JP2004017884A

JP2004017884A - Electric power steering circuit device and its manufacturing method

Info

Publication number: JP2004017884A
Application number: JP2002178526A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Nakagawa; 中川　哲哉; Tsutomu Tominaga; 富永　努; Hiroshi Watanabe; 渡辺　浩
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-06-19
Filing date: 2002-06-19
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2022-06-19
Also published as: JP3716231B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify the manufacturing process for an electric power steering circuit device, and at the same time, to increase reliability of the device. <P>SOLUTION: This electric power steering circuit device is equipped with a motor 40 which outputs an auxiliary torque to a steering wheel of a vehicle, a battery 41 which feeds a driving current to the motor, a bridge circuit 44 comprising a plurality of semi-conductor switching elements which switch the driving current for the motor in response to the auxiliary torque, and a capacitor 42 which absorbs wripples of the driving current. The electric power steering circuit device is also equipped with a relay 46 which turns on/off the driving current, a coil 49 which prevents noises generated at the time of a switching motion of the bridge circuit from flowing out to the outside, a power board 65 where a wiring pattern through which the driving current flows is formed, and a control board 64 which controls the bridge circuit based on a steering torque of the steering wheel. Then, at least the bridge circuit 44, the capacitor 42, the relay 46 and the coil 49 are mounted on the power board 65 as the constitution. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータの回転力によって車両のステアリング装置に補助付勢する電動式パワーステアリング回路装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、一般的な電動式パワーステアリング回路装置の構成を一部ブロック図で示す回路図である。この図において、４０は車両のハンドル（図示せず）に対して補助トルクを出力するモータ、４１はモータ４０を駆動するためのモータ電流ＩＭを供給するバッテリである。４２はモータ電流ＩＭのリップル成分を吸収するための大容量（３６００μＦ程度）のコンデンサ、４３はモータ電流ＩＭを検出するためのシャント抵抗器、４４はモータ電流ＩＭを補助トルクの大きさおよび方向に応じて切り換えるための複数の半導体スイッチング素子（例えば、ＦＥＴ）Ｑ１〜Ｑ４からなるブリッジ回路、４９は電磁ノイズを除去するためのコイルである。
【０００３】
Ｌ１はコンデンサ４２の一端をグランドに接続する接続線、Ｐ１およびＰ２は半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４をブリッジ接続すると共にシャント抵抗器４３およびブリッジ回路４４を接続する配線パターン、Ｐ３はブリッジ回路４４の出力端子となる配線パターンである。４５はモータ４０およびバッテリ４１をブリッジ回路４４に接続するための複数のリード端子からなるコネクタ、Ｌ２はモータ４０およびバッテリ４１とコネクタ４５とを接続するための外部配線、４６はモータ電流ＩＭを必要に応じて通電遮断するための常開リレー、Ｐ４はリレー４６、コンデンサ４２およびシャント抵抗器４３を接続する配線パターン、Ｐ５はコネクタ４５をグランドに接続する配線パターンである。ブリッジ回路４４の出力端子となる配線パターンＰ３はコネクタ４５に接続されている。
【０００４】
４７はブリッジ回路４４を介してモータ４０を駆動すると共に、リレー４６を駆動する駆動回路、Ｌ３は駆動回路４７をリレー４６の励磁コイルに接続する導電線、Ｌ４は駆動回路４７をブリッジ回路４４に接続する接続線、４８はシャント抵抗器４３の一端を介してモータ電流ＩＭを検出するモータ電流検出手段であり、駆動回路４７およびモータ電流検出手段４８は後述するマイクロコンピュータの周辺回路素子を構成している。５０はハンドルの操舵トルクＴを検出するトルクセンサ、５１は車両の車速Ｖを検出する車速センサである。５５は操舵トルクＴおよび車速Ｖに基づいて補助トルクを演算すると共にモータ電流ＩＭをフィードバックして補助トルクに相当する駆動信号を生成するマイクロコンピュータ（ＥＣＵ）であり、ブリッジ回路４４を制御するための回転方向指令Ｄ０および電流制御量Ｉ０を駆動信号として駆動回路４７に入力する。
【０００５】
マイクロコンピュータ５５は、モータ４０の回転方向指令Ｄ０および補助トルクに相当するモータ電流指令Ｉｍを生成するモータ電流決定手段５６と、モータ電流指令Ｉｍとモータ電流ＩＭとの電流偏差ΔＩを演算する減算手段５７と、電流偏差ΔＩからＰ（比例）項、Ｉ（積分）項およびＤ（微分）項の補正量を算出してＰＷＭデューティ比に相当する電流制御量Ｉ０を生成するＰＩＤ演算手段５８とを備えている。また、図示しないが、マイクロコンピュータ５５はＡＤ変換器やＰＷＭタイマ回路等の他に周知の自己診断機能を含み、システムが正常に動作しているか否かを常に自己診断しており、異常が発生すると駆動回路４７を介してリレー４６を開放し、モータ電流ＩＭを遮断するようになっている。Ｌ５はマイクロコンピュータ５５を駆動回路４７に接続するための接続線である。
【０００６】
一般に、モータ４０とバッテリ４１との間に介在された回路要素４２〜４４、４９、配線パターンＰ１〜Ｐ５、接続線Ｌ１および外部配線Ｌ２は、大電流のモータ電流ＩＭに対応するため、後述するように放熱性（耐熱性）および耐久性等を考慮して大型に構成されている。一方、マイクロコンピュータ５５、駆動回路４７およびモータ電流検出回路４８を含む周辺回路素子ならびに接続線Ｌ３〜Ｌ５は、小電流に対応するうえ高密度が要求されるため小型に構成されている。
図５は、一般的な電動式パワーステアリング回路装置の構成を示す平面図である。この図において、Ｑ１〜Ｑ４、４２、４３、４５、４６、４９および５５は図４に示したものと同様のものである。この場合、半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は樹脂で被覆された各一対のＦＥＴにより構成され、大容量のコンデンサ４２は３個のコンデンサにより構成され、マイクロコンピュータ５５は１チップのＩＣにより構成されている。また、図面の煩雑さを防ぐために、周辺回路素子、配線パターンおよび導電線等を省略し、代表的な構成要素のみを示す。
【０００７】
１はシールド板および放熱板の機能を兼ねた箱形の金属フレーム、２は金属フレーム１の底面上に載置された絶縁プリント基板、３は金属フレーム１の内側面に一端面が接合された例えばアルミニウム性の放熱板である。絶縁プリント基板２には、各回路要素４２、４３、４６、４９および５５等が載置されており、また、放熱板３の他端面には各半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４が接合されている。４ａ〜４ｅは配線パターンＰ１〜Ｐ５等に相当する配線板であり、大電流に専用に対応するために絶縁プリント基板２上の配線パターンとは別に幅および厚さの大きい導電板が用いられている。
【０００８】
次に、図４を参照しながら、図５に示した従来の電動式パワーステアリング回路装置の動作について説明する。マイクロコンピュータ５５は、トルクセンサ５０および車速センサ５１から操舵トルクＴおよび車速Ｖを取り込むと共に、シャント抵抗器４３からモータ電流ＩＭをフィードバック入力し、パワーステアリングの回転方向指令Ｄ０と、補助トルク量に相当する電流制御量Ｉ０とを生成し、導電線Ｌ５を介して駆動回路４７に入力する。
駆動回路４７は、定常駆動状態では接続線Ｌ３を介した指令により常開リレー４６を閉成しており、回転方向指令Ｄ０および電流制御量Ｉ０が入力されるとＰＷＭ駆動信号を生成し、接続線Ｌ４を介してブリッジ回路４４の各半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４に印加する。
【０００９】
これによりモータ４０は、バッテリ４１から外部配線Ｌ２、コネクタ４５、コイル４９、リレー４６、配線パターンＰ４、シャント抵抗器４３、配線パターンＰ１、ブリッジ回路４４、配線パターンＰ３、コネクタ４５および外部配線Ｌ２を介して供給されるモータ電流ＩＭにより駆動され、所要方向に所要量の補助トルクを出力する。このときモータ電流ＩＭは、シャント抵抗器４３およびモータ電流検出手段４８を介して検出され、マイクロコンピュータ５５内の減算手段５７にフィードバックされることにより、モータ電流指令Ｉｍと一致するように制御される。また、モータ電流ＩＭはブリッジ回路４４のＰＷＭ駆動時のスイッチング動作によりリップル成分を含むが、大容量のコンデンサ４２により平滑されて抑制される。さらに、コイル４９は、上記ブリッジ回路４４がＰＷＭ駆動時に、スイッチング動作することにより発生するノイズが外部へ放出されてラジオノイズとなることを防止する。
【００１０】
ところで、この種の電動式パワーステアリング回路装置で制御されるモータ電流ＩＭの値は、軽自動車であっても２５Ａ程度であり、小型自動車では６０Ａ〜８０Ａ程度にも達する。従って、ブリッジ回路４４を構成する半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、モータ電流ＩＭの大きさに対応して大型化すると共に、図示したように複数個を並列接続して、オン時およびＰＷＭスイッチング時の発熱を抑制する必要がある。また、半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の発熱量を放熱するために放熱板３が必要であり、モータ電流ＩＭが大きくなればなるほど半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の個数も増加し、同時に放熱板３も大型化することになる。さらに、コネクタ４５の端子から、コイル４９、リレー４６、シャント抵抗器４３およびブリッジ回路４４を経由したグランドまでの配線パターンＰ１、Ｐ２およびＰ４、ならびにブリッジ回路４４からモータ４０までの配線パターンＰ３の長さは、モータ電流ＩＭの大電流化、半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の個数の増加、ならびに放熱板の大型化に比例して物理的に長くなる。
【００１１】
この結果、各配線パターンＰ１〜Ｐ４での電圧降下に起因する発熱量により温度上昇が大きくなると、配線パターンＰ１〜Ｐ４の耐熱性および耐久性を損なうおそれがあるので、これを防止するため、図５のように幅や厚さの大きい大電流専用の配線板４ａ〜４ｅが用いられている。従って、絶縁プリント基板２の大型化を招くことになる。また、コンデンサ４２、シャント抵抗器４３、リレー４６、およびコイル４９は、モータ電流ＩＭの大電流化に伴い大型化するが、これらを絶縁プリント基板２上に搭載しようとすると、搭載スペースの増大により、さらに絶縁プリント基板２の大型化を招くことになる。
【００１２】
これらの問題を解決するための改良案として、例えば特開２０００−４３７４０号公報に記載されているものが知られている。図６は、２０００−４３７４０号公報に記載された電動式パワーステアリング回路装置を示す分解斜視図である。この図において、図４、図５と同一または相当部分にはそれぞれ同一符号を付している。なお、この装置の回路構成は、図４に示したものと同様であり、通常の回路動作についても上述と同様である。
【００１３】
図６において、１Ｂはシールドカバーであって、組み付けられた状態（図示せず）では回路装置を取り囲み、回路に対する電磁ノイズを遮断するものである。６４はマイクロコンピュータ５５やその周辺回路等の小電流部品を搭載する制御基板であり、絶縁プリント基板により構成されている。６５は半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４、シャント抵抗器４３等の大電流部品を搭載するパワー基板であり、熱伝導性に優れた金属基板にて構成されている。即ち、小電流部品を絶縁プリント基板に搭載し、大電流部品を金属基板に搭載することによって２枚基板構造とし、各基板の面積を小さくし、これらを上下方向に重ね合わせることによって小型化すると共に、大電流部品による発熱を熱伝導に優れた金属基板を通して後述する放熱板３Ｂへ伝えることによって外部への熱放出を促進し、回路装置の信頼性を向上させている。
【００１４】
６２はケースであり、コネクタ４５が一体的に形成されている。また、ケース６２はコネクタ４５のリード端子をインサートモールド成型しており、このリード端子はケース６２内に延長され、後述するケース凹部６６の底面６６Ａに配線パターンＰ６を形成しており、さらに延長されパワー基板６５と接続するための延長端子６７を形成している。３Ｂは放熱板であり、上記金属基板によって構成されるパワー基板６５と接触するように取り付けられ、パワー基板６５に搭載された電気部品によって発生した熱を外部に放出するものである。また、放熱板３Ｂには、ケース６２の凹部６６と対向する部分に凹状の切り欠き部３Ｃが形成されている。なお、この放熱板３Ｂを備えない場合には、ケース６２の凹部６６に蓋をする図示しない保護カバーを設ける。
【００１５】
次に、以上のような回路装置の組み立てについて説明する。各電極にクリーム半田を塗布したパワー基板６５上に、半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４、シャント抵抗器４３等の電気部品、およびケース６２を配置する。このとき、ケース６２から延びた延長端子６７と、この延長端子６７に対向するパワー基板６５上の電極６５Ａの位置決めを行うが、延長端子６７の位置を電極６５Ａに合わせることで位置決めが可能なので容易に位置決めができる。このように、部品を配置したパワー基板６５を下側から、または周囲の雰囲気全体を熱し、先に塗布したクリーム半田を溶かし各部品を半田付けする。これによって、各種電気部品の接続とコネクタ４５からの端子とパワー基板との接続を一度の半田付け作業により完了させることができ、製造工程を簡略化することができる。
【００１６】
図７（ａ）は、ケース６２の下側平面図であり、図７（ｂ）は、側面図である。これらの図に示すように、ケース６２の一部に凹部６６を設け、その底面６６Ａにコネクタ４５のリード端子を延長した延長端子によって形成された配線パターンＰ６が配設されている。回路構成部品のうち、コンデンサ４２、リレー４６、コイル４９等のスペース的に大きな部品をこの凹部に挿入して取り付け、配線パターンＰ６によって接続することによって、大きな部品をスペース効率よく収納できると共に、コネクタ４５のリード端子は元々絶縁プリント基板等に配置される配線パターンよりも厚く、これを延長して設けた配線パターンＰ６によって電気的に接続できるため、大電流に対応するために配線パターンの幅を広くする必要がなく、回路装置全体を小型化することができる。
