JP2004058818A

JP2004058818A - 電動パワーステアリング制御装置

Info

Publication number: JP2004058818A
Application number: JP2002219658A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Ito; 伊藤　　嘉浩; Hiroyuki Kawada; 川田　　裕之
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-07-29
Filing date: 2002-07-29
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】コンデンサを１つで構成することができる電動パワーステアリング制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】電動パワーステアリングモータに流れる電流を平滑するコンデンサ（６）と、電動パワーステアリングモータを制御する制御素子が設けられると共に、コンデンサが電気的に接続された制御基板（４）とを備えた電動パワーステアリング制御装置（１）において、コンデンサは、１つで構成され、コンデンサと制御基板との接続線は、銅で構成されている。従来のコンデンサは、複数個で構成され、コンデンサと制御基板との接続線は、鉄もしくは黄銅で構成されているが、コンデンサと制御基板との接続線を鉄もしくは黄銅よりも低抵抗である銅で構成することにより、コンデンサと制御基板との接続線の発熱を抑制することができる。そのため、コンデンサを１つで構成することができ、部品点数の低減を図ることができる。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両に搭載される電動パワーステアリング装置の制御装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
電動パワーステアリング制御装置は、操舵トルクセンサ及び車速センサ等のセンサの信号に基づき、操舵力を補助するモータの駆動を制御するものである。
【０００３】
電動パワーステアリング制御装置は、特開２００１−１９６７７０号公報に記載されているように、電動パワーステアリングモータを駆動するためにバッテリから供給される電流を平滑するコンデンサを有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の電動パワーステアリング制御装置のコンデンサは、複数個で構成されているため、部品点数の増大を招いてしまうことから、コンデンサの数を低減させることが要求される。ところが、コンデンサの数を例えば１つで構成すると、コンデンサのリードは、鉄で構成されているため、コンデンサのリードが発熱し、焼損もしくは溶断が発生してしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、コンデンサを１つで構成することができる電動パワーステアリング制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１では、電動パワーステアリングモータに流れる電流を平滑するコンデンサ（６）と、電動パワーステアリングモータを制御する制御素子が設けられると共に、コンデンサが電気的に接続された制御基板（４）とを備えた電動パワーステアリング制御装置（１）において、コンデンサは、１つで構成され、コンデンサと制御基板との接続線は、銅であることを特徴としている。
【０００７】
従来のコンデンサは、複数個で構成され、コンデンサと制御基板との接続線は、鉄もしくは黄銅で構成されているが、コンデンサと制御基板との接続線を鉄もしくは黄銅よりも低抵抗である銅で構成することにより、コンデンサと制御基板との接続線の発熱を抑制することができる。そのため、コンデンサを１つで構成することができ、部品点数の低減を図ることができる。
【０００８】
また、請求項２では、接続線は、コンデンサのリード（６１、６２）及びブスバー（６３、６４）であることを特徴としている。
【０００９】
この構成により、コンデンサのリード及びブスバーを銅で構成することができる。
【００１０】
また、請求項３では、制御基板を保持する枠状のケース部材（３）を有し、ケース部材には、コンデンサが固定され、且つブスバーがインサート成形されていることを特徴としている。
【００１１】
