(57)【要約】【課題】電動パワーステアリング装置の電子制御ユニットにおける放熱を効率化する。【解決手段】電動モータ１５と一体に形成される電動パワーステアリング用の電子制御ユニット２０を、外部より電源供給を受ける単一の回路基板２２で構成し、回路基板２２の一方面側２３のに配置した電動パワーステアリングの電源系回路部品から発生した熱を回路基板２２の他方面側２５の放熱エリア２７に形成した導体パターン（電源パターンＰＷ１〜ＰＷ３、ＧＮＤパターンＧ１〜Ｇ４）より放熱する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
当該回路基板の一方面側に搭載した回路部品より発生した熱を当該回路基板の他方面側より放熱する導体パターンを該他方面側に形成したことを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記導体パターンは、前記一方面側の基板領域のうち前記回路部品が搭載された領域に対応する前記他方面側の基板領域に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
前記導体パターンは電源パターンとグランドパターンからなることを特徴とする請求項１または２に記載の回路基板。
【請求項４】
前記発生した熱を、当該回路基板に設けた金属製貫通部材を介して該回路基板の一方面側から他方面側へ伝導し、該伝導された熱を前記導体パターンより外部放熱体へ放熱することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項５】
前記金属製貫通部材を、前記回路部品のうち発熱量の多い部品の搭載位置に配置したことを特徴とする請求項４に記載の回路基板。
【請求項６】
前記導体パターンの形状を、前記外部放熱体の受熱面の形状に合わせて形成したことを特徴とする請求項４または５に記載の回路基板。
【請求項７】
電動モータと一体に形成される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、
前記電子制御ユニットは外部より電源供給を受ける単一の回路基板を有し、
前記回路基板の一方面側に実装した前記電動パワーステアリングの電源系回路部品から発生した熱を前記回路基板の他方面側に形成した導体パターンより放熱することを特徴とする電動パワーステアリング用の電子制御ユニット。
【請求項８】
前記回路基板の一方面側の所定領域に前記電源系回路部品を配置し、前記導体パターンを、前記一方面側の前記所定領域に対応する前記他方面側の領域に形成したことを特徴とする請求項７に記載の電動パワーステアリング用の電子制御ユニット。
【請求項９】
前記電源系回路部品ごとに前記回路基板に設けた金属製貫通部材を介して該回路基板の一方面側から他方面側へ熱伝導し、該伝導された熱を前記導体パターンより放熱することを特徴とする請求項７または８に記載の電動パワーステアリング用の電子制御ユニット。
【請求項１０】
前記電動モータの筐体を外部放熱体として使用し、前記電源系回路部品より発生した熱を、前記導体パターンから、該導体パターンの形状に合わせて前記外部放熱体の一部に形成された受熱面に伝導して放熱することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に電動パワーステアリング用の電子制御ユニット。
【請求項１１】
前記受熱面は前記導体パターンに近接して対向するよう平面状に形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の電動パワーステアリング用の電子制御ユニット。
【請求項１２】
前記導体パターンは、少なくとも前記電源系回路部品の電源パターンとグランドパターン、および前記電動モータへの電源出力パターンからなることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング用の電子制御ユニット。
【請求項１３】
前記導体パターンのうち前記電動モータの駆動用交流電源を生成する三相ブリッジ回路のプラス側パターンとマイナス側パターンに対応する領域の面積を該電動モータへの電源出力パターンの面積よりも広くしたことを特徴とする請求項１２に記載の電動パワーステアリング用の電子制御ユニット。
【請求項１４】