【００１７】
マイクロコンピュータ５５や周辺回路素子等の小電流が通電される部品を搭載した制御基板６４と、ブリッジ回路４４やシャント抵抗器４３等の大電流が通電される部品を搭載したパワー基板６５を接続する接続線Ｌ５は、図６に示されるように、ケース６２とは独立して設けられており、接続線Ｌ５をパワー基板６５へ接続する際には単なる電気部品の１つとして基板に搭載することができるので、位置決めが容易であり、制御基板６４と接続する際にもケース６２に固定されていないので、位置決めが比較的容易にできる。このように、接続線Ｌ５をケース６２と独立して設けることによって制御基板６４およびパワー基板６５への接続が容易に行える。
【００１８】
各部品を接続し組み立てて、最終的には、シールドカバー１Ｂ、ケース６２および放熱板３Ｂを取付ネジ６１によって結合することにより回路装置を完成させる。このシールドカバー１Ｂによってケース６２を取り囲むことにより、電磁ノイズによる回路装置の誤作動を防止し、回路装置の信頼性を向上させている。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように構成された従来の電動式パワーステアリング回路装置は、延長端子による配線パターンをケースに設け、その配線パターンにコンデンサ、リレー、コイルを搭載するため、その配線パターンにコンデンサ、リレー、コイルを取り付けるための半田付けと、パワー基板に延長端子と電気部品を取り付けるための半田付けを分けて行わなければならず、製造工程が煩雑になるという問題点があった。
【００２０】
また、コネクタ延長端子が、コンデンサ、リレー、コイルを搭載するために長くなり、更なる回路装置の小型化が困難であるという問題点があった。
また、コイルに振動が加わった場合、そのリード線や半田付け部にストレスが加わり、耐振性が低下するという問題点があった。
さらに、回路装置の高さを低くするとシールドカバーと制御基板から突出した接続線とのギャップが小さくなり、シールドカバーの少しの凹みで接続線とシールドカバーが電気的にショートするという問題点があった。
さらにまた、ケースグランドを取るためには、回路装置内でコネクタのグランド端子を車体に接触するもの（図示せず）に固定する工程が必要であり、製造の工程が煩雑になるという問題点があった。
【００２１】
この発明は、上述した問題点に対処するためになされたもので、半田付けの工程を簡略化し、回路装置を薄型化すると共に、信頼性を向上することができる電動式パワーステアリング回路装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる電動式パワーステアリング回路装置は、車両のハンドルに対して補助トルクを出力するモータと，上記モータに駆動電流を供給するバッテリと，上記ハンドルの操舵トルクを検出するトルクセンサと，上記ハンドルに対する上記補助トルクに応じて上記モータの上記駆動電流を切り換える複数の半導体スイッチング素子からなるブリッジ回路と，上記駆動電流のリップルを吸収するコンデンサと，上記バッテリから上記モータに供給される上記駆動電流を開閉するリレーと，上記ブリッジ回路のスイッチング動作時に発生するノイズの外部流出を防止するコイルと，上記駆動電流が流れる配線パターンが形成されたパワー基板と，上記ハンドルの操舵トルクに基づいて上記ブリッジ回路を制御する駆動信号を生成するマイクロコンピュータおよびその周辺回路素子を搭載する制御基板と，上記バッテリ，上記モータおよび上記トルクセンサと電気的に接続されるコネクタと，上記パワー基板および上記制御基板を保持すると共に，上記コネクタと絶縁性樹脂で一体に成型されたケースとを備えた電動式パワーステアリング回路装置において，少なくとも上記ブリッジ回路，上記コンデンサ，上記リレーおよび上記コイルを上記パワー基板上に搭載したものである。
【００２３】
この発明にかかる電動式パワーステアリング回路装置は、また、上記ケースが、対向する２辺を接続する接続部材と一体に成型され、上記接続部材で２つの区画に分割するようにしたものである。
この発明にかかる電動式パワーステアリング回路装置は、また、上記ケースの上記接続部材に、上記パワー基板と上記制御基板を電気的に接続する導電性の接続線を配置したものである。
この発明にかかる電動式パワーステアリング回路装置は、また、上記接続線を上記ケースにインサート成型したものである。
この発明にかかる電動式パワーステアリング回路装置は、また、上記ケースの高さ方向の両端がそれぞれ開口部とされ、一端側開口部に上記パワー基板が配置され，他端側開口部に上記制御基板が配置されたものである。
【００２４】
この発明にかかる電動式パワーステアリング回路装置は、また、上記パワー基板に搭載された少なくとも上記コンデンサ、上記リレーおよび上記コイルを上記ケースの一方の区画側に配置したものである。
この発明にかかる電動式パワーステアリング回路装置は、また、上記制御基板に、マイクロコンピュータ及びその周辺回路等の小電流部品を搭載し、これらを上記ケースの他方の区画側に配置すると共に、上記一方の区画側に配置された少なくとも上記コンデンサ、上記リレーおよび上記コイルと高さ方向で重ならないように配置したものである。
この発明にかかる電動式パワーステアリング回路装置は、また、上記パワー基板を高熱伝導率の金属基板で構成したものである。
この発明にかかる電動式パワーステアリング回路装置は、また、上記パワー基板をアルミニウムベースの金属基板で構成したものである。
【００２５】
この発明にかかる電動式パワーステアリング回路装置は、また、上記コイルが上記パワー基板と電気的に接続されると共に、機械的固定手段により上記パワー基板に固定されたものである。
この発明にかかる電動式パワーステアリング回路装置は、また、上記機械的固定手段をネジ止めとしたものである。
この発明にかかる電動式パワーステアリング回路装置は、また、上記ケースに、上記制御基板を覆って電磁シールドするシールドカバーを装着したものである。
この発明にかかる電動式パワーステアリング回路装置は、また、上記接続部材に、上記シールドカバーを支持する突起部を設けたものである。
この発明にかかる電動式パワーステアリング回路装置は、また、上記ケースが車両に取り付けられる取り付け部を形成し、上記バッテリのグランド側に接続されるコネクタの端子が上記取り付け部に延長された端子延長部を形成すると共に、上記シールドカバーの一部が上記取り付け部に位置し得るシールドカバー延長部を形成したものである。
この発明にかかる電動式パワーステアリング回路装置は、また、上記端子延長部が、上記シールドカバー延長部および車両のグランドと、上記ケースを車両に取り付ける固定手段により互いに電気的に接続されたものである。
【００２６】
この発明にかかる電動式パワーステアリング回路装置の製造方法は、請求項１に記載した電動式パワーステアリング回路装置において、少なくとも上記ブリッジ回路、上記コンデンサ、上記リレーおよび上記コイルが上記パワー基板上に搭載される部品実装工程と、上記実装工程の後に上記ケースが機械的に固定されるケース固定工程と、上記ケース固定工程の後にリフロー炉で半田溶融させることにより上記パワー基板と搭載部品との電気的接続を行う半田付け工程とを有するものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、この発明の実施の形態１の構成を示す分解斜視図である。この図において、図４〜図７と同一または相当部分には同一符号を付している。また、この実施の形態の回路構成は、図４と同様であり、その動作も同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００２８】
図１において、１Ｂはシールドカバーであって、組み付けられた状態（図示せず）では回路装置を取り囲み、回路に対する電磁ノイズを遮断するものである。６２はケース（図２に延長端子６７と接続線Ｌ５の形状をさらに分かりやすく示す）であり、コネクタ４５Ａ〜４５Ｃが一体的に形成されており、そのリード端子をインサートモールド成型している。コネクタ４５Ａ〜４５Ｃのリード端子は、ケース６２内に延長され、パワー基板６５と接続するための延長端子６７Ａ、６７Ｂ、制御基板６４と接続するための延長端子６７Ｃを形成している。
また、ケース６２には、対向する２辺を接続する接続部材６２Ａが一体的に成型され、接続部材６２Ａで２つの区画に分割されている。さらに、ケース６２は高さ方向の両端がそれぞれ開口部とされている。６５は半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４、シャント抵抗器４３、コンデンサ４２、リレー４６、コイル４９等の大電流部品を搭載するパワー基板であり、熱伝導性に優れた金属基板にて構成され、上述したケース開口部の一端側、即ち図１において下端側に配置され、ケース６２の一方の区画側にコンデンサ４２、リレー４６、コイル４９が配置されるようになっている。６４はマイクロコンピュータ５５やその周辺回路等の小電流部品を搭載し、絶縁プリント基板から構成される制御基板であり、ケース開口部の他端側、即ち図１において上端側に配置され、搭載部品がケース６２の他方の区画側に配置されると共に、上記コンデンサ４２、リレー４６、コイル４９と高さ方向で重ならないように配置されている。これによって、回路装置内のスペースの有効活用を可能にし、回路装置を薄型化すると共に、大電流部品による発熱を熱伝導に優れた金属基板を通してコラム等（図示せず）へ伝えることによって、外部への熱放出を促進し回路装置の信頼性を向上させている。
【００２９】
図３は、コイル４９の取り付けの状態を示す断面図である。コイル４９は、固定治具４９Ａを介してネジ４９Ｂによりパワー基板６５に固定されている。
これによって、振動によるストレスがコイル４９のリード線や半田付け部に直接加わることを防止でき、コイル４９の耐振性が改善され、回路装置の信頼性を向上させている。
【００３０】
ケース６２は接続部材６２Ａにシールドカバー１Ｂを支える突起部６２Ｂを設けている。これにより、シールドカバー１Ｂの外力による凹みでシールドカバー１Ｂと接続線Ｌ５が電気的にショートすることを防止し、回路装置の信頼性を向上させている。
【００３１】
ケース６２は車両に取り付けられる取り付け部６２Ｃを形成し、バッテリのグランド側に接続されるコネクタの端子が取り付け部６２Ｃに延長された端子延長部６２Ｄを形成すると共に、シールドカバー１Ｂの一部が上記取り付け部上に位置し得るようにされたシールドカバー延長部１Ｃを形成している。端子延長部６２Ｄは、シールドカバー延長部１Ｃおよび車両のグランドとケース６２を車両に取り付ける固定手段（図示せず）により互いに電気的に接続されている。
これにより、ケースグランド接続のために回路装置側で何かを接続するといった工程が不要になり、製造工程を簡略化することができる。
【００３２】
次に、以上のような回路装置の組み立てについて説明する。各電極にクリーム半田を塗布したパワー基板６５上に半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４、シャント抵抗器４３等の電気部品、ケース６２、および従来はケースの配線パターン上に搭載されていたコンデンサ４２、リレー４３、コイル４９を配置する。
このとき、延長端子６７は制御基板６５上の電極６５Ａと位置決めされて配置される。このようにケース６２と部品を配置したパワー基板６５を一括してリフロー炉を通し、先に塗布したクリーム半田を溶かして各部品を半田付けする。
これによって、従来、延長端子と半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４、シャント抵抗器４３等の電気部品の半田付けと、コンデンサ４２、リレー４６、コイル４９の半田付けの２回に分けていた半田付けが１回で済むようになり、製造工程を簡略化することができる。
【００３３】
以上説明したように、各部品を接続し組み立てて、最終的には、シールドカバー１Ｂをケース６２にはめ込むことによって回路装置を完成させる。このシールドカバー１Ｂによってケース６２を取り囲むことにより、電磁ノイズによる回路装置の誤作動を防止し、回路装置の信頼性を向上させている。
【００３４】
以上説明したこの発明の実施の形態では、回路基板を２枚構成とし、また、電気回路にて発生した熱の放出はコラム等に直接行う構成としたが、これに限られるものではなく、回路基板を１枚構成とする、または放熱板を設ける等、この発明の主旨に適合する範囲で種々の実施形態を含むことは言うまでもない。また、ラジオノイズの影響がわずかである場合、ラジオノイズ除去用のコイル４９を省略しても良い。
【００３５】
【発明の効果】
この発明にかかる電動式パワーステアリング回路装置によれば、車両のハンドルに対して補助トルクを出力するモータと、上記モータに駆動電流を供給するバッテリと、上記ハンドルの操舵トルクを検出するトルクセンサと、上記ハンドルに対する上記補助トルクに応じて上記モータの上記駆動電流を切り換える複数の半導体スイッチング素子からなるブリッジ回路と、上記駆動電流のリップルを吸収するコンデンサと、上記バッテリから上記モータに供給される上記駆動電流を開閉するリレーと、上記ブリッジ回路のスイッチング動作時に発生するノイズの外部流出を防止するコイルと、上記駆動電流が流れる配線パターンが形成されたパワー基板と、上記ハンドルの操舵トルクに基づいて上記ブリッジ回路を制御する駆動信号を生成するマイクロコンピュータおよびその周辺回路素子を搭載する制御基板と、上記バッテリ、上記モータおよび上記トルクセンサと電気的に接続されるコネクタと、上記パワー基板および上記制御基板を保持すると共に、上記コネクタと絶縁性樹脂で一体に成型されたケースとを備え、少なくとも上記ブリッジ回路、上記コンデンサ、上記リレーおよび上記コイルを上記パワー基板上に搭載したため、従来、２回に分けていたコンデンサ、リレー、コイルを取り付けるための半田付けと、金属基板に延長端子と電気部品を取り付けるための半田付けが１回の半田付けで完了することができ、製造工程を簡略化することができる。
【００３６】
この発明にかかる電動式パワーステアリング回路装置によれば、また、上記ケースが対向する２辺を接続する接続部材と一体に成型され、上記接続部材で２つの区画に分割され、また、上記ケースの上記接続部材に、上記パワー基板と上記制御基板を電気的に接続する導電性の接続線を配置し、さらに、上記接続線を上記ケースにインサート成型し、また、上記ケースの高さ方向の両端がそれぞれ開口部とされ、一端側開口部に上記パワー基板が配置され、他端側開口部に上記制御基板が配置され、さらにまた、上記パワー基板に搭載された少なくとも上記コンデンサ、上記リレーおよび上記コイルを上記ケースの一方の区画側に配置し、また、上記制御基板にマイクロコンピュータ及びその周辺回路等の小電流部品を搭載し、これらを上記ケースの他方の区画側に配置すると共に、上記一方の区画側に配置された少なくとも上記コンデンサ、上記リレーおよび上記コイルと高さ方向で重ならないように配置したため、上記コンデンサ、上記リレー、上記コイルの搭載に必要なスペースを効率よく確保でき、回路装置を薄型化することができる。
【００３７】
この発明にかかる電動式パワーステアリング回路装置によれば、また、上記パワー基板を高熱伝導率の金属基板で構成し、また、上記パワー基板をアルミニウムベースの金属基板で構成したため、回路装置内部の熱を効率よく外部へ放出することができ、回路装置の信頼性を向上することができる。
この発明にかかる電動式パワーステアリング回路装置によれば、また、上記コイルが上記パワー基板と電気的に接続されると共に、機械的固定手段により上記パワー基板に固定され、また、上記コイルがネジ止めにより上記パワー基板に固定されているため、振動によるストレスがコイルのリード線や半田付け部に直接加わることを防止でき、コイルの耐振性が改善され、回路装置の信頼性を向上することができる。
この発明にかかる電動式パワーステアリング回路装置によれば、また、上記ケースに上記制御基板を覆って電磁シールドするシールドカバーを装着したため、電磁ノイズによる回路装置の誤作動を防止でき、回路装置の信頼性を向上することができる。
【００３８】
この発明にかかる電動式パワーステアリング回路装置によれば、また、上記接続部材に、上記シールドカバーを支持する突起部を設けたため、上記シールドカバーの外力による凹みで上記シールドカバーと上記接続線が電気的にショートすることを防止でき、回路装置の信頼性を向上することができる。
