｒｈ２、Ｐｒｇ２に対して、別パターンＰ１３ａがノイズ遮蔽効果を発揮する。よって、送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇに生じるノイズの抑制を促進できる。
【０１０９】
（第３実施形態）
上記第１実施形態では、図７に示すように、出力パターンＰ１２４が、オンオフ変動部のうちスイッチランド部Ｌｌｄから分岐している。これに対し本実施形態では、図１１に示すように、スイッチランド部Ｌｌｄ、Ｌｈｓを除く中点パターンＰ１２３の部分から出力パターンＰ１２４が分岐している。
【０１１０】
また、上記第１実施形態では、送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇが、オンオフ変動部のうち高電位側ランド部Ｌｒｈおよび低電位側ランド部Ｌｒｇから分岐している。これに対し本実施形態では、低電位側ランド部Ｌｒｇを除く下パターンＰ１３２の部分から送信パターンＰｒｇが分岐している。また、高電位側ランド部Ｌｒｈを除く下パターンＰ１３３の部分から送信パターンＰｒｈが分岐している。
【０１１１】
（他の実施形態）
以上、本開示の複数の実施形態について説明したが、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。
【０１１２】
上記各実施形態では、送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇの他端はマイコン１７０、２７０に接続されている。これに対し、送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇの他端は統合ＩＣ１７５、２７５に接続されていてもよい。この場合、例えば統合ＩＣ１７５、２７５は、電流検出信号の増幅やノイズ除去を施してマイコン１７０、２７０へ送信する。この場合、マイコン１７０、２７０と統合ＩＣ１７５、２７５が「制御回路」に相当する。
【０１１３】
上記第１実施形態では、送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇの全体が、板面垂直方向から見て出力パターンＰ１２４、Ｐ１２５およびモータリレー１２７と異なる位置（重畳しない位置）に配置されている。これに対し、送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇの一部が、出力パターンＰ１２４、Ｐ１２５およびモータリレー１２７と重畳しないように配置されていてもよい。
【０１１４】
図７の例では、出力パターンＰ１２４の一端が下ＭＯＳのスイッチランド部Ｌｌｄに接続されている。これに対し、出力パターンＰ１２４の一端が上ＭＯＳのスイッチランド部Ｌｈｓに接続されていてもよい。
【０１１５】
上記第１実施形態では、中実ビア３５１は、板面垂直方向から見てグランドパターンＰ１３、Ｐ２３に重畳している。これに対し、中実ビア３５１は、板面垂直方向から見てグランドパターンＰ１３、Ｐ２３と異なる位置に配置されていてもよい。
【０１１６】
上記第１実施形態では、電流検出回路がシャント抵抗により提供されている。これに対し、電流検出回路が、電流に応じた磁束の変化を検出する電流センサにより提供されていてもよい。
【０１１７】
上記第１実施形態では、高電位側ランド部Ｌｒｈから送信パターンＰｒｈが延びる方向は、検出電流方向に対して交差している。これに対し、高電位側ランド部Ｌｒｈから送信パターンＰｒｈが延びる方向は、検出電流方向に対して平行であってもよい。同様にして、低電位側ランド部Ｌｒｇから送信パターンＰｒｇが延びる方向についても、検出電流方向に対して平行であってもよい。
【０１１８】
上記第１実施形態では、シャント抵抗および下ＭＯＳが並ぶ方向は、上ＭＯＳおよび下ＭＯＳが並ぶ方向に対して交差している。これに対し、シャント抵抗および下ＭＯＳが並ぶ方向は、上ＭＯＳおよび下ＭＯＳが並ぶ方向に対して平行であってもよい。
【０１１９】
上記第１実施形態では、シャント抵抗は、下ＭＯＳの第２辺Ｈ２に対向する位置に配置されているが、下ＭＯＳの第１辺Ｈ１に対向する位置に配置されていてもよい。
【０１２０】
上記第１実施形態では、送信パターンＰｒｈ、Ｐｒｇのうち、基板３０の表層３１、３２に位置する部分の配線長さは、内層３３に位置する部分の配線長さより短い。これに対し、基板３０の表層３１、３２に位置する部分の配線長さは、内層３３に位置する部分の配線長さより長くてもよい。
