(57)【要約】【課題】モータリレー素子にて生じる熱を適切に放熱可能な電子制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】電子制御装置１０は、巻線を有するモータの駆動制御に用いられるものであって、基板２０と、複数のスイッチング素子と、モータリレー素子３７、３８と、コネクタ５０と、を備える。スイッチング素子は、基板２０に実装され、巻線８１への通電の切り替えに係るインバータ回路を構成する。モータリレー素子３７、３８は、基板２０に実装され、インバータ回路と巻線との間に接続される。コネクタ５０は、巻線と接続される複数のモータ端子５７、５８を有し、基板２０と接続される。全てのモータリレー素子３７、３８は、それぞれ対応するモータ端子５７、５８と隣接して配置される。これにより、モータリレー素子３７、３８にて生じる熱を、コネクタ５０側に適切に放熱させることができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線（８１、１８１〜１８３）を有するモータ（８０、１８０）の駆動制御に用いられる電子制御装置であって、
基板（２０）と、
前記基板に実装され、前記巻線への通電の切り替えに係るインバータ回路（３０、１３０）を構成する複数のスイッチング素子（３１〜３４、１３１〜１３６）と、
前記基板に実装され、前記インバータ回路と前記巻線との間に接続される複数のモータリレー素子（３７、３８、１３７〜１３９）と、
前記巻線と接続される複数のモータ端子（５７、５８、１５７〜１５９）を有し、前記基板と接続されるコネクタ（５０）と、
を備え、
全ての前記モータリレー素子は、それぞれ対応する前記モータ端子と隣接して配置される電子制御装置。
【請求項２】
前記基板が固定される筐体（６０）をさらに備え、
前記スイッチング素子は、前記基板の筐体側の面である第１面（２１）に実装され、
前記モータリレー素子は、前記基板の前記筐体と反対側の面である第２面（２２）に実装される請求項１に記載の電子制御装置。
【請求項３】
前記筐体には、基部（６１）から立ち上がって形成され、前記スイッチング素子と放熱可能に当接するヒートシンク部（６５）が設けられる請求項２に記載の電子制御装置。
【請求項４】
前記基板の前記第１面には、前記スイッチング素子よりも背が高い背高部品（４２、４３）が実装され、
前記背高部品は、前記基部と前記基板との間であって前記ヒートシンク部の周りに形成される収容空間（６７）に配置される請求項３に記載の電子制御装置。
【請求項５】
前記コネクタは、コネクタ本体（５１）、および、前記モータ端子を含む接続端子（５５、５６、５７、５８、５９）を有し、
前記コネクタ本体は、前記基板の前記第１面側に配置される請求項２〜４のいずれか一項に記載の電子制御装置。
【請求項６】
前記モータリレー素子は、チップ（３７５）が実装される端子（３７３、３８３）が、前記コネクタを向いて配置される請求項１〜５のいずれか一項に記載の電子制御装置。
【請求項７】
前記コネクタを向いて配置される端子と接続される前記基板の配線パターン（２７３、２８３）は、前記モータリレー素子の前記コネクタと向かい合う面の幅と同等以上の幅にて、前記モータ端子と前記基板との接続箇所まで延びて形成される請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子制御装置。
【請求項８】
前記モータは、ブラシ付きモータであり、
前記インバータ回路は、Ｈブリッジ回路であり、
前記モータリレー素子は、２つであって、一方の前記モータリレー素子のドレインが前記巻線の一端と接続され、他方の前記モータリレー素子のドレインが前記巻線の他端と接続される請求項１〜７のいずれか一項に記載の電子制御装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の電子制御装置（１０）と、
前記モータと、