この構成により、コンデンサとブスバーとを接続する際に、コンデンサのリードとブスバーとの位置がずれ難くなる。これにより、コンデンサのリードとブスバーとの接続を容易にすることができる。
【００１２】
また、請求項４では、コンデンサは、断面が楕円形状もしくは円形状で、且つ長手方向に伸びる円筒状であり、コンデンサの長手方向が制御基板と略平行に設けられ、コンデンサのリードがブスバーの一端側に接続され、ブスバーの他端側が制御基板に直交して接続されていることを特徴としている。
【００１３】
この構成により、コンデンサをケース部材に固定させてもブスバーを介して制御基板に接続させることができる。また、ブスバーの他端側は、制御基板に直交しているため、ブスバーを制御基板に容易に接続させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態について説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る電動パワーステアリング制御装置の分解斜視図である。図２は、本実施形態に係る電動パワーステアリング制御装置の回路構成の一部を示した図である。図３は、本実施形態に係る電動パワーステアリング制御装置のコンデンサ組付状態におけるケース部材の平面図である。図４は、図３のケース部材のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。
【００１６】
電動パワーステアリング制御装置１は、電動パワーステアリングモータＭ（図２参照）を制御するものであって、電動パワーステアリングモータＭ付近の車室内に配置されている。また、図１に示すように、電動パワーステアリング制御装置１は、ヒートシンク２、ケース部材３、基板４及びカバー部材５から構成され、これらの順に積層されている。
【００１７】
ヒートシンク２は、アルミで形成され、電動パワーステアリング制御装置１の土台を構成する部材である。また、ヒートシンク２は、ケース固定部２１及びトランジスタ配設部２２を有している。ケース固定部２１は、ヒートシンク２の四隅に設けられており、ネジ１０が接合するネジ接合穴２１１が形成されている。トランジスタ配設部２２は、ヒートシンク２のほぼ中央部分に形成されており、傾斜して形成されている。そのトランジスタ配設部２２の傾斜面には、電動パワーステアリングモータＭをＰＷＭ駆動するためのスイッチングトランジスタ９が配設されている。そして、このヒートシンク２は、スイッチングトランジスタ９から発生する熱を逃がす役割を果たしている。
【００１８】
ケース部材３は、樹脂で形成された枠状であり、電動パワーステアリング制御装置１の外壁を構成する部材である。また、ケース部材３は、凸部３１、コンデンサ固定部３２及び基板固定部３３を有している。凸部３１は、ケース部材３の外周面３５に複数個設けられている。また、凸部３１の高さは、カバー部材５側に向かって漸減している。基板固定部３３は、ヒートシンク２のケース固定部２１と対応する四隅に設けられ、ネジ１０が挿通する孔が形成されている。また、外周面３５の一辺には、車両の各種情報をマイコン４１等の素子に伝送させるための信号線が接続される第１のコネクタを成す信号用コネクタ７及び車両のバッテリからマイコン４１等の素子に電流を供給するための電源線が接続される第２のコネクタを成す電源用コネクタ８が一体成型されている。信号用コネクタ７は、信号用コネクタリード７１を有しており、この信号用コネクタリード７１は、基板４に半田により接合されている。電源用コネクタ８も同様に、電源用コネクタリード８１を有しており、この電源用コネクタリード８１は、ケース部材３の外周面３５の一辺と平行に一列に設けられ、基板４に半田により接合されている。なお、コンデンサ固定部３２については、後で詳しく説明する。
【００１９】
基板４は、ガラスエポキシ系プリント基板（ガラス布基材エポキシ樹脂銅張積層印刷配線基板）である。また、基板４は、電動パワーステアリング制御装置１の制御基板を成しており、電動パワーステアリングモータＭを制御するためのマイコン４１等の素子が配設されている。また、基板４には、リード貫通孔４２及びネジ貫通孔４３が設けられている。リード貫通孔４２には、スイッチングトランジスタ９のリードが貫通され、半田により基板４に接合されている。ネジ貫通孔４３は、ネジ接合穴２１１及び基板固定部３３の孔を対応する四隅に形成され、ネジ１０が挿通される。また、基板４は、突出部４４を有している。
【００２０】
