JP5900475B2 - 電子制御ユニット、電動パワーステアリング装置及び車両 - Google Patents

Description

本発明は、電子制御ユニット、電動パワーステアリング装置及び車両に関し、特に、電動モータを駆動制御する電子制御ユニット、それを用いた電動パワーステアリング装置及びこの電動パワーステアリング装置を搭載した車両に関する。

電動パワーステアリング装置における電子制御ユニットは、電動モータの駆動を制御するものであり、スイッチング素子を搭載したパワーモジュールと、パワーモジュールの出力電流を制御する制御装置が実装された制御基板とを備えている。
ここで、電子制御ユニットと電動モータとは、車種に応じた車両搭載位置に柔軟に対応するため、小型化することが求められている。この要求に対応するために、特許文献１には電子制御ユニットと電動モータとを一体化した電動パワーステアリング装置が提案されている。

特許文献１の電動パワーステアリング装置における電子制御ユニットは、スイッチング素子を搭載したパワーモジュールと、パワーモジュールの出力電流を制御する制御モジュールと、バッテリから電力が供給される電力端子台が設けられたＤＣ導体モジュールと、電動モータへ電力を供給するモータ端子台が設けられたＡＣ導体モジュールとを備えている。そして、これらの各部品は、矩形状の筐体に収納されている。

特開２０１０−３０４８９号公報

近年、自動車等の車両においては高性能化が進み、これに伴いエンジンルームにはエンジンの他に様々な電子部品や装置が詰め込まれている。このため、電動パワーステアリング装置の電動モータを駆動制御する電子制御ユニットにおいても更なる小型化が要求されている。
また、スイッチング素子を搭載するパワーモジュールは発熱量が大きいため、電子制御ユニットの小型化に伴って放熱性の向上も要求されている。

そこで、本発明者は、従来の電子制御ユニットにおいては筐体が矩形状に形成されていることに着目し、本発明をなした。
本発明の目的は、小型化を図ることが可能な電子制御ユニット、それを用いた電動パワーステアリング装置及びこの電動パワーステアリング装置を搭載した車両を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、小型化及び放熱性向上を図ることが可能な電子制御ユニット、それを用いた電動パワーステアリング装置及びこの電動パワーステアリング装置を搭載した車両を提供することにある。

（１）上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る電子制御ユニットは、スイッチング素子を内蔵したパワーモジュールと、入力用コネクタ及び出力用コネクタが実装された入出力基板と、前記パワーモジュールの出力電流を制御する制御装置が実装された制御基板と、前記パワーモジュール、前記入出力基板及び前記制御基板を収納する筐体とを備え、前記筐体は、一方向に互いに離間して対向する装着部及び天井部と、前記装着部と前記天井部との間に位置する４つ以上の側壁部とを有し、前記４つ以上の側壁部の少なくとも１つが前記装着部に対して鋭角をなす角度で内側に傾斜する傾斜側壁部であり、
前記入出力基板及び前記制御基板は、前記一方向に所定の間隔をおいて互いに対向するように配置され、前記パワーモジュールは、平面が方形状の封止体と、前記封止体の互いに反対側に位置する２つの辺のうちの一方の辺に沿って配置された複数の第１のリードと、前記封止体の前記２つの辺のうちの他方の辺に沿って配置された複数の第２のリードとを有し、前記第１のリードは、前記入出力基板に接続され、前記第２のリードは、前記制御基板に接続され、前記封止体は、前記傾斜側壁部に沿うようにして傾斜している。

（２）前記（１）に記載の電子制御ユニットにおいて、前記封止体は、前記傾斜側壁部に直に、若しくは熱伝導性部材を介して間接的に連結されていることが好ましい。
（３）前記（１）又は（２）に記載の電子制御ユニットは、電動モータの駆動制御を行う電動モータ駆動制御用電子制御ユニットであることが好ましい。
（４）前記（３）に記載の電子制御ユニットを備え、前記駆動モータが、ステアリング操作を補助する操舵補助力を発生する電動パワーステアリング装であることが好ましい。
（５）前記（４）に記載の電動パワーステアリング装置を搭載した車両であることが好ましい。

本発明によれば、小型化を図ることが可能な電子制御ユニット、それを用いた電動パワーステアリング装置及びこの電動パワーステアリング装置を搭載した車両を提供することができる。
また、本発明によれば、小型化及び放熱性向上を図ることが可能な電子制御ユニット、それを用いた電動パワーステアリング装置及びこの電動パステアリング装置を搭載した車両を提供することができる。

本発明に係る車両に搭載される電動パワーステアリング装置の基本構造を示す図である。 図１に示した電動パワーステアリング装置のモータ制御装置の制御系を示すブロック図である。 本発明に係るモータ制御装置としての電子制御ユニットの内部構成を示す分解斜視図である。 本発明に係る電子制御ユニットの外観構成を示す斜視図である。 図４の矢印Ｌ１の方向から視た第１の側面図である。 図４の矢印Ｌ２の方向から視た第２の側面図である。 図３のパワーモジュールを抽出して示す斜視図である。 図７の矢印Ｌ３の方向から視た図である。 本発明に係る電子制御ユニットの筐体の概略構成を模式的に示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）を、図面を参照しながら説明する。なお、図９においては図面を見易くするため、後述する入出力基板７０及び制御基板８０に実装される電子部品の図示を省略している。
図１は、本発明に係る一実施形態の車両に搭載される電動パワーステアリング装置を示すものである。

