CN105960748B - 车载用电子控制单元以及车载用机电一体型电动马达 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车载用电子控制单元或者车载用机电一体型电动马达。车载用电子控制单元具有：能够收纳ECU机壳部的马达壳体；马达壳体的盖体；功率部；以及控制部。ECU机壳部还收纳功率部以及控制部。盖体的下表面与功率部接触，壳体以及盖体分别具有散热性。盖体的上表面露出。车载用机电一体型电动马达具有这样的车载用电子控制单元以及电动马达。

Description

车载用电子控制单元以及车载用机电一体型电动马达
技术领域
本发明涉及装设于车辆的电子控制单元(车载用电子控制单元)以及与该电子控制单元一体形成的电动马达(车载用机电一体型电动马达)等。
背景技术
汽车等车辆能够具有例如电动动力转向装置作为车载装置，电动动力转向装置产生辅助转矩，所述辅助转矩对通过驾驶员操作方向盘而产生的转向系统中的操舵转矩进行辅助。通过产生辅助转矩，电动动力转向装置能够减轻驾驶员的负担。施加辅助转矩的辅助转矩机构通过操舵转矩传感器检测转向系统的操舵转矩，并基于该检测信号通过电子控制单元产生驱动信号，基于该驱动信号，通过电动马达产生与操舵转矩对应的辅助转矩，将辅助转矩经由减速机构传递至转向系统。
例如日本公开公报第2013-63689号公报中公开了一种车载用机电一体型电动马达的结构。在此，日本公开公报第2013-63689号公报的图2的第一印刷基板(控制部)14、金属基板(功率部)16等(电子控制单元)与图3的电动马达8一体形成。并且，根据日本公开公报第2013-63689号公报的图1的内容，热传递部件26的一端配置于金属基板16，而热传递部件26的另一端配置于第一印刷基板14的微机(微型计算机)24(参照日本公开公报第2013-63689号公报的图1的一点划线)。由此，在微机24中产生的热量转移到金属基板16。
然而，在例如日本公开公报第2013-63689号公报的第一印刷基板14中，需要在与热传递部件26对应的位置配置微机24，因此，设计第一印刷基板14时的自由度降低。并且，根据日本公开公报第2013-63689号公报的[0031]段的记载，日本公开公报第2013-63689号公报的图2的ECU机壳11具有散热性。另一方面，日本公开公报第2013-63689号公报的图2的ECU机壳11的盖体12不具有散热性。因此，需要改善散热效率。
例如日本专利公报第5287787号公报公开了一种车载用机电一体型电动马达的结构。在此，日本专利公报第5287787号公报的图7的控制部30、功率模块(功率部)40等控制器(电子控制单元)通过马达壳体11与马达一体形成。并且，根据日本专利公报第5287787号公报的[0038]段的记载，日本专利公报第5287787号公报的图7的罩91具有磁屏蔽性。
在日本专利公报第5287787号公报的散热器80中，不仅散热器80的平面部83等的侧部侧能够散出热量，罩91侧也能够散出热量。因此，日本专利公报第5287787号公报的散热器80的散热效率比日本公开公报第2013-63689号公报的ECU机壳11的散热效率高。另外，为了将日本专利公报第5287787号公报的图7的控制部30、功率模块(功率部)40等控制器(电子控制单元)固定于马达，在日本专利公报第5287787号公报的图2、图3以及图4中，散热器80只是与马达壳体11连接，日本专利公报第5287787号公报的散热器80的散热效率取决于散热器80自身的散热容量。日本专利公报第5287787号公报的散热器80的散热效率比日本公开公报第2013-63689号公报的ECU机壳11的散热效率高，但是专利文献2的罩91是与日本专利公报第5287787号公报的散热器80不同的部件，零件个数或者制造成本增加。并且，在日本专利公报第5287787号公报的罩91中，使日本专利公报第5287787号公报的散热器80的散热效率变差。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种车载用机电一体型电动马达或者车载用电子控制单元，是一种具有高的散热效率的机电一体型电动马达或者车载用电子控制单元。
在本申请的例示的一实施方式中，对电动马达进行驱动控制的车载用电子控制单元包括：壳体，所述壳体具有ECU机壳部；盖体，所述盖体覆盖ECU机壳部的上部；功率部，所述功率部具有向电动马达供给驱动信号的开关电路和装配开关电路的电力基板；以及控制部，所述控制部具有对开关电路进行控制的控制电路，盖体是散热性比功率部高的材料，ECU机壳部收纳功率部以及控制部，盖体的下表面与功率部的上表面接触，盖体的上表面露出。
车载用机电一体型电动马达，其具有如下的车载用电子控制单元，其特征在于，壳体还具有马达壳体部，所述马达壳体部配置于比ECU机壳部靠下侧的位置，且收纳电动马达，ECU机壳部与马达壳体部一体地设置。
根据本申请的例示的一实施方式，由于ECU机壳部的盖体的下表面与作为发热零件的具有开关电路的功率部紧贴，因此具有散热性的盖体不仅能够向具有散热性的ECU机壳部侧散出热量，还能够向盖体的上表面侧散出热量。由此，电子控制单元能够具有较高的散热效率。而且，车载用机电一体型电动马达具有上述的车载用电子控制单元，因此，也能够向马达壳体部侧散出热量。由此，车载用机电一体型电动马达能够具有较高的散热效率。
通过下面参照附图对优选实施方式进行的详细说明，可以更加清楚地理解本发明的上述和其它要素、特征、步骤、特性和优点。
附图说明
图1(A)以及图1(B)分别表示第一以及第二比较例。
图2表示电动动力转向装置的概略构成例。
图3(A)表示根据本发明的机电一体型电动马达的概略构成例，图3(B)表示O形圈的配置例。
图4表示根据本发明的机电一体型电动马达的外观例。
图5表示图4的机电一体型电动马达的剖视图的一个例子。
图6表示图4的机电一体型电动马达的组装说明图的一个例子。
图7表示图4的电子控制单元的分解立体图的一个例子。
图8表示示出图5的功率部的电路构成图的一个例子。
图9(A)表示图7的功率部的第一构件的主要结构的立体图的一个例子，图9(B)表示图7的功率部的组装说明图的一个例子。