を備える電動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、電子制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体モジュールから発生する熱をヒートシンク等の他部材に放熱させる電子制御装置が公知である。例えば特許文献１では、半導体モジュールにて生じる熱を、ヒートシンク側および基板側に放熱させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５９６７０７１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インバータとモータ巻線との間に設けられるモータリレー素子には、モータ駆動中、比較的大きな電流が継続的に流れるため、高い放熱性が要求される。しかしながら、特許文献１では、２つのモータリレー素子のうちの一方は基板を経由してコネクタ側に放熱可能であるが、他方はコネクタ側への放熱が困難である。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータリレー素子にて生じる熱を適切に放熱可能な電子制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の電子制御装置は、巻線（８１，１８１〜１８３）を有するモータ（８０，１８０）の駆動制御に用いられるものであって、基板（２０）と、複数のスイッチング素子（３１〜３４、１３１〜１３６）と、複数のモータリレー素子（３７、３８、１３７〜１３９）と、コネクタ（５０）と、を備える。
スイッチング素子は、基板に実装され、巻線への通電の切り替えに係るインバータ回路（３０）を構成する。モータリレー素子は、基板に実装され、インバータ回路と巻線との間に接続される。コネクタは、巻線と接続される複数のモータ端子（５７、５８、１５７〜１５９）を有し、基板と接続される。
全てのモータリレー素子は、それぞれ対応するモータ端子と隣接して配置される。これにより、モータリレー素子にて生じる熱を、コネクタ側に適切に放熱させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態による電動パワーステアリングシステムを示す模式図である。
【図２】第１実施形態による電子制御装置の回路構成を示す回路図である。
【図３】第１実施形態による電子制御装置の斜視図である。
【図４】第１実施形態による電子制御装置の平面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】第１実施形態による筐体の斜視図である。
【図７】第１実施形態における基板の第１面側の部品配置を説明する模式図である。
【図８】第１実施形態における基板の第２面側の部品配置を説明する模式図である。
【図９】第１実施形態におけるモータリレー素子およびモータ端子の配置を説明する平面図である。
【図１０】第１実施形態におけるモータリレー素子とモータ端子とを接続する配線パターンを説明する平面図である。
【図１１】第１実施形態によるモータリレー素子を示す平面図である。
【図１２】第１実施形態によるモータリレー素子の内部構成を説明する平面図である。
【図１３】第１実施形態によるモータリレー素子の内部構造を説明する斜視図である。
【図１４】第２実施形態による電子制御装置の回路構成を示す回路図である。
【図１５】第２実施形態によるモータリレー素子およびモータ端子の配置を説明する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明による電子制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置を図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
第１実施形態による電子制御装置、および、電動パワーステアリング装置を図１〜図１３に基づいて説明する。
【０００８】
図１に示すように、電子制御装置１０は、車両の電動パワーステアリングシステム１に用いられ、図示しないトルクセンサから取得される操舵トルク信号、および、ＣＡＮ(Controller Area Network)等の車両通信網から取得される車速信号等に基づき、操舵のアシスト力を発生するモータ８０の駆動を制御するものである。電動パワーステアリング装置８は、運転者によるステアリングホイール９の操舵を補助する補助トルクを出力するモータ８０、および、電子制御装置１０等を備える。
【０００９】
電子制御装置１０は、コネクタ５０および配線５を経由して、モータ８０と接続される。また、電子制御装置１０は、コネクタ５０および配線６を経由して、バッテリ４と接続される。これにより、バッテリ４の電力は、モータ８０に供給される。
モータ８０は、ブラシ付きモータであって、巻線８１（図２参照）を有する。
【００１０】
図２〜図４等に示すように、電子制御装置１０は、基板２０、スイッチング素子３１〜３４、モータリレー素子３７、３８、コネクタ５０、および、筐体６０等を備える。
まず、図２に基づいて電子制御装置１０の回路構成について説明する。