この発明にかかる電動式パワーステアリング回路装置によれば、また、上記ケースが車両に取り付けられる取り付け部を形成し、上記バッテリのグランド側に接続されるコネクタの端子が上記取り付け部に延長された端子延長部を形成すると共に，上記シールドカバーの一部が上記取り付け部に位置し得るシールドカバー延長部を形成している。また、上記端子延長部が上記シールドカバー延長部および車両のグランドと、上記ケースを車両に取り付ける固定手段により互いに電気的に接続されているため、ケースグランド接続のために回路装置側で何かを接続するといった工程が不要になり、製造工程を簡略化できる。
【００３９】
この発明にかかる電動式パワーステアリング回路装置の製造方法によれば、少なくとも上記ブリッジ回路、上記コンデンサ、上記リレーおよび上記コイルが上記パワー基板上に搭載される部品実装工程と、上記実装工程の後に上記ケースが機械的に固定されるケース固定工程と、上記ケース固定工程の後にリフロー炉で半田溶融させることにより上記パワー基板と搭載部品との電気的接続を行う半田付け工程とを有するため、パワー基板と上記ブリッジ回路、上記コンデンサ、上記リレー、上記コイル、上記ケースの延長端子及び接続端子の電気的接続を１回の半田付けで完了することができ、製造工程を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の構成を示す分解斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１の部分的な構成を示す詳細図である。
【図３】この発明の実施の形態１におけるコイルの取り付け状態を示す断面図である。
【図４】一般的な電動式パワーステアリング回路装置の回路構成を一部ブロック図で示す回路図である。
【図５】一般的な電動式パワーステアリング回路装置の構成を示す平面図である。
【図６】従来の電動式パワーステアリング回路装置の構成を示す分解斜視図である。
【図７】従来の電動式パワーステアリング回路装置の部分的な構成を示す詳細図で、（ａ）はケースの下側平面図、（ｂ）は同じく側面図である。
【符号の説明】
１Ｂ　シールドカバー、　　　４０　モータ、　　　４１　バッテリ、
４４　ブリッジ回路、　　　４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃ　コネクタ、
４９　コイル、　　　６２　ケース、　　　６２Ａ　接続部材、
６２Ｂ　突起部、　　　６２Ｃ　取り付け部、　　　６４　制御基板、
６５　パワー基板。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering circuit device that assists a steering device of a vehicle by a rotational force of a motor and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 is a circuit diagram partially showing a configuration of a general electric power steering circuit device in a block diagram. In this figure, reference numeral 40 denotes a motor that outputs an auxiliary torque to a steering wheel (not shown) of the vehicle, and 41 denotes a battery that supplies a motor current IM for driving the motor 40. 42 is a large-capacity (approximately 3600 μF) capacitor for absorbing the ripple component of the motor current IM, 43 is a shunt resistor for detecting the motor current IM, and 44 is the motor current IM in the direction and magnitude of the auxiliary torque. A bridge circuit composed of a plurality of semiconductor switching elements (for example, FETs) Q1 to Q4 for switching in accordance with each other, and 49 is a coil for removing electromagnetic noise.
[0003]
L1 is a connection line connecting one end of the capacitor 42 to the ground, P1 and P2 are wiring patterns for connecting the semiconductor switching elements Q1 to Q4 in a bridge and connecting the shunt resistor 43 and the bridge circuit 44, and P3 is an output of the bridge circuit 44. This is a wiring pattern to be a terminal. Reference numeral 45 denotes a connector including a plurality of lead terminals for connecting the motor 40 and the battery 41 to the bridge circuit 44, L2 denotes external wiring for connecting the motor 40 and the battery 41 to the connector 45, and 46 denotes a motor current IM. A relay P4 is a wiring pattern for connecting the relay 46, the capacitor 42 and the shunt resistor 43, and a wiring pattern P5 is for connecting the connector 45 to the ground. The wiring pattern P3 serving as an output terminal of the bridge circuit 44 is connected to the connector 45.
[0004]
A drive circuit 47 drives the motor 40 via the bridge circuit 44 and drives the relay 46. L3 is a conductive line connecting the drive circuit 47 to the exciting coil of the relay 46. L4 is a drive circuit connecting the drive circuit 47 to the bridge circuit 44. A connecting line 48 is a motor current detecting means for detecting a motor current IM through one end of the shunt resistor 43. The driving circuit 47 and the motor current detecting means 48 constitute a peripheral circuit element of a microcomputer described later. ing. 50 is a torque sensor for detecting the steering torque T of the steering wheel, and 51 is a vehicle speed sensor for detecting the vehicle speed V of the vehicle. Reference numeral 55 denotes a microcomputer (ECU) which calculates an auxiliary torque based on the steering torque T and the vehicle speed V and feeds back the motor current IM to generate a drive signal corresponding to the auxiliary torque. The rotation direction command D0 and the current control amount I0 are input to the drive circuit 47 as drive signals.
[0005]
The microcomputer 55 includes a motor current determining unit 56 that generates a motor direction command Im corresponding to the rotation direction command D0 and the auxiliary torque of the motor 40, and a subtraction unit that calculates a current deviation ΔI between the motor current command Im and the motor current IM. 57 and a PID calculating means 58 for calculating the correction amounts of the P (proportional), I (integral) and D (differential) terms from the current deviation ΔI to generate a current control amount I0 corresponding to the PWM duty ratio. Have. Although not shown, the microcomputer 55 includes a well-known self-diagnosis function in addition to an AD converter, a PWM timer circuit, and the like, and constantly performs self-diagnosis as to whether or not the system is operating normally. Then, the relay 46 is opened via the drive circuit 47 to cut off the motor current IM. L5 is a connection line for connecting the microcomputer 55 to the drive circuit 47.
[0006]
Generally, circuit elements 42 to 44 and 49, wiring patterns P1 to P5, connection lines L1 and external wiring L2 interposed between the motor 40 and the battery 41 correspond to a large motor current IM, and will be described later. As described above, the structure is large in consideration of heat radiation (heat resistance) and durability. On the other hand, the peripheral circuit elements including the microcomputer 55, the drive circuit 47, and the motor current detection circuit 48, and the connection lines L3 to L5 are small in size because they correspond to a small current and are required to have a high density.
FIG. 5 is a plan view showing a configuration of a general electric power steering circuit device. In this figure, Q1 to Q4, 42, 43, 45, 46, 49 and 55 are the same as those shown in FIG. In this case, the semiconductor switching elements Q1 to Q4 are each constituted by a pair of FETs covered with resin, the large-capacity capacitor 42 is constituted by three capacitors, and the microcomputer 55 is constituted by a one-chip IC. . In addition, in order to prevent the drawing from being complicated, peripheral circuit elements, wiring patterns, conductive lines, and the like are omitted, and only typical components are shown.
[0007]
1 is a box-shaped metal frame that also functions as a shield plate and a heat sink, 2 is an insulated printed circuit board mounted on the bottom surface of the metal frame 1, and 3 is one end face joined to the inner surface of the metal frame 1 An example is an aluminum heat sink. The circuit elements 42, 43, 46, 49, 55, and the like are mounted on the insulating printed board 2, and the semiconductor switching elements Q 1 to Q 4 are joined to the other end surface of the heat sink 3. Reference numerals 4a to 4e denote wiring boards corresponding to the wiring patterns P1 to P5 and the like. A conductive board having a large width and a large thickness is used separately from the wiring pattern on the insulating printed board 2 in order to cope with a large current exclusively. I have.
[0008]