图10表示图7的控制部的功能框图的一个例子。
图11表示具有再生制动功能的电动伺服制动系统的概略构成例。
图12表示图4的机电一体型电动马达的组装说明图的一个例子。
图13表示图4的机电一体型电动马达的区域说明的概略图。
具体实施方式
以下说明的最优选的实施方式用于容易地理解本发明。因此，本领域技术人员应当注意本发明不受以下说明的最优选的实施方式的不当限定。
图2表示电动动力转向装置10的概略构成例。在图2的例子中，电动动力转向装置10具有电动动力转向用的电子控制单元(广义地说“对电动马达进行驱动控制的车载用电子控制单元”)42。具体地说，电动动力转向装置10具有辅助转矩机构40，所述辅助转矩机构40向从车辆的方向盘(例如转向盘)21至车辆的转向轮(例如前轮)29、29的转向系统20施加辅助转矩(也称附加转矩。)。
在图2的例子中，转向系统20将旋转轴24(小齿轮轴，也称输入轴。)通过转向轴22(也称转向柱。)以及万向联轴器23、23与方向盘21连接，将齿条轴26通过齿条齿轮机构25与旋转轴24连接，将左右的转向轮29、29通过左右的球窝接头52、52、拉杆27、27以及转向节28、28与齿条轴26的两端连接。齿条齿轮机构25具有：旋转轴24所具有的小齿轮31；以及齿条轴26所具有的齿条32。
根据转向系统20，能够通过驾驶员操纵方向盘21，操舵转矩经由齿条齿轮机构25对转向轮29、29进行操纵。
在图2的例子中，辅助转矩机构40通过操舵转矩传感器41检测施加于方向盘21的转向系统20的操舵转矩，基于该检测信号(也称转矩信号。)通过电子控制单元42产生驱动信号，并基于该驱动信号通过电动马达43产生与操舵转矩对应的辅助转矩(附加转矩)，将辅助转矩经由减速机构44(例如涡轮蜗杆机构)传递至旋转轴24，并将辅助转矩从旋转轴24传递至转向系统20的齿条齿轮机构25。
根据辅助转矩施加于转向系统20的部位，电动动力转向装置10能够分为小齿轮辅助型、齿条辅助型、转向柱辅助型等。图2的电动动力转向装置10表示小齿轮辅助型，但是电动动力转向装置10也可以应用于齿条辅助型、转向柱辅助型等。
电动马达43是例如无刷马达，通过电子控制单元42检测无刷马达中的转子的旋转角或者电动马达43的旋转角(也称旋转信号。)。转子由例如永磁铁构成，电子控制单元42能够通过磁传感器检测永磁铁(N极以及S极)的动作。
电子控制单元42由例如电源电路、检测马达电流(实际电流)的电流传感器、微处理器、FET桥接电路以及磁传感器等构成。电子控制单元42不仅能够将转矩信号作为外部信号输入，还能够将例如车速信号作为外部信号输入。外部设备60是例如CAN(ControllerArea Network)等能够通过车内网络进行通信的其他电子控制单元，但是也可以是能够输出相当于例如车速信号的车速脉冲的车速传感器。在此，外部信号包括转矩信号等系统侧的信号和车速信号等车体侧的信号(车体信号)，车体信号不仅能够包括车速信号、发动机转速等通信信号，还能够包括点火开关的开/关信号。电子控制单元42的微处理器能够基于例如转矩信号、车速信号等对电动马达43进行矢量控制。被微处理器控制的FET桥接电路，例如是向电动马达43(无刷马达)通电驱动电流(三相交流电流)的开关电路，具体地说，由例如图8的FET1、FET2、FET3、FET4、FET5以及FET6构成。磁传感器310由例如霍尔IC(参照图7)构成。
这样的电子控制单元42至少基于操舵转矩(转矩信号)设定目标电流，优选还考虑由车速传感器检测出的车速(车速信号、车速脉冲)以及由磁传感器检测出的转子的旋转角(旋转信号)设定目标电流。电子控制单元42能够以由电流传感器检测出的马达电流(实际电流)与目标电流一致的方式对电动马达43的驱动电流(驱动信号)进行控制。
B+表示作为直流电源设置于例如车辆的电池61的正极的电位，B-表示该电池61的负极的电位，负极的电位B-能够与车辆的车体接地。另外，电子控制单元42在例如连接器壳体440(参照图7)的外部连接器的连接器部(例如图7的前侧的连接器部，即例如图4的里侧的连接器部)具有输入端子B+、B-(第一输入端子、电池端子)，连接器壳体440能够将来自电池61的电力供给至电子控制单元42，电源电压(正极的电位B+与负极的电位B-的差)为电动马达43的驱动信号的基础。
根据图2的电动动力转向装置10，通过对驾驶员的操舵转矩施加了电动马达43的辅助转矩(附加转矩)的复合转矩，能够利用齿条轴26操纵转向轮29。
图3(A)表示根据本发明的机电一体型电动马达的概略构成例，图3(B)表示O形圈的配置例。在图3(A)的例子中，机电一体型电动马达具有壳体430，所述壳体430具有：收纳图2的电动马达43的马达壳体部447；以及收纳后述的功率部100以及控制部300的ECU机壳部420。并且机电一体型电动马达还具有：壳体430的盖体431；具有向电动马达43供给驱动信号的开关电路(例如，图8的FET1～FET6)的功率部100；以及具有对开关电路进行控制的控制电路(参照图10)的控制部300。图3(A)的壳体430收纳功率部100以及控制部300。并且，马达壳体部447(或者电动马达43)、盖体431、功率部100以及控制部300例如在电动马达43的马达轴450的方向上按照马达壳体部447(或者电动马达43)、控制部300、功率部100以及盖体431的顺序配置。另外，盖体431的下表面与功率部100紧贴，壳体430以及盖体431分别由具有散热性的例如金属构成，壳体430的盖体431的上表面露出。