インバータ回路３０は、スイッチング素子３１〜３４を有する。直列接続されたスイッチング素子３１、３３と、直列接続されたスイッチング素子３２、３４とが並列に接続され、Ｈブリッジ回路を構成する。スイッチング素子３１〜３４のオンオフ作動を制御することで、モータ８０の駆動が制御される。
本実施形態では、スイッチング素子３１〜３４、電源リレー素子３５、３６、モータリレー素子３７、３８は、いずれもＭＯＳＦＥＴであるが、ＩＧＢＴ等、ＭＯＳＦＥＴ以外の半導体素子を用いてもよい。
【００１１】
電源リレー素子３５、３６は、バッテリ４とインバータ回路３０との間に、寄生ダイオードの向きが反対となるように接続される。
モータリレー素子３７、３８は、寄生ダイオードの向きが反対となるように接続される。詳細には、モータリレー素子３７は、モータ８０の巻線８１の一端と、スイッチング素子３１、３３の接続点との間であって、カソードが巻線８１側を向くように設けられる。モータリレー素子３８は、巻線８１の他端と、スイッチング素子３２、３４の接続点との間であって、カソードが巻線８１側を向くように設けられる。モータリレー素子３７、３８は、モータ８０の駆動中は、常時オンされている。
【００１２】
モータ８０を正方向に回転させるとき、スイッチング素子３１、３２およびモータリレー素子３７、３８をオンにする。これにより、スイッチング素子３１、モータリレー素子３７、巻線８１、モータリレー素子３８、スイッチング素子３２の経路で電流が流れる。
モータ８０を逆方向に回転させるとき、スイッチング素子３３、３４およびモータリレー素子３７、３８をオンにする。これにより、スイッチング素子３４、モータリレー素子３８、巻線８１、モータリレー素子３７、スイッチング素子３３の経路で電流が流れる。
【００１３】
また、モータリレー素子３７、３８の寄生ダイオードが逆向きとなるように接続されているので、モータリレー素子３７、３８を共にオフとすることで、電流方向によらず、インバータ回路３０と巻線８１との間の電流を遮断することができる。これにより、例えば異常の発生等により電動パワーステアリング装置８を停止する場合、回生電流によりステアリング操作が重くなるのを防ぐことができる。
【００１４】
シャント抵抗４１は、インバータ回路３０の低電位側に接続され、巻線８１に流れる電流の検出に用いられる。
コンデンサ４２は、例えばアルミ電解コンデンサであって、バッテリ４と並列に接続され、電化を蓄えることにより、インバータ回路３０への電力供給を補助したり、サージ電圧などのノイズ成分を抑制したりする。
インダクタ４３は、バッテリ４と電源リレー素子３５との間に設けられる。
【００１５】
図３および図４等に示すように、基板２０は、例えばガラス織布とエポキシ樹脂からなるＦＲ−４等のプリント配線板であり、ねじ等により筐体６０に固定される。ここで、筐体６０に向く面を第１面２１、筐体７０と反対側の面を第２面２２とする。基板２０は、境界線Ｌ（図７および図８参照）にて、比較的大きな電流が通電されるパワー領域Ｒｐと、比較的小さな電流が通電される制御領域Ｒｃに区画される。領域Ｒｐ、Ｒｃは、配線パターン等により区画されていてもよいし、仮想線にて区画されていてもよい。
【００１６】
図７に示すように、第１面２１のパワー領域Ｒｐには、スイッチング素子３１〜３４、シャント抵抗４１、コンデンサ４２、および、インダクタ４３が実装される。本実施形態では、コンデンサ４２およびインダクタ４３がコネクタ５０に近い領域に実装され、スイッチング素子３１〜３４およびシャント抵抗４１が、コンデンサ４２およびインダクタ４３よりも、コネクタ５０から離れた側の領域に実装される。
【００１７】
図８に示すように、第２面２２のパワー領域Ｒｐには、電源リレー素子３５、３６、および、モータリレー素子３７、３８が実装される。リレー素子３５〜３８は、概ね、コンデンサ４２およびインダクタ４３の裏側の領域に実装される。第２面２２の制御領域Ｒｃには、マイコン４６およびカスタムＩＣ４７が実装される。
【００１８】
マイコン４６は、コネクタ５０を経由して入力される操舵トルク信号および車速信号等に基づき、駆動信号を生成する。カスタムＩＣ４７には、プリドライバ４８（図２参照）等が含まれる。マイコン４６にて生成された駆動信号は、プリドライバ４８を経由し、スイッチング素子３１〜３４、電源リレー素子３５、３６およびモータリレー素子３７、３８に出力される。これにより、スイッチング素子３１〜３４、電源リレー素子３５、３６およびモータリレー素子３７、３８のスイッチングが制御される。
【００１９】
