(57)【要約】【課題】 車載用電子制御ユニット又は車載用機電一体型電動モータであって、高い放熱効率を有する小型の車載用電子制御ユニット又は機電一体型電動モータを提供する。【解決手段】 車載用電子制御ユニットは、電動モータ４３を格納可能なモータケース４３０と、モータケース４３０の蓋体４３１と、電動モータ４３に駆動信号を供給するスイッチング回路ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６を有するパワー部１００と、スイッチング回路ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６を制御する制御回路を有する制御部３００と、を備える。ケース４３０は、パワー部１００及び制御部３００を更に格納する。蓋体４３１の下面は、パワー部１００と接触され、ケース４３０及び蓋体４３１の各々は、放熱性を有する。蓋体４３１の上面は、露出している。車載用機電一体型電動モータは、このような車載用電子制御ユニット及び電動モータ４３を備える。【選択図】 図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータを駆動制御する車載用電子制御ユニットは、
ＥＣＵハウジング部を備えるケースと、
前記ＥＣＵハウジング部の上部を覆う蓋体と、
前記電動モータに駆動信号を供給するスイッチング回路と前記スイッチング回路が実装されるパワー基板を有するパワー部と、
前記スイッチング回路を制御する制御回路を有する制御部と、
を備え、
前記蓋体は、前記パワー部よりも放熱性の高い材料であって、
前記ＥＣＵハウジング部は、前記パワー部及び前記制御部を格納し、
前記蓋体の下面は、前記パワー部の上面と接触し、
前記蓋体の上面は、露出していることを特徴とする車載用電子制御ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の車載用電子制御ユニットであって、
前記車載用電子制御ユニットは、前記蓋体よりも下側から前記蓋体の上側に向かって伸びるコネクタケースを有し、
前記コネクタケースは、前記蓋体の上面よりも上側に向かって突出した外部コネクタを有し、
前記制御部は前記パワー部の下側において上下方向に重なることを特徴とする。
【請求項３】
請求項２に記載の車載用電子制御ユニットであって、
前記蓋体は、
上下方向に対して垂直に延びる本体部と、
本体部の上面から、上側に向かって延びる放熱フィンと、
を有することを特徴とする。
【請求項４】
請求項３に記載の車載用電子制御ユニットであって、
平面視において、ECUハウジング部よりも内側の領域は、
前記コネクタケースが配置されるコネクタ領域と、
前記放熱フィンが前記蓋体の上面に配置される放熱フィン領域と、を有することを特徴とする。
【請求項５】
請求項４に記載の車載用電子制御ユニットであって、  
前記本体部は、
前記コネクタ領域において、前記コネクタケースが前記本体部の上面に接触することを特徴とする。
【請求項６】
請求項４から請求項５のいずれかに記載の車載用電子制御ユニットであって、
前記パワー部は、前記本体部における前記放熱フィン領域の下側と熱的に接触することを特徴とする。
【請求項７】
請求項６に記載の車載用電子制御ユニットであって、
前記スイッチング回路は前記放熱フィンと上下方向に重なった位置に配置されていることを特徴とする。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の車載用電子制御ユニットであって、
前記パワー部の上面と前記本体部の下面との間には、熱伝導材が配置され、
前記本体部の下面には、前記パワー部と接触する部分に沿って延びる蓋溝が形成され、
前記本体部は、前記蓋溝の外側において、前記蓋溝に沿って延び、下側に向かって突出する突出部を有し、
前記突出部は前記パワー部の外側に配置されていることを特徴とする。
【請求項９】
請求項８に記載の車載用電子制御ユニットであって、
前記パワー部は、固定部材にて前記本体部に固定されており、
前記本体部は、前記雄ネジが挿入される被固定部を有しており、
前記被固定部は、前記蓋溝の外側に配置されていることを特徴とする。
【請求項１０】
請求項２から請求項９のいずれかに記載の車載用電子制御ユニットであって、
前記パワー部の少なくとも一部は、前記放熱フィンおよび前記コネクタケースと上下方向において重なることを特徴とする。
【請求項１１】
請求項４から請求項１０のいずれかに記載の車載用電子制御ユニットであって、
前記コネクタ領域は、
前記蓋体の下側における下側コネクタ領域と、
前記蓋体の上側における上側コネクタ領域と、を備え、
前記上側コネクタ領域は、前記下側コネクタ領域よりも領域の面積が大きいことを特徴する。
【請求項１２】
請求項１１に記載の車載用電子制御ユニットであって、
前記コネクタケースはさらに、
前記外部コネクタを介して外部と接続される複数の端子と、
前記外部コネクタの下側から上下方向に対して垂直に広がる板状部と、
前記板状部から前記蓋体よりも下側に突出し、内部に前記複数の端子が配置される内部コネクタを有し、
前記内部コネクタは、前記外部コネクタよりも前記放熱フィン領域から離れて配置されていることを特徴とする。
【請求項１３】
請求項１１に記載の車載用電子制御ユニットであって、
前記外部コネクタは、トルク信号を入力するコネクタ部を有することを特徴とする。
【請求項１４】
請求項１１から請求項１３のいずれかに記載の車載用電子制御ユニットであって、
前記複数の端子は、制御部に接続され、
前記複数の端子の前記制御部に接続される部分は、前記内部コネクタから露出していることを特徴とする。
【請求項１５】
請求項１４の車載用電子制御ユニットであって、
前記内部コネクタは、前記パワー部の下面よりも下方まで延びていることを特徴をする。
【請求項１６】
請求項１１から請求項１４に記載の車載用電子制御ユニットであって、
前記板状部の下面は、
前記蓋体の上面と接触し、かつ前記内部コネクタを囲うコネクタ溝を有し、
前記溝には、Ｏリングが配置され、
前記板状部の下面は、前記コネクタ溝に囲われる領域よりも、前記コネクタ溝に囲われない領域の方が大きい、ことを特徴とする。
【請求項１７】
請求項１から請求項１６のいずれかに記載の車載用制御ユニットにおいて、
前記ECUハウジング部は、中空円筒状である壁部を有し、
前記蓋体は、下面の外縁部に上方向に窪む取付部を有し
前記取付部の下面は、前記壁部の頂面の少なくとも一部と接触し、
前記取付部の側面は、Ｏリングを固定可能な凹部を有し、
縦断面において、壁部は、前記凹部に対応し、且つ前記蓋体の下面に垂直な内壁面を有し、
前記Ｏリングは、前記蓋体の前記凹部と前記内壁面とに接触していることを特徴とする。
【請求項１８】
請求項１２から請求項１６のいずれかに記載の車載用制御ユニットであって、
前記蓋体は、前記制御部を支持可能な台座を有し、
前記制御部は、固定部材によって、前記台座に固定され、
前記台座は、前記本体部の下面から前記制御部の上面まで延び、
前記内部コネクタの側面は、前記台座の側面に接触していることを特徴とする。
【請求項１９】
請求項１から請求項１８のいずれかに記載の車載用制御ユニットであって、
前記パワー部は、前記スイッチング回路が実装された金属基板と、前記駆動信号の元と
なる電源電圧を平滑する少なくとも１つの電解コンデンサと、を更に有し、
前記少なくとも１つの電解コンデンサは、第１の面に実装され、
前記スイッチング回路及び前記少なくとも１つの電解コンデンサは、前記第１の面と異なる前記金属基板の面に実装されることを特徴とする。
【請求項２０】
請求項１から請求項１８に記載の前記車載用電子制御ユニットを備えた車載用機電一体型電動モータであって、
前記ケースは、前記ECUハウジング部よりも下側に配置され、かつ前記電動モータを格納するモータケース部をさらに備え、