在此，壳体430具有ECU机壳部420和马达壳体部447，但是ECU机壳部420与马达壳体部447既可以分体设置，也可以一体设置。然而，如果分体的话，发生如下所示的问题。图1(A)表示第一比较例。如图1(A)所示，由于散热器400与功率部100紧贴，因此图1(A)的散热器400也能够具有较高的散热效率。然而，收纳功率部100以及控制部300的ECU机壳部420是与散热器400(或者马达壳体部447)不同的部件，零件个数或者制造成本增加。另外，在提供具有防水性的电子控制单元或者机电一体型电动马达时，在图1(A)的散热器400与ECU机壳部420之间需要防水部件，且在ECU机壳部420与壳体430之间还需要一个防水部件。并且，由于ECU机壳部420存在于作为与ECU机壳部420不同的部件的散热器400以及壳体430之间，因此从散热器400向壳体430的热传递延迟，因此，图1(A)的散热器400散热效率下降。针对这样的问题，如果ECU机壳部420与马达壳体部447一体的话，收纳功率部100以及控制部300的ECU机壳部420是与散热器400(或者壳体430)不同的部件，能够实现零件个数减少或者制造成本降低。并且，还能够减少在ECU机壳部420与壳体430之间所需要的另一个防水部件。并且，由于ECU机壳部420存在于作为与ECU机壳部420不同的部件的散热器400以及壳体430之间，因此不存在从散热器400向壳体430的热传递的延迟。因此，若为一体，具有能够改善图1(A)的散热器400的散热效率下降的效果。
另外，图1(B)表示第二比较例。如图1(B)所示，在ECU机壳部420具有散热性或者ECU机壳部420是散热器时，能够抑制零件个数的增加或者制造成本的增加。然而，若考虑电动马达的马达轴450方向的尺寸(长度)，则在图1(B)的ECU机壳部420与壳体430之间配置防水部件。因此，图1(B)的壳体430的径向的尺寸(宽度b)比图1(A)的壳体430的径向的尺寸(宽度a)增加。特别是，在图1(B)中，防水部件能够与壳体430的垂直的内壁面接触。在防水部件与ECU机壳部420的壁部的水平的底面接触的情况下，ECU机壳部420的壁部的尺寸(厚度)增加，壳体430的径向的尺寸(宽度b)进一步增加。针对这样的问题，若ECU机壳部420与壳体部430一体，则能够解决ECU机壳部420的壁部的尺寸(厚度)增加的问题。
并且，在将控制部300配置于图1(B)的ECU机壳部420时，作业效率下降。换言之，ECU机壳部420的内壁面与马达壳体部447的空间狭窄，难以将控制部300以及功率部100固定于ECU机壳420。并且，在不是通过手工操作而是通过机械将控制部300以及功率部100配置于图1(B)的ECU机壳420时，由于要求机械具有关于配置的较高的精度，因此机械的设备增加，因此，电子控制单元的制造成本增加。针对这样的问题，若ECU机壳部420与马达壳体部447一体，则盖体431不需要具有收纳电力基板101等的壁，容易将电力基板101等固定于盖体431，能够降低使用机械将控制部300以及功率部100配置于ECU机壳部420的组装的难易度。即，能够解决电子控制单元的制造成本增加的问题。
本发明的车载用电子控制单元具有：具有ECU机壳部420的壳体430；覆盖ECU机壳部420的上部的盖体431；具有向电动马达43供给驱动信号的开关电路和装配有开关电路的电力基板101的功率部100；以及具有对开关电路进行控制的控制电路的控制部300。盖体431是散热性比电力基板101高的材料。ECU机壳部420收纳功率部100以及控制部300。盖体431的下表面与功率部100的上表面接触。盖体431的上表面露出。
由于壳体430的盖体431的下表面与作为发热零件的具有开关电路的功率部100紧贴，因此由散热性比电力基板101高的材料构成的盖体431不仅能够向具有散热性的壳体430侧散出热量，还能够向盖体431的上表面侧散出热量。但是，这里说的电力基板101指的是除了铜箔之外的材质的基板。由此，机电一体型电动马达或者电子控制单元42能够具有较高的散热效率。特别是，由散热性高的材料构成的盖体431与具有散热性的壳体430直接接触。在此，优选具有散热性的盖体431与具有散热性的壳体430(壁部430w)的接触面积大。换言之，在只是将盖体431固定于壳体430(壁部430w)时，盖体431与壳体430(壁部430w)也可以只在多处相互接触。因此，在盖体431与壳体430(壁部430w)接触的面积最大时，从盖体431向壳体430移动的热量达到最大限度。另外，在壳体430以及盖体431分别具有散热性或者分别为散热器时，能够抑制零件个数增加或者制造成本增加。在此，盖体431不仅只作为散热器起作用，由于使热量经由盖体431与壳体430(壁部430w)接触的面积移动至壳体430，因此不必使盖体431的容量增大至所需以上，因此，盖体431小型且轻量。
图3(B)是与图3(A)的壳体430直接接触的盖体431的放大图。在图2的电子控制单元42具有防水性时，机电一体型电动马达或者电子控制单元42能够具有防水部件，具体地说能够具有图3(B)的O形圈501。另一方面，在机电一体型电动马达不具有防水性时，机电一体型电动马达也可以不具有防水部件，由此，能够降低机电一体型电动马达的制造成本。图2(A)的盖体431可以具有能够固定O形圈501的例如槽431d等凹部，在例如如图3(B)所示那样的剖视中，壳体430的壁部430w(参照图6，为中空筒状)具有：与盖体431的例如下表面垂直的内壁面430is以及外壁面430os；以及与盖体431的例如下表面平行的顶面430t。在此，槽431d与内壁面430is(中空圆筒的内侧)对应。
O形圈501也可以将盖体431的槽431d与壳体430的垂直的内壁面430is之间的间隙密封。即，O形圈501利用壳体430的垂直的内壁面430is，能够提供具有防水性的机电一体型电动马达或者电子控制单元42。除此之外，由于O形圈501与壳体430的垂直的内壁面430is接触，因此能够提供小型的机电一体型电动马达或者电子控制单元42。换言之，在槽431d的位置向壁部430w的水平的顶面430t移动，O形圈501与壳体430的壁部430w的水平的顶面430t接触的情况下，壳体430的壁部430w的尺寸(厚度)增加，壳体430的径向的尺寸(宽度a)增加。在此，图3(A)的壳体430的径向的尺寸(宽度a)被壳体430的壁部430w的垂直的外壁面430os规定。如图3(B)所示，通过在壁部430w的水平的顶面430t设计散热性(与盖体431的接触面)，且在壁部430w的垂直的内壁面430is设计防水性，能够抑制壳体430的径向的尺寸(宽度a)增加，并且能够最大限度地设定盖体431与壳体430(壁部430w)接触的面积。