図１の符号１は、ステアリングホイールであり、このステアリングホイール１に運転者から作用される操舵力がステアリングシャフト２に伝達される。このステアリングシャフト２は、入力軸２ａと出力軸２ｂとを有する。入力軸２ａの一端はステアリングホイール１に連結され、他端は操舵トルクセンサ３を介して出力軸２ｂの一端に連結されている。
そして、出力軸２ｂに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント４を介してロアシャフト５に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント６を介してピニオンシャフト７に伝達される。このピニオンシャフト７に伝達された操舵力はステアリングギヤ８を介してタイロッド９に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ８は、ピニオンシャフト７に連結されたピニオン８ａとこのピニオン８ａに噛合するラック８ｂとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン８ａに伝達された回転運動をラック８ｂで車幅方向の直進運動に変換している。

ステアリングシャフト２の出力軸２ｂには、操舵補助力を出力軸２ｂに伝達する操舵補助機構１０が連結されている。この操舵補助機構１０は、出力軸２ｂに連結した例えばウォームギヤ機構で構成される減速ギヤ１１と、この減速ギヤ１１に連結された操舵補助力を発生する例えば３相ブラシレスモータで構成される電動モータ１２とを備えている。
操舵トルクセンサ３は、ステアリングホイール１に付与されて入力軸２ａに伝達された操舵トルクを検出するものである。操舵トルクセンサ３は、例えば、操舵トルクを入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間に介挿したトーションバー（図示せず）の振れ角変位に変換し、この振れ角変位を入力軸２ａ側に配置した入力側角度センサ（図示せず）と出力軸２ｂ側に配置した出力側角度センサ（図示せず）との角度差に変換して検出する。

また、電動モータ１２は、例えば３相ブラシレスモータで構成され、図２に示すように、ステータのスロットに、３相を構成するＡ相、Ｂ相、及びＣ相の各相モータ巻線Ｌａ、ＬｂおよびＬｃが巻相されている。各相モータ巻線Ｌａ、ＬｂおよびＬｃは、一端が互いに接続されてスター結線とされ、他端がモータ制御装置２０に接続されてモータ駆動電流Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃが供給される。

電動モータ１２には、図２に示すように、モータの回転位置を検出する回転位置センサ１３ａが設けられ、この回転位置センサ１３ａからの検出値がモータ回転角検出回路１３に供給されてこのモータ回転角検出回路１３でモータ回転角θｍを検出するようになっている。
また、モータ制御装置２０には、直流電源としてのバッテリ２２から直流電流が入力される。

ここで、モータ制御装置２０は、図２に示すように、３相の電圧指令値Ｖ１^＊ _、Ｖ２^＊を演算する制御演算装置３１と、制御演算装置３１から出力される３相の電圧指令値Ｖ１^＊およびＶ２^＊が入力される第１および第２のモータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂと、第１および第２のモータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂと電動モータ１２の多相モータ巻線Ｌａ、ＬｂおよびＬｃとの間に介挿された第１および第２のモータ電流遮断回路３３Ａおよび３３Ｂとを備えている。

制御演算装置３１には、操舵トルクセンサ３で検出した操舵トルク、車速センサ２１で検出した車速、モータ回転角検出回路１３から出力されるモータ回転角θｍ、モータの角速度、及びモータの角加速度が入力される。また、制御演算装置３１には、電流検出回路３９Ａおよび３９Ｂから出力される、電動モータ１２の各相モータ巻線Ｌａ、ＬｂおよびＬｃに通電されるモータ駆動電流Ｉ１ａ〜Ｉ１ｃおよびＩ２ａ〜Ｉ２ｃが入力される。そして、制御演算装置３１は、操舵トルク、車速、モータ回転角θｍ、モータの角速度、及びモータの角加速度に基づいて第１および第２のモータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂに対する３相の電圧指令値Ｖ１^＊およびＶ２^＊を算出し、算出した３相の電圧指令値Ｖ１^＊およびＶ２^＊を第１および第２のモータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂの後述するゲート駆動回路４１Ａおよび４１Ｂに出力する。

また、制御演算装置３１には、後述する第１および第２のインバータ回路４２Ａおよび４２Ｂを構成するスイッチング素子としての電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１〜Ｑ６の上側アームのオープン故障および下側アームのショート故障と電動モータ１２の各相モータ巻線Ｌａ、ＬｂおよびＬｃのコイル部の断線異常とを検出する異常検出部３１ａが設けられている。この異常検出部３１ａでは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１〜Ｑ６のオープン故障およびショート故障を検出しないときには、論理値“０”（正常）の異常検出信号ＳＡａおよびＳＡｂをモータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂのゲート駆動回路４１Ａおよび４１Ｂに対して出力し、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１〜Ｑ６のオープン故障およびショート故障を検出したときには、論理値“１”（異常）の 異常検出信号ＳＡａ又はＳＡｂを異常検出したモータ駆動回路３２Ａ又は３２Ｂのゲート駆動回路４１Ａ又は４１Ｂに対して出力するようになっている。

