CN104943743A - 电动动力转向用电子控制装置 - Google Patents

电动动力转向用电子控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104943743A
CN104943743A CN201510142285.7A CN201510142285A CN104943743A CN 104943743 A CN104943743 A CN 104943743A CN 201510142285 A CN201510142285 A CN 201510142285A CN 104943743 A CN104943743 A CN 104943743A
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
insert
phase
mounting assembly
surface mounting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510142285.7A
Other languages
English (en)
Inventor
斋藤恒之
胜俣纯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nidec Elesys Corp
Original Assignee
Nidec Elesys Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nidec Elesys Corp filed Critical Nidec Elesys Corp
Publication of CN104943743A publication Critical patent/CN104943743A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0403Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box
    • B62D5/0406Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box including housing for electronic control unit
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14Electronic commutators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/32Arrangements for controlling wound field motors, e.g. motors with exciter coils
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427Housings
    • H05K7/1432Housings specially adapted for power drive units or power converters
    • H05K7/14322Housings specially adapted for power drive units or power converters wherein the control and power circuits of a power converter are arranged within the same casing
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/209Heat transfer by conduction from internal heat source to heat radiating structure
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/14Structural association of two or more printed circuits
    • H05K1/144Stacked arrangements of planar printed circuit boards
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/04Assemblies of printed circuits
    • H05K2201/042Stacked spaced PCBs; Planar parts of folded flexible circuits having mounted components in between or spaced from each other

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

电动动力转向用电子控制装置,其具有第1基板、第2基板、嵌件成型部件、散热器和保护罩。第1基板安装第1表面安装部件。第2基板安装容许电流容量高于第1表面安装部件的第2表面安装部件。嵌件成型部件具有在第2基板的第1端部和与第1端部垂直的第2端部处安装的连接器。散热器使从第2表面安装部件向第2基板传递的热向外部散发。保护罩覆盖第1基板和安装有嵌件成型部件的第2基板,并固定在散热器上。