图4表示根据本发明的机电一体型电动马达的外观例。在图4的例子中，壳体430的盖体431具有多个散热片，多个散热片能够以在向盖体431的上表面侧散出热量时，防止该热量滞留在盖体431的上表面的方式进行设计。另外，在盖体431的上表面的一部分设置有连接器壳体440。换言之，由于盖体431的上表面没有全部被连接器壳体440覆盖，因此盖体431的上表面的剩余部(露出到外部的露出部)能够将热量持续地散出到盖体431的上表面侧。
图4的连接器壳体440的外部连接器具有连接器部(例如中央的连接器部)，所述连接器部输入由图2的操舵转矩传感器41检测出的转矩信号。由于输入转矩信号的连接器部形成于壳体430的盖体431的上表面的一部分，因此抑制了连接器部的凸出(向壳体430的径向的凸出)，从而能够提供小型的电子控制单元42。另外，在电子控制单元42的周围存在未图示的发动机、变速器等，存在配置电子控制单元42的空间受到限制的情况。因此，在存在这样的限制时，容易将小型的电子控制单元42配置于发动机室。
另外，在图4的例子中，以沿图2的电动马达43的马达轴450的方向配置电子控制单元42的方式，将电子控制单元42与电动马达43一体形成。在图4的例子中，在方向DR1表示电动马达43的上侧的情况下，电子控制单元42能够在电动马达43或者壳体430的上部与电动马达43一体形成。另外，连接器壳体440具有输入端子B+、B-(第一输入端子、电池端子)，并且具有将操舵转矩传感器41等与电子控制单元42连接的多个端子(第二输入端子、信号端子)(参照图7)。
图5表示图4的机电一体型电动马达的剖视图(A-A剖视图)的一个例子。但是，在图5的例子中省略了连接器壳体440。如图5所示，壳体430具有：收纳图2的马达43-2的空间431S1；以及收纳功率部100以及控制部300的空间431S2。图6的连接器壳体440在空间431S1侧具有能够装配电动马达43的马达轴450或者输出轴的孔部，但是马达轴450或者输出轴使用例如油封，电子控制单元42具有防水性。并且，图5的连接器壳体440还能够具有隔离空间431S1、431S2的隔壁431b。
图6表示图4的机电一体型电动马达的组装说明图的一个例子。如图6所示，在盖体431固定有功率部100以及控制部300(以及连接器壳体440)的状态下，将盖体431插入壳体430，从而能够组装图4的电子控制单元42。当然，通过将O形圈501设置于盖体431与壳体430之间，O形圈501弹性变形，由此提供具有防水性的机电一体型电动马达。并且，盖体431能够通过未图示的固定部件更加牢固地固定于壳体430。
图7表示图2的电子控制单元42的分解立体图的一个例子。如上下颠倒的图7所示，盖体431的下表面能够通过第1固定部件，具体地说通过外螺纹螺钉290固定于功率部100的上表面。详细地说，盖体431的下表面能够通过外螺纹螺钉290固定于电力基板101的上表面。在此，在功率部100的下表面与控制部300的上表面之间插入控制部300的输出部，具体地说，插入在将图8的输出端子U、V、W与电动马达43的三相线连接时所使用的框架105。另外，图7的盖体431可以具有从主体部433的下表面延伸至控制部300的上表面而能够支承控制部300的上表面的台座431p。控制部300能够通过第2固定部件，具体地说通过外螺纹螺钉390固定于台座431p。
在控制部300以及功率部100固定于盖体431的状态下，能够将控制部300以及功率部100收纳于壳体430(参照图6)。因此，在将控制部300以及功率部100固定于盖体431时，在控制部300以及功率部100的周围什么也不存在，因此能够抑制操作效率下降。并且，控制部300不是通过功率部100而是通过台座431p直接固定于盖体431，因此控制部300的位置(高度)的精度高。因此，配置于例如控制部300的下表面的磁传感器310的位置(高度)的精度也高，换言之，表示电动马达43的旋转角的旋转信号的偏差(产品误差)小。另外，图7的圆形的O形圈501能够预先固定于图3(B)所示那样的槽431d。并且，图7的环状的O形圈502能够将盖体431与连接器壳体440之间的间隙密封。
若使用图6和图7进一步详细说明的话，车载用电子控制单元42具有连接器壳体440，所述连接器壳体440从比盖体431靠下侧的位置朝向盖体431的上侧延伸。连接器壳体440具有比盖体431的上表面朝向上侧突出的外部连接器，控制部300在功率部100的下侧在上下方向上与功率部100重叠。
通过沿轴向配置包括外部连接器的连接器壳体440、功率部100以及控制部300，实现了径向上的小型化。
并且，盖体431具有：相对于上下方向垂直地延伸的主体部433；以及从主体部433的上表面朝向上侧延伸的散热片432。
通过盖体431具有朝向上侧延伸的散热片432，能够更加高效地对功率部100的发热进行散热。并且，只要散热片432以在将热量散出到盖体431的上表面侧时，防止该热量滞留在盖体431的上表面的方式进行设计，形状不受限定。散热片既可以是例如图4那样的多个肋形状，也可以是图12那样的多个突起。
车载用电子控制单元42在俯视观察时，在比ECU机壳部420靠内侧的区域，具有：配置有连接器壳体440的连接器区域441；以及散热片配置于盖体431的上表面的散热片区域442。
在连接器区域441中，连接器壳体440与主体部433的上表面接触。通过形成为这样的结构，通过使主体部433的一侧与连接器壳体440的另一侧面接触，能够抑制外部连接器的倾斜。并且，由于能够抑制外部连接器的倾斜，因此提高了车载用电子控制单元42的安装性。
功率部100与主体部433的散热片区域442的下侧热接触。通过形成为这样的结构，能够将来自功率部100的发热高效地从散热片432散热。
开关电路配置于与散热片432在上下方向上重叠的位置。
通过开关电路与散热片432沿轴向配置，能够高效地对来自开关电路的发热进行散热。
在功率部100的上表面与主体部433的下表面之间配置有导热材料。在主体部433的下表面形成有沿与功率部100接触的部分延伸的盖槽431g。主体部433具有突出部434，所述突出部434在盖槽431g的外侧沿盖槽431g延伸，并朝向下侧突出，突出部434配置于功率部100的外侧。