第１および第２のモータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂのそれぞれは、制御演算装置３１から出力される３相の電圧指令値Ｖ１^＊およびＶ２^＊が入力されてゲート信号を形成するとともに、異常時電流制御部を兼ねるゲート駆動回路４１Ａおよび４１Ｂと、これらゲート駆動回路４１Ａおよび４１Ｂから出力されるゲート信号が入力される第１および第２のインバータ回路４２Ａおよび４２Ｂとを備えている。

ここで、ゲート駆動回路４１Ａは、制御演算装置３１から入力される異常検出信号ＳＡａが論理値“０”（正常）のときには、モータ電流遮断回路３３Ａに対してハイレベルの３つのゲート信号を出力するとともに、電流遮断回路４４Ａに対してハイレベルのゲート信号を出力する。また、ゲート駆動回路４１Ａは、異常検出信号ＳＡａが論理値“１”（異常）のときには、モータ電流遮断回路３３Ａに対してローレベルの３つのゲート信号を同時に出力し、モータ駆動電流Ｉ１ａ〜Ｉ１ｃを遮断するとともに、電流遮断回路４４Ａに対してローレベルのゲート信号を出力し、バッテリ電流を遮断するようになっている。

同様に、ゲート駆動回路４１Ｂは、制御演算装置３１から入力される異常検出信号ＳＡａが論理値“０”（正常）のときには、モータ電流遮断回路３３Ｂに対してハイレベルの３つのゲート信号を出力するとともに、電流遮断回路４４Ｂに対してハイレベルのゲート信号を出力する。また、ゲート駆動回路４１Ｂは、異常検出信号ＳＡａが論理値“１”（異常）のときには、モータ電流遮断回路３３Ｂに対してローレベルの３つのゲート信号を同時に出力し、モータ駆動電流Ｉ２ａ〜Ｉ２ｃを遮断するとともに、電流遮断回路４４Ｂに対してローレベルのゲート信号を出力し、バッテリ電流を遮断するようになっている。

また、第１および第２のインバータ回路４２Ａおよび４２Ｂのそれぞれには、ノイズフィルタ４３および電源遮断回路４４Ａおよび４４Ｂを介してバッテリ２２のバッテリ電流が入力され、入力側に平滑用の電解コンデンサＣＡおよびＣＢが接続されている。
そして、これら第１および第２のインバータ回路４２Ａおよび４２Ｂのそれぞれは、６個のスイッチング素子としての電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１〜Ｑ６を有し、２つの電界効果トランジスタを直列に接続した３つのスイッチングアームＳＡａ、ＳＡｂおよびＳＡｃを並列に接続した構成を有する。そして、第１のインバータ回路４２Ａを構成する電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ６にゲート駆動回路４１Ａから出力されるゲート信号が入力されることにより、各スイッチングアームＳＡａ、ＳＡｂおよびＳＡｃの電界効果トランジスタ間からＡ相のモータ駆動電流Ｉ１ａ、Ｂ相のモータ駆動電流Ｉ１ｂおよびＣ相のモータ駆動電流Ｉ１ｃがモータ電流遮断回路３３Ａを介して電動モータ１２の各相モータ巻線Ｌａ、ＬｂおよびＬｃに通電される。また、第２のインバータ回路４２Ｂを構成する電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ６にゲート駆動回路４１Ｂから出力されるゲート信号が入力されることにより、各スイッチングアームＳＡａ、ＳＡｂおよびＳＡｃの電界効果トランジスタ間からＡ相のモータ駆動電流Ｉ２ａ、Ｂ相のモータ駆動電流Ｉ２ｂおよびＣ相のモータ駆動電流Ｉ２ｃがモータ電流遮断回路３３Ｂを介して電動モータ１２の各相モータ巻線Ｌａ、ＬｂおよびＬｃに通電される。

なお、モータ電流遮断回路３３Ａは、３つの電流遮断用の電界効果トランジスタＱＡ１〜ＱＡ３を備えて構成され、モータ電流遮断回路３３Ｂは、３つの電流遮断用の電界効果トランジスタＱＢ１〜ＱＢ３を備えて構成されている。
次に、モータ制御装置２０としての電子制御ユニット５０の構成について、図３乃至図９を用いて説明する。

ここで、本実施形態において、同一平面内で互いに直交する第１及び第２の方向をＸ方向及びＹ方向と呼ぶこともある。また、Ｘ方向及びＹ方向と直交する第３の方向をＺ方向と呼ぶこともある。
電子制御ユニット５０は、図３に示すように、主に、第１及び第２のパワーモジュール６０Ａ，６０Ｂと、入出力基板７０と、制御基板８０と、これらを収納する筐体９０とを備えている。

第１のパワーモジュール６０Ａには、主に、モータ電流遮断回路３３Ａ、複数のスイッチング素子からなる第１のインバータ回路４２Ａ、電源遮断回路４４Ａなどが搭載されている。第２のパワーモジュール６０Ｂには、主に、モータ電流遮断回路３３Ｂ、複数のスイッチング素子からなる第２のインバータ回路４２Ｂ、電源遮断回路４４Ｂなどが搭載されている。すなわち、本実施形態の電子制御ユニット５０は、２系統のパワーモジュール６０Ａ，６０Ｂを有し、何れか一方のパワーモジュールに不具合が生じた場合においても残りの他方のパワーモジュールで電動モータ１２を駆動制御することができる構成になっている。