前記電源パターンの面積は前記グランドパターンの面積よりも広く、かつ、前記グランドパターンの面積は前記電源出力パターンの面積よりも広いことを特徴とする請求項１２に記載の電動パワーステアリング用の電子制御ユニット。
【請求項１５】
前記回路基板の一方面側の基板領域は前記電源系回路部品が実装された領域と制御系回路部品が実装された領域とを有し、前記電源系回路部品が実装された領域に対応する前記回路基板の他方面側の領域には部品が実装されていないことを特徴とする請求項７〜１４のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング用の電子制御ユニット。
【請求項１６】
前記回路基板の前記電源系回路部品を実装した領域側に前記三相ブリッジ回路の出力端子を配置したことを特徴とする請求項１３に記載の電動パワーステアリング用の電子制御ユニット。
【請求項１７】
車両等の運転者のハンドル操作を補助する電動パワーステアリング装置であって、
前記ハンドル操作によるトルクを検出するトルクセンサと、
請求項７〜１６のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング用の電子制御ユニットと、
前記トルクセンサで検出されたトルクをもとに前記電動パワーステアリング用の電子制御ユニットにより駆動される電動モータと、を備えることを特徴とす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、電動パワーステアリング装置に関し、特に電動パワーステアリング装置の電子制御ユニットの放熱機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両には、運転者のステアリングハンドル操作に対して補助トルクを発生する電動モータ、その電動モータの制御装置等を備える電動パワーステアリング装置が搭載されている。電動パワーステアリング装置は、装置全体が小型化される傾向にともない、制御装置等から発生する熱の放熱が重要となる。【０００３】
例えば日本国公開公報特開２０１６−３６２４６号公報では、駆動装置のフレーム部材を、モータの外郭とするとともにヒートシンクとして発熱素子により生じる熱を放熱可能とし、発熱素子、電子部品等を回転電機の筒部軸方向の投影領域内に配置して小型化している。日本国公開公報特開２０１７−１８４２９４号公報のモータ制御装置は、シャント抵抗をパワー半導体素子よりも回路基板の外周部分に近い位置に配置し、その回路基板の外周表層に形成した、熱的に接続された回路パターンと金属パターンを介してフレームに放熱する構成を有する。【０００４】
日本国公開公報特開２０１５−１８０１５５号公報のモータ制御装置は、スイッチング素子、マイコン等からの発熱を回路基板の裏面に接触する放熱用台座へ伝達し、さらに、ハウジング本体（ケース）とアクチュエータハウジングを介して外部に放散することで、パワーモジュールと制御モジュールを一体に構成し、モータ制御装置の小型化を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国公開公報：特開２０１６−３６２４６号公報
【特許文献２】日本国公開公報：特開２０１７−１８４２９４号公報
【特許文献３】日本国公開公報：特開２０１５−１８０１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記日本国公開公報特開２０１６−３６２４６号公報，日本国公開公報特開２０１７−１８４２９４号公報に記載の装置では、制御部とパワー部を基板の両面に配置し、発熱部品については、その背面をヒートシンクに接触させて放熱している。特に日本国公開公報特開２０１７−１８４２９４号公報の場合、両面配置による部品の実装密度は向上しても、パワー半導体素子とシャント抵抗を別々に冷却していることから部品の配置上の制約を受け、装置の小型化に限度が生じる。【０００７】
一方、日本国公開公報特開２０１５−１８０１５５号公報はブレーキ倍力装置等に適用される電動アクチュエータの駆動制御装置であることから、そのパワーモジュールからの発熱も電動パワーステアリング装置のパワー部から発生する熱よりも低い。このことから、日本国公開公報特開２０１５−１８０１５５号公報の放熱構造をそのまま電動パワーステアリング装置における放熱に適用できない。【０００８】
