(57)【要約】【課題】  電動パワーステアリング用のモータ駆動装置であって、小型でギアボックスに取り付け易い電子制御ユニットを提供する。【解決手段】  このモータ駆動装置は、モータを格納するモータケースと、このモータを制御する制御ユニットを格納する制御ユニットケースとが、モータの回転軸方向で、一体的に結合されている。加えて制御ユニットに含まれる外部接続部の接続口も、モータの回転軸方向に設けられている。これらの構造により、回転軸方向において接続できる、小型でコンパクトな構造を実現している。【選択図】  図４
2015134598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から電源および外部信号を供給される、電動パワーステアリング用のモータ駆動装置であって、
回転軸を有し、モータケースに収容されたモータと、
前記モータの前記回転軸方向に隣接して配置され、前記モータを制御する制御ユニットと、
前記モータおよび前記制御ユニットに、前記電源および前記外部信号を送受する外部接続部と、を有し、
前記制御ユニットは、
前記回転軸に対して垂直方向に広がる平板部と、周方向に円筒形状を有する外壁部を含む制御ユニットケースと、
前記モータに駆動パワーを供給するインバータ回路を含む部品により構成されたパワー部と、
前記パワー部および前記モータを制御する制御基板と、
金属ダイキャストにより製造された構造を有するヒートシンクと、を少なくとも有し、
前記モータケースと前記制御ユニットケースとは、一部または全部が、直接的または接続部材を介して間接的に、相互に結合されることで、前記回転軸方向に一体化され、
前記外部接続部は、前記電源および前記外部信号を、前記回転軸方向から接続される接続口を有し、
前記制御ユニットケースの前記外壁部の一部または全部、および前記平板部の一部または全部が、前記ヒートシンクにより構成されている。
【請求項２】
外部から電源および外部信号を供給される、電動パワーステアリング用のモータ装置であって、
回転軸を有し、モータケースに収容されたモータと、
前記モータの前記回転軸方向に隣接して配置され、前記モータを制御する制御ユニットと、
前記モータおよび前記制御ユニットに、前記電源および前記外部信号を送受する外部接続部と、を有し、
前記制御ユニットは、
前記回転軸に対して垂直方向に広がる平板部と、周方向に円筒形状を有する外壁部を含む制御ユニットケースと、
前記モータに駆動パワーを供給するインバータ回路を含む部品により構成されたパワー部と、
前記パワー部を制御する制御基板と、
金属ダイキャストにより製造された構造を有するヒートシンクと、を少なくとも有し、
前記モータケースと前記制御ユニットケースとは、一部または全部が、直接的または接続部材を介する間接的に、相互に結合されることで、前記回転軸方向に一体化され、
前記外部接続部は、前記電源および前記外部信号を、前記回転軸方向から接続される接続口を有し、
前記パワー部は、前記インバータ回路を含む集積回路を、樹脂またはセラミックを含む素材でモールドされたパワーモジュールにより構成されている。
【請求項３】
外部から電源および外部信号を供給される、電動パワーステアリング用のモータ装置であって、
回転軸を有し、モータケースに収容されたモータと、
前記モータの前記回転軸方向に隣接して配置され、前記モータを制御する制御ユニットと、
前記モータおよび前記制御ユニットに、前記電源および前記外部信号を送受する外部接続部と、を有し、
前記制御ユニットは、
前記回転軸に対して垂直方向に広がる平板部と、周方向に円筒形状を有する外壁部を含む制御ユニットケースと、
前記モータに駆動パワーを供給するインバータ回路を含む部品より構成されたパワー部と、
前記パワー部を制御する制御基板と、
金属ダイキャストにより製造された構造を有するヒートシンクと、金属製の放熱板と、を少なくとも有し、
前記モータケースと前記制御ユニットケースとは、一部または全部が、直接的または接続部材を介して間接的に、相互に結合されることで、前記回転軸方向に一体化され、
前記外部接続部は、前記電源および前記外部信号を、前記回転軸方向から接続される接続口を有し、
前記放熱板と前記パワー部との間、前記パワー部と前記ヒートシンクとの間、の少なくとも何れかに、熱伝導部材が配置されている。
【請求項４】
前記外部接続部は、少なくとも電源接続コネクタおよび信号接続コネクタを有し、これらが樹脂を含む材料により連結され、一体に成型された構造を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記外部接続部は、少なくとも電源線に接続されたバスバーを有し、
前記外部接続部には前記回転軸方向に窪んだ凹形状の収容部を有し、該収容部には少なくともコンデンサまたはノイズフィルタを含む収容部品を収容し、
前記収容部品は前記バスバーに電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記制御ユニットは、放熱板を更に有し、
前記パワー部は、前記ヒートシンクと前記放熱板との間に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項７】
前記放熱板は、前記パワー部または前記ヒートシンクの少なくとも何れかに接触していることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項８】
熱伝導部材は、直接的または別部材を介して間接的に、前記パワー部、前記放熱板、前記ヒートシンクの少なくともいずれかに接触していることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項９】
前記パワー部は、前記放熱板に設けられた固定機構により、前記制御ユニットケースに固定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項１０】
前記固定機構は、ネジであることを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項１１】
前記制御ユニットは、放熱板を更に有し、
前記放熱板、前記パワー部、前記ヒートシンク、前記制御基板は、前記外部接続部と前記モータとの間で、前記回転軸方向に、前記モータ側から、前記制御基板、前記ヒートシンク、前記パワー部、前記放熱板の順で配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項１２】
前記パワー部、前記ヒートシンク、前記制御基板は、前記外部接続部と前記モータとの間で、前記回転軸方向に、前記モータ側から、前記制御基板、前記パワー部、前記ヒートシンクの順で配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１１の何れか１項に記載のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置用のモータ駆動装置に関する。なおこのモータ駆動装置は、モータとこれを制御する電子制御ユニット（Electronical Control Unit：略してECU ）とにより構成される。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両は、電動パワーステアリング装置を備えることができ、電動パワーステアリング装置は、ステアリングハンドルへの運転者による操作によって生じるステアリング系での操舵トルクを補助する補助トルクを発生させる。補助トルクの発生により、電動パワーステアリング装置は、運転者の負担を軽減することができる。補助トルクを与える補助トルク機構は、ステアリング系の操舵トルクをトルクセンサで検出し、この検出信号に基づき電子制御ユニットで駆動信号を発生し、この駆動信号に基づき操舵トルクに応じた補助トルクをモータで発生し、補助トルクを、減速機構を介してステアリング系に伝達する。
【０００３】
例えば日本国公開公報特開２００２−３４５２１１号公報に開示される特許文献１は、電動パワーステアリング用の電子制御ユニットの構造を開示する。ここで、特許文献１の図１の制御基板４３、金属基板４１等（電子制御ユニット）は、電動機（モータ）４と一体に形成されている。言い換えれば、制御基板４３、金属基板４１等及び電動機４は、特許文献１の図１又は図７の単一の制御装置４０を形成している。また、特許文献１の図１又は図３の内容によれば、電源コネクタ４４及びトルクセンサコネクタ４５は、回路ケース４２から径方向外側に突出するよう設けられている。さらに、特許文献１の段落［００２０］の記載によれば、金属基板４１は、金属基板４１と電動機４との間に配置されるヒートシンク２５と密着されている。これにより、金属基板４１の発熱部品で発生する熱は、ヒートシンク２５に移る。