入出力基板７０には、電源入力用コネクタ７１及び３相出力用コネクタ７２が実装され、さらに電解コンデンサ（ＣＡ，ＣＢ）、ノイズフィルタ４３を構成するコイル７３ａ及び７３ｂ、抵抗体、３端子レギュレータなどの電子部品（ディスクリート部品）７３も実装されている。
ここで、電源入力用コネクタ７１及び３相出力用コネクタ７２は、本発明の入力用コネクタ及び出力用コネクタに対応している。

制御基板８０には、図３に示すように、第１及び第２のパワーモジュール６０Ａ，６０Ｂの出力電流を制御する制御装置としての制御演算装置３１、ゲート駆動回路４１Ａを搭載したゲート駆動装置８２Ａ、ゲート駆動回路４１Ｂを搭載したゲート駆動装置８２Ｂなどが実装され、さらにコンデンサ、抵抗体、信号入力用コネクタ８１などの電子部品も実装されている。制御基板８０及び入出力基板７０は、例えば表裏面、若しくは表裏面及び内層に配線層が設けられた多層配線構造になっている。

筐体９０は、ケース９１及びカバー９２を主体に構成され、このケース９１及びカバー９２で形成される収納部に第１及び第２のパワーモジュール６０Ａ，６０Ｂ、入出力基板７０、制御基板８０などを収納している。ケース９１及びカバー９２は、導電性の金属材料、例えばアルミダイキャスト（ＡＤＣ）で形成されている。
ケース９１及びカバー９２は、図３乃至図６及び図９に示すように、平面視したときの平面形状が方形状で形成されている。ケース９１は、天井部９１ｘと、この天井部９１ｘの中央を囲むようにして天井部９１ｘの縁に一体的に設けられた４つの側壁部９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄと、天井部９１ｘとは反対側に設けられた開口部とを有する凹形状からなり、この開口部を覆うようにしてカバー９２が取り付けられるようになっている。４つの側壁部９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄのうち、２つの側壁部９１ａ及び９１ｂの各々はＸ方向において互いに離間して対向し、残りの２つの側壁部９１ｃ及び９１ｄの各々はＸ方向と直交するＹ方向において互いに離間して対向している。

カバー９２は平面形状で形成されている。また、カバー９２の下面には、後述する電動モータ１２にネジ部材によってネジ止め固定されるボス部９２ｂが形成されている。
ここで、ケース９１の天井部９１ｘは筐体９０の天井部９０ｘを構成し、ケース９１の４つの側壁部９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄの各々は筐体９０の４つの側壁部９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄを構成する。また、カバー９２は筐体９０の装着部９０ｙを構成する。すなわち、筐体９０は、その厚さ方向（Ｚ方向）に互いに離間して対向する天井部９０ｘ及び装着部９０ｙと、この天井部９０ｘと装着部９０ｙとの間に位置する４つの側壁部９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄとを有し、この天井部９０ｘ、装着部９０ｙ及び４つの側壁部９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄで囲まれた収納部に、第１及び第２のパワートランジスタ６０Ａ，６０Ｂ、入出力基板７０及び制御基板８０などを収納する構成になっている。

図３に示すように、第１及び第２のパワーモジュール６０Ａ，６０Ｂの各々は、ケース９１の互いに対向する２つの側壁部９１ａ，９１ｂに個別にその内側からネジ部材６５によってネジ止め固定されている。
また、入出力基板７０は、ケース９１の天井部９１ｘにその内側からネジ部材７５によってネジ止め固定されている。

また、制御基板８０は、ケース９１の天井部９１ｘに、その内側からネジ部材８５によってネジ止め固定されている。また、カバー９２は、ケース９１の側壁部９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄに、その内側からネジ部材９６によってネジ止め固定されている。入出力基板７０及び制御基板８０は、電子制御ユニット５０の厚さ方向（Ｚ方向）に所定の間隔を置いて互いに対向している。

入出力基板７０の３相出力用コネクタ７２は、図４及び図５に示すように、ケース９１の側壁部９１ｄから外部に露出している。また、入出力基板７０の電源入力用コネクタ７１及び制御基板８０の信号入力用コネクタ８１は、図６に示すように、ケース９１の側壁部９１ｃから外部に露出している。
図７及び図８に示すように、第１及び第２のパワーモジュール６０Ａ，６０Ｂの各々は、封止体６１と、複数の第１のリード６３と、複数の第２のリード６４とを有している。この第１及び第２のパワーモジュール６０Ａ，６０Ｂの各々は、２方向リード配列型のパッケージ構造になっている。

封止体６１は、平面視したときの平面形状が方形状で形成され、本実施形態では例えば２つの長辺６１ａ，６１ｂ及び２つの短辺６１ｃ，６１ｄを有する長方形で形成されている。封止体６１は、例えば絶縁性樹脂若しくはセラミックスで形成されている。第１のパワーモジュール６０Ａの封止体６１は、主に、第１のインバータ回路４２Ａを構成するスイッチング素子などを封止している。第２のパワーモジュール６０Ｂの封止体６１は、主に、第２のインバータ回路４２Ｂを構成するスイッチング素子などを封止している。

