(57)【要約】【課題】グランドパターンから車体接地部位までの経路を１系統で構成しつつも、パワー系回路のグランド電位の変動が制御系回路のグランド電位に与える影響を小さく抑え、かつ、周囲環境に影響を与えるノイズの発生を抑制できるモータ制御装置を提供する。【解決手段】制御回路基板１３の外周縁に沿った環状のグランドパターン２０は、インバータ部１４のグランド接続部１４ａとの接続部位からグランド端子２３ａとの接続部位までの電路として、パワー系グランド領域２１内に収まる第１の電路Ｒ１と、制御系グランド領域２２を通ってグランド端子２３ａに達する第２の電路Ｒ２とを有する。そして、第２の電路Ｒ２のインピーダンスは、第１の電路Ｒ１のインピーダンスよりも大きくなるように構成されている。【選択図】図１
2017212413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータに駆動電流を供給するパワー系回路と、該パワー系回路を制御する制御系回路と、前記パワー系回路のグランド接続部及び前記制御系回路のグランド接続部の各々と接続されたグランドパターンと、該グランドパターンと接続されるとともに外部配線を介して車体接地部位と接続されるグランド端子とを有する制御回路基板を備え、
前記グランドパターンは、前記制御回路基板の外周縁に沿った環状をなすとともに、前記パワー系回路のグランド接続部及び前記グランド端子が接続されたパワー系グランド領域と、前記制御系回路のグランド接続部が接続された制御系グランド領域とを有し、
前記グランドパターンにおける前記パワー系回路のグランド接続部との接続部位から前記グランド端子との接続部位までの電路として、前記パワー系グランド領域内に収まる第１の電路と、前記制御系グランド領域を通って前記グランド端子に達する第２の電路とを有し、前記第２の電路のインピーダンスが前記第１の電路のインピーダンスよりも大きくなるように構成されていることを特徴とするモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両用モータの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータ制御装置の制御回路基板（プリント基板）には、モータに駆動電流を供給するパワー系回路と、該パワー系回路を制御するための信号を出力する制御系回路とが構成されている。また、制御回路基板は、パワー系回路と接続されるグランドパターン（パワー系グランドパターン）と、制御系回路と接続されるグランドパターン（制御系グランドパターン）とを有するグランド層を備える。
【０００３】
このような制御回路基板において、例えば特許文献１に示されるものでは、上記の各グランドパターンは、グランド層内で相互に直結されない構成とされるとともに、制御回路基板に接続された個別の外部配線（ワイヤハーネス等）を介して各グランドパターンがそれぞれ車載バッテリの負端子と接続される。これにより、比較的大電流となるモータ駆動電流を扱うパワー系回路のグランド電位の変動（ノイズ）が、制御系回路のグランド電位に影響して制御系回路の適正な動作を妨害することが抑制されている。しかしながら、このような構成では、パワー系回路と制御系回路の各グランドパターンをそれぞれ個別の外部配線で車載バッテリの負端子と接続する必要があるため、部品点数が増加してしまうなどの問題がある。
【０００４】
そこで、例えば特許文献２の制御装置では、パワー系グランドパターンと制御系グランドパターンとを部分的にスリットによって分離するとともに、当該スリットで分離しない箇所においては各グランドパターンが互いに繋がるように構成されている。このような構成によれば、各グランドパターンがスリットによって部分的に分離されることで、パワー系回路のグランド電位の変動が制御系回路のグランド電位に与える影響を小さく抑えつつも、各グランドパターンが互いに繋がっていることで車体接地部位への接続が１つの外部配線で可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３１２４８８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３５５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献２のような制御装置では、基板のサイズや層数などの制約によってパワー系グランドパターンと制御系グランドパターンとを隔てるスリットの幅が狭くなると、各グランドパターン間の電圧差に基づく静電結合によりスリット部分に電界集中が生じる。