【０００４】
同様に、例えば日本国公開公報特開２０１２−１４３０３６号公報に開示される特許文献２は、電動パワーステアリング用の電子制御ユニットの構造を開示する。ここで、特許文献２の図２の制御基板７１、パワー基板６１等（電子制御ユニット）は、モータ４０と一体に形成されている。言い換えれば、制御基板７１、パワー基板６１等及びモータ４０は、特許文献２の図２又は図６の単一のコントローラ５０を形成している。また、特許文献２の図５又は図７の内容によれば、電源コネクタ５１及びトルク信号コネクタ５３は、モータケース４１から径方向外側に突出するよう設けられている。これにより、モータ４０の軸方向の高さは、小型化される。さらに、特許文献２の段落［００２４］の記載によれば、制御基板７１は、制御基板７１とパワー基板６１との間に配置される放熱ブロック８１又はヒートシンク８０に取り付けられている。
【０００５】
一般に、電動パワーステアリング用の電子制御ユニットは、小型であることが望ましい。しかしながら、例えば電子制御ユニットがパワーステアリンゴ装置のギアボックスと並行に配置される時に、電子制御ユニットをギアボックスに取り付け難くなってしまうことを本発明者は認識した。また、一般に、電動パワーステアリング用の電子制御ユニットは、高い放熱効率を有することが望ましい。しかしながら、高い放熱効率を有する電動パワーステアリング用の電子制御ユニットを設計することは、当業者にとって困難である。
【０００６】
また例えば日本国公開公報特開２０１３−６３６８９号公報に開示される特許文献３は、電動パワーステアリング用の電子制御ユニットの構造を開示する。ここで、特許文献３の図２の第１プリント基板（制御基板）１４、金属基板（パワー基板）１６等（電子制御ユニット）は、図３のモータ８と一体に形成されている。また、特許文献３の図１の内容によれば、熱伝達部材２６の一端が金属基板１６に配置される一方、熱伝達部材２６の他端は、第１プリント基板１４のマイコン（マイクロコンピュータ）２４に配置される（特許文献３の図１の一点鎖線参照）。これにより、マイコン２４で発生する熱は、金属基板１６に移る。
【０００７】
一般に、電動パワーステアリング用の電子制御ユニットは、小型であることが望ましい。しかしながら、例えば特許文献３の第１プリント基板１４では、熱伝達部材２６と対応する位置にマイコン２４を配置する必要があり、従って、第１プリント基板１４を設計する時の自由度が低くなってしまう。また、一般に、電動パワーステアリング用の電子制御ユニットは、高い放熱効率を有することが望ましい。しかしながら、高い放熱効率を有する電動パワーステアリング用の電子制御ユニットを設計することは、当業者にとって困難である。
【０００８】
更に例えば日本国公開公報特開２０１１−２２８３７９号公報に開示される特許文献４は、電動パワーステアリング用の電子制御ユニットの構造を開示する。ここで、特許文献４の図７の制御基板３０、パワーモジュール４０等（電子制御ユニット）は、電動機（モータ）又はモータケース（モータカバー）１１と一体に形成されている。また、特許文献４の要約書の記載によれば、パワーモジュール４０の放熱面５９は、絶縁放熱シート６９を介してヒートシンク８０と密着されている。これにより、パワーモジュール４０の発熱部品で発生する熱は、ヒートシンク８０に移る。
【０００９】
一般に、電動パワーステアリング用の電子制御ユニットは、高い放熱効率を有することが望ましい。しかしながら、高い放熱効率を有する電動パワーステアリング用の電子制御ユニットを設計することは、当業者にとって困難である。特に、特許文献４のパワーモジュール４０では、放熱面５９がパワートランジスタ（インバータ回路１，２）５１〜５８，６１〜６８及びシャント抵抗７６に限定されているので、大きい電流が流れるパワーモジュール４０の出力端子（例えば特許文献４のインバータ回路１，２と電動機との間の通電経路）側で発生する熱は、放熱されず、従って、その熱は、パワートランジスタ５１〜５８，６１〜６８の温度を上げてしまう。また、一般に、電動パワーステアリング用の電子制御ユニットは、小型であることが望ましい。しかしながら、例えば電子制御ユニットがギアボックスと並行に配置される時に、電子制御ユニットをギアボックスに取り付け難くなってしまうことを本発明者は認識した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−３４５２１１号公報
【特許文献２】特開２０１２−１４３０３６号公報
【特許文献３】特開２０１３−０６３６８９号公報
【特許文献４】特開２０１１−２２８３７９号公報
【発明の概要】
【００１１】
本発明の１つの目的は、電動パワーステアリング用の電子制御ユニットであって、小型で、ギアボックスに取り付け易い電子制御ユニットを提供することである。本発明のもう１つの目的は、電動パワーステアリング用の電子制御ユニットであって、高い放熱効率を有する電子制御ユニットを提供することである。また本発明のもう１つの目的は、高い設計自由度を有する電子制御ユニットを提供することである。本発明の他の目的は、以下に例示する態様及び最良の実施形態、並びに添付の図面を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。
【００１２】
以下に、本発明の概要を容易に理解するために、本発明に従う態様を例示する。
本願の例示的な一実施形態（第一の実施形態）では、外部から電源および外部信号を供給される、電動パワーステアリング用のモータ駆動装置であって、回転軸を有し、モータケースに収容されたモータと、前記モータの前記回転軸方向に隣接して配置され、前記モータを制御する制御ユニットと、前記モータおよび前記制御ユニットに、前記電源および前記外部信号を送受する外部接続部と、を有し、前記制御ユニットは、前記回転軸に対して垂直方向に広がる平板部と、周方向に円筒形状を有する外壁部を含む制御ユニットケースと、前記モータに駆動パワーを供給するインバータ回路を含む部品により構成されたパワー部と、前記パワー部および前記モータを制御する制御基板と、金属ダイキャストにより製造された構造を有するヒートシンクと、を少なくとも有し、前記モータケースと前記制御ユニットケースとは、一部または全部が、直接的または接続部材を介して間接的に、相互に結合されることで、前記回転軸方向に一体化され、前記外部接続部は、前記電源および前記外部信号を、前記回転軸方向から接続される接続口を有し、前記制御ユニットケースの前記外壁部の一部または全部、および前記平板部の一部または全部が、前記ヒートシンクにより構成されている。
【００１３】
このモータ駆動装置は、モータを格納するモータケースと、このモータを制御する制御ユニットを格納する制御ユニットケースとが、モータの回転軸方向で、一体的に結合されている。加えて制御ユニットに含まれる外部接続部の接続口も、モータの回転軸方向に設けられている。これらの構造により、回転軸方向において接続できる、小型でコンパクトな構造を実現している。特に径方向に細いモータ駆動装置を実現するのに有利である。
【００１４】
加えて制御ユニットケースが、パワー部等で生じた熱を伝達し、外気にて冷却するヒートシンクを兼ねていることで、効率的な冷却構造を実現している。この制御ユニットケースは、回転軸に対して垂直方向に広がる平板部と周方向に円筒形状を有する外壁部とを有し、外壁部の外周側は外気と接している。本制御ユニットケースの平板部および外壁部の一部または全部が、金属のダイキャストにより製造された構造を有する。この平板部がパワー部に、後述する間接的に接触する接触構造を含む構造を有することで、パワー部等で生じた熱を効果的に吸収し、平板部と連結一帯に形成された外壁部にこの熱が伝わり、外壁部の外周面から外部に放出される。この外壁部全体が、ヒートシンクであることが望ましい。しかし外壁部の一部がヒートシンクであってもよい。また平板部は、発熱部であるパワー部等と接触する構造を有する部分はヒートシンクであることが望ましい。従って平板部の他の部分は、ヒートシンクでなくともよい。そしてこれらの構造により、制御ユニットケースとは別個にヒートシンクを有する場合に比較して、よりコンパクトで小型のモータ駆動装置を実現できる。