複数の第１及び第２のリード６３，６４の各々は、詳細に図示していないが、封止体６１の内外に亘って延在し、封止体６１の内部に位置する内部リード部と封止体６１の外部に位置する外部リード部とを有している。
複数の第１のリード６３の各々は、封止体６１の外部に位置する外部リード部において、封止体６１の２つの長辺６１ａ，６１ｂのうちの一方の長辺６１ａに沿って配置されている。複数の第２のリード６４の各々は、封止体６１の外部に位置する外部リード部において、封止体６１の２つの長辺６１ａ，６１ｂのうちの他方の長辺６１ｂに沿って配置されている。

複数の第１及び第２のリード６３，６４の各々は、封止体６１の外部に位置する外部リード部において、複数段に折り曲げ成形されている。
複数の第１のリード６３の各々の外部リード部は、例えば３段に折り曲げ成形され、封止体６１の一方の長辺６１ａ側から突出する第１の部分６３ａと、この第１の部分６３ａから封止体６１の厚さ方向に折れ曲がる第２の部分６３ｂと、この第２の部分６３ｂから封止体６１の裏面側に折れ曲がる第３の部分６３ｃとを有している。

複数の第２のリード６４の各々の外部リード部は、例えば２段に折り曲げ成形され、封止体６１の他方の長辺６１ｂ側から突出する第１の部分６４ａと、この第１の部分６４ａから封止体６１の裏面側に傾斜するように折れ曲がる第２の部分６４ｂとを有している。
封止体６１は、互いに反対側に位置する２つの短辺６１ｃ，６１ｄ側にそれぞれ切り欠き部６２を有している。この切り欠き部６２は、第１及び第２のパワーモジュール６０Ａ，６０Ｂをケース９１の内側にネジ止め固定するときのネジ部材６５（図１参照）を通すためのものである。

第１及び第２のパワーモジュール６０Ａ，６０Ｂにおいて、複数の第１のリード６３の各々は、入出力基板７０の配線の一部であるスルーホール電極７０ｓ（図９参照）に例えば半田付けされ、電気的にかつ機械的に接続されている。また、複数の第２のリード６４の各々は、制御基板８０の配線の一部であるスルーホール電極８０ｓに例えば半田付けされ、電気的にかつ機械的に接続されている。

ここで、複数のリード６３においては、入出力基板７０の配線を介して、電源入力用コネクタ７１の端子に電気的に接続されるリード６３や、３相出力用コネクタ７２の端子に電気的に接続されるリード６３を含んでいる。また、複数のリード６４においては、制御基板８０の配線を介して、信号入力用コネクタ８１の端子に電気的に接続されるリード６４を含んでいる。

一方、電動モータ１２は、図３に示すように、３相コイルを巻装したモータステータ（不図示）と、モータロータ（不図示）と、前述した回転位置センサ１３ａが内蔵されている円筒形状のモータフレーム１２ｄと、モータステータに連結してモータフレーム１２ｄから外部に突出しているモータ出力軸１２ａと、モータ出力軸１２ａに対応して反対側に位置するモータフレーム１２ｄの天板１２ｅ近くに設けた第１取付フランジ１２ｂと、モータ出力軸１２ａが突出しているモータフレーム１２ｄの開口端部側に形成され、減速ギヤ１１を内蔵したギヤボックス（不図示）側に装着される第２取付フランジ１２ｃと、を備えている。

そして、電子制御ユニット５０は、カバー９２（装着部９０ｙ）が電動モータ１２の天板１２ｅにカバー９２を当接した状態で配置され、カバー９２に設けたボス部９５ｂを第１取付フランジ１２ｂに対応させ、ネジ部材（不図示）によってネジ止め固定することで、電動モータ１２に装着される。
次に、電子制御ユニット５０の組み立て手順について、図３及び図９を用いて説明する。

まず、第１及び第２のパワーモジュール６０Ａ，６０Ｂ、入出力基板７０、制御基板８０、ケース９１及びカバー９２を準備する。入出力基板７０は、電源入力用コネクタ７１、３相出力用コネクタ７２、電解コンデンサＣＡ，ＣＢ、ノイズフィルタ４３を構成するコイル７３ｅ及び７３ｂ、抵抗体、３端子レギュレータなどの電子部品（ディスクリート部品）７３が実装されている。制御基板８０には、第１及び第２のパワーモジュール６０Ａ，６０Ｂの出力電流を制御する制御装置（制御演算装置３１）やゲート駆動装置（ゲート駆動回路４１Ａ，４１Ｂ）などの電子部品が実装され、さらにコンデンサ、抵抗体、信号入力用コネクタ８１などの電子部品が実装されている。

次に、ケース９１の側壁部９１ａ，９１ｂに、第１及び第２のパワーモジュール６０Ａ，６０Ｂを個別にその内側からネジ部材６５によってネジ止め固定する。
次に、入出力基板７０をケース９１の天井部９１ｘの内側に近接する位置にネジ部材７５によってネジ止め固定する。入出力基板７０には、複数のネジ用貫通孔７０ｃが形成されており、ネジ止め固定する際には、ネジ部材７５をネジ用貫通孔７０ｃに挿通させる。また、入出力基板７０をケース９１の天井部９１ｘにネジ止め固定する際に、第１及び第２のパワーモジュール６０Ａ，６０Ｂの複数の第１のリード６３の先端部分（第３の部分６３ｃ）を、入出力基板７０の配線に形成されているスルーホール電極７０ｓに挿通させる。