電動パワーステアリング装置は、常時動作しており、発熱部品も発熱を続けるので、上記従来の放熱機構では、放熱経路も十分に確保できない。そのため、ステアリングの操舵時における電動パワーステアリング装置の制御部からの発熱を効率的に放熱できない場合、過熱保護がかかることになり、ハンドルの操舵を補助するという電動パワーステアリング装置の本来の目的が達成されないという問題が生じる。【０００９】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電動パワーステアリング装置の電子制御ユニットにおける放熱を効率化して、熱によるアシスト動作の制限を排除し、電動パワーステアリング装置を小型化することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成し、上述した課題を解決する一手段として以下の構成を備える。すなわち、本願の例示的な第１の発明に係る回路基板は、当該回路基板の一方面側に搭載した回路部品より発生した熱を当該回路基板の他方面側より放熱する導体パターンを該他方面側に形成したことを特徴とする。【００１１】
本願の例示的な第２の発明は、電動モータと一体に形成される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、前記電子制御ユニットは外部より電源供給を受ける単一の回路基板を有し、前記回路基板の一方面側に配置した前記電動パワーステアリングの電源系回路部品から発生した熱を前記回路基板の他方面側に形成した導体パターンより放熱することを特徴とする。【００１２】
本願の例示的な第３の発明は、車両等の運転者のハンドル操作を補助する電動パワーステアリング装置であって、前記ハンドル操作によるトルクを検出するトルクセンサと、上記第２の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と、前記トルクセンサで検出されたトルクをもとに前記電動パワーステアリング用の電子制御ユニットにより駆動される電動モータとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電動パワーステアリング装置の電子制御ユニットにおいて、発熱部品に対する高い放熱効率を得ることができ、過熱保護によるアシスト動作の制限を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は実施形態に係る電動パワーステアリング装置を備えるステアリングシステムの概略構成である。
【図２】図２は実施形態に係る電子制御ユニットと一体化された電動パワーステアリング装置の分解斜視図である。
【図３】図３は制御ユニットの配線基板の表面側を平面視したときの外観図である。
【図４】図４は制御ユニットの配線基板の裏面側を平面視したときの外観図である。
【図５】図５は制御ユニットのパワー部の回路構成図である。
【図６ａ】図６ａは電動パワーステアリング装置の制御ユニットにおける放熱対策前の温度上昇率を示す図である。
【図６ｂ】図６ｂは実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御ユニットにおける放熱対策後の温度上昇率を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置を備えるステアリングシステムの概略構成である。ステアリングシステム１は、操舵部材であるステアリングハンドル２、ハンドル２に接続された回転軸３、ピニオンギア６、ラック軸７、電動パワーステアリング装置１０等を備える。
【００１６】
電動パワーステアリング装置１０は、電子制御ユニット２０、電動モータ１５等で構成される。回転軸３には、ハンドル２が操作された際の操舵トルクを検出するトルクセンサ９が設けられ、検出された操舵トルクは電子制御ユニット２０へ送られる。
【００１７】
回転軸３は、その先端に設けられたピニオンギア６に噛み合っている。ピニオンギア６により、回転軸３の回転運動がラック軸７の直線運動に変換され、ラック軸７の変位量に応じた角度に、そのラック軸７の両端に設けられた一対の車輪５ａ，５ｂが操舵される。
【００１８】
電子制御ユニット２０は、トルクセンサ９から取得した操舵トルク、車速センサ（不図示）からの車速等の信号に基づき、ハンドル２の操舵を補助するための補助トルクを電動モータ１５から出力し、減速ギア４を介して回転軸３に伝達する。すなわち、電動モータ１５で発生したトルクによって回転軸３の回転がアシストされることで、運転者のハンドル操作を補助する。