【００１５】
本願の例示的な他の一実施形態（第二の実施形態）では、外部から電源および外部信号を供給される、電動パワーステアリング用のモータ装置であって、回転軸を有し、モータケースに収容されたモータと、前記モータの前記回転軸方向に隣接して配置され、前記モータを制御する制御ユニットと、前記モータおよび前記制御ユニットに、前記電源および前記外部信号を送受する外部接続部と、を有し、前記制御ユニットは、前記回転軸に対して垂直方向に広がる平板部と、周方向に円筒形状を有する外壁部を含む制御ユニットケースと、前記モータに駆動パワーを供給するインバータ回路を含む部品により構成されたパワー部と、前記パワー部を制御する制御基板と、金属ダイキャストにより製造された構造を有するヒートシンクと、を少なくとも有し、前記モータケースと前記制御ユニットケースとは、一部または全部が、直接的または接続部材を介する間接的に、相互に結合されることで、前記回転軸方向に一体化され、前記外部接続部は、前記電源および前記外部信号を、前記回転軸方向から接続される接続口を有し、前記パワー部は、前記インバータ回路を含む集積回路を、樹脂またはセラミックを含む素材でモールドされたパワーモジュールにより構成されている。
【００１６】
前記第一の実施形態と同様に、この実施形態では、モータケースと制御ユニットケースとが、モータの回転軸方向で、一体的に結合されている。これにより小型でコンパクトな構造を実現している。特に径方向に細いモータ駆動装置を実現するのに有利である。
【００１７】
これに加えて本実施形態のパワー部は、インバータ回路を含む集積回路を、樹脂またはセラミックを含む素材等でモールドされたパワーモジュールにより構成されている。このパワーモジュールは、一つのパワー系LSI部品として、小型でコンパクトな構造を有する。このパワーモジュールは、インバータ回路の一部を構成するベアチップを、LSIベース上に複数配置した構造を含んでもよい。その結果、複雑なインバータ回路を構成することが可能になり、設計自由度が向上する。加えて、従来のディスクリートなインバータ構成部品により形成された基板構造と比較すると、著しく小型化される。これにより従来に比較して著しく小型化されたモータ駆動装置を実現できる。
【００１８】
本願の例示的な更に他の一実施形態（第三の実施形態）では、外部から電源および外部信号を供給される、電動パワーステアリング用のモータ装置であって、回転軸を有し、モータケースに収容されたモータと、前記モータの前記回転軸方向に隣接して配置され、前記モータを制御する制御ユニットと、前記モータおよび前記制御ユニットに、前記電源および前記外部信号を送受する外部接続部と、を有し、前記制御ユニットは、前記回転軸に対して垂直方向に広がる平板部と、周方向に円筒形状を有する外壁部を含む制御ユニットケースと、前記モータに駆動パワーを供給するインバータ回路を含む部品より構成されたパワー部と、前記パワー部を制御する制御基板と、金属ダイキャストにより製造された構造を有するヒートシンクと、金属製の放熱板と、を少なくとも有し、前記モータケースと前記制御ユニットケースとは、一部または全部が、直接的または接続部材を介する間接的に、相互に結合されることで、前記回転軸方向に一体化され、前記外部接続部は、前記電源および前記外部信号を、前記回転軸方向から接続される接続口を有し、前記放熱板と前記パワー部との間、前記パワー部と前記ヒートシンクとの間、の少なくとも何れかに、熱伝導部材が配置されている。
【００１９】
前記第一の実施形態と同様に、この実施形態では、モータケースと制御ユニットケースとが、モータの回転軸方向で、一体的に結合されている。これにより小型でコンパクトな構造を実現している。特に径方向に細いモータ駆動装置を実現するのに有利である。
【００２０】
これに加えて本実施形態では、金属製の放熱板と熱伝導部材とをさらに有する。これにより冷却性能の高いモータ駆動装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】電動パワーステアリング装置の概略構成を例示する図である。
【図２】本発明に係る電動パワーステアリング用の電子制御ユニットの外観を例示する図である。
【図３】図１の電子制御ユニットの構成を例示する図である。
【図４】図２の電子制御ユニットの分解斜視図の第一の例を示す図である。
【図５】図２の電子制御ユニットの分解斜視図の第二の例を示す図である。
【図６】図２の電子制御ユニットの分解斜視図の第三の例を示す図である。
【図７】図２の電子制御ユニットの分解斜視図の第四の例を示す図である。
【図８】図８Ａは、図２の電子制御ユニットの平面図であり、図８Ｂは、図２の電子制御ユニット（コネクタケースを除く）の平面図である。
【図９】図９Ａは、図２のヒートシンク（パワーモジュールを含む）の平面図（裏面）であり、図９Ｂは、図２のヒートシンク（パワーモジュールを除く）の平面図（裏面）である。
【図１０】図１０Ａは、図２のコネクタケース（電解コンデンサ及びコモンモードコイルを含む）の裏面を表す外観を例示する図であり、図１０Ｂは、図２のコネクタケース（電解コンデンサ及びコモンモードコイルを除く）の裏面を表す外観を例示する図である。
【図１１】図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃ及び図１１Ｄの各々は、図１０Ａに示されるコネクタケースの変形例におけるバスバーの配置説明図である。
【図１２】図１２は、図２の電子制御ユニットの分解斜視図を示す図である。
【図１３】図１３Ａ及び図１３Ｂの各々は、図１２の放熱板、熱伝達部材及び制御基板の配置説明図であり、図１３Ｃ及び図１３Ｄは、それぞれ、図１３Ａ及び図１３Ｂの放熱板の変形例を示す図であり、図１３Ｅ及び図１３Ｆは、それぞれ、図１３Ａ及び図１３Ｂの放熱板のもう１つの変形例を示す図である。
【図１４】図２の電子制御ユニットの分解斜視図を示す図である。
【図１５】図１５Ａは、図１４のヒートシンク、熱伝達部材及び制御基板の配置説明図であり、図１５Ｂは、図１５Ａのヒートシンク及び熱伝達部材の変形例を示す図であり、図１５Ｃは、図１５Ａの熱伝達部材のもう１つの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下では、モータの回転軸に沿う方向を回転軸方向と言い、回転軸に垂直な方向を径方向という。
【００２３】
図１は、電動パワーステアリング装置の概略構成例を示す。図１の例において、電動パワーステアリング装置は、電動パワーステアリング用の電子制御ユニット（制御部とも言う。）７を備える。具体的には、電動パワーステアリング装置は、車両のステアリングハンドル（例えばステアリングホイール）１から車両の操舵車輪（例えば前輪）に至るステアリング系に補助トルク（付加トルクとも言う。）を与える補助トルク機構を備えている。
【００２４】
図１の例において、ステアリング系は、ステアリングハンドル１にステアリングシャフト（ステアリングコラムとも言う。）及び自在軸継手を介して回転軸（ピニオン軸、入力軸とも言う。）を連結し、回転軸に例えばラックアンドピニオン機構であるギアボックス３を介してラック軸を連結し、ラック軸の両端に左右の操舵車輪を連結したものである。ラックアンドピニオン機構は、回転軸に有したピニオンと、ラック軸に有したラックとを備える。
【００２５】
ステアリング系によれば、運転者がステアリングハンドル１を操舵することで、その操舵トルクによりラックアンドピニオン機構を介して、操舵車輪を操舵することができる。
【００２６】
図１の例において、補助トルク機構は、ステアリングハンドル１に加えたステアリング系の操舵トルクをトルクセンサ２で検出し、この検出信号（トルク信号とも言う。）に基づき電子制御ユニット７で駆動信号を発生し、この駆動信号に基づき操舵トルクに応じた補助トルク（付加トルク）をモータ６で発生し、補助トルクを減速機構を介してラック軸に伝達するようにした機構である。
【００２７】
補助トルクがステアリング系に与えられる箇所によって、電動パワーステアリング装置は、ピニオンアシスト型、ラックアシスト型、コラムアシスト型等に分類することができる。図１の電動パワーステアリング装置は、ラックアシスト型を示しているが、電動パワーステアリング装置は、ピニオンアシスト型、コラムアシスト型等に適用してもよい。
【００２８】
