JP3988536B2

JP3988536B2 - 電動パワーステアリング制御装置

Info

Publication number: JP3988536B2
Application number: JP2002159642A
Authority: JP
Inventors: 正明山田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2022-05-31
Also published as: JP2004001621A

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、スイッチングトランジスタ及びリレー等のパワー素子とマイコン等の制御素子とを同一のプリント基板上に配置しているものがある。そして、スイッチングトランジスタ及びリレー等のパワー素子は、プリント基板上に密集して配置されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の電動パワーステアリング制御装置では、発熱量の大きいスイッチングトランジスタ等のパワー素子がプリント基板上に密集して配置されている。そのため、熱に弱いマイコン等の制御素子に悪影響を与え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、スイッチングトランジスタ及びリレー等のパワー素子から発生する熱により、マイコン等の制御素子に悪影響を与えることを抑制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切り換えるスイッチングトランジスタ（９）と、前記スイッチングトランジスタを制御するための駆動信号を生成する制御素子（４１）と、前記制御素子が設けられる制御基板（４）と、電動パワーステアリングモータに流れる電流を必要に応じて通電遮断するリレーもしくは前記スイッチングトランジスタ（９）への電源供給を必要に応じて遮断するリレーと、を備えた電動パワーステアリング制御装置（１）において、前記制御基板の表面（４ａ）の一方側（Ａ）に前記制御素子が設けられ、前記制御基板の裏面（４ｂ）側に前記スイッチングトランジスタが設けられるように前記スイッチングトランジスタのリードが前記制御基板に接合されているとともに、前記制御基板の裏面（４ｂ）に前記リレーが設けられ、前記リレーは、前記制御基板の他方側（Ｂ）に設けられていることを特徴としている。
【０００７】
この構成により、スイッチングトランジスタから発生する熱は、制御基板の裏面側で発生する。そのため、制御基板の表面には、その熱が伝わり難い。これにより、制御基板の表面に設けられる制御素子に悪影響を与えることを抑制することができる。
【０００９】
また、この構成により、リレーから発生する熱は、制御基板の裏面側で発生する。そのため、制御基板の表面には、その熱が伝わり難い。これにより、制御基板の表面に設けられる制御素子に悪影響を与えることを抑制することができる。
【００１３】
また、この構成により、リレーと制御素子との距離を離すことができ、リレーから発生する熱を制御素子に、より伝わり難くすることができる。
【００１４】
また、請求項２では、スイッチングトランジスタと制御基板との間には、空隙が設けられることを特徴としている。
【００１５】
この構成により、リレーは、制御基板の表面の他方側の裏面に設けられることから、スイッチングトランジスタ及びリレーから発生する熱は、混ざり合わない。これにより、スイッチングトランジスタ及びリレーから発生する熱を制御基板の表面に伝わり難くすることができる。さらに、スイッチングトランジスタは、制御素子と同様に制御基板の表面の一方側に設けられるが、制御基板との間に空隙が設けられることにより、スイッチングトランジスタから発生する熱を制御素子に伝わり難くすることができる。
【００１６】
また、請求項３では、スイッチングトランジスタの高さ（ｈ２）及び空隙の間隔（ｈ３）を合わせた長さは、リレーの高さ（ｈ１）とほぼ同じであることを特徴としている。
【００１７】
この構成により、制御基板と直交する方向の長さを最小限に抑えることができる。これにより、電動パワーステアリング制御装置の制御基板と直交する方向に大型化を招くことを抑制できる。
【００１８】
また、請求項４では、スイッチングトランジスタは、制御基板を支持し、外壁を成すヒートシンク（２）に設けられることを特徴としている。
【００１９】
この構成により、スイッチングトランジスタから発生する熱は、ヒートシンクにより放熱される。そのため、スイッチングトランジスタの放熱性は、向上する。これにより、制御基板の裏面側から発生する発熱量を低減することができる。よって、制御基板の裏面側から発生する熱を制御基板の表面に伝わり難くすることができる。また、スイッチングトランジスタは、電動パワーステアリング制御装置の外壁を成すヒートシンクに設けられる。そのため、スイッチングトランジスタを設けるための部材が必要ない。これにより、部品点数の低減を図ることができる。
【００２０】
【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。
【００２１】
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側面断面図である。
【００２２】
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（図示せず）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から構成されている。
【００２３】
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のほぼ中央部分から基板４の表面４ａの一方側Ａに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。
【００２４】
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。コンデンサ固定部３２は、コンデンサ６の略半分が固定されるように形成されている。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等の制御素子に伝送させるための信号線が接続される信号用コネクタ７及び車両のバッテリからマイコン４１等の制御素子に電流を供給するための電源線が接続される電源用コネクタ８が一体成形されている。信号用コネクタ７は、信号用コネクタ７のリード（図示せず）を有しており、この信号用コネクタ７のリードは、基板４に半田により接合される。電源用コネクタ８も同様に、電源用コネクタ８のリード（図示せず）を有しており、この電源用コネクタ８のリードは、基板４に半田により接合される。