通过具有导热材料(油脂)，对从电力基板101产生的热的散热效果进一步提高。并且，通过具有盖槽431g，油脂不会飞散，配置于规定的位置。并且，通过在槽的外侧存在引导功率部100的位置的突出部434，能够进一步抑制导热材料(油脂)飞散到电力基板101与盖体431之间以外的部位。
电力基板101通过第1固定部件290固定于主体部433，即、功率部100通过第1固定部件290固定于主体部433，主体部433具有供第1固定部件290插入的被固定部435。被固定部435配置于盖槽431g的外侧。
由于在盖槽431g中存储导热材料，因此能够抑制导热材料到达固定有位于盖槽431g的外侧的第1固定部件290的被固定部435。由此，能够防止第1固定部件290的紧固力变弱。
电力基板101的至少一部分与散热片432以及连接器壳体440在上下方向上重叠。
通过散热片432和连接器壳体440的至少一部分配置于在马达轴向上重叠的位置，电力基板101能够通过散热片432高效地对电力基板101的发热进行散热，并且，通过配置于与连接器壳体440在马达轴向上重叠的位置，实现了车载用电子控制单元42的径向小型化。
连接器区域441具有：盖体431的下侧的下侧连接器区域449；盖体431的上侧的上侧连接器区域448。上侧连接器区域448的区域的面积比下侧连接器区域449的区域的面积大。即，上侧连接器区域指的是与板状部437和主体部433重叠的区域，下侧连接区域指的是配置有内部连接器的区域。
连接器壳体440还具有：通过外部连接器与外部连接的多个端子470；从外部连接器的下侧相对于上下方向垂直地扩展的板状部437；以及从板状部437比盖体431朝向下侧突出，并在内部配置有多个端子470的内部连接器436。内部连接器436配置于比外部连接器远离散热片区域442的位置。
通过外部连接器配置于比内部连接器436靠散热片区域侧442的位置，能够有效使用马达单元的径向宽度来配置外部连接器，因此车载用电子控制单元42的安装性提高。
并且，通过使外部连接器靠近散热片区域，能够实现外部连接器在径向上的小型化。并且，通过使内部连接器436远离散热片区域，能够扩大电力基板101与主体部接触的面积。
外部连接器具有输入转矩信号的连接器部。
并且，多个端子470与控制部300连接，多个端子470的与控制部300连接的部分从内部连接器436露出。通过这样的结构，由于多个端子470的与控制部300连接的部分从内部连接器436露出，因此容易进行锡焊等。
内部连接器436延伸至比电力基板101的下表面靠下方的位置。通过这样的结构，多个端子470能够以不与电力基板101接触的方式与控制部300连接。
板状部437的下表面与盖体431的上表面接触，且具有包围内部连接器436的连接器槽438，在连接器槽438配置有O形圈502，板状部437的下表面中的没有被连接器槽438包围的区域比被连接器槽438包围的区域大。
通过将板状部437配置于与盖体431的上表面接触的位置，能够确保电力基板101与盖体431接触的面积。并且，通过利用连接器槽438以及O形圈502限定防水的区域，防水性提高。
并且，由于区域狭窄，因此即使连接器稍微倾斜，也能够防止防水效果下降。
ECU机壳部420具有为中空圆筒状的壁部430w，盖体431在下表面的外缘部具有朝向上方凹陷的安装部439。安装部439的下表面与壁部430w的顶面的至少一部分接触。安装部439的侧面具有能够固定O形圈501的凹部443。在剖视时，壁部430w与凹部443对应，且壁部430w具有与盖体431的下表面垂直的内壁面430is，O形圈501与盖体431的凹部443和内壁面430is接触。
通过O形圈501与盖体431接触，能够防水。并且，通过安装部439的下表面与壁部430w的顶面至少局部接触，能够从盖体431向壁部430w传递热量，因此能够进一步提高散热效率。
盖体431具有从主体部433的下表面延伸至控制部300的上表面而能够支承控制部300的上表面的台座431p，控制部300通过第2固定部件390固定于台座431p，内部连接器的侧面与台座431p的侧面接触。
能够提高从板状部437延伸至控制部300的内部连接器的强度。
一种马达，壳体430还具有收纳电动马达43-2的马达壳体部447，ECU机壳部420与马达壳体部447一体地设置。
通过将ECU机壳部420与马达壳体部447一体地设置，能够降低成本，提高热传递效率。
然而，作为降低传导噪音(马达噪音)的对策，能够在连接器部的输入端子B+与输入端子B-之间插入至少一个电解电容器210(参照图8)。在此，在功率部100(例如金属基板)装配有许多零件(FET1～FET11以及分流电阻R1～分流电阻R3)，因此，不能够在功率部100(例如金属基板)确保用于装配例如四个电解电容器210(参照图9(A))的空间以及用于连接输入端子B+、B-的空间。因此，能够在控制部300上将输入端子B+、B-与至少一个电解电容器210电连接。接下来，为了在控制部300上电连接输入端子B-与图7的盖体431，在盖体431设置台座431p。这样的台座431p能够以低的阻抗直接连接盖体431(以及与盖体431电连接的马达壳体430)与控制部300，由此，减少了传导噪音。
图8示出表示图5的功率部100的电路构成图的一个例子。在图8的例子中，B+是输入图2的电池61的正极的电位的输入端子，B-是输入电池61的负极的电位的输入端子，功率部100通过FET1～FET6生成图2的电动马达43的驱动信号，并具有输出驱动信号的三个输出端子U、V、W。在此，驱动信号基于从例如图7的两个输入端子B+、B-(第一输入端子、电池端子)输入的电源电压(正极的电位B+与负极的电位B-的差)而生成。在图8的例子中，作为开关电路的六个FET1～FET6相对于正极的输入端子的电位B+的线路以及负极的输入端子的电位B-的线路，与至少一个电解电容器210并联。在此，至少一个电解电容器210由例如四个电解电容器构成(按照图9(A))。
FET1以及FET2在正极的电位B+的线路与负极的电位B-的线路之间串联，能够生成在电动马达43的例如U绕组中流动的U相电流。作为用于检测U相电流的电流传感器，例如将分流电阻R1设置于FET2与负极的电位B-的线路之间，作为能够切断U相电流的半导体继电器，例如将FET7设置于FET1与FET2的连接节点和向电动马达43的输出端子U之间。