図３等に示すように、コネクタ５０は、基板２０の第１面２１側に設けられる。コネクタ５０は、コネクタ本体５１、電源端子５５、５６、モータ端子５７、５８、および、制御端子５９を有する。端子５５〜５９は、コネクタ本体５１から突出して形成され、基板２０の第１面２１側から第２面２２側に挿通され、はんだ等により基板２０と電気的に接続される。電源端子５５、５６は、バッテリ４と接続され、バッテリ４から電子制御装置１０への給電に用いられる。モータ端子５７、５８は、電子制御装置１０とモータ８０との接続に用いられる。制御端子５９は、電子制御装置１０の外部に設けられるトルクセンサ等のセンサやＣＡＮ等との情報の授受に用いられる。
本実施形態では、電源端子５５、５６、モータ端子５７、５８および制御端子５９が「接続端子」に対応する。
【００２０】
図５および図６に示すように、筐体６０は、例えばアルミ等の熱伝導性のよい金属で形成される。筐体６０は、基部６１、脚部６２、および、ヒートシンク部６５を有する。基部６１は、略矩形に形成される。脚部６２は、ヒートシンク部６５が形成される箇所以外の基部６１の３箇所の角部に立設される。脚部６２の先端は、基板２０の第１面２１と当接し、ねじ等により基板２０が固定される。
【００２１】
ヒートシンク部６５は、スイッチング素子３１〜３４が実装される箇所に、基部６１から立設される。ヒートシンク部６５の基板２０と対向する面には、４つの収容室６５１が形成される。収容室６５１には、それぞれスイッチング素子３１〜３４が収容される。ヒートシンク部６５とスイッチング素子３１〜３４との間には、図示しない放熱ゲルが設けられる。これにより、スイッチング素子３１〜３４のスイッチングにより生じる熱は、放熱ゲルを経由して筐体６０に放熱される。なお、放熱ゲルに替えて、放熱シートや放熱グリス等を用いてもよいし、放熱ゲル等を用いずにスイッチング素子３１〜３４とヒートシンク部６５とを直接的に当接させてもよい。
ヒートシンク部６５には、基板固定部６５５が設けられる。基板固定部６５５の先端は、基板２０の第１面２１と当接し、ねじ等により基板２０が固定される。
【００２２】
本実施形態では、基板２０と基部６１との間であって、筐体６０の外縁とヒートシンク部６５の側壁６５８とで規定される領域は、収容空間６７となっている。収容空間６７には、比較的大型の部品であるコンデンサ４２およびインダクタ４３が配置される。また、コネクタ５０は、一部が収容空間６７に配置され、コネクタ本体５１の間口側は、脚部６２の間から筐体６０の外側に突出する。
【００２３】
本実施形態では、電源リレー素子３５、３６およびモータリレー素子３７、３８は、筐体６０と反対側の面である基板２０の第２面２２に実装されている。そのため、リレー素子３５〜３８にて発生した熱を筐体６０側に放熱させることが困難である。また、図２に示すように、本実施形態のモータ８０はブラシ付きモータであって、インバータ回路３０はＨブリッジ回路であるので、インバータ回路３０内にて電流が環流しているとき、電源リレー素子３５、３６には電流が流れないのに対し、モータリレー素子３７、３８にはモータ８０の駆動中、常に電流が流れる。そのため、モータリレー素子３７、３８は、電源リレー素子３５、３６より発熱量が大きくなる。モータリレー素子３７、３８と比較して発熱量が小さい電源リレー素子３５、３６は、モータリレー素子３７、３８と横並びにせず、モータリレー素子３７、３８と離して配置することで、基板２０を経由して放熱させる。
【００２４】
モータリレー素子３７の詳細を図１１〜図１３に基づいて説明する。図１２および図１３は、モータリレー素子３７の封止部３７８を除いた状態を示している。
図１１〜図１３に示すように、モータリレー素子３７は、ソース端子３７１、ゲート端子３７２、ドレイン端子３７３、チップ３７５、および、封止部３７８を有する。封止部３７８は、樹脂等にて略矩形に形成され、チップ３７５を封止する。端子３７１〜３７３は、封止部３７８から突出して形成される。ソース端子３７１およびゲート端子３７２は、封止部３７８の一方の端部から突出し、ドレイン端子３７３は、封止部３７８の端子３７１、３７２が突出するのとは反対側の端部から突出する。ドレイン端子３７３は、封止部３７８と略同じ幅に形成される。チップ３７５は、ドレイン端子３７３に実装されている。
本実施形態では、ドレイン端子３７３が最も幅広であり、次いでソース端子３７１であって、ゲート端子３７２が最も幅狭である。
【００２５】
図９に示すように、モータリレー素子３８は、ソース端子３８１、ゲート端子３８２、ドレイン端子３８３、図示しないチップ、および、封止部３８８を有する。モータリレー素子３８は、モータリレー素子３７と同様の構造であるので、モータリレー素子３８の詳細説明は省略する。
【００２６】