モータ６は、例えばブラシレスモータであり、ブラシレスモータにおけるロータの回転角又はモータ６の回転角（回転信号とも言う。）は、電子制御ユニット７（例えば図３のマイクロコンピュータ２５）によって検出される。ブラシレスモータのロータは、例えば永久磁石で構成され、図１の電子制御ユニット７は、その永久磁石（Ｎ極及びＳ極）の動きを例えば図３の磁気検出素子３０で検出することができる。
【００２９】
図１の電子制御ユニット７は、例えば図３に示されるように、レギュレータ（電源回路）２４、モータ電流（実電流）を検出する電流センサであるシャント抵抗ＲＳ１，ＲＳ２，ＲＳ３、マイクロコンピュータ２５、モータ６（ブラシレスモータ）に駆動電流（３相交流電流）を通電するインバータ回路（ＦＥＴブリッジ回路）Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６、磁気検出素子３０等によって構成される。電子制御ユニット７は、トルク信号だけでなく、例えば車速信号も入力することができる。ここで、車速信号は、例えば車速センサによって検出されるが、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）等の車内ネットワークを介して電子制御ユニット７に接続される他の電子制御ユニットによって検出又は算出されてもよい。図１の電子制御ユニット７又は図３のマイクロコンピュータ２５は、トルク信号、車速信号等に基づいて、モータ６をベクトル制御することができる。
【００３０】
このような電子制御ユニット７は、少なくとも操舵トルク（トルク信号）に基づいて目標電流を設定し、好ましくは、例えば車速センサによって検出された車速（車速信号）及び磁気検出素子３０によって検出されたロータの回転角（回転信号）も考慮して、目標電流を設定する。電子制御ユニット７は、電流センサによって検出されたモータ電流（実電流）が目標電流に一致するように、モータ６の駆動電流（駆動信号）を制御することができる。
【００３１】
電動パワーステアリング装置によれば、運転者の操舵トルクに応じてモータ６を正回転又は逆回転させて、モータ６の補助トルク（付加トルク）を加えた複合トルクにより、ラック軸で操舵車輪を操舵することができる。
図２は、本発明に従う電動パワーステアリング用の電子制御ユニット（図１の電子制御ユニット７）の外観例を示す。図２の例において、コネクタケース９は、外部コネクタを含み、ここで、外部コネクタは、トルク信号を入力することができる。また、コネクタケース９は、図１の電子制御ユニット７のカバーであり、図２のモータカバー６１は、図１のモータ６のカバーである。図２のコネクタケース９とモータカバー６１との間にヒートシンク１３が配置され、ここで、ヒートシンク１３は、パワーモジュール１６及び制御基板１９を固定し、好ましくは、例えば図４のパワーモジュール１６及び制御基板１９を格納する放熱用のハウジングである。
【００３２】
加えて、図２の方向ＤＲ１にヒートシンク１３とコネクタケース９が配置されるように、電子制御ユニット７は、モータ６又はモータカバー６１と一体に形成される。図２の例において、方向ＤＲ１がモータ６の例えば上側を指す場合、コネクタケース９は、ヒートシンク１３（並びに、パワーモジュール１６及び制御基板１９）に対して例えば上方に配置されるので、コネクタケース９の外部コネクタの出っ張りを抑制し、小型の電動パワーステアリング用の電子制御ユニットを提供することができる。従って、例えば図１の電子制御ユニット７（及びモータ６）がギアボックス３と並行に配置される時に、電子制御ユニット７（及びモータ６）をギアボックス３に取り付け易い。なお、方向ＤＲ１は、図４のシャフト（回転軸）２２の方向を表し、図２のコネクタケース９の外部コネクタは、図１のトルクセンサ２等と電子制御ユニット７とを接続する少なくとも１つの端子を有している。
【００３３】
図３は、図１の電子制御ユニット７の構成例を示す。図３の例において、図１の電子制御ユニット７は、パワーモジュール１６を備え、パワーモジュール１６は、モータ６に供給する駆動信号を生成するインバータ回路Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６を有している。ここで、パワーモジュール１６は、図４で示されるように、モールド型のパワーモジュールで構成することができる。即ち、図３のインバータ回路Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６は、例えば図示せぬパワー基板に配置され、パワーモジュール１６は、インバータ回路Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６とパワー基板を例えば樹脂でモールドして形成されている。
次に、図３の例において、図１の電子制御ユニット７は、制御基板１９を更に備えることができ、制御基板１９は、インバータ回路Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６を制御する制御回路を有している。ここで、制御回路は、図３で示されるように、マイクロコンピュータ２５及びプリドライバ２８で構成することができる。具体的には、マイクロコンピュータ２５は、トルクセンサ２によって検出されるトルク信号に応じて、プリドライバ２８を介して例えば６個のスイッチング素子で構成されるインバータ回路Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６を駆動させ、モータ６に電流を流すことができる。
【００３４】
好ましくは、電子制御ユニット７又はパワーモジュール１６は、モータ６とインバータ回路Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６との接続を遮断可能なモータリレーを更に有することができる。ここで、モータリレーは、図３で示されるように、半導体リレーＱ７，Ｑ８，Ｑ９で構成することができる。インバータ回路Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６に異常が生じる時に、パワーモジュール１６又は半導体リレーＱ７，Ｑ８，Ｑ９は、モータ６の制御を停止することができる。また、モータリレーが半導体リレーＱ７，Ｑ８，Ｑ９で構成されるので、これにより、小型の電子制御ユニット７又はパワーモジュール１６を提供することができる。
【００３５】
次に、好ましくは、電子制御ユニット７又はパワーモジュール１６は、バッテリ４からの電力を遮断可能な電源リレーを更に有することができる。ここで、電源リレーは、図３で示されるように、半導体リレーＱ１０，Ｑ１１で構成することができる。バッテリ４又は電源電圧に異常が生じる時に、パワーモジュール１６又は半導体リレーＱ１０，Ｑ１１は、バッテリ４からの電力を遮断することができる。また、電源リレーが半導体リレーＱ１０，Ｑ１１で構成されるので、これにより、小型の電子制御ユニット７又はパワーモジュール１６を提供することができる。
【００３６】
次に、好ましくは、電子制御ユニット７又はパワーモジュール１６は、インバータ回路Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６が駆動する際にモータ６の例えばＵ，Ｖ，Ｗ巻線を流れるＵ，Ｖ，Ｗ相電流を検出するシャント抵抗ＲＳ１，ＲＳ２，ＲＳ３を更に有することができる。ここで、シャント抵抗ＲＳ１，ＲＳ２，ＲＳ３は、図３で示されるように、インバータ回路Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６の低電位側に配置することができる。
【００３７】
なお、パワーモジュール１６は、少なくともインバータ回路Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６を有する１つの部品であるが、パワーモジュール１６は、複数の部品で構成されてもよい。また、パワーモジュール１６は、前述の通り、インバータ回路Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６だけでなく、モータリレー、電源リレー及び電流センサの少なくとも１つを有することができる。
【００３８】