Next, the operation of the conventional electric power steering circuit device shown in FIG. 5 will be described with reference to FIG. The microcomputer 55 takes in the steering torque T and the vehicle speed V from the torque sensor 50 and the vehicle speed sensor 51, and feeds back the motor current IM from the shunt resistor 43, and corresponds to the rotational direction command D0 of power steering and the amount of auxiliary torque. The current control amount I0 is generated and input to the drive circuit 47 via the conductive line L5.
The drive circuit 47 closes the normally open relay 46 by a command via the connection line L3 in the steady driving state, and generates a PWM drive signal when the rotation direction command D0 and the current control amount I0 are input, and The voltage is applied to each of the semiconductor switching elements Q1 to Q4 of the bridge circuit 44 via the line L4.
[0009]
Thereby, the motor 40 connects the external wiring L2, the connector 45, the coil 49, the relay 46, the wiring pattern P4, the shunt resistor 43, the wiring pattern P1, the bridge circuit 44, the wiring pattern P3, the connector 45, and the external wiring L2 from the battery 41. It is driven by a motor current IM supplied via the motor and outputs a required amount of auxiliary torque in a required direction. At this time, the motor current IM is detected via the shunt resistor 43 and the motor current detecting means 48, and is fed back to the subtracting means 57 in the microcomputer 55, so that the motor current IM is controlled to match the motor current command Im. . Further, the motor current IM includes a ripple component due to the switching operation at the time of PWM driving of the bridge circuit 44, but is smoothed and suppressed by the large-capacity capacitor 42. Furthermore, the coil 49 prevents the noise generated by the switching operation of the bridge circuit 44 from being performed during PWM driving from being emitted to the outside and becoming radio noise.
[0010]
By the way, the value of the motor current IM controlled by this type of electric power steering circuit device is about 25A even in a light car, and reaches about 60A to 80A in a small car. Accordingly, the semiconductor switching elements Q1 to Q4 constituting the bridge circuit 44 are increased in size in accordance with the magnitude of the motor current IM, and a plurality of semiconductor switching elements are connected in parallel as shown in FIG. It is necessary to suppress heat generation. Further, the heat radiating plate 3 is required to radiate the heat generated by the semiconductor switching elements Q1 to Q4. As the motor current IM increases, the number of the semiconductor switching elements Q1 to Q4 increases, and at the same time, the heat radiating plate 3 becomes large. It will be. Furthermore, the lengths of the wiring patterns P1, P2, and P4 from the terminals of the connector 45 to the ground via the coil 49, the relay 46, the shunt resistor 43, and the bridge circuit 44, and the length of the wiring pattern P3 from the bridge circuit 44 to the motor 40 The length becomes physically longer in proportion to an increase in the motor current IM, an increase in the number of semiconductor switching elements Q1 to Q4, and an increase in the size of the heat sink.
[0011]
As a result, if the temperature rise increases due to the amount of heat generated due to the voltage drop in each of the wiring patterns P1 to P4, the heat resistance and durability of the wiring patterns P1 to P4 may be impaired. 5, large-current-only wiring boards 4a to 4e having a large width and a large thickness are used. Therefore, the size of the insulating printed board 2 is increased. In addition, the capacitor 42, the shunt resistor 43, the relay 46, and the coil 49 increase in size as the motor current IM increases. However, when these are to be mounted on the insulated printed circuit board 2, the mounting space increases. In addition, the size of the insulating printed board 2 is increased.
[0012]
As an improvement plan for solving these problems, for example, one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-43740 is known. FIG. 6 is an exploded perspective view showing an electric power steering circuit device described in JP-A-2000-43740. In this figure, the same or corresponding parts as those in FIGS. 4 and 5 are denoted by the same reference numerals. The circuit configuration of this device is the same as that shown in FIG. 4, and the normal circuit operation is also the same as described above.
[0013]
In FIG. 6, reference numeral 1B denotes a shield cover which, when assembled (not shown), surrounds the circuit device and blocks electromagnetic noise to the circuit. Reference numeral 64 denotes a control board on which a small current component such as the microcomputer 55 and its peripheral circuits is mounted, and is constituted by an insulating printed board. Reference numeral 65 denotes a power board on which high-current components such as the semiconductor switching elements Q1 to Q4 and the shunt resistor 43 are mounted, and is constituted by a metal substrate having excellent thermal conductivity. That is, a small-current component is mounted on an insulated printed circuit board, and a large-current component is mounted on a metal substrate to form a two-substrate structure. The area of each substrate is reduced, and the size is reduced by stacking them vertically. At the same time, the heat generated by the large current components is transmitted to a heat radiating plate 3B, which will be described later, through a metal substrate having excellent heat conduction, thereby promoting heat release to the outside, thereby improving the reliability of the circuit device.
[0014]
Reference numeral 62 denotes a case in which the connector 45 is formed integrally. In the case 62, the lead terminals of the connector 45 are insert-molded. The lead terminals are extended into the case 62, and a wiring pattern P6 is formed on a bottom surface 66A of a case recess 66 described later. An extension terminal 67 for connecting to the power board 65 is formed. Reference numeral 3B denotes a heat radiating plate which is attached so as to be in contact with the power substrate 65 constituted by the metal substrate, and radiates heat generated by electric components mounted on the power substrate 65 to the outside. In the heat sink 3B, a concave cutout 3C is formed at a portion facing the concave portion 66 of the case 62. When the heat radiating plate 3B is not provided, a protection cover (not shown) for covering the concave portion 66 of the case 62 is provided.
[0015]
Next, the assembly of the above-described circuit device will be described. On a power board 65 in which cream solder is applied to each electrode, semiconductor switching elements Q1 to Q4, electric components such as the shunt resistor 43, and the case 62 are arranged. At this time, the extension terminal 67 extending from the case 62 and the electrode 65A on the power board 65 facing the extension terminal 67 are positioned. However, since the position of the extension terminal 67 is aligned with the electrode 65A, positioning is possible. Positioning. In this manner, the power board 65 on which the components are arranged is heated from below or the entire surrounding atmosphere, and the previously applied cream solder is melted and the components are soldered. Thereby, the connection of various electric components and the connection between the terminal from the connector 45 and the power board can be completed by a single soldering operation, and the manufacturing process can be simplified.