図８および図９に示すように、モータリレー素子３７、３８は、モータ端子５７、５８に対して、可及的近接させて配置される。本実施形態では、モータリレー素子３７をモータ端子５７側、モータリレー素子３８をモータ端子５８側に配置し、モータリレー素子３７をモータ端子５７に対応させ、モータリレー素子３８をモータ端子５８と対応させて、コネクタ５０に対して横並びに配置している。
【００２７】
図８に示すように、モータリレー素子３７をコネクタ５０側に投影したとき、モータリレー素子３７およびモータ端子５７の少なくとも一部が重複する。モータリレー素子３８をコネクタ５０側に投影したとき、モータリレー素子３８およびモータ端子５８の少なくとも一部が重複する。これにより、モータリレー素子３７、３８は、モータ端子５７、５８と近接して配置される。なお、同様に投影したとき、モータリレー素子３７は、一部がモータ端子５８とも重複しているが、ここでは、重複部分の多いモータ端子５７と対応している、とみなす。
モータリレー素子３７、３８は、最も幅広の端子であるドレイン端子３７３、３８３がコネクタ５０側を向いて、基板２０に実装される。
【００２８】
図９に示すように、基板２０の第２面２２の表面には、いずれも配線パターンであるソースパターン２７１、２８１、ゲートパターン２７２、２８２、および、ドレインパターン２７３、２８３の少なくとも一部が露出する。モータリレー素子３７のソース端子３７１はソースパターン２７１と接続され、ゲート端子３７２はゲートパターン２７２と接続され、ドレイン端子３７３はドレインパターン２７３と接続される。また、モータリレー素子３８のソース端子３８１はソースパターン２８１と接続され、ゲート端子３８２はゲートパターン２８２と接続され、ドレイン端子３８３はドレインパターン２８３と接続される。
【００２９】
図１０に示すように、モータリレー素子３７は、ドレインパターン２７３を経由してモータ端子５７と電気的に接続される。また、モータリレー素子３８は、ドレインパターン２８３を経由してモータ端子５８と接続される。これにより、モータリレー素子３７の熱は、ドレインパターン２７３およびモータ端子５７を経由してコネクタ５０側に放熱される。また、モータリレー素子３８の熱は、ドレインパターン２８３およびモータ端子５８を経由してコネクタ５０側に放熱される。
【００３０】
ドレインパターン２７３、２８３は、モータリレー素子３７、３８と同等以上の幅にて、モータ端子５７、５８と基板２０との接続箇所まで延びて形成される。なお、ビア等を避けるために多少幅が狭くなる程度は許容され、「同等以上」とみなすものとする。本実施形態では、モータリレー素子３７、３８のドレインと巻線８１とを接続する回路構成としているので、ドレイン端子３７３、３８３をコネクタ５０側に向けて配置し、ドレインパターン２７３、２８３を幅広の状態にてコネクタ５０側まで延ばして形成可能である。これにより、ドレインパターン２７３、２８３を比較的簡素な形状にできるとともに、モータリレー素子３７、３８の熱を高効率にコネクタ５０側に放熱させることができる。
ドレインパターン２７３、２８３のモータリレー素子３７、３８が実装される領域には、ビア２７９、２８９が形成される。ビア２７９、２８９を形成することで、放熱効率が高まる。
なお、図１０は、基板２０の第２面２２の表面の絶縁層を除いた状態を示している。
【００３１】
本実施形態では、２つのモータ端子５７、５８に対し、それぞれにモータリレー素子３７、３８を配置している。モータ端子５７、５８とモータリレー素子３７、３８との間には、他の部品が実装されておらず、隣接して配置されている、と捉えることができる。また、モータリレー素子３７、３８と対応するモータ端子５７、５８との距離は、コネクタ５０に形成される他の端子である電源端子５５、５６および制御端子５９と、基板２０に実装されるモータリレー素子３７、３８以外の部品との距離よりも短い。換言すると、モータリレー素子３７、３８は、基板２０に実装される他の素子と比較して、対応するモータ端子５７、５８に最も近接して配置されている、ということである。
【００３２】
これにより、例えば一部のモータリレー素子３７、３８がモータ端子５７、５８から離間して配置されている場合と比較し、２つのモータリレー素子３７、３８にて発生する熱を、比較的短い熱経路にてコネクタ５０側に放熱させることができる。これにより、モータリレー素子３７、３８への通電により生じる熱を、コネクタ５０側へ高効率に放熱させることができる。
【００３３】