次に、好ましくは、電子制御ユニット７又は制御基板１９は、例えばシャント抵抗ＲＳ１に電流が流れる際に発生する電圧降下（例えばシャント抵抗ＲＳ１の両端電圧）を増幅してマイクロコンピュータ２５に出力する検出電流増幅部２７を更に有することができる。これにより、マイクロコンピュータ２５は、シャント抵抗ＲＳ１，ＲＳ２，ＲＳ３を介してモータ６のモータ電流をより正確に検出することができ、より適切なモータ電流をモータ６に流すことができる。
【００３９】
また好ましくは、電子制御ユニット７又は制御基板１９は、磁気検出素子３０によって検出されたモータ６の回転信号を増幅してマイクロコンピュータ２５に出力する信号増幅部２６を更に有することができる。これにより、マイクロコンピュータ２５は、モータ６の目標電流をより正確に設定することができる。具体的には、例えば永久磁石が電子制御ユニット７側又は制御基板１９側のシャフト２２（図４参照）上に設けられ、その永久磁石の近傍に磁気検出素子３０が配置されるように、図４の制御基板１９は、図３の磁気検出素子３０を有している。シャフト２２上の永久磁石が回転する際に図３の磁気検出素子３０は、永久磁石の回転に伴う磁界の変化を検出することができる。マイクロコンピュータ２５は、このような磁気検出素子３０の出力（回転信号）を入力して、モータ６の回転角を演算することができる。磁気検出素子３０は、例えば磁気抵抗センサ又はホールセンサであり、これにより、小型の電子制御ユニット７又は制御基板１９を提供することができる。
【００４０】
なお、図３の電子制御ユニット７又はマイクロコンピュータ２５は、イグニッションスイッチ５からのＯＮ／ＯＦＦ信号を入力することができ、イグニッション５がＯＦＦされる時に、磁気検出素子３０及び信号増幅部２６が作動し続けて、マイクロコンピュータ２５は、モータ６の回転角を演算し続けてもよい。言い換えれば、図１のステアリングハンドル１に舵角センサが取り付けられていない時に、マイクロコンピュータ２５は、常時、モータ６の回転信号から操舵角を演算することができる。但し、電子制御ユニット７又は制御基板１９は、イグニッション５がＯＦＦされる時にだけ作動する他のマイクロコンピュータ、他の磁気検出素子及び他の信号増幅部を有してもよい。もちろん、イグニッション５がＯＦＦされる時に、電子制御ユニット７又は制御基板１９は、モータ６の回転角を演算しなくてもよい。
【００４１】
図４は、図２の電子制御ユニット７の分解斜視図の１例を示す。図４の例において、電動パワーステアリング用の電子制御ユニット７は、コネクタケース９、ヒートシンク１３、パワーモジュール１６及び制御基板１９を備える。電子制御ユニット７は、駆動信号の元となる電源電圧を平滑する例えば３つの電解コンデンサ１０を更に備えることができ、ここで、電解コンデンサ１０の数は、１つでもよく、複数でもよい。また、電子制御ユニット７は、ノイズフィルタを更に備えることができ、ここで、ノイズフィルタは、例えば２つのコイルで構成されるコモンモードコイル１１である（図３参照）。図４のコネクタケース９は、電解コンデンサ１０及びコモンモードコイル１１を格納するユニットカバー部９−４を含むことができ、電解コンデンサ１０及びコモンモードコイル１１は、後述するように、コネクタケース９の電源端子又は通電経路と例えば溶接、半田、接着剤等で電気的に接続されている。
【００４２】
なお、ノイズフィルタ（第１のノイズフィルタ）は、コモンモードコイル１１及び例えば２つのコンデンサで構成されてもよく（図３参照）、或いは、ノイズフィルタ（第１のノイズフィルタ）は、例えば２つのコンデンサだけで構成されてもよく、従って、図４のコネクタケース９又はユニットカバー部９−４は、電解コンデンサ１０だけでなく、ノイズフィルタ（第１のノイズフィルタ）としての例えばコモンモードコイル１１及び２つのコンデンサを格納してもよい。加えて、ノイズフィルタは、例えばコモンモードコイル１１及び２つのコンデンサ（第１のノイズフィルタ）だけでなく、例えば制御基板１９に配置される例えば１つのコンデンサ（第２のノイズフィルタ）を有してもよい（図３参照）。
【００４３】
電子制御ユニット７及びモータカバー６１を示す図４を参照すれば、コネクタケース９、ヒートシンク１３、パワーモジュール１６及び制御基板１９は、モータ６のシャフト２２の方向（方向ＤＲ１）に、制御基板１９、パワーモジュール１６、ヒートシンク１３、コネクタケース９の順で配置される。これにより、電子制御ユニット７は、モータ６の例えば上側に、モータ６と一体に形成することができる。
【００４４】
電子制御ユニット７及びモータカバー６１を示す図５を参照すれば、コネクタケース９、ヒートシンク１３、パワーモジュール１６及び制御基板１９は、モータ６のシャフト２２の方向（方向ＤＲ１）に、制御基板１９、ヒートシンク１３、パワーモジュール１６、コネクタケース９の順で配置される。これにより、電子制御ユニット７は、モータ６の例えば上側に、モータ６と一体に形成することができる。
【００４５】
特に、パワーモジュール１６、制御基板１９及びヒートシンク１３は、パワーモジュール１６、ヒートシンク１３及び制御基板１９の順で配置される。これにより、制御基板１９をパワーモジュール１６又はインバータ回路Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６から遠ざけることができ、ヒートシンク１３の例えば上側又はパワーモジュール１６で発生する熱を減少させることができる。従って、インバータ回路Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６で発生する熱は、ヒートシンク１３の例えば上面に移り易く、電子制御ユニット７は、高い放熱効率を有することができる。加えて、制御基板１９で発生する熱は、ヒートシンク１３の例えば下面に移り易く、電子制御ユニット７は、より一層高い放熱効率を有することができる。
【００４６】
なお図１２の制御基板１９で発生する熱は、後述するように、熱伝達部材３２に移る（図１３Ｂ参照）。次に、その熱は、放熱板１７を介してヒートシンク１３に移る（図１３Ｄ参照）。ここで、制御基板１９は、熱伝達部材３２を有しないので、言い換えれば、制御基板１９の本体（基板そのもの）には、図１３Ａの発熱部品１９−１，１９−２が配置されているに過ぎないので、制御基板１９を設計する時の自由度が向上する。従って、高い設計自由度を有する電子制御ユニット７が提供される。
【００４７】
図６の構成では、特に、パワーモジュール１６、制御基板１９及びヒートシンク１３は、パワーモジュール１６、ヒートシンク１３及び制御基板１９の順で配置される。これにより、制御基板１９をパワーモジュール１６又はインバータ回路Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６から遠ざけることができ、ヒートシンク１３の例えば上側又はパワーモジュール１６で発生する熱を減少させることができる。従って、インバータ回路Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６で発生する熱は、ヒートシンク１３の例えば上面に移り易く、電子制御ユニット７は、高い放熱効率を有することができる。加えて、制御基板１９で発生する熱は、ヒートシンク１３の例えば下面に移り易く、電子制御ユニット７は、より一層高い放熱効率を有することができる。
【００４８】
図４に戻り、トルク信号を入力するコネクタ部９−３及び電源電圧を入力するコネクタ部９−１を有する外部コネクタを含むコネクタケース９がヒートシンク１３、パワーモジュール１６及び制御基板１９に対して、例えば上方に配置される。これにより、コネクタ部９−１，９−３の出っ張りを抑制し、小型の電子制御ユニット７を提供することができる。加えて、コネクタケース９は、好ましくは、図１のイグニッションスイッチ５からのＯＮ／ＯＦＦ信号を入力するコネクタ部９−２を更に有し、コネクタ部９−２の出っ張りも抑制される。従って、このような電子制御ユニット７が図１のギアボックス３と並行に配置される時に、電子制御ユニット７をギアボックス３に取り付け易い。
【００４９】
図４の電解コンデンサ１０及びコモンモードコイル１１がコネクタケース９に挿入される状態で、コネクタケース９をヒートシンク１３に組み付けることができる。ここで、好ましくは、コネクタケース９とヒートシンク１３の間に例えばＯリング１２が挿入される。これにより、防水仕様の電子制御ユニット７を構成することができる。もちろん、Ｏリング１２の代わりに、例えば接着剤が使用されてもよい。次に、コネクタケース９は、例えば４つの雄ネジ１４，１４，１４，１４を介してヒートシンク１３に固定することができる。ここで、雄ネジ１４，１４，１４，１４の数は、１つでもよく、複数でもよく、また、少なくとも１つの雄ネジ１４は、他の固定部材であってもよい。