前記ECUハウジング部と前記モータケース部とは一体で設けられている、ことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されている電子制御ユニット（車載用電子制御ユニット）、及び、その電子制御ユニットと一体に形成されている電動モータ（車載用機電一体型電動モータ）等に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両は、車載装置として、例えば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操舵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電動モータで発生し、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】
例えば特許文献１は、車載用機電一体型電動モータの構造を開示する。ここで、特許文献１の図２の第１プリント基板（制御部）１４、金属基板（パワー部）１６等（電子制御ユニット）は、図３の電動モータ８と一体に形成されている。また、特許文献１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１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。【０００４】
しかしながら、例えば特許文献１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、特許文献１の段落［００３１］の記載によれば、特許文献１の図２のＥＣＵハウジング１１は、放熱性を有している。一方、特許文献１の図２のＥＣＵハウジング１１の蓋体１２は、放熱性を有していない。従って、放熱効率が改善されることが望ましい。【０００５】
例えば特許文献２は、車載用機電一体型電動モータの構造を開示する。ここで、特許文献２の図７の制御部３０、パワーモジュール（パワー部）４０等のコントローラ（電子制御ユニット）は、モータケース１１を介してモータと一体に形成されている。また、特許文献２の段落［００３８］の記載によれば、特許文献２の図７のカバー９１は、磁気シールド性を有している。【０００６】
特許文献２のヒートシンク８０では、ヒートシンク８０の平面部８３等の側部側だけでなく、カバー９１側にも熱を放出することができる。従って、特許文献２のヒートシンク８０の放熱効率は、特許文献１のＥＣＵハウジング１１の放熱効率よりも高い。なお、特許文献２の図７の制御部３０、パワーモジュール（パワー部）４０等のコントローラ（電子制御ユニット）をモータに固定するために、特許文献２の図２，図３，図４において、ヒートシンク８０は、モータケース１１に接続されているに過ぎず、特許文献２のヒートシンク８０の放熱効率は、ヒートシンク８０それ自身の放熱容量に依存している。特許文献２のヒートシンク８０の放熱効率は、特許文献１のＥＣＵハウジング１１の放熱効率よりも高いが、特許文献２のカバー９１は、特許文献２のヒートシンク８０と異なる部材であり、部品点数又は製造コストが増加してしまう。また、特許文献２のカバー９１では、特許文献２のヒートシンク８０の放熱効率を悪化させてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−６３６８９号公報
【特許文献２】特許第５２８７７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の１つの目的は、車載用機電一体型電動モータ又は車載用電子制御ユニットであって、高い放熱効率を有する機電一体型電動モータ又は車載用電子制御ユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の態様において、  電動モータを駆動制御する車載用電子制御ユニットは、ＥＣＵハウジング部を備えるケースと、ＥＣＵハウジング部の上部を覆う蓋体と、電動モータに駆動信号を供給するスイッチング回路とスイッチング回路が実装されるパワー基板を有するパワー部と、スイッチング回路を制御する制御回路を有する制御部と、を備え、蓋体は、パワー部よりも放熱性の高い材料であって、ＥＣＵハウジング部は、パワー部及び制御部を格納し、蓋体の下面は、パワー部の上面と接触し、蓋体の上面は、露出していることを特徴とする車載用電子制御ユニット。
【発明の効果】
【００１０】
第１の態様によれば、モータケース部の蓋体の下面は、発熱部品であるスイッチング回路を有するパワー部と密着されているので、放熱性を有する蓋体は、放熱性を有するモータケース部側だけでなく、蓋体の上面側にも熱を放出することができる。これにより、電子制御ユニットは、高い放熱効率を有することができる。【００１１】
当業者は、例示した本発明に従う態様が、本発明の精神を逸脱することなく、さらに変更され得ることを容易に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、それぞれ、第１及び第２の比較例を示す。
【図２】図２は、電動パワーステアリング装置の概略構成例を示す。
【図３】図３（Ａ）は、本発明に従う機電一体型電動モータの概略構成例を示し、図３（Ｂ）は、Ｏリングの配置例を示す。
【図４】図４は、本発明に従う機電一体型電動モータの外観例を示す。
【図５】図５は、図４の機電一体型電動モータの断面図の１例を示す。
【図６】図６は、図４の機電一体型電動モータの組立説明図の１例を示す。
【図７】図７は、図４の電子制御ユニットの分解斜視図の１例を示す。
【図８】図８は、図５のパワー部を表す回路構成図の１例を示す。
【図９】図９（Ａ）は、図７のパワー部の第１のコンポーネントの主構造の斜視図の１例を示し、図９（Ｂ）は、図７のパワー部の組立説明図の１例を示す。
【図１０】図１０は、図７の制御部の機能ブロック図の１例を示す。
【図１１】図１１は、回生ブレーキ機能を有する電動サーボブレーキシステムの概略構成例を示す。
【図１２】図１２は、図４の機電一体型電動モータの組立説明図の１例を示す。
【図１３】図１３は、図４の機電一体型電動モータの領域説明の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に説明する最良の実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。従って、当業者は、本発明が、以下に説明される最良の実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。
【００１４】
図２は、電動パワーステアリング装置１０の概略構成例を示す。図２の例において、電動パワーステアリング装置１０は、電動パワーステアリング用の電子制御ユニット（広義には、「電動モータを駆動制御する車載用電子制御ユニット」）４２を備える。具体的には、電動パワーステアリング装置１０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）２１から車両の操舵車輪（例えば前輪）２９，２９に至るステアリング系２０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４０を備えている。
【００１５】
図２の例において、ステアリング系２０は、ステアリングハンドル２１にステアリングシャフト２２（ステアリングコラムとも言う。）及び自在軸継手２３，２３を介して回転軸２４（ピニオン軸、入力軸とも言う。）を連結し、回転軸２４にラックアンドピニオン機構２５を介してラック軸２６を連結し、ラック軸２６の両端に左右のボールジョイント５２，５２、タイロッド２７，２７及びナックル２８，２８を介して左右の操舵車輪２９，２９を連結したものである。ラックアンドピニオン機構２５は、回転軸２４に有したピニオン３１と、ラック軸２６に有したラック３２とを備える。
【００１６】
ステアリング系２０によれば、運転者がステアリングハンドル２１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２５を介して、操舵車輪２９，２９を操舵することができる。
【００１７】
図２の例において、補助トルク機構４０は、ステアリングハンドル２１に加えたステアリング系２０の操舵トルクを操舵トルクセンサ４１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４２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）を電動モータ４３で発生し、補助トルクを減速機構４４（例えばウォームギヤ機構）を介して回転軸２４に伝達し、さらに、補助トルクを回転軸２４からステアリング系２０のラックアンドピニオン機構２５に伝達するようにした機構である。