次に、制御基板８０をケース９１の天井部９１ｘの内側から離間する位置に、入出力基板７０に対して平行となるようにネジ部材８５によってネジ止め固定する。制御基板８０には、複数のネジ用貫通孔８０ａが形成されており、ネジ止め固定の際には、ネジ部材８５をネジ用貫通孔８０ａに挿通させる。また、制御基板８０をケース９１の天井部９１ｘにネジ止め固定する際に、第１及び第２のパワートランジスタ６０Ａ，６０Ｂの複数の第２のリード６４の先端部分（第２の部分６４ｂ）を、制御基板８０の配線に形成されているスルーホール電極８０ｓに挿通させる。

次に、第１及び第２のパワーモジュール６０Ａ，６０Ｂの複数の第１のリード６３の先端部分（第３の部分６３ｃ）を入出力基板７０の配線に形成されているスルーホール電極７０ｓに半田によって電気的にかつ機械的に接続すると同時に、第１及び第２のパワーモジュール６０Ａ，６０Ｂの複数の第２のリード６４の先端部分（第２の部分６４ｂ）を制御基板８０の配線に形成されているスルーホール電極８０ｓに半田によって電気的にかつ機械的に接続する。

次に、ケース９１の開口部を覆うようにしてカバー９２を取り付け、ケース９１の側壁部９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄにカバー９２の外側からネジ部材９６によってネジ止め固定する。カバー９２には、複数のネジ用貫通孔９２ａが形成されており、ネジ止め固定の際には、ネジ部材９６をネジ用貫通孔９２ａに挿通させる。これにより、本実施形態の電子制御ユニット５０の組立てがほぼ完了する。

この電子制御ユニット５０は、図９に示すように、入出力基板７０及び制御基板８０が、電子制御ユニット５０の厚さ方向（Ｚ方向）に所定の間隔を置いて互いに対向して配置されている。本実施形態において、入出力基板７０は制御基板８０よりもケース９１の天井部９１ｘ側に配置され、制御基板８０は入出力基板７０よりもがバー９２側に配置されている。

入出力基板７０は、制御基板８０の平面サイズより小さい平面サイズで形成されている。入出力基板７０は互いに反対側に位置して対向する２つの辺７０ａ，７０ｂを有し、制御基板８０は互いに反対側に位置して対向する２つの辺８０ａａ，８０ｂｂを有している。
入出力基板７０の一方の辺７０ａは、制御基板８０の一方の辺８０ａａと同一側に位置し、この一方の辺８０ａａよりも内側に位置している。入出力基板７０の他方の辺７０ｂは、制御基板８０の他方の辺８０ｂｂと同一側に位置し、この他方の辺８０ｂｂよりも内側に位置している。

第１のパワーモジュール６０Ａは、入出力基板７０及び制御基板８０の各々の一方の辺７０ａ，８０ａａ側に入出力基板７０の一方の辺７０ａを横切るようにして配置されている。第２のパワーモジュール６０Ｂは、入出力基板７０及び制御基板８０の各々の他方の辺７０ａ，８０ａａ側に入出力基板７０の他方の辺７０ｂを横切るようにして配置されている。

次に、本実施形態の電子制御ユニット５０の構成について更に説明する。
筐体９０は、前述したように、４つの側壁部９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄを有している。この４つの側壁部９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄのうち、Ｘ方向において互いに対向して反対側に位置する２つの側壁部９０ａ，９０ｂの各々は、装着部９０ｙに対して鋭角をなす角度θで内側に傾斜している。この装着部９０ｙに対して鋭角をなす角度θで内側に傾斜する２つの側壁部９０ａ，９０ｂは、本発明の傾斜側壁部に対応する。

第１のパワーモジュール６０Ａは、封止体６１が側壁部（傾斜側壁部）９０ａに沿うようにして配置されている。また、第２のパワーモジュール６０Ｂは、封止体６１が側壁部（傾斜側壁部）９０ｂに沿うようにして配置されている。
第１及び第２のパワーモジュール６０Ａ，６０Ｂの各々は、３段に折り曲げ成形された複数の第１のリード６３の各々の第３の部分６３ｃが入出力基板７０に設けられたスルーホール電極７０ｓに挿入され、半田によって電気的にかつ機械的に接続されている。

また、第１及び第２のパワーモジュール６０Ａ，６０Ｂの各々は、２段に折り曲げ成形された複数の第２のリード６４の各々の第２の部分６４ｂが制御基板８０に設けられたスルーホール電極８０ｓに挿入され、半田によって電気的にかつ機械的に接続されている。
第１及び第２のパワーモジュール６０Ａ，６０Ｂの各々のリード６３は、第１及び第２のパワーモジュール６０Ａを傾斜させるために、第３の部分６３ｃが入出力基板７０の電子部品実装面に対して略垂直となるように折り曲げ成形されている。