また、モータリレー素子３７、３８において、チップ３７５が実装されており、ランド面積が最も大きいドレイン端子３７３、３８３をコネクタ５０側に向けて配置することで、コネクタ５０側への放熱効率をより高めることができる。さらにまた、ドレインパターン２７３、２８３を幅広に形成することで、コネクタ５０側への放熱効率をより高めることができる。
【００３４】
ここで、参考例として、モータリレー素子３７、３８を第１面２１に実装し、モータリレー素子３７、３８の熱を筐体６０に放熱させる場合について説明する。モータリレー素子３７、３８の熱を、例えば背面放熱等により筐体６０に放熱させる場合、ヒートシンク部６５を、モータリレー素子３７、３８側へ近接させる形状とする必要があり、筐体６０の重量が増加したり、形状が複雑になったりする虞がある。また、筐体６０とモータリレー素子３７、３８との間に放熱ゲル等を用いる場合、放熱ゲル使用量および放熱ゲルの塗布に要する工数が増加する。
【００３５】
本実施形態では、モータリレー素子３７、３８からコネクタ５０側への放熱効率を高めることで、筐体６０とは反対側の面である第２面２２側にモータリレー素子３７、３８を実装している。これにより、モータリレー素子３７、３８を第１面２１に設けて筐体６０側に放熱させる場合と比較し、筐体６０の形状を簡素化可能であるとともに、重量を軽量化することができる。また、モータリレー素子３７、３８を第２面２２に実装し、スイッチング素子３１〜３４に対応する領域にヒートシンク部６５を形成することで、基板２０と筐体６０の基部６１との間には、ヒートシンク部６５等が形成される領域を除き、収容空間６７が形成される。収容空間６７に比較的大型の部品であるコンデンサ４２等を配置することで、スペースを有効に活用することができ、電子制御装置１０を小型化することができる。
【００３６】
以上説明したように、電子制御装置１０は、巻線８１を有するモータ８０の駆動制御に用いられるものであって、基板２０と、複数のスイッチング素子３１〜３４と、モータリレー素子３７、３８と、コネクタ５０と、を備える。スイッチング素子３１〜３４は、基板２０に実装され、巻線８１への通電の切り替えに係るインバータ回路３０を構成する。モータリレー素子３７、３８は、基板２０に実装され、インバータ回路３０と巻線８１との間に接続される。コネクタ５０は、巻線８１と接続される複数のモータ端子５７、５８を有し、基板２０と接続される。
【００３７】
全てのモータリレー素子３７、３８は、それぞれ対応するモータ端子５７、５８と隣接して配置される。本実施形態では、モータリレー素子３７がモータ端子５７と隣接して配置され、モータリレー素子３８がモータ端子５８と隣接して配置される。ここで、「隣接して配置される」とは、間に他の部材が設けられることなく配置されている状態とする。
【００３８】
本実施形態では、全てのモータリレー素子３７、３８を、対応するモータ端子５７、５８に隣接して配置している。これにより、モータリレー素子３７、３８にて生じる熱を、コネクタ５０側に適切に放熱させることができる。また、モータリレー素子３７、３８の熱を、例えば筐体６０のヒートシンク部６５に放熱させる必要がないので、モータリレー素子３７、３８の熱をヒートシンク部６５に放熱させる場合と比較し、ヒートシンク部６５の形状を簡素化可能であるとともに、電子制御装置１０を軽量化可能である。
【００３９】
電子制御装置１０は、基板２０が固定される筐体６０をさらに備える。スイッチング素子３１〜３４は、基板２０の筐体６０側の面である第１面２１に実装され、モータリレー素子３７、３８は、基板２０の筐体６０と反対側の面である第２面２２に実装される。
本実施形態のモータリレー素子３７、３８は、モータ端子５７、５８を経由してコネクタ５０側に高効率に放熱可能であるので、筐体６０側へ放熱させる必要がなく、第２面２２側に実装可能である。これにより、基板２０に実装される電子部品の配置のレイアウトの自由度が高まる。
【００４０】
筐体６０には、基部６１から立ち上がって形成され、スイッチング素子３１〜３４と放熱可能に当接するヒートシンク部６５が形成される。ここで、スイッチング素子３１〜３４とヒートシンク部６５とが直接的に当接する場合に限らず、例えば放熱ゲル等を介して放熱可能である場合も「放熱可能に当接する」の概念に含まれるものとする。これにより、スイッチング素子３１〜３４にて生じる熱を、ヒートシンク部６５に適切に放熱させることができる。
【００４１】