Description

电动动力转向用电子控制装置
技术领域
本发明涉及电动动力转向用电子控制装置。
背景技术
近年来,针对用于减轻车辆驾驶负担的电动动力转向装置(以下称为ElectricPower Steering:EPS(电动助力转向))的开发取得了进步。EPS是通过多相无刷马达产生的助力转矩来对由方向盘产生的转向转矩进行助力的系统,该系统由电子控制装置(以下称为Electronic Control Unit:ECU(电子控制装置))控制。
ECU由对EPS的多相无刷马达进行控制的功率电路和对该马达进行调控的控制电路构成。功率电路由嵌件成型基板和多个功率基板构成。另外,控制电路由控制基板构成。所谓嵌件成型基板是指,将噪声降低用线圈、电源继电器、失效安全继电器等DIP(Dual Inline Package:双列直插封装)部件通过焊锡或焊接等连接在嵌件成型有汇流条的嵌件成型件上而成的基板。功率基板是安装有半导体开关元件以及电流检测用的分流电阻等的铝基板,该半导体开关元件为了在多相无刷马达中流过大电流而进行表面安装。控制基板是安装有控制微型计算机、驱动半导体开关元件的驱动电路以及外部连接的各种传感器用的放大电路等的环氧玻璃基板。并且,ECU是利用焊锡或焊接等的方式连接嵌件成型基板、多个功率基板以及控制基板并用罩进行覆盖的构造。该ECU使大电流流过多相无刷马达而产生转矩,来辅助驾驶员利用方向盘进行的转向。
目前,在上述的ECU中,公知有在功率基板上搭载按每一相连接的由半导体开关元件构成的桥电路、平滑用的电解电容器、实现失效安全的继电器以及噪声去除用的线圈等高度较高的部件而成的EPS用ECU的安装构造(例如,日本公开公报第2004-17884号公报)。根据此构造,可简化制造工艺,并且实现小型化、薄型化。
根据在日本公开公报第2004-17884号公报中公开的技术,收纳控制基板和功率基板的壳体在壳体的中央配置有使控制基板与功率基板电连接的连接部。即,设置有与该中央处对置的、使控制基板和功率基板各自的两个边连接的连接部件,并使该连接部件与壳体一体成型。然后,利用该连接部件将壳体内分割为两个分区,在一个分区中配置上述的功率基板,在另一个分区中配置控制基板,使得搭载在控制基板上的电子部件与搭载在功率基板上的高度较高的电子部件在高度方向上不重叠,从而实现薄型化。
上述的EPS用ECU根据构成功率电路的电子部件的大小来决定装置的高度方向的尺寸。另外,因为嵌件成型基板由连接器和汇流条构成电路,所以大于包含控制电路和一部分功率电路的控制基板。另外,在安装于电动动力转向用电子控制装置的电子部件中,混合有表面安装部件和DIP部件。结果,除了表面安装工序之外,还另外需要焊接工序,因此导致连接工时增加,成为成本上升的原因。
另外,在转向柱助力的EPS中,将ECU配置在多相无刷马达的附近。在该马达配置区域中,密集配置有车辆的其它部件,当变更车辆的设计时,要变更这些部件的配置,结果,需要变更对ECU赋予的外形形状。在此情况下,因为每次都要产生嵌件成型基板本身的变更,所以导致制造成本上升。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而作出的,其目的是提供可实现更加小型化、低成本且使用状况良好的电动动力转向用电子控制装置。
在本申请所例示的一实施方式中,电动动力转向用电子控制装置具有第1基板、第2基板、嵌件成型部件、散热器和保护罩。第1基板安装第1表面安装部件。第2基板安装容许电流容量高于第1表面安装部件的第2表面安装部件。嵌件成型部件具有在第2基板的第1端部和与第1端部垂直的第2端部处安装的连接器。散热器使从第2表面安装部件向第2基板传递的热向外部散发。保护罩覆盖第1基板和安装有嵌件成型部件的第2基板,并固定在散热器上。
根据本申请所例示的一实施方式,能够提供可实现更加小型化、低成本且使用状况良好的电动动力转向用电子控制装置。
结合附图,参考以下关于优选实施方式的详细叙述,本发明的上述以及其它要素、特点、步骤、特征、优点将变得更加清晰。
附图说明
图1是示出本发明实施方式的电动动力转向用电子控制装置的外观结构的一例的图。
图2是图1所示的电动动力转向用电子控制装置的分解立体图。
图3是示出在图1所示的电动动力转向用电子控制装置上安装的连接器的形状的图。
图4是示出图1所示的电动动力转向用电子控制装置的部件安装构造的立体图。
图5是示出本发明实施方式的电动动力转向用电子控制装置的外观结构的另一例的图。
图6是在本发明实施方式的电动动力转向用电子控制装置包含的控制基板上安装的电子部件的俯视图。
图7是在本发明实施方式的电动动力转向用电子控制装置包含的功率基板上安装的电子部件的俯视图。
图8是本发明实施方式的电动动力转向用电子控制装置的电路图。
图9是示出搭载有本发明实施方式的电动动力转向用电子控制装置的电动动力转向装置的机构部的概略构造的图。
具体实施方式
(ECU:电动动力转向用电子控制装置)
以下,详细说明本发明实施方式(以下,简称为本实施方式)的电动动力转向用电子控制装置(以下,简称为ECU 1A(1B))。
如图1所示,本实施方式的ECU 1A为如下这样的层叠构造:利用保护罩10和散热器20来夹住安装有未图示的电子部件的基板(后述的图2的控制基板11和功率基板12)。并且为如下这样的构造:在保护罩10的长边方向侧壁的切口部配置有用于与外部连接的3相无刷马达进行连接的端子台40,在垂直的另一个侧壁的缺口部配置有用于与电源系统以及车辆传感器类连接的外部连接连接器30。还可以使保护罩10具有对层叠的控制基板11和功率基板12进行电磁屏蔽的作用。