突出部４４は、図５に示すように、基板４の一辺に形成され、ケース部材３の外周面３５及びカバー部材５の周壁部５２から突出するように凸型形状を呈している。また、突出部４４には、複数の孔４４２が形成されており、この孔４４２の外周部分には、ランド４４１が設けられている。このランド４４１は、表面４ａに設けられている。また、孔４４２には、トルクセンサ（図示しない）の信号線が支え部３７間を通して挿通される。そして、トルクセンサの信号線は、半田によりランド４４１と接合される。なお、トルクセンサの信号線は、基板４に設けられるトルクセンサアンプ（図示しない）と接続されている。
【００２１】
支え部３７は、ケース部材３の外周面３５の一辺に形成され、直方体形状を呈している。この支え部３７は、突出部４４の裏面４ｂの両端部分と当接しており、外周面３５に一体成型されている。
【００２２】
カバー部材５は、樹脂で形成され、電動パワーステアリング制御装置１の外壁を構成し、ケース部材３及び基板４を覆うものである。カバー部材５は、外壁部５１及び周壁部５２から構成されている。外壁部５１は、基板４を覆うものである。周壁部５２は、外壁部５１の外周部分からケース部材３側に突出して形成されている。また、周壁部５２のケース部材３に設けられている凸部３１と対応する位置には、スナップフィットを構成する要素としてＵ字状の突片５２１が設けられている。その突片５２１は、弾性力を持たせて形成され、ケース部材３側に伸びている。周壁部５２の一辺に設けられた凹部５３は、ケース部材３に一体成型される信号用コネクタ７及び電源用コネクタ８の周囲を覆うように凹型に形成されている。
【００２３】
次に、本発明の特徴部分であるケース部材３の構成について図面に基づき詳しく説明する。図１に示すように、コンデンサ６は、１つで構成され、断面が円形状で、且つ長手方向に伸びる円筒状をしている。また、図３に示すように、コンデンサ６は、コンデンサ６の長手方向が基板４と略平行、且つケース部材の外周面３５の一辺と略平行になるようにコンデンサ固定部３２に固定される。また、図４に示すように、コンデンサ固定部３２は、ケース部材３の内壁に隣接して設けられ、コンデンサ支持部３２１及び底部３２２を有している。
【００２４】
コンデンサ支持部３２１は、弾性力を持たせて形成され、基板４と直交する方向に向かって伸びている。このコンデンサ支持部３２１の先端には、コンデンサ６をスナップフィットさせるために引っ掛け部３２１ａが形成されている。なお、コンデンサ支持部３２１は、特許請求の範囲の支持部に相当する。引っ掛け部３２１ａは、底部３２２と対向しており、底部３２２との間でコンデンサ６を挟み込むようにＬ字状に段差を持たせて形成されている。底部３２２は、コンデンサ６の外周面に沿って形成され、円弧状を呈している。
【００２５】
コンデンサ支持部３２１及び底部３２２から構成されるコンデンサ固定部３２は、固定部を成しており、ケース部材３の一方側に一体成型されている。
【００２６】
また、コンデンサ６の正極側リード６１は、正極側ブスバー６３の一端と溶接により接合されている。この正極側ブスバー６３の他端は、基板４に直交しており、基板４と半田により接合されている。また、コンデンサ６の負極側リード６２は、負極側ブスバー６４の一端と溶接により接合されている。この負極側ブスバー６４の他端は、基板４に直交しており、基板４と半田により接合されている。なお、正極側リード６１、負極側リード６２、正極側ブスバー６３及び負極側ブスバー６４は、銅で構成されている。また、正極側ブスバー６３及び負極側ブスバー６４は、ブスバー固定部材３６により互いに接触しないようにケース部材３にインサート成形されている。
【００２７】
次に、電動パワーステアリング制御装置１の回路構成について図２に基づき説明する。符号１１で示すものは、車両のイグニッションスイッチであり、電動パワーステアリング制御装置１の起動スイッチとして機能する。起動スイッチ１１の一端は、車両のバッテリ（＋Ｂ）に接続されており、他端は、コイル１２を介して正極側ブスバー６３及びスイッチングトランジスタ９と接続されている。正極側ブスバー６３は、コンデンサ６の正極側リード６１と接続されている。そのコンデンサ６の負極側リード６２は、負極側ブスバー６４を介してグランド（ＧＮＤ）と接続されている。また、スイッチングトランジスタ９は、シャント抵抗１３を介してＧＮＤと接続されている。
【００２８】
コンデンサ６は、スイッチングトランジスタ９がＯＦＦした時に流れている電流を吸収するものである。スイッチングトランジスタ９は、ブリッジ回路を構成しており、制御回路（図示せず）のＰＷＭ駆動信号により動作し、電動パワーステアリングモータＭを駆動させる。なお、制御回路は、シャント抵抗１３の電圧降下分に相当する電圧値が入力され、ＰＷＭ駆動信号を生成する。