【００１８】
補助トルクがステアリング系２０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１０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２の電動パワーステアリング装置１０は、ピニオン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１０は、ラックアシスト型、コラムアシスト型等に適用してもよい。
【００１９】
電動モータ４３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電動モータ４３の回転角（回転信号とも言う。）は、電子制御ユニット４２によって検出される。ロータは、例えば永久磁石で構成され、電子制御ユニット４２は、永久磁石（Ｎ極及びＳ極）の動きを磁気センサで検出することができる。
【００２０】
電子制御ユニット４２は、例えば、電源回路、モータ電流（実電流）を検出する電流センサ、マイクロプロセッサ、ＦＥＴブリッジ回路、磁気センサ等によって構成される。電子制御ユニット４２は、トルク信号だけでなく、例えば車速信号も、外部信号として入力することができる。外部機器６０は、例えばＣＡＮ（ControllerAreaNetwork）等の車内ネットワークで通信可能な他の電子制御ユニットであるが、例えば車速信号に相当する車速パルスを出力可能な車速センサでもよい。ここで、外部信号は、トルク信号等のシステム側の信号と車速信号等の車体側の信号（車体信号）とを含み、車体信号は、車速信号、エンジン回転数等の通信信号だけでなく、イグニッションスイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号を含むことができる。電子制御ユニット４２のマイクロプロセッサは、例えばトルク信号、車速信号等に基づいて、電動モータ４３をベクトル制御することができる。マイクロプロセッサによって制御されるＦＥＴブリッジ回路は、例えば、電動モータ４３（ブラシレスモータ）に駆動電流（３相交流電流）を通電するスイッチング回路、具体的には、例えば図８のＦＥＴ１，ＦＥＴ２，ＦＥＴ３，ＦＥＴ４，ＦＥＴ５，ＦＥＴ６によって構成される。磁気センサ３１０は、例えばホールＩＣ（図７参照）によって構成される。
【００２１】
このような電子制御ユニット４２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、車速センサによって検出された車速（車速信号、車速パルス）及び磁気センサ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４２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、電動モータ４３の駆動電流（駆動信号）を制御することができる。
【００２２】
Ｂ＋は、例えば車両に直流電源として設けられるバッテリ６１の正極の電位を示し、Ｂ−は、そのバッテリ６１の負極の電位を示し、負極の電位Ｂ−は、車両の車体に接地することができる。なお、電子制御ユニット４２は、例えばコネクタケース４４０（図７参照）の外部コネクタのコネクタ部（例えば図７の手前のコネクタ部、即ち例えば図４の奥のコネクタ部）に、入力端子Ｂ＋，Ｂ−（第１の入力端子、バッテリ端子）を備え、コネクタケース４４０は、バッテリ６１からの電力を電子制御ユニット４２に供給することができ、電源電圧（正極の電位Ｂ＋と負極の電位Ｂ−との差）は、電動モータ４３の駆動信号の元となる。
【００２３】
図２の電動パワーステアリング装置１０によれば、運転者の操舵トルクに電動モータ４３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２６で操舵車輪２９を操舵することができる。
【００２４】
図３（Ａ）は、本発明に従う機電一体型電動モータの概略構成例を示し、図３（Ｂ）は、Ｏリングの配置例を示す。図３（Ａ）の例において、機電一体型電動モータは、図２の電動モータ４３を格納するモータケース部４４７と、後述するパワー部１００および制御部３００を格納するＥＣＵハウジング部４２０と、を有するケース４３０を有する。さらにケース４３０の蓋体４３１と、電動モータ４３に駆動信号を供給するスイッチング回路（例えば、図８のＦＥＴ１〜ＦＥＴ６）を有するパワー部１００と、スイッチング回路を制御する制御回路（図１０参照）を有する制御部３００と、を備える。図３（Ａ）のケース４３０は、パワー部１００及び制御部３００を格納している。また、モータケース部４４７（又は電動モータ４３）は、蓋体４３１、パワー部１００及び制御部３００は、例えば電動モータ４３のモータ軸４５０の方向に、モータケース部４４７（又は電動モータ４３）、制御部３００、パワー部１００及び蓋体４３１の順で配置される。加えて、蓋体４３１の下面は、パワー部１００と密着され、ケース４３０及び蓋体４３１の各々は、放熱性を有する例えば金属で構成され、ケース４３０の蓋体４３１の上面は、露出している。
【００２５】
ここで、ケース４３０は、ＥＣＵハウジング部４２０と、モータケース部４４７とを有するが、ＥＣＵハウジング部４２０とモータケース部４４７とは別体で設けてもよいし、一体で設けてもよい。しかしながら、別体であれば、次に示すような課題が生じる。図１（Ａ）は、第１の比較例を示す。図１（Ａ）に示されるように、ヒートシンク４００は、パワー部１００と密着されているので、図１（Ａ）のヒートシンク４００も、高い放熱効率を有することができる。しかしながら、パワー部１００及び制御部３００を格納するＥＣＵハウジング４２０は、ヒートシンク４００（又はモータケース部４４７）と異なる部材であり、部品点数又は製造コストが増加してしまう。加えて、防水性を有する電子制御ユニット又は機電一体型電動モータを提供する時に、図１（Ａ）のヒートシンク４００とＥＣＵハウジング部４２０との間に防水部材が必要であり、且つＥＣＵハウジング部４２０とケース４３０との間にもう１つの防水部材が必要である。また、ＥＣＵハウジング部４２０は、ＥＣＵハウジング部４２０と異なる部材であるヒートシンク４００及びケース４３０の間に介在するため、ヒートシンク４００からケース４３０への熱伝達が遅れ、従って、図１（Ａ）のヒートシンク４００放熱効率は、低下してしまう。このような課題に対し、ＥＣＵハウジング部４２０とモータケース部４４７とが一体であれば、パワー部１００及び制御部３００を格納するＥＣＵハウジング部４２０は、ヒートシンク４００（又はケース４３０）と異なる部材であり、部品点数又は製造コストの低減が実現できる。さらに、ＥＣＵハウジング部４２０とケース４３０との間に必要となるもう一つの防水部材も低減できる。また、ＥＣＵハウジング部４２０は、ＥＣＵハウジング部４２０と異なる部材であるヒートシンク４００及びケース４３０の間に介在するため、ヒートシンク４００からケース４３０への熱伝達が遅れることがなくなる。従って、一体であれば図１（Ａ）のヒートシンク４００の放熱効率の低下を改善する事ができるという効果を備える。
【００２６】
なお、図１（Ｂ）は、第２の比較例を示す。図１（Ｂ）に示されるように、ＥＣＵハウジング部４２０が放熱性を有する又はヒートシンクである時に、部品点数又は製造コストの増加を抑制することができる。しかしながら、電動モータのモータ軸４５０方向の大きさ（長さ）を考慮すると、図１（Ｂ）のＥＣＵハウジング部４２０とケース４３０との間に防水部材が配置される。従って、図１（Ｂ）のケース４３０の径方向の大きさ（幅ｂ）は、図１（Ａ）のケース４３０の径方向の大きさ（幅ａ）よりも増加してしまう。特に、図１（Ｂ）において、防水部材は、ケース４３０の垂直な内壁面と接することができる。仮に、防水部材がＥＣＵハウジング部４２０の壁部の水平な底面と接する場合、ＥＣＵハウジング部４２０の壁部の大きさ（厚さ）が増加してしまい、ケース４３０の径方向の大きさ（幅ｂ）がより一層増加してしまう。このような課題に対して、ＥＣＵハウジング部４２０とケース部４６０とが一体であれば、ＥＣＵハウジング部４２０の壁部の大きさ（厚さ）が増加してしまうという課題を解決することができる。
【００２７】