如图2中的分解立体图所示,本实施方式的ECU 1A具有层叠控制基板11(第1基板)和功率基板12(第2基板)而成的基板安装构造,其中,该控制基板11安装有构成控制电路的控制用表面安装部件110(第1表面安装部件),该功率基板12安装有容许电流容量高于控制用表面安装部件110的多相无刷马达用的驱动电路等的功率用表面安装部件120(第2表面安装部件)。其特征在于,在功率基板12的端部直接安装具有连接器的嵌件成型部件13,而且该嵌件成型部件13在功率基板12的位于长边方向的端部即第1部位和与该第1部位垂直的另一端部即第2部位形成为L字状。嵌件成型部件13优选是绝缘性树脂。
此外,控制基板11的端部通过3个螺钉固定在嵌件成型部件13上,另外,功率基板12的端部通过4个螺钉固定在散热器20上。
如图3所示,嵌件成型部件13例如包含作为外部连接连接器30的第2部位和作为马达连接用连接器40(第1连接器部)的第1部位,其中,外部连接连接器30由连接车辆电源的电源连接用连接器30a(第2连接器部)和连接后述的转矩传感器(图8、9的70)、角度传感器(图8、9的90)等车辆传感器的信号连接用连接器30b(第3连接器部)构成,马达连接用连接器40连接3相无刷马达50。并且,马达连接用连接器40安装在功率基板12的端部长边方向的第1端部,外部连接连接器30安装在端部中的另一方向的第2端部。马达连接用连接器40的结合部(40g、40h)与外部连接连接器30的结合部(30g、30h)通过压合或熔接进行结合而形成为一体。根据此构造,在发生ECU 1A的搭载位置的变更的情况下,仅在变更影响到的变更部位处重新制作嵌件成型部件13,由此,可期待降低模具变更的成本,降低ECU 1A的成本。
另外,例如如图3所示,马达连接用连接器40(第1连接器部)具备与保护罩10的长边方向侧壁的切口部内侧相接的第1壁部40e,连接车辆电源的电源连接用连接器30a(第2连接器部)具备和保护罩10的垂直于长边方向的侧壁的缺口部内侧相接的第2壁部30e,连接车辆传感器的信号连接用连接器30b(第3连接器部)具备和保护罩10的垂直于长边方向的侧壁的缺口部内侧相接的第3壁部30f。根据此构造,ECU 1A能够填塞保护罩10与嵌件成型部件13的间隙,可期待防尘性的提高。
另外,例如如图4所示,嵌件成型部件13具有沿着功率基板12的长边方向端部安装为一列的端子组40a,该端子组40a将安装于控制基板11上的控制用表面安装部件110与安装于功率基板12上的功率用表面安装部件120连接起来。该端子组40a与面对功率基板12的端部而配置为一列的端子组120a(图7)连接。因此,不需要因部件安装位置的制约而向位于远处的连接器引导布线,可简化布线的布局,使布线设计的自由度增加。另外,因为将控制基板11安装在包含安装到功率基板12的端部的连接器类的L字状的嵌件成型部件13上,所以使控制基板11的未固定在嵌件成型部件13上的端部成为缺口的形状,由此能够使抗震性良好。另外,控制基板11由于基板面积变小,从而能够提高基板下料数的效率,使成本降低。
这样,能够成为没有偏重的效率良好的电子部件的布局,能够使ECU 1A整体小型化,另外,通过将整个功率用表面安装部件120安装在唯一的功率基板12上,由此省略多余的布线。另外,还可通过在功率基板12上以表面安装方式安装作为ECU1A所需的全部电子部件来实现薄型化,且全部电子部件可利用回流焊进行连接,因此能够简化组装工序,使成本降低。
这里,所谓“表面安装部件”是指表面安装(SMT:Surface Mount Technology:表面安装技术)用的电子部件,与在印刷基板的孔中固定电子部件的引线的通孔安装相比,具有小安装空间也可完成安装这样的优点。基本上,在利用焊膏印刷机向基板上进行焊锡印刷或利用点胶机(dispenser)向部件搭载位置进行粘结剂涂敷之后,通过贴片机进行部件安装,然后,利用回流炉进行加热来融化焊锡,在基板上固定电子部件。另外,所谓“容许电流容量”是指能够在电子部件中流动的最大额定电流。电子部件具有电阻,当对该电子部件施加电压而流过电流时,因电子部件具有的电阻而发热。由于该发热,例如如果覆盖电子部件的绝缘覆膜熔化则会产生短路或者着火。为了防止此情况,对每个电子部件设定容许电流容量。
但是,根据利用马达进行助力的部位的不同,EPS可大致分为转向柱助力型、齿轮助力型、齿条助力型。转向柱助力型是利用马达的驱动力对连接在转向机与齿轮箱之间的转向柱进行助力的系统,在转向柱助力型中,通常将ECU配置在在马达的附近。这里,将这种ECU称为接近配置型ECU 1A,将其它类型的ECU称为单独型ECU1B。前者具有图1所示的外观构造,后者具有图5所示的外观构造以及连接器形状。单独型ECU 1B为如下这样的构造:在保护罩10的长边方向侧壁的切口部中,将用于与3相无刷马达连接的马达连接用端子40配置为突出的构造,在垂直的另一侧壁的缺口部中配置有用于与电源系统以及车辆传感器类进行连接的外部连接连接器30。此外,外部连接连接器30与马达连接用连接器40在各个结合部处通过压合或熔接进行结合而形成为一体。
接近配置型ECU大多需要根据车辆的布局来进行连接器的配置变更,从而按每一车种产生使连接器与汇流条一体成型的嵌件成型部件自身的变更,所以导致制造成本的上升。与此相对,在本实施方式的ECU 1A中,例如,根据车辆的布局来决定嵌件成型部件13的端部长边方向的部位,并选择性地安装具有端子台形状(第1形状)或连接器形状(第2形状)的马达连接器40。即,一体化成为L字形的嵌件成型部件13例如可随着车辆的布局而从端子台形状变换为连接器形状的成型部件,能够局部地进行改造。即,针对一体化为L字形的嵌件成型部件13,仅变更马达连接用的模具既可,所以能够降低制造成本。