また、第１及び第２のパワーモジュール６０Ａ，６０Ｂの各々のリード６４は、第１及び第２のパワーモジュール６０Ａを傾斜させるために、第２の部分６４ｂが制御基板８０の電子部品実装面に対して略垂直となるように折り曲げ成形されている。
第１のパワーモジュール６０Ａは、封止体６１が筐体９０の側壁部（傾斜側壁部）９０ａに直に、若しくは熱伝導性部材を介して連結されている。また、第２のパワーモジュール６０Ｂは、封止体６１が筐体９０の側壁部（傾斜側壁部）９０ｂに直に、若しくは熱伝導性部材を介して連結されている。熱伝導性部材としては、例えば、サーマルグリス、サーマルペースト、シリコングリス、ヒートシンクコンパウンドなどのペースト状の熱伝導性物質やシート状に加工された熱伝導物質を用いることができる。

次に、本実施形態の効果について説明する。
従来の電動パワーステアリング装置においては、電動モータを駆動制御する電子制御ユニットの筐体が矩形状で形成されていた。
これに対し、本実施形態の電動パワーステアリング装置では、電動モータ１２を駆動制御する電子制御ユニット５０の筐体９０において、４つの側壁部９０ａ〜９０ｄのうちの互いに対向する２つの側壁部９０ａ，９０ｂが装着部９０ｙに対して鋭角をなす角度θで傾斜する傾斜側壁部として構成されている。

したがって、本実施形態の電子制御ユニット５０によれば、電子制御ユニット５０を平面視したときの占有面積（投影面積）及び電子制御ユニット５０の厚さを変えることなく、電子制御ユニット５０の体積を小さくすることができるので、従来の矩形体形状の電子制御ユニットと比較して電子制御ユニット５０の小型化を図ることができる。これにより、小型化を図ることが可能な電子制御ユニット５０、それを用いた電動パワーステアリング装置及びこの電動パワーステアリング装置を搭載した車両を提供することができる。

また、装着部９０ｙの面積を縮小することなく、体積を小さくすることができので、小型化を図りつつ電動モータ１２への装着を安定して行うことができる。
また、本実施形態の電子制御ユニット５０において、第１及び第２のパワーモジュール６０Ａ，６０Ｂは、封止体６１が側壁部（傾斜側壁部）９０ａ，９０ｂに沿うようにして傾斜している。

したがって、本実施形態の電子制御ユニット５０によれば、入出力基板７０と制御基板８０との間にパワーモジュールを配置する場合と比較して、入出力基板７０と制御基板８０との間に配置する他の電子部品（ディスクリート部品）の配置自由度が向上する。
また、本実施形態の電子制御ユニット５０において、第１及び第２のパワーモジュール６０Ａ，６０Ｂは、封止体６１が側壁部（傾斜側壁部）９０ａ，９０ｂに直に若しくは熱伝導性部材を介して間接的に連結されている。

したがって、本実施形態の電子制御ユニット５０によれば、従来のようにパワーモジュールを筐体から離間してその内部に配置する場合と比較して、第１及び第２のパワーモジュール６０Ａ，６０Ｂで発生した熱を効率よく筐体９０に伝達することができるので、電子制御ユニット５０の放熱性の向上を図ることができる。これにより、小型化及び放熱性向上を図ることが可能な電子制御ユニット５０、それを用いた電動パワーステアリング装置及びこの電動パワーステアリング装置を搭載した車両を提供することができる。

また、筐体９０の４つの側壁部９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄのうち、第１及び第２のパワーモジュール６０Ａ，６０Ｂが連結された２つの側壁部９０ａ，９０ｂは、筐体９０の内側に傾斜しているので、電子制御ユニット５０を平面視したときの占有面積（投影面積）及び電子制御ユニット５０の厚さを変えることなく、この２つの側壁部ａ，９０ｂ９０からなる放熱体の放熱面積を増加することができる。

また、本実施形態の電子制御ユニット５０において、第１及び第２のパワーモジュール６０Ａ，６０Ｂの複数の第１のリード６３は、封止体６１から突出する第１の部分６３ａと、この第１の部分６３ａから封止体６１の厚さ方向に折れ曲がる第２の部分６３ｂと、この第２の部分６３ｂから封止体６１の裏面側に折れ曲がる第３の部分６３ｃとを有し、この第３の部分６３ｃが入出力基板７０の電子部品実装面に対して略垂直となるように折り曲げ成形されている。また、第１及び第２のパワーモジュール６０Ａ，６０Ｂにおいて、封止体６１から突出する第１の部分６４ａと、この第１の部分６４ａから封止体６１の裏面側に傾斜するように折れ曲がる第２の部分６４ｂとを有し、第２の部分６４ｂが制御基板８０の電子部品実装面に対して略垂直となるように折り曲げ成形されている。