また、図１（Ｂ）のＥＣＵハウジング４２０に制御部３００を配置する時に、作業効率が低下してしまう。言い換えれば、ＥＣＵハウジング４２０の内壁面とモータケース部４４７との空間が狭く、制御部３００及びパワー部１００をＥＣＵハウジング４２０に固定し難い。また、手作業ではなく、機械で図１（Ｂ）のＥＣＵハウジング４２０に制御部３００及びパワー部１００を配置する時に、その配置に関する高い精度がその機械に要求されるので、その機械の設備が増加し、従って、電子制御ユニットの製造コストが増加してしまう。このような課題に対して、ＥＣＵハウジング部４２０とモータケース部４４７とが一体であれば、蓋体４３１がパワー基板１０１等を格納する壁を備える必要がなく、蓋体４３１へのパワー基板１０１等を固定するのが容易となり、機械を使用したECUハウジング部４２０に制御部３００及びパワー部１００を配置する組み立ての難易度を低下させることができる。つまり、電子制御ユニットの製造コストが増加してしまうという課題を解決することができる。
【００２８】
本発明の車載用電子制御ユニットは、ＥＣＵハウジング部４２０を備えるケース４３０と、ＥＣＵハウジング部４２０の上部を覆う蓋体４３１と、電動モータ４３に駆動信号を供給するスイッチング回路とスイッチング回路が実装されるパワー基板１０１を有するパワー部１００と、スイッチング回路を制御する制御回路を有する制御部３００と、を備える。蓋体４３１は、パワー基板１０１よりも放熱性の高い材料である。ＥＣＵハウジング部４２０は、パワー部１００及び制御部３００を格納する。蓋体４３１の下面は、パワー部３００の上面と接触する。蓋体４３１の上面は、露出している。
【００２９】
ケース４３０の蓋体４３１の下面は、発熱部品であるスイッチング回路を有するパワー部１００と密着されているので、パワー基板１０１よりも放熱性の高い材料からなる蓋体４３１は、放熱性を有するケース４３０側だけでなく、蓋体４３１の上面側にも熱を放出することができる。ただし、ここでいうパワー基板１０１とは、銅泊等を除いた素の基板を指す。これにより、機電一体型電動モータ又は電子制御ユニット４２は、高い放熱効率を有することができる。特に、放熱性の高い材料からなる蓋体４３１は、放熱性を有するケース４３０と直接に接している。ここで、放熱性を有する蓋体４３１が放熱性を有するケース４３０（壁部４３０ｗ）と接触する面積が大きいことが好ましい。言い換えれば、蓋体４３１をケース４３０（壁部４３０ｗ）に単に固定する時には、蓋体４３１とケース４３０（壁部４３０ｗ）とが数カ所だけで互いに接触してもよい。従って、蓋体４３１がケース４３０（壁部４３０ｗ）と接触する面積が最大である時に、蓋体４３１からケース４３０に移動する熱が最大限になる。加えて、ケース４３０及び蓋体４３１の各々が放熱性を有する又はヒートシンクである時に、部品点数又は製造コストの増加を抑制することができる。ここで、蓋体４３１は、単にヒートシンクとして機能するだけではなく、蓋体４３１がケース４３０（壁部４３０ｗ）と接触する面積を介して熱をケース４３０に移動させるので、蓋体４３１の容量を必要以上に大きくする必要もなく、従って、蓋体４３１は、小型であり、且つ軽量である。
【００３０】
図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のケース４３０と直接に接する蓋体４３１の拡大図である。図２の電子制御ユニット４２が防水性を有する時に、機電一体型電動モータ又は電子制御ユニット４２は、防水部材、具体的には、図３（Ｂ）のＯリング５０１を備えることができる。一方、機電一体型電動モータが防水性を有しない時に、機電一体型電動モータは、防水部材を備えなくてもよく、これにより、機電一体型電動モータの製造コストを低減することができる。図２（Ａ）の蓋体４３１は、Ｏリング５０１を固定可能な例えば溝４３１ｄ等の凹部を有することができ、例えば図３（Ｂ）に示されるような断面視において、ケース４３０の壁部４３０ｗ（図６を参照するに、中空円筒）は、蓋体４３１の例えば下面に垂直な内壁面４３０ｉｓ及び外壁面４３０ｏｓと、蓋体４３１の例えば下面に平行な頂面４３０ｔと、を有している。ここで、溝４３１ｄは、内壁面４３０ｉｓ（中空円筒の内側）に対応している。
【００３１】
Ｏリング５０１は、蓋体４３１の溝４３１ｄとケース４３０の垂直な内壁面４３０ｉｓとの間の隙間を密閉してもよい。即ち、Ｏリング５０１は、ケース４３０の垂直な内壁面４３０ｉｓを利用して、防水性を有する機電一体型電動モータ又は電子制御ユニット４２を提供することができる。加えて、Ｏリング５０１は、ケース４３０の垂直な内壁面４３０ｉｓと接するので、小型の機電一体型電動モータ又は電子制御ユニット４２を提供することができる。言い換えれば、仮に、溝４３１ｄの位置が壁部４３０wの水平な頂面４３０ｔに移動して、Ｏリング５０１がケース４３０の壁部４３０wの水平な頂面４３０ｔと接する場合、ケース４３０の壁部４３０wの大きさ（厚さ）が増加してしまい、ケース４３０の径方向の大きさ（幅ａ）が増加してしまう。ここで、図３（Ａ）のケース４３０の径方向の大きさ（幅ａ）は、ケース４３０の壁部４３０ｗの垂直な外壁面４３０ｏｓで規定されている。図３（Ｂ）に示されるように、壁部４３０ｗの水平な頂面４３０ｔに放熱性（蓋体４３１に対する接触面）を設け、且つ壁部４３０ｗの垂直な内壁面４３０ｉｓに防水性を設けることによって、ケース４３０の径方向の大きさ（幅ａ）の増加を抑制することができるとともに、蓋体４３１がケース４３０（壁部４３０ｗ）と接触する面積を最大限に設定することができる。
【００３２】
図４は、本発明に従う機電一体型電動モータの外観例を示す。図４の例において、ケース４３０の蓋体４３１は、複数のフィンを有し、複数のフィンは、蓋体４３１の上面側に熱を放出する時にその熱が蓋体４３１の上面に滞留しないように設計することができる。加えて、蓋体４３１の上面の一部にコネクタケース４４０が設置されている。言い換えれば、蓋体４３１の上面のすべてがコネクタケース４４０によって覆われていないので、蓋体４３１の上面の残部（外部に露出している露出部）は、蓋体４３１の上面側に熱を放出し続けることができる。
【００３３】
図４のコネクタケース４４０の外部コネクタは、図２の操舵トルクセンサ４１によって検出されるトルク信号を入力するコネクタ部（例えば中央のコネクタ部）を有している。トルク信号を入力するコネクタ部がケース４３０の蓋体４３１の上面の一部に形成されているので、コネクタ部の出っ張り（ケース４３０の径方向の出っ張り）を抑制し、小型の電子制御ユニット４２を提供することができる。加えて、電子制御ユニット４２の周囲には、図示されないエンジン、トランスミッション等が存在して、電子制御ユニット４２が配置される空間が制限されることがある。従って、このような制限が存在する時に、小型の電子制御ユニット４２をエンジンルームに配置し易い。
【００３４】
加えて、図４の例において、図２の電動モータ４３のモータ軸４５０の方向に電子制御ユニット４２が配置されるように、電子制御ユニット４２は、電動モータ４３と一体に形成される。図４の例において、方向ＤＲ１が電動モータ４３の上を指す場合、電子制御ユニット４２は、電動モータ４３又はケース４３０の上部に電動モータ４３と一体に形成することができる。なお、コネクタケース４４０は、入力端子Ｂ＋，Ｂ−（第１の入力端子、バッテリ端子）を有するとともに、操舵トルクセンサ４１等と電子制御ユニット４２とを接続する複数の端子（第２の入力端子、信号端子）を有している（図７参照）。
【００３５】
図５は、図４の機電一体型電動モータの断面図（Ａ−Ａ断面図）の１例を示す。但し、図５の例において、コネクタケース４４０は、省略されている。図５に示されるように、ケース４３０は、図２のモータ４３−２を格納する空間４３１Ｓ１と、パワー部１００及び制御部３００を格納する空間４３１Ｓ２とを有している。図６のコネクタケース４４０は、空間４３１Ｓ１側に、電動モータ４３のモータ軸４５０又は出力軸を装着する可能な穴部を備えているが、モータ軸４５０又は出力軸には、例えばオイルシールが使用され、電子制御ユニット４２は、防水性を有している。また、図５のコネクタケース４４０は、空間４３１Ｓ１，４３１Ｓ２を隔離する隔壁４３１ｂを更に有することができる。
【００３６】