[0016]
FIG. 7A is a bottom plan view of the case 62, and FIG. 7B is a side view. As shown in these figures, a concave portion 66 is provided in a part of the case 62, and a wiring pattern P6 formed by extension terminals obtained by extending the lead terminals of the connector 45 is provided on the bottom surface 66A. Of the circuit components, large space components such as the capacitor 42, the relay 46, the coil 49, etc. are inserted into the recesses, attached and connected by the wiring pattern P6, so that the large components can be stored in a space-efficient manner and the connector The 45 lead terminals are thicker than the wiring pattern originally arranged on the insulated printed circuit board and the like, and can be electrically connected by the wiring pattern P6 extended therefrom. There is no need to increase the size, and the entire circuit device can be reduced in size.
[0017]
A control board 64 on which components such as the microcomputer 55 and peripheral circuit elements to which a small current is supplied is mounted, and a power board 65 on which components such as the bridge circuit 44 and the shunt resistor 43 are supplied with a large current are connected. As shown in FIG. 6, the connection line L5 is provided independently of the case 62. When the connection line L5 is connected to the power board 65, the connection line L5 is mounted on the board as one of only electric components. Therefore, the positioning is easy, and the positioning with the control board 64 is relatively easy because it is not fixed to the case 62. Thus, by providing the connection line L5 independently of the case 62, connection to the control board 64 and the power board 65 can be easily performed.
[0018]
The components are connected and assembled, and finally the circuit device is completed by connecting the shield cover 1B, the case 62 and the heat sink 3B with the mounting screws 61. By surrounding the case 62 with the shield cover 1B, malfunction of the circuit device due to electromagnetic noise is prevented, and the reliability of the circuit device is improved.
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional electric power steering circuit device configured as described above, a wiring pattern with extension terminals is provided in a case, and a capacitor, a relay, and a coil are mounted on the wiring pattern. And the soldering for attaching the extension terminal and the electric component to the power board must be performed separately, which causes a problem that the manufacturing process becomes complicated.
[0020]
Further, there is a problem in that the connector extension terminal becomes longer because a capacitor, a relay, and a coil are mounted thereon, and it is difficult to further reduce the size of the circuit device.
Further, when vibration is applied to the coil, stress is applied to the lead wire and the soldered portion, and there is a problem that the vibration resistance is reduced.
Further, when the height of the circuit device is reduced, the gap between the shield cover and the connection line protruding from the control board is reduced, and there is a problem that the connection line and the shield cover are electrically short-circuited by a slight depression of the shield cover. Was.
Furthermore, in order to obtain the case ground, a step of fixing the ground terminal of the connector to a body (not shown) that comes into contact with the vehicle body in the circuit device is required, and the manufacturing process becomes complicated. there were.
[0021]
The present invention has been made in order to address the above-described problems, and an electric power steering circuit device capable of simplifying a soldering process, making a circuit device thinner, and improving reliability, and an electric power steering circuit device therefor. It is intended to provide a manufacturing method.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
An electric power steering circuit device according to the present invention includes a motor that outputs an auxiliary torque to a steering wheel of a vehicle, a battery that supplies a driving current to the motor, a torque sensor that detects a steering torque of the steering wheel, A bridge circuit comprising a plurality of semiconductor switching elements for switching the drive current of the motor in accordance with the auxiliary torque to a steering wheel; a capacitor for absorbing ripples in the drive current; and the drive current supplied to the motor from the battery And a coil for preventing noise generated during switching operation of the bridge circuit from flowing out, a power board on which a wiring pattern through which the drive current flows is formed, and the bridge based on a steering torque of the steering wheel. Microphone that generates drive signal to control circuit A control board on which a computer and its peripheral circuit elements are mounted, a connector electrically connected to the battery, the motor, and the torque sensor; a power board and the control board, which hold the connector and an insulating resin; An electric power steering circuit device comprising a case integrally formed with the above, wherein at least the bridge circuit, the capacitor, the relay, and the coil are mounted on the power board.
[0023]
In the electric power steering circuit device according to the present invention, the case is formed integrally with a connecting member connecting two opposing sides, and is divided into two sections by the connecting member.
In the electric power steering circuit device according to the present invention, a conductive connection line for electrically connecting the power board and the control board is arranged on the connection member of the case.
The electric power steering circuit device according to the present invention is such that the connection line is insert-molded in the case.
The electric power steering circuit device according to the present invention is also characterized in that the case has openings at both ends in the height direction, the power board is arranged at one end opening, and the control board is arranged at the other end opening. Are arranged.
[0024]
The electric power steering circuit device according to the present invention is such that at least the capacitor, the relay, and the coil mounted on the power board are arranged on one side of the case.
The electric power steering circuit device according to the present invention also has a small current component such as a microcomputer and its peripheral circuit mounted on the control board, and these components are arranged on the other partition side of the case. Are arranged so as not to overlap at least the capacitor, the relay, and the coil arranged in the vertical direction.
In the electric power steering circuit device according to the present invention, the power substrate is formed of a metal substrate having high thermal conductivity.
In the electric power steering circuit device according to the present invention, the power substrate is formed of an aluminum-based metal substrate.
[0025]
In the electric power steering circuit device according to the present invention, the coil is electrically connected to the power board, and is fixed to the power board by mechanical fixing means.