图6示出在控制基板11上安装的控制用表面安装部件110。作为控制用表面安装部件110,包括CPU(图8的111),该CPU取得来自后述的转矩传感器(图8的70)的转向转矩信号和来自后述的车速传感器(图8的80)的车速信号,对与这些信号对应的助力转矩和驱动方向进行运算,接受3相无刷马达50的电流和来自省略图示的角度传感器用放大器的反馈信号,来对3相无刷马达50进行驱动控制。另外,控制基板11还包含:驱动电路112,其在CPU的控制下,驱动构成3相桥电路(图8的121)的各半导体开关元件;继电器驱动电路113,其驱动后述的电源继电器(图8的125);以及相电流检测电路114(图8的114a至114c),其利用在每一相上连接的分流电阻(图8的122a至122c)来检测相电流。
图7示出在功率基板12上安装的功率用表面安装部件120。功率用表面安装部件120包含:构成3相桥电路的半导体开关元件(图8的121a至121f)、在3相无刷马达的每一相上设置的相电流检测用的分流电阻(图8的122a至122c)、失效安全继电器(图8的123a、123b)、平滑用的电解电容器(图8的124)以及电源继电器(图8的125)。这些功率用表面安装部件120经由配置在基板端的周端端子组120a的一部分、嵌件成型于嵌件成型部件13上的端子组40a的一部分与外部的3相无刷马达的3相线、电源线、信号线以及控制基板11的控制用表面安装部件110连接。
图8是示出本实施方式的ECU 1A(1B)的电路结构的框图。如图8所示,ECU1A(1B)包含控制基板11,该控制基板11安装有控制部(CPU 111)、驱动电路112、继电器驱动电路113和相电流检测电路114a至114c。另外,还包含功率基板12,该功率基板12安装有3相桥电路121、分流电阻122a至122c、失效安全继电器123a、123b、电解电容器124和电源继电器125。此外,安装于控制基板11的控制部111与转矩传感器70和角度传感器90连接,3相桥电路121经由失效安全继电器123a、123b分别与3相无刷马达50连接。
3相桥电路121由6个开关元件TUU(121a)、TUL(121b)、TVU(121c)、TVL(121d)、TWU(121e)、TWL(121f)构成。这些开关元件TUU(121a)、TUL(121b)、TVU(121c)、TVL(121d)、TWU(121e)、TWL(121f)例如由MOS-FET(Metal OxideSemiconductor-Field Effect Transistor:金属氧化物半导体场效应晶体管)或IGBT(Insulated gate Bipolar Transistor:绝缘栅双极晶体管)构成。
U相上侧开关元件TUU(121a)和U相下侧开关元件TUL(121b)串联连接。V相上侧开关元件TVU(121c)和V相下侧开关元件TVL(121d)串联连接。W相上侧开关元件TWU(121e)和W相下侧开关元件TWL(121f)串联连接。各个相的上侧开关元件TUU(121a)、TVU(121c)、TWU(121e)经由电源继电器125与电池电源60的正极端子连接。即,U相的开关元件TUU(121a)、TUL(121b)的连接系统、V相的开关元件TVU(121c)、TVL(121d)的连接系统和W相的开关元件TWU(121e)、TWL(121f)的连接系统相互并联连接。
相电流检测电路114a至114c由分流电阻RSU(122a)、RSV(122b)、RSW(122c)和信号放大器构成。U相下侧开关元件TUL(121b)经由分流电阻RSU(122a)连接于地。V相下侧开关元件TVL(121d)经由分流电阻RSV(122b)连接于地。W相下侧开关元件TWL(121f)经由分流电阻RSW(122c)连接于地。该相电流检测电路114利用各分流电阻RSU(122a)、RSV(122b)、RSW(122c)来检测流过3相无刷马达50的各个相U、V、W的相电流,然后输出至控制部111。即,相电流检测电路114a至114c单独地检测流过各个相的布线的相电流。
失效安全继电器由V相继电器123a和W相继电器123b构成。V相上侧开关元件TVU(121c)与V相下侧开关元件TVL(121d)的连接点经由V相继电器123a与无刷马达50的V相绕组连接。W相上侧开关元件TWU(121e)与W相下侧开关元件TWL(121f)的连接点经由W相继电器123b与无刷马达50的W相绕组连接。此外,可在每一相上都设置失效安全继电器,但只要具有最低2相就能够实现其作用。这样,分别利用相布线来单独地使无刷马达50的各绕组U、V、W(各个相U、V、W)与各开关元件TUU(121a)、TUL(121b)、TVU(121c)、TVL(121d)、TWU(121e)、TWL(121f)之间连接。
电解电容器124相对于构成多相桥电路121的各相的串联连接的上侧半导体开关元件和下侧开关元件并联连接,该电解电容器124被用于进行平滑。电源继电器125处于电池电源60与多相桥电路121之间,在介入有CPU 111的继电器驱动电路部113的控制下,对提供给3相桥电路121的电流进行通电/切断。