そして、このスリットに集中する電界によって、他の車載機器等の周囲環境に影響を与えるノイズが発生するおそれがあった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、グランドパターンから車体接地部位までの経路を１系統で構成しつつも、パワー系回路のグランド電位の変動が制御系回路のグランド電位に与える影響を小さく抑え、かつ、周囲環境に影響を与えるノイズの発生を抑制できるモータ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するモータ制御装置は、モータに駆動電流を供給するパワー系回路と、該パワー系回路を制御する制御系回路と、前記パワー系回路のグランド接続部及び前記制御系回路のグランド接続部の各々と接続されたグランドパターンと、該グランドパターンと接続されるとともに外部配線を介して車体接地部位と接続されるグランド端子とを有する制御回路基板を備え、前記グランドパターンは、前記制御回路基板の外周縁に沿った環状をなすとともに、前記パワー系回路のグランド接続部及び前記グランド端子が接続されたパワー系グランド領域と、前記制御系回路のグランド接続部が接続された制御系グランド領域とを有し、前記グランドパターンにおける前記パワー系回路のグランド接続部との接続部位から前記グランド端子との接続部位までの電路として、前記パワー系グランド領域内に収まる第１の電路と、前記制御系グランド領域を通って前記グランド端子に達する第２の電路とを有し、前記第２の電路のインピーダンスが前記第１の電路のインピーダンスよりも大きくなるように構成されている。
【０００９】
この構成によれば、パワー系回路のグランド電位の変動が第２の電路を通って制御系グランド領域に影響することを抑制できる。また、グランドパターンが環状であり、グランドパターンのパワー系グランド領域と制御系グランド領域とをスリットで隔てる構成ではないため、当該スリットに集中する電界によるノイズは発生しない。従って、グランドパターンから車体接地部位までの経路を１系統で構成しつつも、パワー系回路のグランド電位の変動が制御系回路のグランド電位に与える影響を小さく抑え、かつ、周囲環境に影響を与えるノイズの発生を抑制できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のモータ制御装置によれば、グランドパターンから車体接地部位までの経路を１系統で構成しつつも、パワー系回路のグランド電位の変動が制御系回路のグランド電位に与える影響を小さく抑え、かつ、周囲環境に影響を与えるノイズの発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態のモータ制御装置を模式的に示す概略構成図。
【図２】同形態のモータ制御装置におけるノイズ低減効果を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、モータ制御装置の一実施形態について説明する。
図１に示す本実施形態のモータ制御装置１０は、制御対象となるブラシレスモータ１１の三相のコイル１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに供給する三相駆動電流を制御して、ブラシレスモータ１１の回転駆動の制御を実施する。ブラシレスモータ１１の用途としては、例えば車両用空調装置の送風用モータ等である。
【００１３】
モータ制御装置１０の制御回路基板１３には、パワー系回路としてのインバータ部１４と制御系回路１５とが実装されている。
インバータ部１４は、例えばスイッチング素子（ＦＥＴ）を６個用いたブリッジ回路で構成されている。インバータ部１４は、制御系回路１５の制御に基づく各スイッチング素子のオンオフ動作によって、車載バッテリ（図示略）の直流電力から互いに１２０°の位相差を有する三相の駆動電力を生成し、該駆動電力をブラシレスモータ１１の各相のコイル１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに供給する。
【００１４】
制御系回路１５は、制御ＩＣやブラシレスモータ１１の回転情報を検出する回転検出センサ等を含む。制御系回路１５は、ブラシレスモータ１１の回転情報等に基づいてインバータ部１４の各スイッチング素子に制御信号を出力することで該各スイッチング素子のオンオフ動作を制御し、ブラシレスモータ１１の回転駆動を制御する。
【００１５】
制御回路基板１３は、表面信号層とグランド層を含む多層基板であり、図１では、表面信号層の下層に位置するグランド層（面状のグランドパターン２０）を透視した態様で示している。
【００１６】
グランドパターン２０は、制御回路基板１３の外周縁に沿った環状に形成されている。この環状のグランドパターン２０において、図１における略上半周がインバータ部１４のグランド接続部１４ａと接続されたパワー系グランド領域２１として構成され、略下半周が制御系回路１５のグランド接続部１５ａと接続された制御系グランド領域２２として構成されている。制御系グランド領域２２の線幅は、パワー系グランド領域２１の線幅よりも狭く形成されている。なお、本実施形態では、グランドパターン２０全体の板厚はおよそ３５μｍに形成されている。また、制御回路基板１３の表面において、インバータ部１４はパワー系グランド領域２１と重なる位置に、制御系回路１５は制御系グランド領域２２と重なる位置にそれぞれ設けられている。