【００１９】
図２は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング用電子制御ユニットが搭載され、その電子制御ユニットと一体化された電動パワーステアリング装置の分解斜視図である。図２に示す電動パワーステアリング装置１０は、モータカバー１４で覆われた電動モータ（ブラシレスモータ）１５の軸方向上部にヒートシンク１３が配置され、ヒートシンク１３の上部であって、電動モータ１５の軸方向反出力側に制御ユニット(Electronic Control Unit: ECU)２０が載置され、ヒートシンク１３にネジ等により固定されている。
【００２０】
ヒートシンク１３は、ベアリングホルダであるとともに、保持する制御ユニット２０から発生する熱の放熱用部材であり、例えばアルミダイキャストを成形してなる。電動モータのベアリングホルダを外部放熱体として使用することで、電動パワーステアリング用の電子制御ユニットの部品点数の削減が可能となる。
【００２１】
制御ユニット２０の上部は、金属製のユニットカバー１２で覆われる。外部コネクタ１６は、電動モータ１５へ供給される電源、制御ユニット２０への制御信号等の接続用端子であり、コネクタケースに覆われ、ヒートシンク１３に固定されている。
【００２２】
図２に示す電動パワーステアリング装置１０において、制御ユニット２０がヒートシンク１３に保持された状態にあるとき、制御ユニット２０の基板裏面の放熱エリア（放熱部）２７と、ヒートシンク１３の上部に平面状に設けた受熱エリア（受熱部）２９とが一定間隔の空隙を介して対向する位置関係が維持される。この空隙に熱伝導性の絶縁樹脂を充填することにより、制御ユニット２０の発熱部品で発生した熱が放熱エリア２７に配置した回路基板パターン等に伝導し、その回路基板パターン等からヒートシンク１３へ放熱される。
【００２３】
なお、基板上の放熱エリア２７とヒートシンク上の受熱エリア２９は、ほぼ同一の形状と面積を有するが、放熱効果および効率を勘案した場合、受熱エリア２９を放熱エリア２７よりも広い面積とすることが望ましい。また、受熱エリア２９については、基板上の放熱エリア２７の形状に合わせて受熱エリア２９を設計することも考慮して、放熱エリア２７の形状に合わせて形成してもよい。
【００２４】
図３は、制御ユニット２０の配線基板２２の表面（ユニットカバー１２側）を平面視した外観図である。また、図４は、制御ユニット２０の配線基板２２の裏面（電動モータ１５側）を平面視した外観図である。なお、配線基板２２の表面の領域と裏面の領域との対応を分かりやすくするため、図４は、表面側（図３）から透視して裏面を見たときの図である。
【００２５】
図３に示す配線基板２２の表面２３は、電動パワーステアリング装置を制御する信号処理用部品、電流センサ等の各種センサといった制御系デバイスを実装する領域（以降、制御部２３ａという）と、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６からなるＦＥＴブリッジ回路、モータへの駆動電流を通電するスイッチングＦＥＴ（ＦＥＴ９〜ＦＥＴ１１）、電解コンデンサＣ１〜Ｃ３等が実装された領域（以降、パワー部２３ｂというが、適宜、パワーモジュールともいう）とを有する。
【００２６】
制御ユニット２０において制御部２３ａとパワー部２３ｂそれぞれが、配線基板２２の全領域のほぼ２分の１を占有しており、全領域が制御部２３ａとパワー部２３ｂとでほぼ折半されている。
【００２７】
このように配線基板２２の領域を制御部２３ａとパワー部２３ｂとに分けたことで、制御系デバイスについては、基板表面２３の制御部２３ａのみならず、図４に示すように基板裏面２５の制御部２５ａにも、例えば、電動パワーステアリング装置を制御するマイクロプロセッサ３１を搭載できる。よって、一枚の回路基板の制御系に関する部品を基板の両面に実装できるので、領域の限られた基板において設計の自由度を向上できる。
【００２８】
図５は、図３等に示す制御ユニット２０のパワー部２３ｂの回路構成図である。図５において、Ｂ＋，Ｂ−は、電動モータ１５等の駆動電源の正極電位と負極電位の入力端子であり、外部コネクタ１６に接続されている。パワー部２３ｂの電源入力側には、コイル５６と電解コンデンサ５３で構成されるノイズフィルタを有する。このノイズフィルタにより、制御ユニット２０に供給された電源に含まれるノイズ等を吸収し、電源電圧を平滑することができる。