控制部111例如由根据程序进行动作的微处理器构成,控制驱动电路112以及继电器驱动电路部113。该控制部111根据转矩传感器70、车速传感器80、角度传感器90以及相电流检测电路114a至114c的输入信号,输出PWM(Pulse WidthModulation:脉宽调制)的控制信号来控制驱动电路112,并且控制继电器驱动电路部113。驱动电路112对各开关元件TUU(121a)、TUL(121b)、TVU(121c)、TVL(121d)、TWU(121e)、TWL(121f)的导通或截止进行占空比驱动。其结果是,被提供电流的3相无刷马达50产生助力转矩。继电器驱动电路部113以使失效安全继电器123a、123b以及电源继电器125导通或截止的方式进行驱动。
控制部111根据转矩传感器70的转矩检测值、车速传感器80的车速检测值、角度传感器90的旋转角度值和相电流检测电路114a至114c的相电流检测值,参照在未图示的存储器中记录的目标电流图,来计算用于对方向盘210的转向力进行助力的最优目标值。然后,控制部111向驱动电路112输出具有作为基于该目标值的电流指令值而决定的占空比的PWM信号,由此对各开关元件TUU(121a)、TUL(121b)、TVU(121c)、TVL(121d)、TWU(121e)、TWL(121f)进行驱动控制。
此外,将上述本实施方式的ECU 1A(1B)搭载在EPS 100上来用于进行控制。图9示意性示出EPS的概括构造。EPS 100由从车辆的方向盘210到转向用车轮(例如前轮)310、310的转向系统200和对该转向系统200施加助力转矩的助力转矩机构400构成。
转向系统200由方向盘210、齿轮轴240、齿条轴260以及左右转向用车轮310、310构成,其中,该齿轮轴240经由转向轴220以及万向联轴器230、230与该方向盘210连结,该齿条轴260经由齿条-齿轮机构250与该齿轮轴240连结,该左右转向用车轮310、310经由球窝接头270、270、转向横拉杆280、280以及转向节290、290与该齿条轴260的两端连结。齿条-齿轮机构250由在齿轮轴240上形成的齿轮320和在齿条轴260上形成的齿条330构成。根据转向系统200,驾驶员对方向盘210进行转向,由此可利用该转向转矩经由齿条-齿轮机构250、齿条轴260以及左右转向横拉杆280、280来使左右转向用车轮310、310转向。
助力转矩机构400由转矩传感器70、3相无刷马达50、转矩传递机构440、作为无刷马达控制装置的ECU 1A(1B)、车速传感器80、角度传感器90构成。转矩传感器70检测对方向盘210施加的转向系统200的转向转矩。车速传感器80检测车速。角度传感器90检测3相无刷马达50的旋转角度。转矩传递机构440例如由滚珠丝杠构成。
这样,助力转矩机构400是如下这样的结构:根据由转矩传感器70检测出的转向转矩,在ECU 1A(1B)中产生控制信号,根据该控制信号并利用3相无刷马达50产生与转向转矩相应的助力转矩(马达转矩),将助力转矩经由转矩传递机构440传递至齿条轴260。更具体地说,ECU 1A(1B)除了转向转矩之外,还考虑由车速传感器80检测出的车速以及由角度传感器90检测出的3相无刷马达50的旋转角度来生成控制信号。
3相无刷马达50的马达轴430a是覆盖齿条轴260的中空轴。转矩传递机构440由螺纹部450、在螺纹部450上组装的螺母460和多个滚珠构成,其中,螺纹部450在齿条轴260上齿条330之外的部分形成。螺母460与马达轴430a连结。此外,转矩传递机构也可以构成为将3相无刷马达50产生的助力转矩直接传递至齿轮轴240。
这样,搭载有本实施方式的ECU 1A(1B)的EPS 100可利用从方向盘210传递到齿条轴260的转向转矩与3相无刷马达50产生的助力转矩相加而成的所谓“复合转矩”,来对转向用车轮310、310进行转向。
(实施方式的效果)
如以上说明的那样,根据本实施方式的ECU 1A(1B),在专用的基板上分别安装被安装于控制基板11(第1基板)的例如控制电路和被安装于功率基板12(第2基板)的例如功率电路,由此能够成为没有偏重的效率良好的电子部件的布局,能够使电动动力转向用电子控制装置整体小型化。另外,通过集中功率电路而整个安装在第2基板上,不需要进行多余的连接,能够实现布线的高效化。此外,通过对作为ECU 1A(1B)所需的全部电子部件进行表面安装,能够实现薄型化,通过利用作为与电子部件相同的工艺的回流焊对嵌件成型部件13进行连接,能够简化ECU组件的制造工序,简化组装工序,使成本降低。
另外,通过向控制基板11与功率基板12的连接部分配置一列嵌件成型部件13,由此,不需要因部件的安装位置的制约而向位于远处的连接器引导布线,能够简化布线的布局,使布线设计的自由度增加。另外,能够增加第2表面安装部件的布局的自由度,且能够最大程度地扩大第2基板的部件安装有效面积,所以能够使ECU 1A(1B)小型化。此外,还可以使嵌件成型部件13为L字形状而不是四边形状,由此,能够实现部件的小型化和简化,并抑制制造成本。在发生ECU 1A(1B)的搭载位置的变更的情况下,仅在变更影响到的变更部位处重新制作嵌件成型部件13,由此,可期待降低模具变更的成本,降低ECU 1A(1B)的成本。