【００５０】
次に、ヒートシンク１３にパワーモジュール１６を取り付ける。ここで、好ましくは、ヒートシンク１３とパワーモジュール１６との間に熱伝導部材１５が挿入される。加えて、好ましくは、パワーモジュール１６の表面は、放熱板１７を介してヒートシンク１３と密着されている。これらにより、パワーモジュール１６の発熱部品（インバータ回路Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６）で発生する熱は、ヒートシンク１３に移り易く、電子制御ユニット７は、より一層高い放熱効率を有することができる。図４の例において、パワーモジュール１６は、例えば２つの雄ネジ１８，１８を介してヒートシンク１３に固定することができる。ここで、雄ネジ１８，１８の数は、１つでもよく、３つ以上でもよく、また、少なくとも１つの雄ネジ１８は、他の固定部材であってもよい。
【００５１】
図４の例において、２つの雄ネジ１８，１８は、放熱板１７と一緒に、パワーモジュール１６及び熱伝導部材１５をヒートシンク１３に固定し、従って、放熱板１７は、パワーモジュール１６の裏面と密着されている。パワーモジュール１６の表裏又は上下にヒートシンク１３及び放熱板１７が配置される。これにより、パワーモジュール１６で発生する熱は、ヒートシンク１３及び放熱板１７に移り易く、電子制御ユニット７は、より一層高い放熱効率を有することができる。ここで、放熱板１７は、例えば金属板であるが、もちろん、放熱板１７の代わりに放熱機能を有しない固定部材が使用されてもよく、代替的に、放熱板１７の代わりにパワーモジュール１６がネジ穴（貫通孔）を有してもよい。しかしながら、パワーモジュール１６の小型化に伴い、パワーモジュール１６で発生する熱は、多くなるので、パワーモジュール１６の表面（パワー基板）側だけでなく、パワーモジュール１６の裏面（樹脂及び／又はインバータ回路Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６）側にも、放熱部材が配置されることが好ましい。
【００５２】
一方図１２において、熱伝達部材３２が放熱板１７と制御基板１９との間に配置されるように、パワーモジュール１６側に制御基板１９を固定する。ここで、制御基板１９は、例えば雄ネジ（図示せず）を介してヒートシンク１３に固定することができる。代替的に、制御基板１９は、コネクタケース９の例えば爪（図示せず）に固定することができる。また、熱伝達部材３２は、例えば予め放熱板１７に接着剤等で固定してもよく、代替的に、熱伝達部材３２は、予め放熱板１７の上に置いて放熱板１７と制御基板１９との間の嵌め込み等で固定されてもよい。
【００５３】
加えて、パワーモジュール１６の端子（脚）及びコネクタケース９の端子（電源端子、信号端子（例えばプレスフィット端子））は、制御基板１９の例えばスルーホールを介して、半田等で制御基板１９の例えば配線等の通電経路に電気的に接続されている。なお、パワーモジュール１６側に制御基板１９が固定された後に、電源電圧（バッテリ４の正極の電位と負極の電位（ＧＮＤ）との差）を規定する高電位側電源ライン及び／又は低電位側電源ライン（コネクタケース９の電源端子）と、高電位側電源ライン及び／又は低電位側電源ラインに接続される制御基板１９の通電経路の一部（例えばバスバー）とは、例えば溶接で電気的に接続されている。同様に、パワーモジュール１６を介してモータ６に繋がる通電経路である出力端子と、出力端子に接続されるパワーモジュール１６の端子（脚）の一部とは、例えば溶接で電気的に接続されている。
【００５４】
一方図６において、好ましくは、パワーモジュール１６と放熱板１７との間に熱伝導部材３２が挿入される。熱伝導部材３２は、パワー部であるパワーモジュール１６にて発生する熱を放熱板１７に移り易くさせる。特に、モールド型のパワーモジュール１６の場合は、その表裏は平坦であるので、パワーモジュール１６は、ヒートシンク１３及び放熱板１７に密着され易い。熱伝導部材１５，３２は、例えばグリス、放熱シート等であり、パワーモジュール１６は、熱伝導部材１５，３２を介して、ヒートシンク１３及び放熱板１７により一層密着され易い。もちろん、パワー部は、パワーモジュール１６の代わりに、金属基板で構成されるパワー基板（非モールド型）で形成されてもよい。次に、コネクタケース９は、例えば４つの雄ネジ１４，１４，１４，１４を介してヒートシンク１３（及びパワーモジュール１６）に固定することができる。ここで、雄ネジ１４，１４，１４，１４の数は、１つでもよく、複数でもよく、また、少なくとも１つの雄ネジ１４は、他の固定部材であってもよい。
【００５５】
図７は、図２の電子制御ユニット７の分解斜視図のもう１つの例を示す。ここで制御基板、パワー部、ヒートシンクは、DR1の方向でモータ側から、制御基板、パワー部、ヒートシンクの順で配置されている。図７に示されるように、パワーモジュール１６、放熱板１７及び熱伝導部材１５，３２は、ヒートシンク１３と制御基板１９との間に配置されてもよい。
【００５６】
図４に戻り、電子制御ユニット７をモータ６に組み付けることができる。ここで、好ましくは、電子制御ユニット７（ヒートシンク１３）とモータ６又はモータカバー６１の間に例えばＯリング２０が挿入される。これにより、防水仕様の電子制御ユニット７を構成することができる。もちろん、Ｏリング２０の代わりに、例えば接着剤が使用されてもよい。電子制御ユニット７がモータ６に組み付けられる状態で、出力端子Ｌ７，Ｌ８，Ｌ９（図１０参照）とモータ６の三相線２１とは、例えば嵌め込みで電気的に接続されている。最後に、コネクタケース９の外縁に設けられた穴及びヒートシンク１３の外縁に設けられた穴は、例えば２つの雄ネジ（図２参照）を介してモータカバー６１の外縁に設けられた穴に固定することができる。ここで、電子制御ユニットは、他の固定部材を介して、モータ６又はモータカバー６１と一体に形成されてもよい。
【００５７】
図８Ａは、図２の電子制御ユニット７の平面図を示し、図８Ｂは、図２の電子制御ユニット７（コネクタケース９を除く）の平面図を示す。図８Ａ及び図８Ｂに示されるように、平面視において、コネクタケース９の外形は、ヒートシンク１３の外形と等しい。なお、コネクタケース９の外形は、ヒートシンク１３の外形よりも小さくてもよい。図８Ａにおいて、コネクタケース９の外形は、外縁に設けられた穴又は凸部を除き、直径Ｒ１で規定される円形を示し、図８Ｂにおいて、ヒートシンク１３の外形は、外縁に設けられた穴又は凸部を除き、直径Ｒ１と等しい直径Ｒ２で規定される円形を示している。
【００５８】
図８Ａの例において、電源電圧を入力するコネクタ部９−１は、高電位側電源ライン及び低電位側電源ラインを形成する電源端子Ｌ１，Ｌ２（図３参照）を有している。また、トルク信号を入力するコネクタ部９−３及びＯＮ／ＯＦＦ信号を入力するコネクタ部９−２は、信号端子を有している。
【００５９】
図９Ａは、図２のヒートシンク１３（パワーモジュール１６を含む）の平面図（裏面）を示し、図９Ｂは、図２のヒートシンク１３（パワーモジュール１６を除く）の平面図（裏面）を示す。図９Ａ及び図９Ｂに示されるように、２つの雄ネジ１８，１８は、放熱板１７と一緒に、パワーモジュール１６及び熱伝導部材１５をヒートシンク１３に固定することができる。ここで、熱伝導部材１５は、ヒートシンク１３とパワーモジュール１６との間に配置され、パワーモジュール１６の表面の大部分を覆い、又はパワーモジュール１６の表面の大部分と密着されている。
【００６０】
図１０Ａは、図２のコネクタケース９（電解コンデンサ１０及びコモンモードコイル１１を含む）の裏面を表す外観例を示し、図１０Ｂは、図２のコネクタケース９（電解コンデンサ１０及びコモンモードコイル１１を除く）の裏面を表す外観例を示す。図１０Ａ及び図１０Ｂに示されるように、コネクタケース９のユニットカバー部９−４は、電解コンデンサ１０，１０，１０及びコモンモードコイル１１を格納することができる。また、コネクタケース９のユニットカバー部９−４又は凹部には、複数の爪９−５が設けられ、複数の爪９−５は、電解コンデンサ１０及びコモンモードコイル１１の挿入をガイドすることができる。電解コンデンサ１０及びコモンモードコイル１１がユニットカバー部９−４又は凹部に完全に挿入される状態で、コモンモードコイル１１及び電解コンデンサ１０は、コネクタケース９の電源端子Ｌ１，Ｌ２及び通電経路Ｌ３，Ｌ４（Ｌ６），Ｌ５（図３参照）と例えば溶接、半田、接着剤等で電気的に接続又は固定することができる。