【００１７】
また、制御回路基板１３には、グランドパターン２０のパワー系グランド領域２１に対して接続部位Ｃで接続されたグランド端子２３ａを有するコネクタ部２３が設けられている。コネクタ部２３には、ワイヤハーネス等の外部配線（図示略）が接続され、グランド端子２３ａが外部配線を介して車体接地部位Ｂに接続されるようになっている。
【００１８】
ここで、グランドパターン２０は、インバータ部１４のグランド接続部１４ａとの接続部位からグランド端子２３ａとの接続部位Ｃまでの電路として、パワー系グランド領域２１内に収まる第１の電路Ｒ１と、制御系グランド領域２２を通ってグランド端子２３ａに達する第２の電路Ｒ２とを有している。図１において、第１の電路Ｒ１は、インバータ部１４のグランド接続部１４ａから時計回り方向に向かってグランド端子２３ａの接続部位Ｃに達する。一方、第２の電路Ｒ２は、インバータ部１４のグランド接続部１４ａから反時計回り方向に向かい、制御系グランド領域２２を通過してグランド端子２３ａの接続部位Ｃに達する。
【００１９】
次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態の制御回路基板１３では、制御系グランド領域２２の線幅がパワー系グランド領域２１の線幅よりも狭く形成されることで、制御系グランド領域２２を含む第２の電路Ｒ２のインピーダンスが第１の電路Ｒ１のインピーダンスよりも大きくなっている。これにより、グランドパターン２０において、インバータ部１４の大電流は、よりインピーダンスの低い第１の電路Ｒ１に主として流れて、制御系グランド領域２２を含む第２の電路Ｒ２には流れにくくなっている。
【００２０】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
制御系グランド領域２２を通る第２の電路Ｒ２のインピーダンスは、パワー系グランド領域２１内に収まる第１の電路Ｒ１のインピーダンスよりも大きいため、インバータ部１４のグランド電位の変動が第２の電路Ｒ２を通って制御系グランド領域２２に影響することを抑制できる。これにより、比較的大電流となるモータ駆動電流を扱うインバータ部１４のグランド電位の変動が、制御系回路１５のグランド電位に影響して該制御系回路１５の適正な動作を妨害することを抑制できる。
【００２１】
また、グランドパターン２０が環状であり、グランドパターン２０のパワー系グランド領域２１と制御系グランド領域２２とをスリットで隔てる構成ではないため、当該スリットに集中する電界によるノイズは発生せず、制御回路基板１３に生じるノイズ量を抑制できる。ここで、図２のグラフには、制御回路基板１３に生じる所定周波数帯のノイズにおける、尖頭値検波（ＰＫ検波）によるノイズ量と、平均値検波（ＡＶ検波）によるノイズ量を示している。また、同図において、実線のグラフは、本実施形態の制御回路基板１３におけるノイズ量を示し、二点鎖線のグラフは、パワー系グランド領域２１と制御系グランド領域２２とを隔てるスリットを備えた従来構成の制御回路基板におけるノイズ量を示している。本実施形態では、パワー系グランド領域２１と制御系グランド領域２２とを隔てるスリットを設けないことにより、ＰＫ検波及びＡＶ検波の両方において、従来構成と比較して所定周波数帯のノイズ量が低減されている。
【００２２】
このように本実施形態によれば、グランドパターン２０から車体接地部位Ｂまでの経路を１系統で構成しつつも、インバータ部１４のグランド電位の変動が制御系回路１５のグランド電位に与える影響を小さく抑え、かつ、他の車載機器等の周囲環境に影響を与えるノイズの発生を抑制できる。
【００２３】
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、制御系グランド領域２２の線幅をパワー系グランド領域２１の線幅よりも狭くすることで、第２の電路Ｒ２のインピーダンスを第１の電路Ｒ１のインピーダンスよりも大きくしているが、これに特に限定されるものではない。例えば、制御系グランド領域２２の板厚をパワー系グランド領域２１の板厚よりも薄くすることで、第２の電路Ｒ２のインピーダンスを第１の電路Ｒ１のインピーダンスよりも大きくしてもよい。
【００２４】
・モータ制御装置１０の制御対象としては、車両用空調装置の送風用モータに限らず、車両に搭載される送風用モータ以外の各種モータや、車載モータ以外のモータとしてもよい。
【符号の説明】
【００２５】
１０…モータ制御装置、１１…ブラシレスモータ、１３…制御回路基板、１４…インバータ部（パワー系回路）、１４ａ…グランド接続部、１５…制御系回路、１５ａ…グランド接続部、２０…グランドパターン、２１…パワー系グランド領域、２２…制御系グランド領域、２３ａ…グランド端子、Ｂ…車体接地部位、Ｃ…接続部位、Ｒ１…第１の電路、Ｒ２…第２の電路。
【図１】
2017212413.tif 000003
【図２】
2017212413.tif 000004