此外,根据本实施方式的ECU 1A(1B),通过构成为利用保护罩10和散热器20夹住嵌件成型的连接器,使从安装于功率基板12上的电流容量高的安装部件发出的热经由散热性高的例如由金属构成的功率基板12以及散热器20向外部散发,所以能够有效地向外部进行散热,从而能够提供冷却效果强、可靠性高的电动动力转向用电子控制装置。另外,通过在功率基板12上对电解电容器和失效安全继电器123a、123b等的电流容量比较高的电子部件进行表面安装来实现薄型化,且全部部件可利用回流焊进行连接,因此能够简化组装工序,使成本降低,其中,对3相桥电路的各相的半导体开关元件组至少设置有1个所述电解电容器,在流过任一相的驱动电流中存在异常时,失效安全继电器123a、123b切断向3相无刷马达50的相应的相提供的驱动电流。

Claims (10)

1.一种电动动力转向用电子控制装置,其具有第1基板、第2基板、嵌件成型部件、散热器和保护罩,其特征在于,
所述第1基板安装第1表面安装部件,
所述第2基板安装容许电流容量高于所述第1表面安装部件的第2表面安装部件,
所述嵌件成型部件具有在所述第2基板的第1端部和与所述第1端部垂直的第2端部处安装的连接器,
所述散热器使从所述第2表面安装部件向所述第2基板传递的热向外部散发,
所述保护罩覆盖所述第1基板和安装有所述嵌件成型部件的所述第2基板,并固定在所述散热器上。
2.根据权利要求1所述的电动动力转向用电子控制装置,其特征在于,
所述嵌件成型部件由安装于所述第2基板的所述第1端部处的第1部位和安装于所述第2基板的所述第2端部处的第2部位构成,
所述第1部位包含第1连接器部,
所述第2部位包含第2连接器部以及第3连接器部,
所述第1部位和所述第2部位分别具有进行结合的结合部。
3.根据权利要求2所述的电动动力转向用电子控制装置,其特征在于,
在所述嵌件成型部件的所述第1部位处,选择性地安装具有根据车辆的布局而决定的第1形状或第2形状的所述第1连接器部。
4.根据权利要求2或3所述的电动动力转向用电子控制装置,其特征在于,
在所述嵌件成型部件的所述第2连接器部处连接电源,在所述嵌件成型部件的所述第3连接器部处连接对车辆状态进行检测的车辆传感器,在所述嵌件成型部件的所述第1连接器部处连接对车辆的转向进行助力的3相无刷马达。
5.根据权利要求2或3所述的电动动力转向用电子控制装置,其特征在于,
所述嵌件成型部件的所述第1连接器部具有与所述保护罩的长边方向侧壁的切口部内侧相接的第1壁部,
所述嵌件成型部件的所述第2连接器部具备与所述保护罩的垂直于长边方向的侧壁的缺口部内侧相接的第2壁部,
所述嵌件成型部件的所述第3连接器部具备与所述保护罩的垂直于长边方向的侧壁的切口部内侧相接的第3壁部。
6.根据权利要求1所述的电动动力转向用电子控制装置,其特征在于,
所述嵌件成型部件具有嵌件成型的端子组,该端子组沿着所述第2基板的所述第1端部或所述第2端部安装为一列,并连接所述第1表面安装部件和所述第2表面安装部件。
7.根据权利要求2或3所述的电动动力转向用电子控制装置,其特征在于,
所述嵌件成型部件具有嵌件成型的端子组,该端子组沿着所述第2基板的所述第1端部或所述第2端部安装为一列,并连接所述第1表面安装部件和所述第2表面安装部件。
8.根据权利要求1所述的电动动力转向用电子控制装置,其特征在于,
所述第1基板是面积比所述第2基板小的基板,该第1基板至少包含与所述嵌件成型部件的所述第1端部对置地安装的第1边和与所述第2端部对置地安装的第2边。
9.根据权利要求1所述的电动动力转向用电子控制装置,其特征在于,
所述第1表面安装部件包含控制部,该控制部根据由外部的转矩传感器检测出的转向系统的转向力,对向3相无刷马达的各相提供驱动电流的半导体开关元件进行占空比驱动,来进行基于所述3相无刷马达的转向助力控制,
所述第2表面安装部件包含:
3相桥电路,其对于所述3相无刷马达的每一相具有向各个相提供由所述占空比驱动决定的所述驱动电流的所述半导体开关元件的组;
电解电容器,其针对所述半导体开关元件的组至少设置有1个,吸收所述驱动电流的波动;
电流检测电路,其分别地连接在所述3相无刷马达和构成所述3相桥电路的所述各相的半导体开关元件的组之间,检测流过所述各相的驱动电流;
失效安全继电器,在任一所述驱动电流中存在异常时,该失效安全继电器切断对所述3相无刷马达的相应的相提供的驱动电流;以及
电源继电器,其处于电池电源与所述3相桥电路之间,使提供给所述3相桥电路的电流通电/切断。
10.根据权利要求8所述的电动动力转向用电子控制装置,其特征在于,
所述第1表面安装部件包含控制部,该控制部根据由外部的转矩传感器检测出的转向系统的转向力,对向3相无刷马达的各相提供驱动电流的半导体开关元件进行占空比驱动,来进行基于所述3相无刷马达的转向助力控制,
所述第2表面安装部件包含:
3相桥电路,其对于所述3相无刷马达的每一相具有向各个相提供由所述占空比驱动决定的所述驱动电流的所述半导体开关元件的组;
电解电容器,其针对所述半导体开关元件的组至少设置有1个,吸收所述驱动电流的波动;
电流检测电路,其分别地连接在所述3相无刷马达和构成所述3相桥电路的所述各相的半导体开关元件的组之间,检测流过所述各相的驱动电流;
失效安全继电器,在任一所述驱动电流中存在异常时,该失效安全继电器切断对所述3相无刷马达的相应的相提供的驱动电流;以及
电源继电器,其处于电池电源与所述3相桥电路之间,使提供给所述3相桥电路的电流通电/切断。
CN201510142285.7A 2014-03-27 2015-03-27 电动动力转向用电子控制装置 Pending CN104943743A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014066056 2014-03-27
JP2014-066056 2014-03-27