基板２０の第１面２１には、スイッチング素子３１〜３４よりも背が高い背高部品であるコンデンサ４２およびインダクタ４３が実装される。コンデンサ４２およびインダクタ４３は、基部６１と基板２０と間であって、ヒートシンク部６５の周りに形成される収容空間６７に配置される。本実施形態では、モータリレー素子３７、３８を第２面２２に実装し、コネクタ５０側に放熱させることで、モータリレー素子３７、３８の熱をヒートシンク部６５に放熱させる場合と比較し、ヒートシンク部６５が形成される領域が小さい。換言すると、基板２０と基部６１との間には、ヒートシンク部６５が形成されない領域である収容空間６７が形成される。この収容空間６７にコンデンサ４２等の比較的大型の部品を配置することで、電子制御装置１０を小型化可能である。特に、コンデンサ４２等を第２面２２側に実装する場合と比較し、電子制御装置１０の高さ方向の体格を小型化可能である。
【００４２】
コネクタ５０は、コネクタ本体５１、および、モータ端子５７、５８を含む端子５５〜５９を有する。コネクタ本体５１は、基板２０の第１面２１側に配置される。詳細には、コネクタ本体５１は、少なくとも一部が収容空間６７に配置される。これにより、コネクタ５０を基板２０の第２面２２側に配置する場合と比較し、電子制御装置１０を小型化可能である。特に、電子制御装置１０の高さ方向の体格を小型化可能である。
【００４３】
モータリレー素子３７は、チップ３７５が実装される端子であるドレイン端子３７３が、コネクタ５０を向いて配置される。モータリレー素子３８についても同様、ドレイン端子３８３が、コネクタ５０を向いて配置される。これにより、モータリレー素子３７、３８にて生じる熱を、より高効率にコネクタ５０側に放熱させることができる。
【００４４】
コネクタ５０を向いて配置されるドレイン端子３７３、３８３と接続される基板２０の配線パターンであるドレインパターン２７３、２８３は、モータリレー素子３７、３８のコネクタ５０と向かい合う面の幅と同等以上の幅にて、モータ端子５７、５８と基板２０との接続箇所まで延びて形成される。これにより、これにより、モータリレー素子３７、３８にて生じる熱を、ドレインパターン２７３、２８３を経由して、より高効率にコネクタ５０側に放熱させることができる。
【００４５】
本実施形態のモータ８０はブラシ付きモータであって、インバータ回路３０はＨブリッジ回路である。モータリレー素子３７、３８は、２つであって、一方のモータリレー素子３７のドレインが巻線８１の一端と接続され、他方のモータリレー素子３８のドレインが巻線８１の他端と接続される。モータリレー素子３７、３８のドレインと巻線８１とを接続する回路構成とすることで、ドレイン端子３７３、３８３をコネクタ５０側に向けて配置すれば、モータリレー素子３７、３８とモータ端子５７、５８とを接続する配線パターンであるドレインパターン２７３、２８３の形状を簡素化することができる。また、ドレインパターン２７３、２９３のパターン面積を比較的大きく確保することができるので、モータリレー素子３７、３８の熱を、より高効率にコネクタ５０側に放熱させることができる。
【００４６】
電動パワーステアリング装置８は、電子制御装置１０と、モータ８０と、を備える。電動パワーステアリング装置８に用いられる電子制御装置１０では、スイッチング素子３１〜３４およびモータリレー素子３７、３８に大電流が通電されるため、発熱量が大きい。本実施形態では、モータリレー素子３７、３８の熱を、モータ端子５７、５８を経由してコネクタ５０側に放熱させることで、電子制御装置１０の小型化が可能である。したがって、電動パワーステアリング装置８全体の体格を小型化することができる。
【００４７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図１４および図１５に示す。
本実施形態では、モータ１８０は、巻線１８１〜１８３を有する３相モータである。
インバータ回路１３０は、スイッチング素子１３１〜１３６を有する３相インバータである。スイッチング素子１３１〜１３３が高電位側に接続され、スイッチング素子１３４〜１３６が低電位側に接続される。対になるＵ相のスイッチング素子１３１、１３４の接続点は、モータリレー素子１３７を経由してＵ相巻線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１３２、１３５の接続点は、モータリレー素子１３８を経由してＶ相巻線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１３３、１３６の接続点は、モータリレー素子１３９を経由してＷ相巻線１８３の一端に接続される。巻線１８１〜１８３の他端は結線される。
【００４８】
スイッチング素子１３４〜１３６の低電位側には、シャント抵抗１４１〜１４３が設けられ、巻線１８１〜１８３に流れる電流の検出に用いられる。
モータリレー素子１３７〜１３９は、ドレインが巻線１８１〜１８３側を向くように、接続される。