図６は、図４の機電一体型電動モータの組立説明図の１例を示す。図６に示されるように、蓋体４３１にパワー部１００及び制御部３００（並びにコネクタケース４４０）が固定される状態で、蓋体４３１をケース４３０に挿入して、図４の電子制御ユニット４２を組み立てることができる。もちろん、Ｏリング５０１を蓋体４３１とケース４３０との間に設けることで、Ｏリング５０１が弾性変形し、これにより、防水性を有する機電一体型電動モータが提供される。また、蓋体４３１は、図示しない固定部材を介して、より一層強く、ケース４３０に固定することができる。
【００３７】
図７は、図２の電子制御ユニット４２の分解斜視図の１例を示す。上下が反転している図７に示されるように、蓋体４３１の下面は、固定部材、具体的には、雄ネジ２９０を介して、パワー部１００の上面に固定することができる。詳しくは、蓋体４３１の下面は、雄ねじ２９０を介して、パワー基板１０１の上面に固定することができる。ここで、パワー部１００の下面と制御部３００の上面との間には、制御部３００の出力部、具体的には、図８の出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗと電動モータ４３の三相線とを接続する時に使用されるフレーム１０５が挿入されている。加えて、図７の蓋体４３１は、制御部３００の上面を支持可能な台座４３１ｐを有することができる。制御部３００は、固定部材、具体的には、雄ネジ３９０を介して、台座４３１ｐに固定することができる。
【００３８】
制御部３００及びパワー部１００が蓋体４３１に固定された状態で、制御部３００及びパワー部１００をケース４３０に格納することができる（図６参照）。従って、制御部３００及びパワー部１００を蓋体４３１に固定する時に、制御部３００及びパワー部１００の周囲には何も存在しないので、作業効率の低下を抑制することができる。また、制御部３００は、パワー部１００ではなく、台座４３１ｐを介して蓋体４３１に直接に固定されているので、制御部３００の位置（高さ）の精度が高い。従って、例えば制御部３００の下面に配置される磁気センサ３１０の位置（高さ）の精度も高く、言い換えれば、電動モータ４３の回転角を表す回転信号のバラツキ（製品誤差）が小さい。なお、図７の円形のＯリング５０１は、図３（Ｂ）に示すような溝４３１ｄに予め固定することができる。また、図７の環状のＯリング５０２は、蓋体４３１とコネクタケース４４０との間の隙間を密閉することができる。
【００３９】
図６と図７を用いてさらに詳細に説明すると、車載用電子制御ユニット４２は、蓋体４３１よりも下側から蓋体４３１の上側に向かって伸びるコネクタケース４４０を有する。コネクタケース４４０は、蓋体４３１の上面よりも上側に向かって突出した外部コネクタを有し、制御部３００はパワー部１００の下側において上下方向に重なる。
【００４０】
軸方向に外部コネクタを含むコネクタケース４４０、パワー部１００と制御部３００とを配置することによって径方向の小型化を実現している。
【００４１】
さらに、蓋体４３１は、上下方向に対して垂直に延びる本体部４３３と、本体部４３３の上面から、上側に向かって延びる放熱フィン４３２と、を有している。
【００４２】
蓋体４３１が上側に向かって延びる放熱フィン４３２を有することによって、パワー部１００の発熱をより効率的に放熱することができる。また、放熱フィン４３２は、蓋体４３１の上面側に熱を放出する時にその熱が蓋体４３１の上面に滞留しないように設計するのであれば、形状は限定されない。例えば図４のように放熱フィンは複数のリブ形状であってもよく、図１２のように複数の突起であってもよい。
【００４３】
車載用電子制御ユニット４２は、平面視において、ECUハウジング部４２０よりも内側の領域は、コネクタケース４４０が配置されるコネクタ領域４４１と、放熱フィンが蓋体４３１の上面に配置される放熱フィン領域４４２と、を有する。
【００４４】
本体部４３３は、コネクタ領域４４１において、コネクタケース４４０が本体部４３３の上面に接触する。このような構成にすることによって、本体部４３３の一方側とコネクタケース４４０の他方側を面接触させることによって外部コネクタの傾きを抑制することができる。さらに、外部コネクタの傾きを抑制できているため、車載用電子制御ユニット４２の取付け性が向上する。
【００４５】
パワー部３００は、本体部４３３における放熱フィン領域４４２の下側と熱的に接触する。このような構成にすることによって、パワー部３００からの発熱を効率的に放熱フィン４３２から放熱することができる。
【００４６】
スイッチング回路は、放熱フィン４３２と上下方向に重なった位置に配置されている。
【００４７】
スイッチング回路と放熱フィン４３２が軸方向に配置されていることによって、スイッチング回路からの発熱を効率的に放熱することができる。
【００４８】
パワー部３００の上面と本体部４３３の下面との間には、熱伝導材が配置される。本体部４３３の下面には、パワー部３００と接触する部分に沿って延びる蓋溝４３２が形成され。本体部４３３は、蓋溝４３２の外側において、蓋溝４３２に沿って延び、下側に向かって突出する突出部４３４を有し、突出部４３４はパワー部３００の外側に配置されている。
【００４９】
熱伝導材（グリース）があることで、さらにパワー基板１００から発生する熱の放熱効果が高まる。また、蓋溝４３２があることで、グリースが飛び散らず、所定の位置に配置される。また、さらに溝の外側にパワー部３００の位置をガイドする突出部４３４があることで、熱伝導材（グリース）がパワー基板１０１と蓋体４３１の間以外のところに飛び散るのをさらに抑制することができる。
【００５０】
パワー基板１００は、固定部材４３５にて本体部４３３に固定されており、本体部４３３は、固定部材２９０が挿入される被固定部を有している。被固定部は、蓋溝４３２の外側に配置されている。
【００５１】
蓋溝４３２に熱伝導材が溜まることにより、蓋溝４３２の外側にある固定部材２９０が固定される被固定部に熱伝導材が及ぶことが抑制される。これにより、固定部材２９０の締め付けが弱くなることを防止することができる。
【００５２】
パワー基板１０１の少なくとも一部は、放熱フィン４３２およびコネクタケース４４０と上下方向において重なる。
【００５３】
パワー基板１０１は放熱フィン４３２とコネクタケース４４０と少なくとの１部がモータ軸方向に重なった位置に配置することによって、パワー基板１０１の発熱を放熱フィン４３２で効率良く放熱し、さらに、コネクタケース４４０とモータ軸と重なる位置に配置することにより車載用電子制御ユニット４２の径方向小型化を実現している。
【００５４】
コネクタ領域４４１は、蓋体４３１の下側における下側コネクタ領域４４９と、蓋体４３１の上側における上側コネクタ領域４４８と、を備える。上側コネクタ領域４４８は、下側コネクタ領域４４９よりも領域の面積が大きい。つまり、上側コネクタ領域とは、板状部４３７と本体部４３３とが重なる領域であり、下側領域とは、内部コネクタが配置される領域である。
【００５５】
コネクタケース４４０はさらに、外部コネクタを介して外部と接続される複数の端子４７０と、外部コネクタの下側から上下方向に対して垂直に広がる板状部４３７と、板状部４３７から蓋体４３１よりも下側に突出し、内部に複数の端子４７０が配置される内部コネクタ４３６を有する。内部コネクタ４３６は、外部コネクタよりも放熱フィン領域４４２から離れて配置されている。
【００５６】
外部コネクタは内部コネクタ４３６よりも放熱フィン領域側４４２に配置されることによって、モータユニットの径方向幅を有効に使用し、外部コネクタを配置することができるため、車載用電子制御ユニット４２の取付性が向上する。
【００５７】
さらに、外部コネクタを放熱フィン領域に寄せることのよって、外部コネクタを垂直方向の径方向の小型化を実現することができる。また、内部コネクタ４３６が離れていることにより、パワー基板１００が本体部に接触する面積を大きくできる。
【００５８】
外部コネクタは、トルク信号を入力するコネクタ部を有する。
【００５９】
また、複数の端子４７０は、制御部３００に接続され、複数の端子４７０の制御部３００に接続される部分が、内部コネクタ４３６から露出している。このような構成により、複数の端子４７０の制御部３００に接続される部分が、内部コネクタ４３６から露出していることにより、半田付け等がしやすい。
【００６０】