【０１２１】
図２に示す例では、リアフレームエンド８３７に開口部８３７ａが形成され、その開口部８３７ａに回転軸８７０が挿通配置されている。そして、回転軸８７０の先端に取り付けられたマグネット８７５が、開口部８３７ａから露出して回転角センサ２９に対向している。これに対し、上記開口部８３７ａが廃止され、回転角センサ２９とマグネット８７５の間にリアフレームエンド８３７の一部が介在していてもよい。但し、この場合であっても、回転軸８７０の中心線Ａｘ上に回転角センサ２９を配置することが望ましい。
【０１２２】
図１に示す実施形態では、電力変換装置は、ＥＰＳ８用のモータ８０を電力供給対象としている。これに対し、例えば車両走行用のモータ等、他のモータを電力供給対象としてもよい。また、上記第１実施形態では、基板３０に設けられる電力変換回路に、インバータ１２０、２２０を構成する回路が適用されているが、昇圧回路が適用されてもよい。
【０１２３】
図３に示す実施形態では、駆動装置１のうち第１系統Ｌ１を構成する部品と第２系統Ｌ２を構成する部品とが、１枚の基板３０に実装されている。これに対し、第１系統Ｌ１の構成部品と第２系統Ｌ２の構成部品とを、複数の基板に分けて実装してもよい。第１系統Ｌ１の構成部品には、第１インバータ１２０、第１モータリレー１２７〜１２９、第１電源リレー１３１、１３２、第１コンデンサ１３４および第１コイル１３５等が挙げられる。第２系統Ｌ２の構成部品には、第２インバータ２２０、第２モータリレー２２７〜２２９、第２電源リレー２３１、２３２、第２コンデンサ２３４および第２コイル２３５等が挙げられる。
【０１２４】
図３に示す実施形態では、スイッチング素子１２１〜１２６、モータリレー１２７〜１２９および電源リレー１３１、１３２は、いずれもＭＯＳＦＥＴである。これに対し、ＩＧＢＴやサイリスタ等であってもよい。また、電源リレー１３１、１３２はメカリレーであってもよい。また、第２系統Ｌ２についても第１系統Ｌ１と同様にして、ＭＯＳＦＥＴに替えてＩＧＢＴやサイリスタ、メカリレーであってもよい。
【０１２５】
図３に示す実施形態では、系統間グランド接続コンデンサ４１を備えているが、この系統間グランド接続コンデンサ４１は廃止されていてもよい。図３に示す実施形態では、機電接続コンデンサ１４２、２４２を備えているが、これらの機電接続コンデンサ１４２、２４２は廃止されていてもよい。この場合、系統毎のグランドパターンまたは系統毎の電源パターンが、スリット３０５により分離された各領域に分けて配置されることを、廃止してもよい。
【０１２６】
なお、系統間グランド接続コンデンサ４１は、基板３０に実装され、系統ごとのグランドを電気的に接続する。これにより、モータ巻線１８０、２８０等を経由して他系統側に伝搬したノイズを、基板３０上にて、自系統に帰還させる経路を形成することができる。また、機電接続コンデンサ１４２、２４２は、ハウジング接続パターン１５６、１５７、２５６、２５７と、基板３０のグランドパターンとを接続する。これにより、モータ８０側に伝搬したノイズを、インバータ１２０、２２０を含むＥＣＵ１０側に帰還させる低インピーダンスの経路を形成することができる。したがって、車両等、駆動装置１の外部へのノイズの伝搬を低減することができる。
【０１２７】
上記第１実施形態では、２系統の電力変換回路の各々に対して制御回路が備えられており、制御回路についても２系統に構成されている。これに対し、２系統の電力変換回路の各々に対して制御回路が共通化されており、制御回路については１系統に構成されていてもよい。また、電力変換回路を含めて全て１系統の構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１２８】
１２０、２２０  インバータ（電力変換回路）、  １３７、１３８、１３９、２３７、２３８、２３９  電流検出回路（シャント抵抗）、１７０、２７０  マイコン（制御回路）、  ３０  多層基板、  Ｐｒｈ、Ｐｒｇ  送信パターン。
【図１】
2020188660.tif 000003
【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】
2020188660.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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