【００２９】
以上のように構成された電動パワーステアリング制御装置１のコンデンサ６は、１つで構成され、正極側リード６１、負極側リード６２、正極側ブスバー６３及び負極側ブスバー６４は、銅である。正極側リード６１、負極側リード６２、正極側ブスバー６３及び負極側ブスバー６４を従来の鉄もしくは黄銅よりも低抵抗である銅で構成することにより、正極側リード６１、負極側リード６２、正極側ブスバー６３及び負極側ブスバー６４の発熱を抑制することができる。そのため、コンデンサを１つで構成することができる。さらに、コンデンサ６を１つで構成することにより、部品点数の低減を図ることができる。
【００３０】
また、ケース部材３にコンデンサ６を固定するコンデンサ固定部３２が設けられている。この構成により、コンデンサ６は、従来の如く基板４に正極側リード６１及び負極側リード６２を介して直接固定されず、ケース部材３のコンデンサ固定部３２に固定される。これにより、車両の振動によりコンデンサ６が基板４に対して相対的に動き難くなり、コンデンサ６の正極側リード６１及び負極側リード６２の断線を抑制することができる。
【００３１】
また、コンデンサ固定部３２は、弾性力を持たせて形成され、基板４と直交する方向に向かって伸びるコンデンサ支持部３２１を有している。また、コンデンサ支持部３２１の先端には、Ｌ字状に段差を持たせた引っ掛け部３２１ａが形成されている。この構成により、弾性力を持たせて形成されたコンデンサ支持部３２１によりコンデンサ６を挟み込めると共に、引っ掛け部３２１ａによりコンデンサ６を固定することができる。これにより、車両の振動によりコンデンサ６が基板４に対して相対的に動くことを抑制することができる。
【００３２】
また、コンデンサ固定部３２は、コンデンサ６の外周面に沿って形成される円弧状の底部３２２を有している。この構成により、コンデンサ６は、引っ掛け部３２１ａと底部３２２との間で挟み込まれる。そのため、コンデンサ６は、コンデンサ固定部３２に強固に固定される。これにより、車両の振動によりコンデンサ６が基板４に対して相対的に動くことをより抑制することができる。
【００３３】
また、コンデンサ支持部３２１及び底部３２２から構成されるコンデンサ固定部３２は、ケース部材３に一体成型されている。この構成により、コンデンサ固定部３２を別部材として新たに設ける必要がなく、ケース部材３に一体に設けることでコストの低減を図ることができる。
【００３４】
また、コンデンサ６は、断面が円形状で、且つ長手方向に伸びる円筒状であり、コンデンサ固定部３２には、コンデンサ６の長手方向が基板４と略平行になるようにコンデンサ６が設けられる。この構成により、ケース部材３と基板４との距離は、コンデンサ６の長手方向と直交する方向の長さになる。そのため、コンデンサ６の長手方向が基板４と直交にコンデンサ６を設けるよりもケース部材３と基板４との距離を短くすることができる。これにより、ヒートシンク２、ケース部材３、基板４及びカバー部材５は、これらの順に積層されるため、ヒートシンク２とカバー部材５との距離は、短くなる。よって、電動パワーステアリング制御装置１の小型化を実現できる。
【００３５】
また、ケース部材３の外周面３５の一辺には、信号用コネクタ７及び電源用コネクタ８が一体成型されている。この構成により、信号用コネクタ７及び電源用コネクタ８を別部材として新たに設ける必要がなく、ケース部材３に一体に設けることでコストの低減を図ることができる。
【００３６】
また、コンデンサ６と基板４とは、正極側ブスバー６３及び負極側ブスバー６４を介して接続されており、正極側ブスバー６３及び負極側ブスバー６４は、ケース部材３にインサート成形されている。この構成により、正極側ブスバー６３及び負極側ブスバー６４は、ケース部材３に固定されている。そのため、コンデンサ６と正極側ブスバー６３及び負極側ブスバー６４とを接続する際に、コンデンサ６の正極側リード６１と正極側ブスバー６３との位置がずれ難くなると共に、負極側リード６２と負極側ブスバー６４との位置もずれ難くなる。これにより、正極側リード６１と正極側ブスバー６３との接続、及び負極側リード６２と負極側ブスバー６４との接続を容易にすることができる。
【００３７】
また、正極側ブスバー６３及び負極側ブスバー６４の他端側は、基板４に直交していることから、正極側ブスバー６３及び負極側ブスバー６４を基板４に容易に接合させることができる。