内部コネクタ４３６は、パワー基板１０１の下面よりも下方まで延びている。このような構成により、複数の端子４７０が、パワー基板１０１に接触することなく制御部３００と接続することができる。
【００６１】
板状部４３７の下面は、蓋体４３１の上面と接触し、かつ内部コネクタ４３６を囲うコネクタ溝４３８を有し、コネクタ溝４３８には、Ｏリング５０２が配置され、蓋体４３１の下面は、コネクタ溝４３８に囲われる領域よりも、コネクタ溝４３８に囲われない領域の方が大きい。
【００６２】
板状部４３７が蓋体４３１の上面と接触する位置に配置されることにより、パワー基板１００が蓋体４３１と接触する面積を確保することができる。また、コネクタ溝４３８およびＯリング５０２により防水される領域を限定することで、防水性が高まる。
【００６３】
さらに、領域が狭いことにより、コネクタが多少傾いても防水効果の低減を防止することができる。
【００６４】
ECUハウジング部４２０は、中空円筒状である壁部４３０ｗを有し、蓋体４３１は、下面の外縁部に上方向に窪む取付部４３９を有する。取付部４３９の下面は、壁部４３０ｗの頂面の少なくとも一部と接触する。取付部４３９の側面は、Ｏリング５０１を固定可能な凹部４４３有する断面視において、壁部４３０ｗは、凹部４４３に対応し、且つ蓋体４３１の下面に垂直な内壁面４３０ｉｓを有し、Ｏリング５０１は、蓋体４３１の凹部４４３と内壁面４３０ｉｓとに接触している。
【００６５】
Oリング５０１と蓋体４３１とが接触していることで防水できる。また、取付部４３９の下面と壁部４３０ｗの頂面が少なくとも一部接触することで蓋体４３１から壁部４３０ｗへと熱を伝達できるため、より放熱効率を高めることができる。
【００６６】
蓋体４３１は、制御部３００の上面を支持可能な台座４３１ｐを有し、制御部３００は、固定部材４４６を介して、台座４３１ｐに固定され、内部コネクタの側面は、台座４３１ｐの側面に接触している。
【００６７】
板状部４３７から制御部３００まで延びる内部コネクタの強度を向上させることができる。
【００６８】
モータであって、ケース４３０は、電動モータ４３−２を格納するモータケース部４４７をさらに備え、ECUハウジング部４２０とモータケース部４４７とは一体で設けられている。
【００６９】
ECUハウジング部４２０とモータケース部４４７とを一体に設けることで、コスト低減、熱伝達効率を向上できる。
【００７０】
ところで、伝導ノイズ（モータノイズ）の低減対策として、コネクタ部の入力端子Ｂ＋と入力端子Ｂ−との間に、少なくとも１つの電解コンデンサ２１０（図８参照）を挿入することができる。ここで、パワー部１００（例えば金属基板）には、多くの部品（ＦＥＴ１〜ＦＥＴ１１及びシャント抵抗Ｒ１〜シャント抵抗Ｒ３）が実装され、従って、パワー部１００（例えば金属基板）には、例えば４つの電解コンデンサ２１０（図９（Ａ）参照）を実装するためのスペース及び入力端子Ｂ＋，Ｂ−を接続するためのスペースを確保することができない。そこで、制御部３００上で、入力端子Ｂ＋，Ｂ−と少なくとも１つの電解コンデンサ２１０とを電気的に接続することができる。次に、制御部３００上で、入力端子Ｂ−と図７の蓋体４３１とを電気的に接続するために、蓋体４３１には、台座４３１ｐが設けられている。このような台座４３１ｐは、蓋体４３１（及び蓋体４３１と電気的に接続されるモータケース４３０）と制御部３００とを、低いインピーダンスで直接に接続することができ、これにより、伝導ノイズが低減される。
【００７１】
図８は、図５のパワー部１００を表す回路構成図の１例を示す。図８の例において、Ｂ＋は、図２のバッテリ６１の正極の電位を入力する入力端子であり、Ｂ−は、バッテリ６１の負極の電位を入力する入力端子であり、パワー部１００は、図２の電動モータ４３の駆動信号をＦＥＴ１〜ＦＥＴ６で生成し、駆動信号を出力する３つの出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗを有する。ここで、駆動信号は、例えば図７の２つの入力端子Ｂ＋，Ｂ−（第１の入力端子、バッテリ端子）から入力された電源電圧（正極の電位Ｂ＋と負極の電位Ｂ−との差）に基づき生成される。図８の例において、スイッチング回路である６つのＦＥＴ１〜ＦＥＴ６は、正極の入力端子の電位Ｂ＋のライン及び負極の入力端子の電位Ｂ−のラインに対して、少なくとも１つの電解コンデンサ２１０と並列に接続されている。ここで、少なくとも１つの電解コンデンサ２１０は、例えば４つの電解コンデンサから構成される（図９（Ａ）参照）。  
【００７２】
ＦＥＴ１及びＦＥＴ２は、正極の電位Ｂ＋のラインと負極の電位Ｂ−のラインとの間に直列に接続され、電動モータ４３の例えばＵ巻線を流れるＵ相電流を生成することができる。Ｕ相電流を検出するための電流センサとして例えばシャント抵抗Ｒ１をＦＥＴ２と負極の電位Ｂ−のラインとの間に設けることができ、Ｕ相電流を遮断可能な半導体リレーとして例えばＦＥＴ７をＦＥＴ１とＦＥＴ２との接続ノードと電動モータ４３への出力端子Ｕとの間に設けることができる。
【００７３】
ＦＥＴ３及びＦＥＴ４は、正極の電位Ｂ＋のラインと負極の電位Ｂ−のラインとの間に直列に接続され、電動モータ４３の例えばＶ巻線を流れるＶ相電流を生成することができる。Ｖ相電流を検出するための電流センサとして例えばシャント抵抗Ｒ２をＦＥＴ４と負極の電位Ｂ−のラインとの間に設けることができ、Ｖ相電流を遮断可能な半導体リレーとして例えばＦＥＴ８をＦＥＴ３とＦＥＴ４との接続ノードと電動モータ４３への出力端子Ｖとの間に設けることができる。
【００７４】
ＦＥＴ５及びＦＥＴ６は、正極の電位Ｂ＋のラインと負極の電位Ｂ−のラインとの間に直列に接続され、電動モータ４３の例えばＷ巻線を流れるＷ相電流を生成することができる。Ｗ相電流を検出するための電流センサとして例えばシャント抵抗Ｒ３をＦＥＴ６と負極の電位Ｂ−のラインとの間に設けることができ、Ｗ相電流を遮断可能な半導体リレーとして例えばＦＥＴ９をＦＥＴ５とＦＥＴ６との接続ノードと電動モータ４３への出力端子Ｗとの間に設けることができる。
【００７５】
図８の例において、スイッチング回路である６つのＦＥＴ１〜ＦＥＴ６は、駆動信号としてＵ相電流、Ｖ相電流及びＷ相電流を電動モータ４３に供給することができ、少なくとも１つの電解コンデンサ２１０は、駆動信号の元となる電源電圧（正極の電位Ｂ＋と負極の電位Ｂ−との差）を平滑することができる。ＦＥＴ１、ＦＥＴ３及びＦＥＴ５は、バッテリ６１からの電力を遮断可能な半導体リレーとして例えばＦＥＴ１０及びＦＥＴ１１、並びにノイズフィルタとして例えばコイル２２０を介して、正極の電位Ｂ＋のラインに接続されている。ここで、コイル２２０は、正極の電位Ｂ＋に含まれるノイズを吸収することができる。
【００７６】
図８のＦＥＴ１〜ＦＥＴ１１及びシャント抵抗Ｒ１〜シャント抵抗Ｒ３は、図９（Ｂ）の金属基板に実装され、図８の少なくとも１つの電解コンデンサ２１０及びコイル２２０は、図９（Ａ）の第１のコンポーネントとして図９（Ｂ）の金属基板に設けられ、図４の出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗ及び図４で省略される複数の信号線は、第２のコンポーネントとして図９（Ｂ）の金属基板に設けられる。
【００７７】
図９（Ａ）は、図７のパワー部１００の第１のコンポーネントの主構造の斜視図の１例を示し、図９（Ｂ）は、図７のパワー部１００の組立説明図の１例を示す。図９（Ｂ）の例において、金属基板であるパワー部１００は、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ１１及びシャント抵抗Ｒ１〜シャント抵抗Ｒ３を有し、第１のコンポーネント及び第２のコンポーネントが金属基板に取り付けされる。但し、パワー部１００は、図９（Ｂ）の例に限定されず、言い換えれば、少なくとも１つの電解コンデンサ２１０（及びコイル２２０）が金属基板に立体的に配置されることにより、小型のパワー部１００を提供することができる。また、パワー部１００は、モールド型のパワーモジュールで構成してもよいが、図９（Ｂ）の非モールド型の金属基板で構成されるパワー部１００は、安価である。
【００７８】