【００４９】
モータリレー素子１３７〜１３９およびモータ端子１５７〜１５９の配置関係を図１５に示す。なお、図１５では、基板２０、モータリレー素子１３７〜１３９、および、モータ端子１５７〜１５９以外の部品の省略し、配置関係を模式的に示した。
モータ端子１５７〜１５９は、コネクタ本体５１（図１５では不図示）から突出して形成され、基板２０に接続される。Ｕ相のモータリレー素子１３７は、Ｕ相巻線１８１と接続されるモータ端子１５７と隣接して配置される。Ｖ相のモータリレー素子１３８は、Ｖ相巻線１８２と接続されるモータ端子１５８と隣接して配置される。Ｗ相のモータリレー素子１３９は、Ｗ相巻線１８３と接続されるモータ端子１５９と隣接して配置される。
【００５０】
モータリレー素子１３７〜１３９の詳細は、上記実施形態のモータリレー素子３７、３８と同様であり、モータリレー素子１３７〜１３９は、ドレイン端子がモータ端子１５７〜１５９側を向いて配置される。また、上記実施形態と同様、ドレイン端子と接続される基板２０の配線パターンであるドレインパターンは、モータリレー素子１３７〜１３９の幅と同等以上の幅にて、モータ端子１５７〜１５９と基板２０とが接続される箇所まで延びて形成される。
このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００５１】
（他の実施形態）
上記実施形態では、全てのモータリレー素子は、ドレインが巻線を向くように接続されている。他の実施形態では、モータリレー素子の少なくとも一部において、ソースが巻線を向くように接続されていてもよい。
上記実施形態では、全てのモータリレー素子は、ドレイン端子がコネクタ側を向いて基板に実装される。他の実施形態では、モータリレー素子の少なくとも一部が、ドレイン端子以外の端子がコネクタ側を向いて基板に実装されていてもよい。上記実施形態では、モータリレー素子において、チップが実装される端子は、ドレイン端子である。他の実施形態では、チップが実装される端子は、ドレイン端子以外の端子であってもよい。この場合、チップが実装される端子が、コネクタ側を向いて配置されることが好ましい。
【００５２】
上記実施形態では、モータ端子まで延びて形成される配線パターンはドレインパターンであって、モータ端子と電気的に接続される。他の実施形態では、モータ端子まで延びて形成される配線パターンは、ドレインパターン以外の配線パターンであってもよい。また、モータ端子までのびて形成される配線パターンは、モータ端子に放熱可能に設けられていればよく、必ずしも電気的に接続されていなくてもよい。また、上記実施形態では、ドレインパターンは、モータリレー素子と同等以上の幅にて、モータ端子まで延びて形成される。他の実施形態では、モータリレー素子と接続される配線パターンの形状は、どのようであってもよい。
【００５３】
上記実施形態では、基板の第１面にスイッチング素子、シャント抵抗、コンデンサおよびインダクタが実装され、第２面にモータリレー素子、電源リレー素子、マイコンおよびカスタムＩＣが実装される。他の実施形態では。基板に実装される部品の一部を省略してもよいし、他の部品を実装してもよい。また、基板に実装される各部品の配置は、適宜変更可能であって、例えばモータリレー素子を第１面に実装する等、各部品は、基板のどちら側の面に実装してもよい。
【００５４】
上記実施形態では、電子制御装置は、いわゆる「ラックアシスト型」の電動パワーステアリング装置に適用される。他の実施形態では、電動パワーステアリング装置の構成は、例えば、コラムアシスト型やピニオンアシスト型等、どのようであってもよい。また、他の実施形態では、電子制御装置を、電動パワーステアリング装置以外の車載装置に適用してもよい。また、電子制御装置を、車載以外の装置に適用してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１０・・・電子制御装置
２０・・・基板
３１〜３４、１３１〜１３６・・・スイッチング素子
３７、３８、１３７〜１３９・・・モータリレー素子
５０・・・コネクタ
６０・・・筐体
５７、５８、１５７〜１５９・・・モータ端子
８０、１８０・・・モータ
８１、１８１〜１８３・・・巻線
【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】
2019004581.tif 000008
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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