【００２９】
コイル５６は、例えば２つのコイル等からなるコモンモードコイルである。また、電解コンデンサ５３は、例えば、図３に示すように並列接続された３つの電解コンデンサＣ１〜Ｃ３で構成される。
【００３０】
パワーモジュールとしてのパワー部２３ｂは、バッテリからの電源電圧に異常が生じたとき等において電力を遮断可能な半導体リレーとして機能するＦＥＴ７，ＦＥＴ８、電動モータ１５に駆動電流（３相交流電流）を通電するスイッチング回路５４等で構成される。スイッチング回路５４は、６個のＦＥＴ１〜ＦＥＴ６からなる３相インバータ回路（ＦＥＴブリッジ回路）である。
【００３１】
スイッチング回路５４を構成する６個のＦＥＴ１〜ＦＥＴ６は、例えば、マイクロコンピュータ、プリドライバ等で構成される制御回路（不図示）からの信号により、そのゲートが駆動され、オンまたはオフされる。このオンまたはオフ制御で生成されたＵ，Ｖ，Ｗの各相電流は、３つの端子Ｕ，Ｖ，Ｗからなる出力端子部５７を介して電動モータ１５に供給される駆動電流である。
【００３２】
ＦＥＴ１とＦＥＴ２は、正極の電源ラインＬ１と負極電位ライン（ＧＮＤ）Ｌ２間に接続され、電動モータ１５のＵ巻線を流れるＵ相電流を生成する。ＦＥＴ２とＧＮＤラインＬ２間に設けたシャント抵抗Ｒ１は、Ｕ相電流を検出する電流センサとして機能する（ＦＥＴ２とシャント抵抗Ｒ１との接続ノードの電位からＵ相電流を求めることができる）。さらに、ＦＥＴ１とＦＥＴ２との接続ノードと、電動モータ１５への出力端子Ｕとの間には、Ｕ相電流を遮断可能な半導体リレーであるＦＥＴ９が設けられている。
【００３３】
同様に、ＦＥＴ３とＦＥＴ４が正極の電源ラインＬ１と負極電位（ＧＮＤ）ラインＬ２間に接続され、電動モータ１５のＶ巻線を流れるＶ相電流を生成している。ＦＥＴ４とＧＮＤラインＬ２との間に設けたシャント抵抗Ｒ２は、Ｖ相電流を検出するための電流センサとして機能する（ＦＥＴ４とシャント抵抗Ｒ２との接続ノードの電位からＶ相電流を求めることができる）。また、ＦＥＴ３とＦＥＴ４との接続ノードと、電動モータ１５への出力端子Ｖとの間に設けたＦＥＴ１０は、Ｖ相電流を遮断可能な半導体リレーとして機能する。
【００３４】
さらに、ＦＥＴ５とＦＥＴ６は、正極の電源ラインＬ１と負極電位（ＧＮＤ）ラインＬ２との間に接続され、電動モータ１５のＷ巻線を流れるＷ相電流を生成する。Ｗ相電流を検出するための電流センサとして、ＦＥＴ６とＧＮＤラインＬ２との間にシャント抵抗Ｒ３が設けられている（ＦＥＴ６とシャント抵抗Ｒ３との接続ノードの電位からＷ相電流を求めることができる）。また、Ｗ相電流を遮断可能な半導体リレーとして、ＦＥＴ５とＦＥＴ６との接続ノードと、電動モータ１５への出力端子Ｗとの間にＦＥＴ１１が設けられている。
【００３５】
次に、本実施形態に係る電動パワーステアリング用の電子制御ユニットが搭載された電動パワーステアリング装置における放熱機構について詳細に説明する。
【００３６】
図４に示す制御ユニット２０の基板裏面２５の領域は、上記の制御部２３ａに対応する制御部２５ａと、パワー部２３ｂに対応するパワー部２５ｂとに分けることができる。パワー部２５ｂのうち、点線で囲んだ領域は放熱エリア２７であり、図３の基板表面２３側のパワー部２３ｂに実装された発熱量の多い部品（発熱部品）の配置領域に対応させた面積と形状を有している。
【００３７】
配線基板２２の放熱エリア２７には、特に発熱量の多いＦＥＴブリッジ回路、スイッチングＦＥＴの実装位置に合わせて、配線基板２２を貫通する伝熱部材（熱伝導部材）であって、所定径のコイン形状を有する銅インレイが埋め込まれている。具体的には、図４に示すように、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ１１それぞれの直下に銅インレイＩＬ１〜ＩＬ１１を配置されている。これらの銅インレイを介して、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ１１で発生した熱を配線基板２２の裏面２５側へ放熱する。
【００３８】