【００２５】
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を制御するための駆動信号を生成するマイコン４１等の制御素子が配設されている。また、基板４には、電動パワーステアリングモータに流れる電流を必要に応じて通電遮断するリレー１１が設けられている。また、マイコン４１等の制御素子は、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、異常が発生するとリレー１１を開放し、電動パワーステアリングモータに流れる電流を遮断するようになっている。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。
【００２６】
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に一体成形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。
【００２７】
次に、本発明の特徴部分であるスイッチングトランジスタ９、リレー１１及びマイコン４１等の制御素子の配置構成について図面に基づき詳しく説明する。図２に示すように、マイコン４１等の制御素子は、基板４の表面４ａの一方側Ａの表面４ａに設けられている。リレー１１は、基板４の表面４ａの他方側Ｂの裏面４ｂに設けられている。スイッチングトランジスタ９は、ヒートシンク２のトランジスタ配設部２２の傾斜面に設けられている。なお、スイッチングトランジスタ９は、基板４の表面４ａの一方側Ａに向いている。さらに、スイッチングトランジスタ９と基板４との間には、空隙１２が設けられている。また、スイッチングトランジスタ９の高さｈ２及び空隙１２の間隔ｈ３を合わせた長さ（ｈ２＋ｈ３）は、リレー１１の高さｈ１とほぼ同じになるように構成されている。
【００２８】
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のマイコン４１等の制御素子は、基板４の表面４ａに設けられており、リレー１１は、基板４の裏面４ｂに設けられている。この構成により、リレー１１から発生する熱は、基板４の裏面４ｂ側で発生する。そのため、基板４の表面４ａには、その熱が伝わり難い。これにより、基板４の表面４ａに設けられる制御素子に悪影響を与えることを抑制することができる。
【００２９】
さらに、マイコン４１等の制御素子は、基板４の表面４ａの一方側Ａの表面４ａに設けられており、リレー１１は、基板４の表面４ａの他方側Ｂの裏面４ｂに設けられている。この構成により、制御素子とリレー１１との距離を離すことができ、リレー１１から発生する熱を制御素子に、より伝わり難くすることができる。
【００３０】
また、スイッチングトランジスタ９は、基板４の裏面４ｂ側に設けられている。この構成により、スイッチングトランジスタ９から発生する熱は、基板４の裏面４ｂ側で発生する。そのため、基板４の表面４ａには、その熱が伝わり難い。これにより、基板４の表面４ａに設けられる制御素子に悪影響を与えることを抑制することができる。
【００３１】
さらに、スイッチングトランジスタ９は、ヒートシンク２のほぼ中央部分に設けられ、スイッチングトランジスタ９の表面が基板４の表面４ａの一方側Ａに向いている。さらに、スイッチングトランジスタ９と基板４との間には、空隙１２が設けられている。この構成により、リレー１１は、基板４の表面４ａの他方側Ｂに設けられることから、スイッチングトランジスタ９及びリレー１１から発生する熱が混ざり合わない。これにより、スイッチングトランジスタ９及びリレー１１から発生する熱を基板４の表面４ａに伝わり難くすることができる。さらに、スイッチングトランジスタ９の表面は、基板４の表面４ａの一方側Ａに向いているが、基板４との間に空隙１２が設けられていることにより、スイッチングトランジスタ９から発生する熱を制御素子に伝わり難くすることができる。
【００３２】
また、スイッチングトランジスタ９の高さｈ２及び空隙１２の間隔ｈ３を合わせた長さ（ｈ２＋ｈ３）は、リレー１１の高さｈ１とほぼ同じになるように構成されている。この構成により、基板４と直交する方向の長さを最小限に抑えることができる。これにより、電動パワーステアリング制御装置１の大型化を招くことを抑制できる。
【００３３】
また、スイッチングトランジスタ９は、ヒートシンク２のトランジスタ配設部２２に設けられる。この構成により、スイッチングトランジスタ９から発生する熱は、ヒートシンク２により放熱される。そのため、スイッチングトランジスタ９の放熱性は、向上する。これにより、基板４の裏面４ｂ側から発生する発熱量を低減することができる。よって、基板４の裏面４ｂ側から発生する熱を基板４の表面４ａに伝わり難くすることができる。また、スイッチングトランジスタ９は、電動パワーステアリング装置の土台を構成しているヒートシンク２に設けられる。そのため、スイッチングトランジスタ９を設けるための部材が必要ない。これにより、部品点数の低減を図ることができる。
【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側面断面図である。
【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、
４ａ…表面、
４ｂ…裏面、
５…カバー部材、
６…コンデンサ、
７…信号用コネクタ、
８…電源用コネクタ、
９…スイッチングトランジスタ、
１０…ネジ、
１１…リレー、
１２…空隙、
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、
３３…基板固定部、
３５…外周面、
３６…ブスバー固定部材、
３７…支え部、
４１…マイコン、
４２…リード貫通孔、
４３…ネジ貫通孔、
４４…突出部、
５１…外壁部、
５２…周壁部、
５３…凹部、
２１１…ネジ接合穴、
４４１…ランド、
４４２…孔、
５２１…突片、
Ａ…一方側、
Ｂ…他方側、
ｈ１、ｈ２…高さ、
ｈ３…間隔。