車載用電子制御ユニットは、さらに第１のコンポーネントを下面に備える。第１のコンポーネントは、少なくとも一つの電解コンデンサ２１０と、電解コンデンサ２１０を固定し、かつパワー部１００に接続される第１フレーム１０７と、第１フレーム１０３の上端から上方向に向かって延びる。パワー部１００に接触する脚部１０６と、第１フレーム１０３から制御部３００に向かって延びる接続部１０８と、を備える。少なくとも一つの電解コンデンサ２１０は、パワー部１００上に実装される他の部品と上下方向に重なっている。
【００７９】
第１のコンポーネントを備えることで、電解コンデンサ２１０をパワー部１００を他の部品の下に配置することができ、パワー部１００を上下方向に垂直な方向に対して小型化できる。また、接続部１０８が第１フレーム１０３から延びていることにより、本来パワー部１００上にあるはずであった配線がなくなり、パワー部１００のレイアウトの自由度が向上する、または、パワー部１００が小型化できる。
【００８０】
少なくとも一つの電解コンデンサ２１０は、第１フレーム１０３の側面に固定されている。
【００８１】
電解コンデンサ２１０が横向きに配置されていることで、さらに上下方向にも小型化できる。
【００８２】
接続部１０８は、第１フレーム１０３の電解コンデンサ２１０が固定される部分よりも下側から、上下方向に垂直な方向に延びる。
【００８３】
接続部１０８が、電解コンデンサ２１０が固定される部分よりも下側から、垂直な方向に延びることにより、さらに軸方向に小型化できる。
【００８４】
図９（Ａ）の例において、４つの電解コンデンサ２１０と１つのコイル２２０と複数の接続端子とで第１のコンポーネントの主構造を形成している。図９（Ａ）の第１フレーム１０３は、複数の接続端子を例えば樹脂でモールドして形成され、第１フレーム１０３の底面（第１の面）に４つの電解コンデンサ２１０と１つのコイル２２０とが設けられる（図９（Ｂ）参照）。ここで、４つの電解コンデンサ２１０と１つのコイル２２０とは、第１フレーム１０３の底面（第１の面）に例えば半田等の接合部材で固定することができる。同様に、複数の信号線と３つの出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗとで第２のコンポーネントの主構造を形成することができ、図９（Ｂ）の第２フレーム１０４は、複数の信号線と３つの出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗとを例えば樹脂でモールドして形成される。
【００８５】
なお、金属基板の面（下面）に、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ１１及びシャント抵抗Ｒ１〜シャント抵抗Ｒ３と、第１のコンポーネント及び第２のコンポーネントとを例えばリフロー半田付けで一括して実装することができる。言い換えれば、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ１１及びシャント抵抗Ｒ１〜シャント抵抗Ｒ３と、第１のコンポーネント及び第２のコンポーネントとは、パワー部１００に面実装することができる。具体的には、金属基板の面（下面）とＦＥＴ１〜ＦＥＴ１１、シャント抵抗Ｒ１〜シャント抵抗Ｒ３等の部品との間には例えばクリーム半田（図示せず）等の接合部材が予め印刷され、そのクリーム半田の上に、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ１１、シャント抵抗Ｒ１〜シャント抵抗Ｒ３等の部品が取り付けられている。同様に、金属基板の面（下面）の接続領域にも例えばクリーム半田（図示せず）等の接合部材が予め印刷され、そのクリーム半田の上に、第１のコンポーネント及び第２のコンポーネントを取り付けることができる。次に、これらのクリーム半田を加熱して、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ１１及びシャント抵抗Ｒ１〜シャント抵抗Ｒ３と、第１のコンポーネント及び第２のコンポーネントとが、金属基板の面（下面）に接続する。
【００８６】
このように、例えば６つのＦＥＴ１〜ＦＥＴ６及び４つの電解コンデンサ２１０が金属基板の面（下面）に実装される時に、４つの電解コンデンサ２１０は、金属基板の面（下面）と異なる（具体的には、直交する）第１の面（フレーム１０３の底面）に実装されている。言い換えれば、４つの電解コンデンサ２１０は、金属基板の面（下面）に立体的に配置することができる。これにより、電子制御ユニット４２の出っ張り（モータケース４３０の径方向の出っ張り）を抑制し、小型の電子制御ユニット４２を提供することができる。さらに、例えば６つのＦＥＴ１〜ＦＥＴ６及び第１のコンポーネント（並びに第２のコンポーネント）は、金属基板の面（下面）に一括して実装され得るので、電子制御ユニット４２の製造工程を簡略化することが可能となる。
【００８７】
車載用電子制御ユニットは、さらに第２のコンポーネントを備える。第２のコンポーネントは、複数の信号線１０９と、複数の信号線１０９を束ねる第２フレーム１１０４とを有する。パワー部１００と制御部３００とは、複数の信号線１０９で接続される。複数の信号線１０９は、制御部１００から上下方向に伸び、上下方向に対して垂直方向に折れ曲がる屈曲部分１１１をそれぞれ備える。第２フレーム１０４、または、屈曲部分１１１の上側に、パワー部１００上に実装された電子部品が配置されている。
【００８８】
上下方向に対して垂直な方向に対して、パワー部１００を小型化できる。
【００８９】
第２フレーム１０４は、複数の信号線１０９を束ねる信号線固定部１１２と、パワー部１００から下方向に伸びる複数の出力端子１１４を束ねる出力端子固定部１１３と、信号線固定部１１２と出力端子固定部１１３とを連結する橋部１１５と、を備える。信号線固定部１１２が複数の信号線１０９を束ねる方向と、出力端子固定部１１３が複数の出力端子１１４を束ねる方向と、が略平行である。
【００９０】
このような構成とすることで、第２のコンポーネントをパワー部１００上に効率よく配置できる。そのため上下方向に対して垂直な方向に対して小型化できる。
【００９１】
第１フレーム１０３は、複数の電解コンデンサ２１０をパワー部１００が延びる方向と平行に固定する。第１フレーム１０３が複数の電解コンデンサ２１０を固定する方向と、信号線固定部１１２が複数の信号線１０９を束ねる方向と、が略平行である。
【００９２】
第１のコンポーネントと第２のコンポーネントとをパワー部１００上に効率よく配置できるため上下方向に対して垂直な方向に対して小型化できる。
【００９３】
図７に記載の車載用電子制御ユニットは、さらに第３フレーム１０５を有し、第３フレーム１０５は、制御部３００を保持する、複数の制御部保持部１１７と、複数の制御部保持部１１７を連結する連結部１１８と、を有する。連結部１１８が伸びる方向は、第３フレーム１０７が複数の電解コンデンサ２１０を固定する方向、および信号線固定部１１２が複数の信号線１０９を束ねる方向と略平行である。
【００９４】
第１のコンポーネントと第２のコンポーネントとをパワー部１００上に効率よく配置できる。そのため上下方向に対して垂直な方向に対して小型化できる。
【００９５】
連結部１１８は、第３フレーム１０７と信号線固定部１１２との間に配置される。
【００９６】
第１のコンポーネントと第２のコンポーネントとをパワー部１００上に効率よく配置できる。そのため上下方向に対して垂直な方向に対して小型化できる。
【００９７】
車載用電子制御ユニットであって、連結部１１８は、連結部１１８の下面から下側に伸びるリブ１１９を有する。リブ１１９は、複数の制御部保持部１１７の内面に接続されている。
【００９８】
このような構造とすることで、制御部保持部１１７の強度を向上できる。
【００９９】
車載用電子制御ユニットであって、リブ１１９の頂面は制御部３００の上面に接触している。
【０１００】
制御部３００の位置決め精度が向上する。
【０１０１】
図１０は、図７の制御部３００の機能ブロック図の１例を示す。図７において、制御回路、入力回路及び電源回路は、図示されず、省略されている一方、図１０の例において、制御部３００は、磁気センサ３１０だけでなく、制御回路、入力回路及び電源回路も有することができる。また、図１０の例において、制御部３００の制御回路は、例えばマイクロプロセッサ及び駆動回路で構成されている。
【０１０２】