さらに、配線基板２２においてＦＥＴ１〜ＦＥＴ９等の発熱部品へ電源供給するための電源パターンとグランド（ＧＮＤ）パターンを放熱エリア２７内に配置して、これらのパターンからも発熱部品で発生した熱を放熱する構成としている。これは、大型のＦＥＴの場合には銅インレイによる部品直下の放熱で対処できるが、制御ユニットの小型化による基板面積の制約にともない小型のＦＥＴを採用した場合には放熱面積も小さくなるので、銅インレイのみでは放熱が不十分であること、また、発熱部品から発生した熱が電源パターンとＧＮＤパターンにも伝導することに着目して、電源パターンとＧＮＤパターンをも放熱に関与させることで、放熱効率を向上させる構成である。
【００３９】
配線基板２２における電源パターンとグランド（ＧＮＤ）パターンは、通常の配線パターンとは異なり、例えば図４に示す電源パターンＰＷ１〜ＰＷ３、ＧＮＤパターンＧ１〜Ｇ４のように、放熱エリア２７内において可能な限り広い面積を確保できる領域に配置されている。
【００４０】
配線基板２２は、両面基板、多層基板のいずれであってもよい。両面基板の場合、上記の電源パターンとＧＮＤパターンを基板裏面（半田面）に配置する。一方、多層基板の場合には、これら電源パターンとＧＮＤパターンを内層にも配置することで、面積が広く低抵抗（低インピーダンス）のパターンを実現でき、それにともない放熱効率を上げることができる。
【００４１】
これらの電源パターンとＧＮＤパターンを、図５の回路構成図と対応させると、制御ユニット２０のパワー部２３ｂでは、図５のスイッチング回路５４を構成するＦＥＴ１〜ＦＥＴ６への電源供給路である電源ラインＬ１とグランド（ＧＮＤ）ラインＬ２に大電流が流れる。電源ラインＬ１は、図４の配線基板２２の放熱エリア２７内に広いパターン面の電源パターンＰＷ１〜ＰＷ３として配置され、ＧＮＤラインＬ２は、図４の放熱エリア２７内に広いパターン面のＧＮＤパターンＧ１〜Ｇ４として配置されている。
【００４２】
これらの電源パターンとグランド（ＧＮＤ）パターン以外の配線パターンとして、図５の回路構成図に示すラインＬ３（ＦＥＴ１とＦＥＴ２との接続ノードからＦＥＴ９に至る経路）、ラインＬ４（ＦＥＴ３とＦＥＴ４との接続ノードからＦＥＴ１０に至る経路）、ラインＬ５（ＦＥＴ５とＦＥＴ６との接続ノードからＦＥＴ１１に至る経路）、ラインＬ６（ＦＥＴ９から出力端子Ｕに至る、電動モータ１５への電源出力パターン）、ラインＬ７（ＦＥＴ１０から出力端子Ｖに至る、電動モータ１５への電源出力パターン）、そして、ラインＬ８（ＦＥＴ１１から出力端子Ｗに至る、電動モータ１５への電源出力パターン）に対応する配線基板２２上のパターンについても、上記電源ラインＬ１とグランド（ＧＮＤ）ラインＬ２に準じた電流が流れる経路であるとして放熱エリア２７内に配置し、これらのパターンからも発熱部品からの熱を放熱する構成としている。
【００４３】
制御ユニット２０では、三相ブリッジ回路のプラス側パターンＬ１とマイナス側パターンＬ２に対応するパターンの面積を、電動モータ１５への電源出力パターンＬ３〜Ｌ８の面積よりも広く形成している。より具体的には、（電源パターンＰＷ１〜ＰＷ３の面積）＞（ＧＮＤパターンＧ１〜Ｇ４の面積）＞（電動モータへの電源出力パターンＬ３〜Ｌ８の面積）の関係にある。
【００４４】
本実施形態に係る電動パワーステアリング装置では、図４等に示すように、電動モータ１５に供給されるＵ，Ｖ，Ｗの各相電流の出力端子部５７を、パワー部２５ｂ側に配置している。こうすることで、３相インバータ回路等から電動モータ１５までの配線距離を短くすることができ、電源経路のパターン長が短いことによる低抵抗値化にともなう電力損失の低減を図ることができる。
【００４５】
なお、図３、図４等に示す回路基板における発熱部品（ＦＥＴ等）、銅インレイ、電源パターン、およびグランド（ＧＮＤ）パターンの配置個数、配置位置、面積等は一例であり、電動パワーステアリング装置の仕様に応じて適宜、変更が可能である。
【００４６】
図６は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御ユニットにおける放熱効果を示している。縦軸が温度上昇率（％）、横軸が経過時間である。ここでは、発熱部品からの熱により基板の温度が上昇すると、その影響を受けて電解コンデンサの温度も上がることから、パワー部２３ｂに実装された部品のうち、最高使用温度が例えば１２５℃と比較的低いアルミニウム電解コンデンサ（ＡＥＣ）Ｃ１〜Ｃ３を温度の測定対象とした。
【００４７】