JP2015-044659 2015-03-06
JP2015044659A JP2015193371A (ja) 2014-03-27 2015-03-06 電動パワーステアリング用電子制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104943743A true CN104943743A (zh) 2015-09-30

Family

ID=54158933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510142285.7A Pending CN104943743A (zh) 2014-03-27 2015-03-27 电动动力转向用电子控制装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20150274197A1 (zh)
JP (1) JP2015193371A (zh)
CN (1) CN104943743A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108290603A (zh) * 2016-03-09 2018-07-17 日立汽车系统株式会社 电动驱动装置及电动动力转向装置
CN113260185A (zh) * 2020-01-28 2021-08-13 Tdk株式会社 电源装置
CN113544963A (zh) * 2019-03-19 2021-10-22 日立安斯泰莫株式会社 电子控制装置及电子控制装置的组装方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9293870B1 (en) * 2015-03-10 2016-03-22 Continental Automotive Systems, Inc. Electronic control module having a cover allowing for inspection of right angle press-fit pins
JP6398849B2 (ja) * 2015-04-06 2018-10-03 株式会社デンソー 電子制御装置
US9629262B2 (en) * 2015-06-12 2017-04-18 Deere & Company Electronic assembly having alignable stacked circuit boards
KR102485618B1 (ko) * 2015-12-28 2023-01-06 엘지이노텍 주식회사 통신 모듈
KR101821878B1 (ko) * 2016-02-24 2018-01-24 엘에스산전 주식회사 인버터
CN109075711B (zh) * 2016-04-26 2021-06-22 三菱电机株式会社 电力用电路装置
KR101841836B1 (ko) * 2016-07-05 2018-03-26 김구용 다면 방열구조를 갖는 pcb 모듈, 및 이 모듈에 사용되는 방열 플레이트, 다층 pcb 어셈블리, 및 모듈 케이스
US20210400815A1 (en) * 2020-06-19 2021-12-23 Abb Schweiz Ag Solid state switching device including heat sinks and control electronics construction
JP2022074622A (ja) 2020-11-05 2022-05-18 日東電工株式会社 偏光板およびそれを用いた画像表示装置
WO2022097595A1 (ja) 2020-11-05 2022-05-12 日東電工株式会社 偏光板およびそれを用いた画像表示装置
JP2023032699A (ja) 2021-08-27 2023-03-09 日東電工株式会社 粘着剤組成物、偏光板およびそれを用いた画像表示装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050167183A1 (en) * 2004-02-02 2005-08-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electric power steering apparatus
CN101932488A (zh) * 2008-01-25 2010-12-29 三菱电机株式会社 电动式动力转向装置
CN102570937A (zh) * 2010-12-28 2012-07-11 株式会社电装 控制器
CN102689647A (zh) * 2011-03-22 2012-09-26 株式会社电装 电动机驱动装置和具有该电动机驱动装置的电力转向设备
CN103101570A (zh) * 2011-11-10 2013-05-15 株式会社本田艾莱希斯 电动助力转向用电子控制单元
CN203251541U (zh) * 2013-05-15 2013-10-23 安波电机(宁德)有限公司 一种集成调速电机

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3774624B2 (ja) * 2000-10-18 2006-05-17 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング装置