図１０の制御回路は、少なくとも図８のＦＥＴ１〜ＦＥＴ６を制御し、制御回路のマイクロプロセッサは、目標電流を設定することができる。目標電流は、入力回路を介して取り込まれるトルク信号及びモータ電流（実電流）、並びに磁気センサ３１０を介して取り込まれる回転信号等によって設定される。制御回路の駆動回路は、目標電流に基づいて、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６に対応する６つの制御信号（ゲート信号）を生成する。ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６は、６つの制御信号（ゲート信号）によってオン又はオフされ、これにより、電動モータ４３に駆動信号（駆動電流）が供給される。
【０１０３】
制御回路は、半導体リレー（ＦＥＴ７〜ＦＥＴ１１）を制御することもできる。この場合、制御回路のマイクロプロセッサは、ＦＥＴ７〜ＦＥＴ１１の各々のオン又はオフを決定し、制御回路の駆動回路は、これらの決定に基づいて、ＦＥＴ７〜ＦＥＴ１１に対応する５つの制御信号（ゲート信号）を生成することができる。図９（Ｂ）の金属基板の第２フレーム１０４の複数の信号線は、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ１１に対応する例えばゲート信号を運ぶだけでなく、シャント抵抗Ｒ１〜シャント抵抗Ｒ３の電位を示す信号も運ぶことができ、図８の回路構成図と図１０の機能ブロック図とを電気的に接続することができる。
【０１０４】
図１０の例において、電源回路は、磁気センサ３１０、入力回路、マイクロプロセッサ及び駆動回路の電源を生成することができる。言い換えれば、電源回路は、図２のバッテリ６１の電源電圧（正極の電位Ｂ＋と負極の電位Ｂ−との差）をロジックの電源電圧（電位Ｖと電位ＧＮＤとの差）に変換することができる。
【０１０５】
図１１は、回生ブレーキ機能を有する電動サーボブレーキシステムの概略構成例を示す。図２において、機電一体型電動モータが電動パワーステアリング装置１０（第１の実施形態）に適用される一方、図１１において、機電一体型電動モータは、電動サーボブレーキシステム（第２の実施形態）に適用されている。もちろん、機電一体型電動モータは、他の車載装置に適用されてもよい。
【０１０６】
図１１は、例えば電動サーボブレーキ用の電子制御ユニット４２−１及び電動モータ４３−１を搭載した車両（電気車両）の概略構造を模式的に示している。例えば図１１の電子制御ユニット４２−１及び電動モータ４３−１は、例えば図２の電子制御ユニット４２及び電動モータ４３と同様に、例えば図６で示すような構造を有する機電一体型電動モータを構成することができる。図１１に示すように、車両は、車両の前部に配設された一対の操舵車輪２９，２９（前輪）と、車両の後部に配設された一対の後輪３，３とを有する。左右の操舵車輪２９，２９に連結された前輪車軸（ドライブシャフト）４には、差動機構（図示せず）を介して、駆動用の電動モータ４３−２からのトルクが伝達される。
【０１０７】
駆動用の電動モータ４３−２には、バッテリ６１（電装用バッテリ）の容量よりも大きい容量を有する駆動用のバッテリ７０が接続されている。駆動用のバッテリ７０の電力が駆動用の電動モータ４３−２に供給されるとともに、駆動用の電動モータ４３−２による発電電力が駆動用のバッテリ７０を充電するように、駆動用の電子制御ユニット４２−２は、駆動用の電動モータ４３−２及びバッテリ７０を制御することができる。車両走行用の駆動機と回生用の発電機とを兼ねる駆動用の電動モータ４３−２は、減速時には減速エネルギーを電力に変換して回生制動力を生成することができる。具体的には、運転者がアクセルペダル（図示せず）から足を離した瞬間に電気の回収が始まり、運転者がブレーキペダル６１１を踏む時に駆動用の電動モータ４３−２による減速を強めることができ、これにより、更に多くの電気が作り出されて駆動用のバッテリ７０が充電される。なお、例えば図１１の電子制御ユニット４２−２及び電動モータ４３−２も、例えば図２の電子制御ユニット４２及び電動モータ４３と同様に、例えば図６で示すような構造を有する機電一体型電動モータを構成してもよい。
【０１０８】
駆動用の電子制御ユニット４２−２は、回生制動と油圧制動とを組み合わせた回生協調制御を行うことができる。なお、車両が電気車両である時に、操舵車輪２９，２９（前輪）の代わりに、或いは操舵車輪２９，２９（前輪）に加えて、後輪３，３が駆動用の電動モータ４３−２によって駆動されてもよい。代替的に、車両がハイブリッド車両である時に、前輪車軸４には図１１中の二点鎖線で示されるエンジンＥ（内燃機関）の出力軸が差動機構（図示せず）を介して、連結される。同様に、後輪３，３がエンジンＥによって駆動されてもよい。
【０１０９】
車両は、例えば公知のディスクブレーキシステムを備えることができ、例えば左右の操舵車輪２９，２９（前輪）の各々には、ディスク２ａ及びホイールシリンダ２ｂを有するキャリパが設けられている。同様に、例えば左右の後輪３，３の各々にも、ディスク３ａ及びホイールシリンダ３ｂが設けられている。また、ホイールシリンダ２ｂ，２ｂ，３ｂ，３ｂには、公知のブレーキ配管を介してブレーキ液圧発生装置８が接続されている。
【０１１０】
なお、ブレーキペダル６１１にはブレーキペダル６１１の位置（ペダル位置）を検出するペダル位置センサ６１１ａが設けられている。ペダル位置センサ６１１ａは、運転者によってブレーキペダル６１１が踏み込まれていない状態を初期状態（例えば、ペダル位置＝０）として、運転者の踏み込み量（ブレーキ操作量）を検出することができる。このような検出信号は、例えば図６で示されるような外部コネクタと同様な外部コネクタ（図示せず）を介して、ペダル位置センサ１１ａから電動サーボブレーキ用の電子制御ユニット４２−１に供給されている。同様に、バッテリ６１（電装用バッテリ）からの電力は、その外部コネクタ（図示せず）を介して、バッテリ６１から電動サーボブレーキ用の電子制御ユニット４２−１に供給されている。
【０１１１】
電動サーボブレーキシステムは、電動サーボブレーキ用の電子制御ユニット４２−１を含み、電動サーボブレーキ用の電子制御ユニット４２−１は、回生ブレーキ機能を実現するために、駆動用の電子制御ユニット４２−２と協調して回生制御の一端を担う。電動サーボブレーキ用の電子制御ユニット４２−１は、ペダル位置センサ１１ａからの検出信号に基づいてブレーキ液圧発生装置８が有する電動モータ４３−２の駆動に依存するシリンダ（図示省略）のブレーキ液圧を発生させることができる。
【０１１２】
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。
【符号の説明】
【０１１３】
１０・・・電動パワーステアリング装置、２０・・・ステアリング系、２１・・・ステアリングハンドル、２２・・・ステアリングシャフト、２３・・・自在軸継手、２４・・・回転軸、２５・・・ラックアンドピニオン機構、２６・・・ラック軸、２７・・・タイロッド、２８・・・ナックル、２９・・・操舵車輪、３１・・・ピニオン、３２・・・ラック、４０・・・補助トルク機構、４１・・・操舵トルクセンサ、４２，４２−１，４２−２・・・電子制御ユニット、４３，４３−１，４３−２・・・電動モータ、４４・・・減速機構、５２・・・ボールジョイント、６０・・・外部機器、６１・・・バッテリ、１００・・・パワー部、１０３・・・第１フレーム、１０４・・・第２フレーム、１０５・・・第３フレーム、２１０・・・電解コンデンサ、２２０・・・コイル、２９０・・・雄ネジ、３００・・・制御部、３１０・・・磁気センサ、３９０・・・雄ネジ、４２８・・・蓋、４３０・・・ケース、４３０ｉｓ・・・内壁面、４３０ｏｓ・・・外壁面、４３０ｔ・・・頂面、４３０ｗ・・・壁部、４３１・・・蓋体、４３１ｂ・・・隔壁、４３１ｄ・・・溝、４３１Ｓ１，４３１Ｓ２・・・空間、４４０・・・コネクタケース、４５０・・・モータ軸、５０１，５０２・・・Ｏリング。
【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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【国際調査報告】
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