Claims

電動パワーステアリングモータに流れる電流を切り換えるスイッチングトランジスタ（９）と、前記スイッチングトランジスタを制御するための駆動信号を生成する制御素子（４１）と、前記制御素子が設けられる制御基板（４）と、電動パワーステアリングモータに流れる電流を必要に応じて通電遮断するリレーもしくは前記スイッチングトランジスタ（９）への電源供給を必要に応じて遮断するリレーと、を備えた電動パワーステアリング制御装置（１）において、
前記制御基板の表面（４ａ）の一方側（Ａ）に前記制御素子が設けられ、
前記制御基板の裏面（４ｂ）側に前記スイッチングトランジスタが設けられるように前記スイッチングトランジスタのリードが前記制御基板に接合されているとともに、前記制御基板の裏面（４ｂ）に前記リレーが設けられ、
前記リレーは、前記制御基板の他方側（Ｂ）に設けられていることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。
前記スイッチングトランジスタと前記制御基板との間には、空隙が設けられることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング制御装置。
前記スイッチングトランジスタの高さ（ｈ２）及び前記空隙の間隔（ｈ３）を合わせた長さは、前記リレーの高さ（ｈ１）とほぼ同じであ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。
前記スイッチングトランジスタは、前記制御基板を支持し、外壁を成すヒートシンク（２）に設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の電動パワーステアリング制御装置。