FET3以及FET4在正极的电位B+的线路与负极的电位B-的线路之间串联，能够生成在电动马达43的例如V绕组中流动的V相电流。作为用于检测V相电流的电流传感器，例如将分流电阻R2设置于FET4与负极的电位B-的线路之间，作为能够切断V相电流的半导体继电器，例如将FET8设置于FET3与FET4的连接节点和向电动马达43的输出端子V之间。
FET5以及FET6在正极的电位B+的线路与负极的电位B-的线路之间串联，能够生成在电动马达43的例如W绕组中流动的W相电流。作为用于检测W相电流的电流传感器，例如将分流电阻R3设置于FET6与负极的电位B-的线路之间，作为能够切断W相电流的半导体继电器，例如将FET9设置于FET5与FET6的连接节点和向电动马达43的输出端子W之间。
在图8的例子中，作为开关电路的六个FET1～FET6将U相电流、V相电流以及W相电流作为驱动信号供给至电动马达43，至少一个电解电容器210能够使为驱动信号的基础的电源电压(正极的电位B+与负极的电位B-的差)平滑。FET1、FET3以及FET5通过作为能够切断来自电池61的电力的半导体继电器的例如FET10以及FET11、以及作为静噪滤波器的例如线圈220与正极的电位B+的线路连接。在此，线圈220能够吸收正极的电位B+所包含的噪音。
图8的FET1～FET11以及分流电阻R1～分流电阻R3装配于图9(B)的金属基板，图8的至少一个电解电容器210以及线圈220作为图9(A)的第一构件设置于图9(B)的金属基板，图4的输出端子U、V、W以及在图4中省略的多个信号线作为第二构件设置于图9(B)的金属基板。
图9(A)表示图7的功率部100的第一构件的主要结构的立体图的一个例子，图9(B)表示图7的功率部100的组装说明图的一个例子。在图9(B)的例子中，作为金属基板的功率部100具有FET1～FET11以及分流电阻R1～分流电阻R3，第一构件以及第二构件安装于金属基板。但是，功率部100不限定于图9(B)的例子，换言之，通过至少一个电解电容器210(以及线圈220)立体地配置于金属基板，能够提供小型的功率部100。并且，功率部100也可通过模制型的功率模块构成，但是通过图9(B)的非模制型的金属基板构成的功率部100成本低。
车载用电子控制单元还在下表面具有第一构件。第一构件具有：至少一个电解电容器210；固定电解电容器210，且与功率部100连接的第一框架103；从第一框架103的上端朝向上方延伸，并与功率部100接触的脚部106；以及从第一框架103朝向控制部300延伸的连接部108。至少一个电解电容器210与装配于功率部100上的其他零件在上下方向上重叠。
通过具有第一构件，能够将电解电容器210配置于功率部100的其他零件之下，能够将功率部100相对于与上下方向垂直的方向小型化。并且，通过连接部108从第一框架103延伸，本应该位于功率部100上的配线不存在了，功率部100的布局的自由度提高，或者能够将功率部100小型化。
至少一个电解电容器210固定于第一框架103的侧面。
通过电解电容器210横向地配置，在上下方向上也能够进一步小型化。
连接部108从比第一框架103的固定有电解电容器210的部分靠下侧的位置朝向与上下方向垂直的方向延伸。
通过连接部108从比第一框架103的固定有电解电容器210的部分靠下侧的位置朝向与上下方向垂直的方向延伸，能够进一步在轴向上小型化。
在图9(A)的例子中，通过四个电解电容器210、一个线圈220以及多个连接端子形成第一构件的主要结构。图9(A)的第一框架103例如通过树脂模制形成多个连接端子，在第一框架103的底面(第一面)设置有四个电解电容器210和一个线圈220(参照图9(B))。在此，四个电解电容器210和一个线圈220例如能够通过锡焊等接合部件固定于第一框架103的底面(第一面)。同样地，能够通过多个信号线和三个输出端子U、V、W形成第二构件的主要结构，图9(B)的第二框架104例如通过树脂模制形成多个信号线和三个输出端子U、V、W。
另外，在金属基板的面(下表面)通过例如回流焊一次性装配FET1～FET11、分流电阻R1～分流电阻R3、以及第一构件和第二构件。换言之，FET1～FET11、分流电阻R1～分流电阻R3、以及第一构件和第二构件能够面装配于功率部100。具体地说，在金属基板的面(下表面)与FET1～FET11、分流电阻R1～分流电阻R3等零件之间预先印刷例如焊锡膏(未图示)等接合部件，在焊锡膏上安装FET1～FET11、分流电阻R1～分流电阻R3等零件。同样地，在金属基板的面(下表面)的连接区域也预先印刷例如焊锡膏(未图示)等接合部件，能够在焊锡膏上安装第一构件以及第二构件。接下来，加热这些焊锡膏，FET1～FET11、分流电阻R1～分流电阻R3、以及第一构件和第二构件与金属基板的面(下表面)连接。
如此一来，在将例如六个FET1～FET6以及四个电解电容器210装配于金属基板的面(下表面)时，四个电解电容器210装配于与金属基板的面(下表面)不同的(具体地说，与金属基板的面正交的)第一面(框架103的底面)。换言之，四个电解电容器210能够立体地配置于金属基板的面(下表面)。由此，抑制了电子控制单元42的凸出(向马达壳体430的径向的凸出)，能够提供小型的电子控制单元42。并且，由于能够一次性将例如六个FET1～FET6以及第一构件(以及第二构件)装配于金属基板的面(下表面)，因此能够简化电子控制单元42的制造工序。
车载用电子控制单元还具有第二构件。第二构件具有：多个信号线109；以及收束多个信号线109的第二框架104。功率部100与控制部300通过多个信号线109连接。多个信号线109从功率部100沿上下方向延伸，并分别具有朝向相对于上下方向垂直的方向弯折的弯曲部分111。在第二框架104或者弯曲部分111的上侧配置电子零件，所述电子零件装配在功率部100上。
相对于与上下方向垂直的方向，能够将功率部100小型化。
第二框架104具有：收束多个信号线109的信号线固定部112；对从功率部100朝向下方延伸的多个输出端子114进行收束的输出端子固定部113；以及连接信号线固定部112与输出端子固定部113的桥部115。信号线固定部112收束多个信号线109的方向、和输出端子固定部113收束多个输出端子114的方向大致平行。