In the electric power steering circuit device according to the present invention, the mechanical fixing means is screwed.
The electric power steering circuit device according to the present invention further includes a shield cover for covering the control board and electromagnetically shielding the control board.
In the electric power steering circuit device according to the present invention, the connection member is provided with a protrusion for supporting the shield cover.
The electric power steering circuit device according to the present invention also includes a terminal extension portion in which the case forms an attachment portion to be attached to a vehicle, and a terminal of a connector connected to a ground side of the battery is extended to the attachment portion. And a shield cover extension part in which a part of the shield cover can be located at the mounting part.
In the electric power steering circuit device according to the present invention, the terminal extension portion is electrically connected to the shield cover extension portion and a ground of the vehicle by fixing means for attaching the case to the vehicle. .
[0026]
According to a method of manufacturing an electric power steering circuit device according to the present invention, in the electric power steering circuit device according to claim 1, at least the bridge circuit, the capacitor, the relay, and the coil are mounted on the power board. Component mounting step, a case fixing step in which the case is mechanically fixed after the mounting step, and an electrical connection between the power board and the mounted component by melting the solder in a reflow furnace after the case fixing step. And a soldering step of performing
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view showing the configuration of the first embodiment of the present invention. In this figure, the same or corresponding parts as in FIGS. 4 to 7 are denoted by the same reference numerals. Further, the circuit configuration of this embodiment is the same as that of FIG. 4 and its operation is also the same, so that detailed description will be omitted.
[0028]
In FIG. 1, reference numeral 1B denotes a shield cover, which surrounds the circuit device in an assembled state (not shown) and blocks electromagnetic noise to the circuit. Reference numeral 62 denotes a case (the shapes of the extension terminal 67 and the connection line L5 are shown more clearly in FIG. 2). The connectors 45A to 45C are integrally formed, and the lead terminals are insert-molded. The lead terminals of the connectors 45A to 45C are extended into the case 62 to form extension terminals 67A and 67B for connection to the power board 65 and extension terminals 67C for connection to the control board 64.
In the case 62, a connecting member 62A that connects two opposing sides is integrally formed, and is divided into two sections by the connecting member 62A. Further, the case 62 has openings at both ends in the height direction. Reference numeral 65 denotes a power board on which high-current components such as the semiconductor switching elements Q1 to Q4, the shunt resistor 43, the capacitor 42, the relay 46, and the coil 49 are mounted. The power board 65 is formed of a metal substrate having excellent heat conductivity. The capacitor 42, the relay 46, and the coil 49 are arranged on one end side of the case opening, that is, on the lower end side in FIG. Reference numeral 64 denotes a control board on which a small current component such as the microcomputer 55 and its peripheral circuit is mounted and which is constituted by an insulated printed board. The control board 64 is disposed at the other end of the case opening, that is, at the upper end in FIG. Are arranged on the other section side of the case 62 and are arranged so as not to overlap the capacitor 42, the relay 46, and the coil 49 in the height direction. As a result, the space in the circuit device can be effectively used, the circuit device can be made thinner, and the heat generated by the large-current components can be transmitted to a column or the like (not shown) through a metal substrate having excellent heat conduction. This enhances the heat release to the circuit and improves the reliability of the circuit device.
[0029]
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state where the coil 49 is attached. The coil 49 is fixed to the power board 65 by screws 49B via a fixing jig 49A.
As a result, stress due to vibration can be prevented from being directly applied to the lead wire and the soldered portion of the coil 49, and the vibration resistance of the coil 49 is improved, and the reliability of the circuit device is improved.
[0030]
The case 62 is provided with a projection 62B for supporting the shield cover 1B on the connection member 62A. This prevents the shield cover 1B and the connection line L5 from being electrically short-circuited due to the recess due to the external force of the shield cover 1B, thereby improving the reliability of the circuit device.
[0031]
The case 62 forms a mounting part 62C to be mounted on the vehicle, and a terminal of a connector connected to the ground side of the battery forms a terminal extension part 62D which is extended to the mounting part 62C. It forms a shield cover extension 1C adapted to be located on the mounting part. The terminal extension 62D is electrically connected to the shield cover extension 1C and the ground of the vehicle with fixing means (not shown) for attaching the case 62 to the vehicle.
This eliminates the need for a step of connecting something on the circuit device side for case ground connection, thereby simplifying the manufacturing process.
[0032]
Next, the assembly of the above-described circuit device will be described. Electrical components such as semiconductor switching elements Q1 to Q4, shunt resistor 43, case 62, and capacitor 42 and relay 43 conventionally mounted on the wiring pattern of the case on power board 65 having cream solder applied to each electrode. , A coil 49 is arranged.
At this time, the extension terminal 67 is positioned and arranged with the electrode 65A on the control board 65. In this way, the case 62 and the power board 65 on which the components are arranged are collectively passed through a reflow furnace to melt the previously applied cream solder and solder the components.
As a result, the soldering, which has conventionally been divided into two parts, namely, soldering of the extension terminals and electric components such as the semiconductor switching elements Q1 to Q4 and the shunt resistor 43 and soldering of the capacitor 42, the relay 46 and the coil 49, is now one. In this case, the number of times can be reduced, and the manufacturing process can be simplified.
[0033]
As described above, the components are connected and assembled, and finally, the shield device 1B is fitted into the case 62 to complete the circuit device. By surrounding the case 62 with the shield cover 1B, malfunction of the circuit device due to electromagnetic noise is prevented, and the reliability of the circuit device is improved.
[0034]