JP5769033B2 (ja) * 2012-11-30 2015-08-26 株式会社デンソー 駆動装置
JP2014156138A (ja) * 2013-02-14 2014-08-28 Nidec Elesys Corp 電動パワーステアリング用電子制御装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050167183A1 (en) * 2004-02-02 2005-08-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electric power steering apparatus
CN101932488A (zh) * 2008-01-25 2010-12-29 三菱电机株式会社 电动式动力转向装置
CN102570937A (zh) * 2010-12-28 2012-07-11 株式会社电装 控制器
CN102689647A (zh) * 2011-03-22 2012-09-26 株式会社电装 电动机驱动装置和具有该电动机驱动装置的电力转向设备
CN103101570A (zh) * 2011-11-10 2013-05-15 株式会社本田艾莱希斯 电动助力转向用电子控制单元
CN203251541U (zh) * 2013-05-15 2013-10-23 安波电机(宁德)有限公司 一种集成调速电机

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108290603A (zh) * 2016-03-09 2018-07-17 日立汽车系统株式会社 电动驱动装置及电动动力转向装置
CN113544963A (zh) * 2019-03-19 2021-10-22 日立安斯泰莫株式会社 电子控制装置及电子控制装置的组装方法
CN113260185A (zh) * 2020-01-28 2021-08-13 Tdk株式会社 电源装置
CN113260185B (zh) * 2020-01-28 2022-11-01 Tdk株式会社 电源装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20150274197A1 (en) 2015-10-01
JP2015193371A (ja) 2015-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104943743A (zh) 电动动力转向用电子控制装置
US20130119908A1 (en) Electronic control unit for electric power steering
WO2015087554A1 (ja) 電子制御ユニット、電動パワーステアリング装置及び車両
JP4909961B2 (ja) 電動パワーステアリング用制御装置
US8288658B2 (en) Multilayer circuit board and motor drive circuit board
JP5375874B2 (ja) モータ駆動装置
JP5915635B2 (ja) 電子制御ユニット、電動パワーステアリング装置、車両及び電子制御ユニットの製造方法
JP5397417B2 (ja) 半導体装置、および、それを用いた駆動装置
US10800444B2 (en) Electric driving device and electric power steering device
US8896171B2 (en) Motor drive apparatus having a simplified assembling structure
WO2014122883A1 (ja) 多極コネクタ
WO2021033678A1 (ja) 電動駆動装置及び電動駆動装置の組立方法
WO2016174704A1 (ja) 制御装置
EP3240026A1 (en) Power semiconductor module and electric power steering device employing same
US11541930B2 (en) Rotary electric machine control device
JP7294252B2 (ja) 駆動装置
US20220278587A1 (en) Electronic control unit
JP2013103534A (ja) 電動パワーステアリング用電子制御ユニット
JP5229612B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
JP5804869B2 (ja) 電動パワーステアリング装置のコントロールユニット
CN114466781B (zh) 电子控制装置
US8981605B2 (en) Motor drive apparatus with substrate fixed, member and rotation angle sensor
CN114731103A (zh) 旋转电机装置及电动助力转向装置
JP2008290675A (ja) 電動パワーステアリング装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150930