通过形成这样的结构，能够高效地将第二构件配置在功率部100上。因此相对于与上下方向垂直的方向，能够小型化。
第一框架103将多个电解电容器210与功率部100的延伸方向平行地固定。第一框架103固定多个电解电容器210的方向、和信号线固定部112收束多个信号线109的方向大致平行。
由于能够高效地将第一构件和第二构件配置在功率部100上，因此相对于与上下方向垂直的方向，能够小型化。
图7记载的车载用电子控制单元还具有第三框架105，第三框架105具有：保持控制部300的多个控制部保持部117；以及连接多个控制部保持部117的连接部118。连接部118的延伸方向与第一框架103固定多个电解电容器210的方向、以及信号线固定部112收束多个信号线109的方向大致平行。
由于能够高效地将第一构件和第二构件配置在功率部100上。因此相对于与上下方向垂直的方向，能够小型化。
连接部118配置于第一框架103与信号线固定部112之间。
由于能够高效地将第一构件和第二构件配置在功率部100上。因此相对于与上下方向垂直的方向，能够小型化。
一种车载用电子控制单元，连接部118具有从连接部118的下表面朝向下侧延伸的肋119。肋119与多个控制部保持部117的内表面连接。
通过像这样构成，能够提高控制部保持部117的强度。
一种车载用电子控制单元，肋119的顶面与控制部300的上表面接触。
提高了控制部300的定位精度。
图10表示图7的控制部300的功能框图的一个例子。在图7中，没有图示控制电路、输入电路以及电源电路，将它们省略，然而在图10的例子中，控制部300不仅能够具有磁传感器310，还能够具有控制电路、输入电路以及电源电路。并且，在图10的例子中，控制部300的控制电路通过例如微处理器以及驱动电路构成。
图10的控制电路至少控制图8的FET1～FET6，控制电路的微处理器能够设定目标电流。目标电流根据通过输入电路获取的转矩信号以及马达电流(实际电路)、和通过磁传感器310获取的旋转信号等设定。控制电路的驱动电路基于目标电流生成与FET1～FET6对应的六个控制信号(栅极信号)。FET1～FET6被六个控制信号(栅极信号)接通或者断开，由此，向电动马达43供给驱动信号(驱动电流)。
控制电路还能够控制半导体继电器(FET7～FET11)。在这种情况下，控制电路的微处理器决定FET7～FET11的各自的接通或者断开，控制电路的驱动电路能够基于这些决定生成与FET7～FET11对应的五个控制信号(栅极信号)。图9(B)的金属基板的第二框架104的多个信号线不仅传输与FET1～FET11对应的例如栅极信号，还能够传输表示分流电阻R1～分流电阻R3的电位的信号，能够将图8的电路结构图与图10的功能框图电连接。
在图10的例子中，电源电路能够生成磁传感器310、输入电路、微处理器以及驱动电路的电源。换言之，电源电路能够将图2的电池61的电源电压(正极的电位B+与负极的电位B-的差)变换为逻辑的电源电压(电位V与电位GND的差)。
图11表示具有再生制动功能的电动伺服制动系统的概略构成例。在图2中，机电一体型电动马达应用于电动动力转向装置10(第一实施方式)，然而在图11中，机电一体型电动马达应用于电动伺服制动系统(第二实施方式)。当然，机电一体型电动马达还可以应用于其他车载装置。
图11示意性表示装设了例如电动伺服制动用的电子控制单元42-1以及电动马达43-1的车辆(电动车辆)的概略结构。例如图11的电子控制单元42-1以及电动马达43-1与例如图2的电子控制单元42以及电动马达43同样地，能够构成具有例如图6所示的结构的机电一体型电动马达。如图11所示，车辆具有：配设于车辆的前部的一对转向轮29、29(前轮)；以及配设于车辆的后部的一对后轮3、3。来自驱动用的电动马达43-2的转矩通过差动机构(未图示)传递至与左右的转向轮29、29连接的前轮车轴(驱动轴)4。
在驱动用的电动马达43-2连接有驱动用的电池70，所述驱动用的电池70具有比电池61(电装用电池)的容量大的容量。驱动用的电池70的电力供给至驱动用的电动马达43-2，并且能够以通过驱动用的电动马达43-2产生的发电电力对驱动用的电池70进行充电的方式，驱动用的电子控制单元42-2控制驱动用的电动马达43-2以及电池70。兼用作车辆行驶用的驱动机和再生用的发电机的驱动用的电动马达43-2能够在减速时将减速能量变换为电力并生成再生制动力。具体地说，在驾驶员将脚从油门踏板(未图示)离开的瞬间，开始电力回收，在驾驶员踩踏制动踏板611时，能够强化通过驱动用的电动马达43-2进行的减速，由此，生成更多的电力来对驱动用的电池70进行充电。另外，例如图11的电子控制单元42-2以及电动马达43-2与例如图2的电子控制单元42以及电动马达43同样地，也可以构成为具有例如图6所示的结构的机电一体型电动马达。
驱动用的电子控制单元42-2能够进行将再生制动和油压制动组合了的再生协调控制。另外，在车辆为电动车辆时，也可以代替转向轮29、29(前轮)，后轮3,3被驱动用的电动马达43-2驱动，或者也可以转向轮29、29(前轮)和后轮3、3一起被驱动用的电动马达43-2驱动。而在车辆是混合动力车辆时，在前轮车轴4通过差动机构(未图示)连接有图11中的双点划线所示的发动机E(内燃机关)的输出轴。同样地，也可以后轮3、3被发动机E驱动。
车辆能够具有例如公知的盘式制动器系统，例如在左右的转向轮29、29(前轮)分别设置有具有盘2a以及轮缸2b的制动钳。同样地，也可以在例如左右的后轮3、3分别设置有盘3a以及轮缸3b。并且，在轮缸2b、2b、3b、3b通过公知的制动配管连接有制动液压产生装置8。
另外，在制动踏板611设置有检测制动踏板611的位置(踏板位置)的踏板位置传感器611a。踏板位置传感器611a能够将驾驶员没有踩踏制动踏板611的状态作为初始状态(例如，踏板位置＝0)，检测驾驶员的踩踏量(制动器操作量)。这样的检测信号通过与例如图6中所示的外部连接器同样的外部连接器(未图示)从踏板位置传感器11a供给至电动伺服制动用的电子控制单元42-1。同样地，来自电池61(电装用电池)的电力通过外部连接器(未图示)从电池61供给到电动伺服制动用的电子控制单元42-1。