【００６１】
電解コンデンサ１０及びコモンモードコイル１１をコネクタケース９に近づけることができ、言い換えれば、電解コンデンサ１０及びコモンモードコイル１１は、専用基板を介さないで、電源電圧（高電位側電源ライン及び低電位側電源ライン）が供給され、これにより、電子制御ユニット７を構成する部品の数の増加が抑制される。従って、小型の電子制御ユニット７又は製造コストが低減される電子制御ユニット７が提供される。加えて、電解コンデンサ１０及びコモンモードコイル１１をパワーモジュール１６又はインバータ回路Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６から遠ざけることができ、パワーモジュール１６で発生する熱を減少させることができる。これにより、インバータ回路パワーモジュール１６で発生する熱は、ヒートシンク１３に移り易く、電子制御ユニット７は、高い放熱効率を有することができる。
【００６２】
また、図１０Ａを参照すれば、コネクタケース９は、電源端子Ｌ１，Ｌ２及び信号端子（例えばプレスフィット端子）だけでなく、電源電圧をインバータ回路Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６に供給するための通電経路Ｌ３，Ｌ４（Ｌ６），Ｌ５及び駆動信号をモータ６に供給するための通電経路（出力端子Ｌ７，Ｌ８，Ｌ９）も含んでいる。電源端子Ｌ１，Ｌ２を有するコネクタ部９−１及び信号端子（例えばトルク信号）を有するコネクタ部９−３だけでなく、通電経路Ｌ３，Ｌ４（Ｌ６），Ｌ５及び出力端子Ｌ７，Ｌ８，Ｌ９も、一体成形され、これにより、コネクタケース９が形成される。通電経路Ｌ５，Ｌ６がコネクタケース６に固定される時に、インバータ回路Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６又はパワーモジュール１６を通電経路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４及び電源端子Ｌ１，Ｌ２又はコネクタ部９−１に接続し易い。また、出力端子Ｌ７，Ｌ８，Ｌ９がコネクタケース９に固定される時に、インバータ回路Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６又はパワーモジュール１６を三相線２１又はモータ６に接続し易い。
【００６３】
図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃ及び図１１Ｄの各々は、図１０Ａに示されるコネクタケース９の変形例におけるバスバーの配置説明図を示す。図１０Ａの例において、通電経路Ｌ４（Ｌ６），Ｌ５及び電源端子Ｌ１，Ｌ２等は、一体成形されている。しかしながら、通電経路Ｌ４（Ｌ６），Ｌ５は、コネクタケース９から独立してもよい。具体的には、バスバーである通電経路Ｌ４（Ｌ６），Ｌ５は、図１１ＢとＤに示さるように、例えば樹脂１００でモールドされている。通電経路Ｌ４（Ｌ６），Ｌ５又はバスバーは、電解コンデンサ１０及びコモンモードコイル１１と直接に接続される部材である。従って、このような別部材を構成する通電経路Ｌ４（Ｌ６），Ｌ５及び樹脂１００は、電解コンデンサ１０、コモンモードコイル１１等の大型の部品に接続し易い。言い換えれば、電解コンデンサ１０及びコモンモードコイル１１が別部材（通電経路Ｌ４（Ｌ６），Ｌ５及び樹脂１００）に固定される状態で、その別部材をユニットカバー部９−４に挿入することができる。これにより、コネクタケース９の変形例において、ユニットカバー部９−４は、電解コンデンサ１０及びコモンモードコイル１１だけでなく、通電経路Ｌ４（Ｌ６），Ｌ５及び樹脂１００も格納することができる。
【００６４】
図１３Ａ及び図１３Ｂの各々は、図１２の放熱板１７、熱伝達部材３２及び制御基板１９の配置説明図を示す。図１３Ｃ及び図１３Ｄは、それぞれ、図１３Ａ及び図１３Ｂの放熱板１７の変形例を示す。図１３Ｅ及び図１３Ｆは、それぞれ、図１３Ａ及び図１３Ｂの放熱板１７のもう１つの変形例を示す。制御基板１９は、図３に示されるような複数の部品を有し、複数の部品の全部又は一部は、制御基板１９の例えば表面（パワーモジュール１６側）に配置することができる。図１３Ｂの例において、制御基板１９の例えば表面に発熱部品１９−１が配置される一方、制御基板１９の例えば裏面に発熱部品１９−２が配置されている。制御基板１９の発熱部品１９−１，１９−２には、図３のマイクロコンピュータ２５、レギュレータ２４、プリドライバ２８等が含まれる。言い換えれば、図１３Ｂの例において、２つの発熱部品１９−１，１９−２が示されているが、熱伝達部材３２と密着される発熱部品の数は、１つでもよく、３つ以上でもよい。
【００６５】
図１３Ａ及び図１３Ｂに示されるように、放熱板１７は、例えば直線状の形状を有することができ、熱伝達部材３２は、放熱板１７と制御基板１９との間に配置されている。ここで、熱伝達部材３２が例えば発熱部品１９−１又は制御基板１９の取り付けをガイドするように、熱伝達部材３２は、予め凹部を含んでもよく、或いは、熱伝達部材３２は、凹部を含まない弾性部材である例えば直方体状の形状を有してもよい。図１３Ｂを参照すれば、熱伝達部材３２は、発熱部品１９−１に直接に密着され、発熱部品１９−２に間接に密着されている。熱伝達部材３２が発熱部品１９−２に間接に密着される時に、熱伝達部材３２は、制御基板１９の本体（基板そのもの）に直接に密着されている。このように、制御基板１９の発熱部品発熱部品１９−１，１９−２の位置に応じて、熱伝達部材３２を配置することができる。
【００６６】
図１３Ｃ及び図１３Ｄに示されるように、放熱板１７が制御基板１９の発熱部品１９−１，１９−２に近づくように、放熱板１７は、発熱部品１９−１，１９−２に向く凸部（段差）を有してもよい。パワーモジュール１６又はヒートシンク１３と制御基板１９との距離が長くなる状況であっても、制御基板１９で発生する熱は、熱伝達部材３２に移り易い。２つの雄ネジは、放熱板１７と一緒に、パワーモジュール１６（及び熱伝導部材１５）をヒートシンク１３に固定することができる。ここで、図１２の熱伝導部材１５は、ヒートシンク１３とパワーモジュール１６との間に配置され、パワーモジュール１６の表面の大部分を覆い、又はパワーモジュール１６の表面の大部分と密着されている。
【００６７】
図１３Ｅ及び図１３Ｆに示されるように、放熱板１７が制御基板１９の発熱部品１９−１，１９−２に近づくように、放熱板１７は、パワーモジュール１６と密着される第１の密着部（表面）と、熱伝達部材３２と密着される第２の密着部（裏面）１７−１と、第１の密着部と第２の密着部との間の折り曲げ部を有してもよい。パワーモジュール１６又はヒートシンク１３と制御基板１９との距離が長くなる状況であっても、制御基板１９で発生する熱は、熱伝達部材３２に移り易い。加えて、図１３Ｆの例において、制御基板１９の例えば表面に発熱部品１９−１，１９−２が配置されている。このように、制御基板１９の例えば表面に多くの発熱部品１９−１，１９−２が配置される時に、熱伝達部材３２と密着される第２の密着部（裏面）１７−１の面積は、パワーモジュール１６と密着される第１の密着部（表面）の面積よりも大きく設計することができる。
【００６８】
図１３Ａ〜図１３Ｆに示されるように、制御基板１９が複数の発熱部品１９−１，１９−２を有する時に、熱伝達部材３２は、幾つかの発熱部品（少なくとも２つの発熱部品）に一括に密着することができる。代替的に、熱伝達部材３２は、複数の熱伝達部材であってもよく、複数の熱伝達部材は、制御基板に個別に密着することができる。即ち、例えば図１３Ｂの熱伝達部材３２を例えば２つに分割し、その２つのうちの一方が例えば発熱部品１９−１と密着されてもよく、その２つのうちの他方が例えば発熱部品１９−２と密着されてもよい。
【００６９】
図１５Ａは、図１４のヒートシンク１３、熱伝達部材３２及び制御基板１９の配置説明図を示す。図１５Ｂは、図１５Ａのヒートシンク１３及び熱伝達部材３２の変形例を示す。図１５Ｃは、図１５Ａの熱伝達部材３２のもう１つの変形例を示す。図１５Ａの例において、制御基板１９の例えば表面に発熱部品１９−１が配置される一方、制御基板１９の例えば裏面に発熱部品１９−２が配置されている。制御基板１９の発熱部品１９−１，１９−２には、図３のマイクロコンピュータ２５、レギュレータ２４、プリドライバ２８等が含まれる。言い換えれば、図５（Ａ）の例において、２つの発熱部品１９−１，１９−２が示されているが、熱伝達部材３２と密着される発熱部品の数は、１つでもよく、３つ以上でもよい。