図６ａは、放熱対策前の制御ユニットに一定電流を流し、基板に実装された電解コンデンサの本体部と端子の温度上昇率測定結果であり、３個の電解コンデンサのうち測定が可能であった１つの電解コンデンサについて測定した結果である。図６ａのＡＥＣ１は、その電解コンデンサの本体の温度上昇率であり、ＡＥＣ２はその電解コンデンサの端子温度上昇率である。
【００４８】
図６ｂは、発熱部品からの熱を電源パターンとグランド（ＧＮＤ）パターンを介して放熱する放熱対策後における、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御ユニットに搭載した電解コンデンサＣ１〜Ｃ３の温度上昇率測定結果である。図６ｂのＡＥＣ３は、これら３個の電解コンデンサそれぞれの本体温度上昇率に対応し、ＡＥＣ４は、これら３個の電解コンデンサそれぞれの端子温度上昇率に対応している。
【００４９】
図６ａと図６ｂとを対比すると、電源パターンとＧＮＤパターンを介して放熱する放熱対策を施した本実施形態に係る制御ユニット上の電解コンデンサは、対策前の従来の制御ユニットの電解コンデンサと比べて温度の上昇傾向が鈍化している。これは、本実施形態に係る制御ユニットにおける放熱対策が放熱効果を奏していることを意味している。
【００５０】
一例を挙げると、電解コンデンサの本体部の温度上昇について、対策前は温度上昇率が４１２％であったが、対策後は３４８％に抑えることができた。また、基板に設けた電源パターンとＧＮＤパターンに直結している、電解コンデンサの端子温度上昇率は、プラス側端子について対策前の４７６％から対策後には２８０％まで上昇率を抑えることができた。同様に、マイナス側端子の温度上昇も対策前の３５６％から対策後において２８０％に抑制できた。
【００５１】
以上説明したように本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置では、制御ユニットの配線基板上に実装された発熱部品へ電源供給する電源パターンとグランド（ＧＮＤ）パターンを、配線基板に設けた放熱エリア内に配置し、その放熱エリアから電動モータのヒートシンクへの熱伝導経路を設けた。これにより、発熱部品からの熱を電源パターンとグランド（ＧＮＤ）パターンを介して放熱できるので、発熱部品に対する高い放熱効率を得ることができる。
【００５２】
また、放熱エリア内にある発熱部品それぞれの直下に配線基板を貫通する銅インレイを配置したので、電源パターンとＧＮＤパターンによる放熱に加えて、銅インレイによる効果的な伝熱、放熱が可能となる。
【００５３】
上記の構成により、電動モータと一体に形成した電動パワーステアリング用の電子制御ユニットにおいて効果的な放熱ができることから、電動モータを含めた熱容量設計が容易になる。また、車両の操舵時、特に走行時よりもパワーステアリングによるアシスト力が必要となるハンドルの据え切り時において、放熱を効果的に行えるので、電動パワーステアリング装置における過熱による電気モータの動作中止を回避して、必要なアシストを継続することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１  ステアリングシステム２  ステアリングハンドル３  回転軸４  減速ギア６  ピニオンギア７  ラック軸１０  電動パワーステアリング装置１２  ユニットカバー１３  ヒートシンク１５  電動モータ１６  外部コネクタ２０  電子制御ユニット２２  配線基板２３  基板表面２３ａ，２５ａ  制御部２３ｂ，２５ｂ  パワー部２５  基板裏面２７  放熱エリア（放熱部）２９  受熱エリア（受熱部）３１  マイクロプロセッサ５３  電解コンデンサ５４  スイッチング回路５６  コイル５７  出力端子部Ｃ１〜Ｃ３  電解コンデンサＧ１〜Ｇ４  ＧＮＤパターンＩＬ１〜ＩＬ１１  銅インレイＬ１  電源ラインＬ２  グランド（ＧＮＤ）ラインＰＷ１〜ＰＷ３  電源パターン
【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６ａ】
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【図６ｂ】
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【国際調査報告】
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