电动伺服制动系统包括电动伺服制动用的电子控制单元42-1，电动伺服制动用的电子控制单元42-1为了实现再生制动功能，与驱动用的电子控制单元42-2协调并担当再生控制的一端。电动伺服制动用的电子控制单元42-1能够基于来自踏板位置传感器11a的检测信号，产生依赖于制动液压装置8所具有的电动马达43-2的驱动的缸(省略图示)的制动液压。
本发明不限定于上述例示的最优选的实施方式，并且，本领域技术人员能够容易地将上述例示的最优选的实施方式变更至权利要求所包含的范围。

Claims (19)

1.一种车载用电子控制单元，其对电动马达进行驱动控制，其特征在于，具有：
壳体，所述壳体具有ECU机壳部；
盖体，所述盖体覆盖所述ECU机壳部的上部；
功率部，所述功率部具有向所述电动马达供给驱动信号的开关电路和装配有所述开关电路的电力基板；以及
控制部，所述控制部具有对所述开关电路进行控制的控制电路，
所述盖体是散热性比所述功率部高的材料，
所述ECU机壳部收纳所述功率部以及所述控制部，
所述盖体的下表面与所述功率部的上表面接触，
所述盖体的上表面露出，
所述ECU机壳部具有为中空圆筒状的壁部，
所述盖体在下表面的外缘部具有朝向上方凹陷的安装部，
所述安装部的下表面与所述壁部的顶面的至少一部分接触，
所述安装部的侧面具有能够固定O形圈的凹部，
在纵剖面中，所述壁部与所述凹部对应，且所述壁部具有与所述盖体的下表面垂直的内壁面，
所述O形圈与所述盖体的所述凹部和所述内壁面接触。
2.根据权利要求1所述的车载用电子控制单元，其特征在于，
所述车载用电子控制单元具有从比所述盖体靠下侧的位置朝向所述盖体的上侧延伸的连接器壳体，
所述连接器壳体具有比所述盖体的上表面朝向上侧突出的外部连接器，
所述控制部在所述功率部的下侧在上下方向上与所述功率部重叠。
3.根据权利要求2所述的车载用电子控制单元，其特征在于，
所述盖体具有：
主体部，所述主体部相对于上下方向垂直地延伸；
散热片，所述散热片从所述主体部的上表面朝向上侧延伸。
4.根据权利要求3所述的车载用电子控制单元，其特征在于，
在俯视时，比所述ECU机壳部靠内侧的区域具有：
连接器区域，所述连接器区域配置有所述连接器壳体；
散热片区域，在所述散热片区域中，所述散热片配置于所述盖体的上表面。
5.根据权利要求4所述的车载用电子控制单元，其特征在于，
在所述连接器区域中，所述连接器壳体与所述主体部的上表面接触。
6.根据权利要求4所述的车载用电子控制单元，其特征在于，
所述功率部与所述主体部的所述散热片区域的下侧热接触。
7.根据权利要求6所述的车载用电子控制单元，其特征在于，
所述开关电路配置于与所述散热片在上下方向上重叠位置。
8.根据权利要求6所述的车载用电子控制单元，其特征在于，
在所述功率部的上表面与所述主体部的下表面之间配置有导热材料，
在所述主体部的下表面形成有沿与所述功率部接触的部分延伸的盖槽，
所述主体部具有突出部，所述突出部在所述盖槽的外侧沿所述盖槽延伸，并朝向下侧突出，
所述突出部配置于所述功率部的外侧。
9.根据权利要求8所述的车载用电子控制单元，其特征在于，
所述功率部通过第1固定部件固定于所述主体部，
所述主体部具有供所述第1固定部件插入的被固定部，
所述被固定部配置于所述盖槽的外侧。
10.根据权利要求3所述的车载用电子控制单元，其特征在于，
所述功率部的至少一部分与所述散热片以及所述连接器壳体在上下方向上重叠。
11.根据权利要求4所述的车载用电子控制单元，其特征在于，
所述连接器区域具有：
所述盖体的下侧的下侧连接器区域；以及
所述盖体的上侧的上侧连接器区域，
所述上侧连接器区域的区域面积比所述下侧连接器区域的区域面积大。
12.根据权利要求11所述的车载用电子控制单元，其特征在于，
所述连接器壳体还具有：
多个端子，所述多个端子通过所述外部连接器与外部连接；
板状部，所述板状部从所述外部连接器的下侧相对于上下方向垂直地扩展；以及
内部连接器，所述内部连接器从所述板状部比所述盖体朝向下侧突出，并在内部配置有所述多个端子，
所述内部连接器配置于比所述外部连接器远离所述散热片区域的位置。
13.根据权利要求11所述的车载用电子控制单元，其特征在于，
所述外部连接器具有输入转矩信号的连接器部。
14.根据权利要求12所述的车载用电子控制单元，其特征在于，
所述多个端子与所述控制部连接，
所述多个端子的与所述控制部连接的部分从所述内部连接器露出。
15.根据权利要求14所述的车载用电子控制单元，其特征在于，
所述内部连接器延伸至比所述功率部的下表面靠下方的位置。
16.根据权利要求12所述的车载用电子控制单元，其特征在于，
所述板状部的下表面与所述盖体的上表面接触，且所述板状部的下表面具有包围所述内部连接器的连接器槽，
在所述连接器槽配置有O形圈，
所述板状部的下表面的没有被所述连接器槽包围的区域比被所述连接器槽包围的区域大。
17.根据权利要求12所述的车载用电子控制单元，其特征在于，
所述盖体具有能够支承所述控制部的台座，
所述控制部通过第2固定部件固定于所述台座，
所述台座从所述主体部的下表面延伸至所述控制部的上表面，
所述内部连接器的侧面与所述台座的侧面接触。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的车载用电子控制单元，其特征在于，
所述功率部还具有：
金属基板，所述金属基板装配有所述开关电路；以及
至少一个电解电容器，所述至少一个电解电容器使为所述驱动信号的基础的电源电压平滑，
所述至少一个电解电容器装配于第一面，
所述开关电路以及所述至少一个电解电容器装配于与所述第一面不同的所述金属基板的面。
19.一种车载用机电一体型电动马达，其具有权利要求1至17中任一项记载的所述车载用电子控制单元，其特征在于，
所述壳体还具有马达壳体部，所述马达壳体部配置于比所述ECU机壳部靠下侧的位置，且收纳所述电动马达，
所述ECU机壳部与所述马达壳体部一体地设置。
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