【００７０】
図１４及び図１５Ａに示されるように、熱伝達部材３２がヒートシンク１３に設置される設置面１３−１は、例えば平坦である。ここで、熱伝達部材３２が例えば発熱部品１９−１又は制御基板１９の取り付けをガイドするように、熱伝達部材３２は、予め凹部を含んでもよく、或いは、熱伝達部材３２は、凹部を含まない弾性部材である例えば直方体状の形状を有してもよい（図１４参照）。図１５Ａを参照すれば、熱伝達部材３２は、発熱部品１９−１に直接に密着され、発熱部品１９−２に間接に密着されている。熱伝達部材３２が発熱部品１９−２に間接に密着される時に、熱伝達部材３２は、制御基板１９の本体（基板そのもの）に直接に密着されている。このように、制御基板１９の発熱部品発熱部品１９−１，１９−２の位置に応じて、熱伝達部材３２を配置することができる。
【００７１】
図１５Ｂに示されるように、ヒートシンク１３又は設置面１３−１が制御基板１９の例えば発熱部品１９−２に近づくように、設置面１３−１は、発熱部品１９−２に向く凸部（段差）を有してもよい。ヒートシンク１３又は設置面１３−１と制御基板１９との距離が長くなる状況であっても、制御基板１９で発生する熱は、熱伝達部材３２に移り易い。また、図１５Ｃに示されるように、熱伝達部材３２は、制御基板１９の部品１９−３に密着されなくてもよい。制御基板１９の部品１９−３には、発熱部品以外の部品が含まれ、特に、コンデンサ等の大きい高さを有する部品は、設置面１３−１の凹部に配置することができる。
【００７２】
図１５Ａに示されるように、制御基板１９が複数の発熱部品１９−１，１９−２を有する時に、熱伝達部材３２は、幾つかの発熱部品（少なくとも２つの発熱部品）に一括に密着することができる。代替的に、図１５Ｂに示されるように、熱伝達部材３２は、複数の熱伝達部材であってもよく、複数の熱伝達部材は、制御基板１９に個別に密着することができ、例えば２つ熱伝達部材３２のうちの一方が例えば発熱部品１９−１と密着され、２つの熱伝達部材３２うちの他方が例えば発熱部品１９−２と密着されている。
【００７３】
本発明は、上述の例示的な最良の実施形態に限定されず、また、当業者は、上述の例示的な最良の実施形態を特許請求の範囲に含まれる範囲まで、容易に変更することができるであろう。
【００７４】
次に本明細書の発明の概要にて記載した３つの例示的な実施形態について、これらと関連する実施形態について、以下に整理して記述する。なお本明細書の説明では、パワーモジュールは、インバータ回路を含む回路を、樹脂やセラミックにてモールドあるいは成形された集積回路モジュールとして記載している。しかしこれは、同等機能を実現するインバータ回路等を含む回路基板を用いても良い。またその逆の代替も可能である。
【００７５】
第一の関連実施形態は、前記第一〜三の実施形態のモータ駆動装置であって、外部接続部は、少なくとも電源接続コネクタおよび信号接続コネクタを有し、これらが樹脂を含む材料により連結され、一体に成型された構造を有する。
【００７６】
外部接続部が一つの部品として、樹脂等で一体的に成型された構造を有することから、モータ駆動装置の組み立てが容易となる。また外部との接続がコネクタにより行われることから、簡便且つ確実に外部との電気的接続が確保できる。これによりモータ駆動装置の電動パワーステアリング装置への組み込みが容易となり、且つ信頼性が向上する。
【００７７】
また第二の関連実施形態は、前記第一〜三の実施形態のモータ駆動装置であって、前記外部接続部は、少なくとも電源線に接続されたバスバーを有し、外部接続部には回転軸方向に窪んだ凹形状の収容部を有し、この収容部には少なくともコンデンサまたはノイズフィルタを含む収容部品を収容し、この収容部品はバスバーに電気的に接続されている。
【００７８】
外部接続部のスペースを、本装置では、コンデンサやノイズフィルタが必ず必要である。これらの部品は本装置で用いる他の電子部品に比較して大きな外形形状を有している。また外部接続部は、外部から供給される電源線や信号線を、確実に内部回路と接続するために、一定以上のスペースが必要となる。他方本モータ駆動装置は、車両性能の高度化等に対応してコンパクトな外形形状にすることが求められている。そこで本第二の関連実施形態では、コンデンサやノイズフィルタ等の大型部品を、本モータ駆動装置で必須の外部接続部が占めるスペースの隙間等に重ねる形式で配置する。これにより本モータ駆動装置の内部スペースが有効に活用され、小型の装置を実現できる。
【００７９】
更に本第二の関連実施形態では、コンデンサやノイズフィルタ等の大型部品と、電源に接続されたバスバーとが、外部接続部の内部または近傍で、溶接やはんだ付け等の手段にて、直接接続されている。従来これら大型部品は、制御基板やインバータ回路が搭載されたパワー基板上に配置され、且つ電気接続されていた。従ってこれらの大型部品はこれらの基板上のスペースを占有していた。これに対し本第二の関連実施形態では、これらの大型部品を外部接続部内の空間に移し、且つバスバーに電気的に接続すること、大きなスペースの有効活用を実現する。これにより従来に比較して一層小型のモータ鼓動装置を実現できる。
【００８０】
更に第三の関連実施形態は、前記第一〜三の実施形態のモータ駆動装置であって、前記制御ユニットは、放熱板を更に有し、前記パワー部は、前記ヒートシンクと前記放熱板との間に配置される。
【００８１】
パワーステアリング装置用のモータ駆動装置は、大きな駆動力が必要になる。その為には、大電流をインバータ回路等のパワー素子に供給する必要があり、パワー素子を搭載したパワー部の発熱が問題となる。この発熱したパワー部を効果的に冷却するため、本モータ駆動装置では、金属ダイキャストにより製造された構造を有するヒートシンクに加えて、金属製の放熱板を備える。
【００８２】
第三の関連実施形態の他の態様では、更に前記放熱板は、前記パワー部または前記ヒートシンクの少なくとも何れかに接触している。接触させることで、パワー部の熱を、効果的にヒートシンクに伝えることができる。その結果、放熱板に加えてヒートシンクでも効果的な冷却が行われる。
【００８３】
第三の関連実施形態の他の態様では、熱伝導部材は、直接的または別部材を介して間接的に、パワー部、放熱板、ヒートシンクの少なくともいずれかに接触している。パワー部の温度上昇を抑えるために、熱伝導性が高く、且つ他の部品との接触面積を容易に大きくすることができる可塑性材料や流動性ある部材等を含む熱伝導部材を、パワー部に直接または間接的に接触させる。これによりパワー部の熱を直接、または間接的に放熱板またはヒートシンクに伝え、冷却効率を高める。
【００８４】
第三の関連実施形態の他の態様では、更に前記パワー部は、前記放熱板に設けられた固定機構により、前記制御ユニットケースに固定されている。放熱板に設けられた固定機構で、パワー部をモータ駆動装置の本体に固定できる。これによりパワー部に本体に取り付けるための構造を設ける必要がなく、パワー部の小型化が可能になる。またこの固定機構はネジである。ネジにより簡便に固定できる。
【符号の説明】
【００８５】
１・・・ステアリングハンドル、２・・・トルクセンサ、３・・・ギアボックス、５・・・イグニッションスイッチ、６・・・モータ、７・・・電子制御ユニット（制御部）、９・・・コネクタケース、９−１，９−２，９−３・・・コネクタ部、９−４・・・ユニットカバー部、１３・・・ヒートシンク、１３−１・・・設置面、１６・・・パワーモジュール、１７・・・放熱板、１９・・・制御基板、１９−１，１９−２・・・発熱部品、２２・・・シャフト、２４・・・レギュレータ、２５・・・マイクロコンピュータ、２６・・・信号増幅部、２７・・・検出電流増幅部、３０・・・磁気検出素子、３２・・・熱伝達部材、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６・・・インバータ回路。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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