In the embodiment of the present invention described above, the circuit board is constituted by two sheets, and the heat generated in the electric circuit is released directly to the column or the like. However, the present invention is not limited to this. It goes without saying that various embodiments are included in a range that conforms to the gist of the present invention, such as forming a single substrate or providing a heat sink. When the influence of radio noise is slight, the coil 49 for removing radio noise may be omitted.
[0035]
【The invention's effect】
According to the electric power steering circuit device according to the present invention, a motor that outputs an auxiliary torque to a steering wheel of a vehicle, a battery that supplies a driving current to the motor, and a torque sensor that detects a steering torque of the steering wheel are provided. A bridge circuit comprising a plurality of semiconductor switching elements for switching the drive current of the motor in accordance with the auxiliary torque for the handle; a capacitor for absorbing a ripple of the drive current; and a battery supplied to the motor from the battery. A relay for opening and closing the drive current, a coil for preventing the outflow of noise generated during the switching operation of the bridge circuit, a power board on which a wiring pattern through which the drive current flows, and a steering torque of the steering wheel. Generate a drive signal to control the bridge circuit A control board on which the microcomputer and its peripheral circuit elements are mounted; a connector electrically connected to the battery, the motor and the torque sensor; and a power board and the control board, which are electrically insulated from the connector. A case integrally molded with resin, and at least the bridge circuit, the capacitor, the relay, and the coil are mounted on the power board. And the soldering for attaching the extension terminal and the electric component to the metal substrate can be completed by one soldering, and the manufacturing process can be simplified.
[0036]
According to the electric power steering circuit device of the present invention, the case is formed integrally with the connection member connecting the two opposing sides, is divided into two sections by the connection member, and A conductive connection line for electrically connecting the power board and the control board is arranged on the connection member, and further, the connection line is insert-molded in the case, and both ends in a height direction of the case. Are each an opening, the power board is arranged at one end side opening, the control board is arranged at the other end side opening, and at least the capacitor, the relay and the above mounted on the power board A coil is arranged on one side of the case, and a small current component such as a microcomputer and its peripheral circuit is mounted on the control board. The capacitor, the relay, and the coil are arranged on the other compartment side of the base and at least in the height direction so as not to overlap with at least the capacitor, the relay, and the coil arranged on the one compartment side. The space required for mounting the device can be efficiently secured, and the thickness of the circuit device can be reduced.
[0037]
According to the electric power steering circuit device of the present invention, the power substrate is formed of a metal substrate having high thermal conductivity, and the power substrate is formed of an aluminum-based metal substrate. Can be efficiently released to the outside, and the reliability of the circuit device can be improved.
According to the electric power steering circuit device of the present invention, the coil is electrically connected to the power board, and is fixed to the power board by mechanical fixing means. As a result, since it is fixed to the power board, stress due to vibration can be prevented from being directly applied to the lead wire and the soldered portion of the coil, the vibration resistance of the coil can be improved, and the reliability of the circuit device can be improved. .
According to the electric power steering circuit device according to the present invention, since the shield cover that covers the control board and electromagnetically shields the case is mounted on the case, malfunction of the circuit device due to electromagnetic noise can be prevented, and reliability of the circuit device can be reduced. Performance can be improved.
[0038]
According to the electric power steering circuit device of the present invention, since the connection member is provided with the protruding portion for supporting the shield cover, the shield cover and the connection line are electrically connected to each other due to the recess due to the external force of the shield cover. Short circuit can be prevented, and the reliability of the circuit device can be improved.
According to the electric power steering circuit device of the present invention, the case forms a mounting portion to be mounted on the vehicle, and the terminal of the connector connected to the ground side of the battery is extended to the mounting portion. In addition to forming the extension, a part of the shield cover forms a shield cover extension that can be located at the mounting portion. Further, since the terminal extension is electrically connected to the shield cover extension and the ground of the vehicle by a fixing means for attaching the case to the vehicle, something is required on the circuit device side for case ground connection. The step of connecting is not required, and the manufacturing process can be simplified.
[0039]
According to the method of manufacturing an electric power steering circuit device according to the present invention, at least the bridge circuit, the capacitor, the relay, and the coil are mounted on the power board in a component mounting step, and after the mounting step, The power board includes a case fixing step in which the case is mechanically fixed, and a soldering step of performing electrical connection between the power board and the mounted components by melting the solder in a reflow furnace after the case fixing step. The electrical connection between the bridge circuit, the capacitor, the relay, the coil, the extension terminal and the connection terminal of the case can be completed by one soldering, and the manufacturing process can be simplified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a detailed diagram showing a partial configuration of the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a mounted state of a coil according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram partially showing a circuit configuration of a general electric power steering circuit device in a block diagram.
FIG. 5 is a plan view showing a configuration of a general electric power steering circuit device.
FIG. 6 is an exploded perspective view showing a configuration of a conventional electric power steering circuit device.
7A and 7B are detailed views showing a partial configuration of a conventional electric power steering circuit device, wherein FIG. 7A is a lower plan view of a case and FIG. 7B is a side view of the same.
[Explanation of symbols]
1B shield cover, 40 motors, 41 batteries,
44 bridge circuit, 45A, 45B, 45C connector,
49 coil, 62 case, 62A connecting member,
62B protrusion, 62C attachment, 64 control board,
65 Power board.