したがって、本実施形態の電子制御ユニット５０によれば、Ｚ方向に所定の間隔を置いて互いに対向して配置された入出力基板７０及び制御基板８０に対して傾斜した状態で第１及び第２のパワーモジュール６０Ａ，６０Ｂを入出力基板７０及び制御基板８０に実装することができる。
また、第１のリード６３の第３の部分６３ｃが入出力基板７０の電子部品実装面に対して略垂直になっていることから、電子制御ユニット５０の組立時において、入出力基板７０及び制御基板８０に対して第１及び第２のパワーモジュール６０Ａ，６０Ｂが傾斜した状態であっても、第１のリード６３の第３の部分６３ｃを入出力基板７０のスルーホール電極７０ｓに容易に挿入することができと共に、第２のリード６４の第２の部分６４ｂを制御基板８０のスルーホール電極８０ｓに容易に挿入することができる。

なお、前述の実施形態では、４つの側壁部９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄを有する筐体９０を備えた電子制御ユニット５０について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、４つ以上の側壁部を有する筐体を備えた電子制御ユニットに適用することができる。
また、前述の実施形態では、２つの第１の及び第２のパワートモジュール６０Ａ，６０Ｂを有する電子制御ユニット５０について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つ若しくは３つ以上のパワーモジュールを有する電子制御ユニットに適用することができる。

また、前述の実施形態では、４つの側壁部９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄのうち２つの側壁部９０ａ，９０ｂを傾斜側壁部として構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも１つの側壁部を傾斜側壁部として構成してもよい。ただし、パワーモジュールの個数に応じて側壁部を傾斜側壁部として構成することが好ましい。

１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、２ａ…入力軸、２ｂ…出力軸、３…操舵トルクセンサ、４…ユニバーサルジョイント、５…ロアシャフト、６…ユニバーサルジョイント、７…ピニオンシャフト、８…ステアリングギヤ、８ａ…ピニオン、８ｂ…ラック、９…タイロッド
１０…操舵補助機構、１１…減速ギヤ、１２…電動モータ、１２ａ…駆動軸、１３…モータ回転角検出回路
２０…モータ制御装置、２１…車速センサ、２２…バッテリ
３１…制御演算装置、３２Ａ…第１のモータ駆動回路，３２Ｂ…第２のモータ駆動回路、３３Ａ…第１のモータ電流遮断回路，３３Ｂ…第２のモータ電流遮断回路、３９Ａ，３９Ｂ…電流検出回路
４１Ａ，４１Ｂ…ゲート駆動回路、４２Ａ，４２Ｂ…インバータ回路、４３…ノイズフィルタ、４４Ａ，４４Ｂ…電流遮断回路
５０…電子制御ユニット（ＥＣＵ）、６０Ａ…第１のパワーモジュール，６０Ｂ…第２のパワーモジュール、６１…封止体、６１ａ，６１ｂ…長辺、６１ｃ，６１ｄ…短辺、６２…切り込み部
６３…第１のリード、６３ａ…第１の部分、６３ｂ…第２の部分、６３ｃ…第３の部分、６４…第２のリード、６４ａ…第１の部分、６４ｂ…第２の部分、６５…ネジ部材
７０…入出力基板、７０ａ，７０ｂ…辺、７１…電源入力用コネクタ（入力用コネクタ）、７３…電子部品（ディスクリート部品）、７３ａ，７３ｂ…コイル、７５…ネジ部材、
８０…制御基板、８０ａａ，８０ｂｂ…辺、８２Ａ，８２Ｂ…ゲート駆動装置、
９０…筐体（収納体）、９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄ…側壁部、９０ｘ…天井部、９０ｙ…装着部
９１…ケース、９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄ…側壁部、９１ｘ…天井部、９２…カバー
Ｑ１〜Ｑ６，ＱＡ１〜ＱＡ３，ＱＢ１〜ＱＢ３…電界効果トランジスタ

Claims (5)

1. スイッチング素子を内蔵したパワーモジュールと、
   入力用コネクタ及び出力用コネクタが実装された入出力基板と、
   前記パワーモジュールの出力電流を制御する制御装置が実装された制御基板と、
   前記パワーモジュール、前記入出力基板及び前記制御基板を収納する筐体とを備え、
   前記筐体は、一方向に互いに離間して対向する装着部及び天井部と、前記装着部と前記天井部との間に位置する４つ以上の側壁部とを有し、前記４つ以上の側壁部の少なくとも１つが前記装着部に対して鋭角をなす角度で内側に傾斜する傾斜側壁部であり、
   前記入出力基板及び前記制御基板は、前記一方向に所定の間隔をおいて互いに対向するように配置され、
   前記パワーモジュールは、平面が方形状の封止体と、前記封止体の互いに反対側に位置する２つの辺のうちの一方の辺に沿って配置された複数の第１のリードと、前記封止体の前記２つの辺のうちの他方の辺に沿って配置された複数の第２のリードとを有し、
   前記第１のリードは、前記入出力基板に接続され、
   前記第２のリードは、前記制御基板に接続され、
   前記封止体は、前記傾斜側壁部に沿うようにして傾斜している電子制御ユニット。
2. 前記封止体は、前記傾斜側壁部に直に、若しくは熱伝導性部材を介して間接的に連結されている請求項１に記載の電子制御ユニット。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電子制御ユニットは、電動モータの駆動制御を行う電動モータ駆動制御用である電子制御ユニット。
4. 請求項３に記載の電子制御ユニットを備え、前記駆動モータが、ステアリング操作を補助する操舵補助力を発生する電動パワーステアリング装置。
5. 請求項４に記載の電動パワーステアリング装置を搭載している車両。

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