【００３８】
また、基板４の一辺には、支え部３７間を通してトルクセンサの信号線が挿通される孔４４２とトルクセンサの信号線が半田付けされるランド４４１とを有する突出部４４が形成されている。この構成により、トルクセンサの信号線は、半田によりランド４４１と接合される。そのため、トルクセンサの信号線と突出部４４との接触抵抗を小さくすることができる。これにより、トルクセンサの信号線とランド４４１との接合部分の電圧降下を抑制することができる。
【００３９】
さらに、突出部４４の両端には、ケース部材３の外周面３５に形成される支え部３７と当接している。この構成により、トルクセンサの信号線を半田付けする際に、突出部４４は、支え部３７に支えられるため、突出部４４の破損が発生することを抑制できる。また、トルクセンサの信号線は、支え部３７間に挟まれる。そのため、支え部３７によりトルクセンサの信号線を保護することができる。これにより、水分等がトルクセンサの信号線に浸透することを抑制することができる。よって、信頼性の高い電動パワーステアリング制御装置１を提供することができる。
【００４０】
なお、本実施形態でのコンデンサ６は、円筒状のものを用いたが、例えば長方体等の他形状のコンデンサ６を用いても本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
なお、本実施形態でのコンデンサ支持部３２１は、コンデンサ固定部３２の片側にのみ設けられているが、コンデンサ固定部３２の両側に設けられていても本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る電動パワーステアリング制御装置の分解斜視図である。
【図２】本実施形態に係る電動パワーステアリング制御装置の回路構成の一部を示した図である。
【図３】本実施形態に係る電動パワーステアリング制御装置のコンデンサ組付状態におけるケース部材の平面図である。
【図４】図３のケース部材のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。
【符号の説明】
１…電動パワーステアリング制御装置、
２…ヒートシンク、
３…ケース部材、
４…基板（制御基板）、
５…カバー部材、
６…コンデンサ、
７…信号用コネクタ（第１のコネクタ）、
８…電源用コネクタ（第２のコネクタ）、
９…スイッチングトランジスタ、
１０…ネジ、
１１…起動スイッチ、
１２…コイル、
１３…シャント抵抗、
２１…ケース固定部、
２２…トランジスタ配設部、
３１…凸部、
３２…コンデンサ固定部（固定部）、
３３…基板固定部、
３５…外周面、
３６…ブスバー固定部材、
４１…マイコン、
４２…リード貫通孔、
４３…ネジ貫通孔、
５１…外壁部、
５２…周壁部、
５３…凹部、
６１…正極側リード、
６２…負極側リード、
６３…正極側ブスバー、
６４…負極側ブスバー、
７１…信号用コネクタリード、
８１…電源用コネクタリード、
２１１…ネジ接合穴、
３２１…コンデンサ支持部（支持部）、
３２１ａ…引っ掛け部、
３２２…底部、
５２１…突片、
Ｍ…電動パワーステアリングモータ。

Claims

電動パワーステアリングモータを駆動するためにバッテリより供給される電流を平滑するコンデンサ（６）と、
前記電動パワーステアリングモータを制御する制御素子が設けられると共に、前記コンデンサが電気的に接続された制御基板（４）とを備えた電動パワーステアリング制御装置（１）において、
前記コンデンサは、１つで構成され、前記コンデンサと前記制御基板との接続線は、銅であることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。
前記接続線は、前記コンデンサのリード（６１、６２）及びブスバー（６３、６４）であることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング制御装置。
前記制御基板を保持する枠状のケース部材（３）を有し、前記ケース部材には、前記コンデンサが固定され、且つ前記ブスバーがインサート成形されていることを特徴とする請求項２記載の電動パワーステアリング制御装置。
前記コンデンサは、断面が楕円形状もしくは円形状で、且つ長手方向に伸びる円筒状であり、前記コンデンサの長手方向が前記制御基板と略平行に設けられ、前記コンデンサのリードが前記ブスバーの一端側に接続され、前記ブスバーの他端側が前記制御基板に直交して接続されていることを特徴とする請求項２又は３記載の電動パワーステアリング制御装置。