Claims

A motor that outputs an auxiliary torque to a steering wheel of the vehicle, a battery that supplies a driving current to the motor, a torque sensor that detects a steering torque of the steering wheel, and a motor that outputs the auxiliary torque to the steering wheel according to the auxiliary torque. A bridge circuit including a plurality of semiconductor switching elements for switching a drive current; a capacitor absorbing a ripple of the drive current; a relay for opening and closing the drive current supplied from the battery to the motor; and a switching operation of the bridge circuit. A coil for preventing the noise from flowing out to the outside, a power board on which a wiring pattern through which the drive current flows is formed, a microcomputer for generating a drive signal for controlling the bridge circuit based on the steering torque of the steering wheel, and A control base for mounting the peripheral circuit elements And a connector electrically connected to the battery, the motor and the torque sensor, and a case integrally holding the power board and the control board with the connector and an insulating resin. An electric power steering circuit device, wherein at least the bridge circuit, the capacitor, the relay, and the coil are mounted on the power board.

2. The electric power steering circuit device according to claim 1, wherein the case is formed integrally with a connecting member that connects two opposing sides, and is divided into two sections by the connecting member.

The electric power supply according to claim 1 or 2, wherein a conductive connection line that electrically connects the power board and the control board is arranged on the connection member of the case. Steering circuit device.

The electric power steering circuit device according to claim 3, wherein the connection line is insert-molded in the case.

2. The case according to claim 1, wherein both ends of the case in the height direction are openings, the power board is arranged on one end side opening, and the control board is arranged on the other end side opening. An electric power steering circuit device as described in the above.

The electric power steering circuit device according to claim 2, wherein at least the capacitor, the relay, and the coil mounted on the power board are arranged on one of the compartment sides of the case.

On the control board, small current components such as a microcomputer and its peripheral circuits are mounted, and these are arranged on the other section side of the case, and at least the capacitor and the relay are arranged on the one section side. The electric power steering circuit device according to claim 2, wherein the electric power steering circuit device is arranged so as not to overlap the coil in the height direction.

2. The electric power steering circuit device according to claim 1, wherein the power substrate is formed of a metal substrate having a high thermal conductivity.

The electric power steering circuit device according to claim 1, wherein the power board is formed of an aluminum-based metal board.

The electric power steering circuit device according to claim 1, wherein the coil is electrically connected to the power board and is fixed to the power board by mechanical fixing means.

The electric power steering circuit device according to claim 10, wherein the mechanical fixing means is a screw.

The electric power steering circuit device according to claim 1, wherein the case is provided with a shield cover that covers the control board and performs electromagnetic shielding.

3. The electric power steering circuit device according to claim 2, wherein a protrusion for supporting the shield cover is provided on the connection member.

The case forms a mounting portion to be mounted on a vehicle, and a terminal of a connector connected to the ground side of the battery forms a terminal extension portion extended to the mounting portion, and a part of the shield cover is 2. The electric power steering circuit device according to claim 1, wherein a shield cover extension portion that can be located at the attachment portion is formed.

15. The electric power steering circuit device according to claim 14, wherein the terminal extension is electrically connected to the shield cover extension and a ground of the vehicle by fixing means for attaching the case to the vehicle. .

2. The electric power steering circuit device according to claim 1, wherein at least the bridge circuit, the capacitor, the relay, and the coil are mounted on the power board, and the case is mechanically mounted after the mounting step. An electric power, comprising: a case fixing step to be fixed to the power supply; and a soldering step of performing an electrical connection between the power substrate and the mounted component by melting the solder in a reflow furnace after the case fixing step. A method for manufacturing a steering circuit device.