特開 2024-58716 電動パワーステアリングの制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024058716

(43)【公開日】2024-04-30

(54)【発明の名称】電動パワーステアリングの制御装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 5/04 20060101AFI20240422BHJP

   H02P 7/06 20060101ALI20240422BHJP

【ＦＩ】

B62D5/04

H02P7/06 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022165977

(22)【出願日】2022-10-17

(71)【出願人】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105980

【弁理士】

【氏名又は名称】梁瀬 右司

(74)【代理人】

【識別番号】100121027

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 公一

(74)【代理人】

【識別番号】100178995

【弁理士】

【氏名又は名称】丸山 陽介

(72)【発明者】

【氏名】米澤 稔浩

(72)【発明者】

【氏名】今里 諒

(72)【発明者】

【氏名】桝 恭輔

【テーマコード（参考）】

3D333

5H571

【Ｆターム（参考）】

3D333CB02

3D333CC03

3D333CC44

3D333CC45

3D333CC46

3D333CC47

3D333CD07

3D333CD53

3D333CE15

5H571AA03

5H571EE02

5H571HA01

5H571HA09

5H571HC01

5H571HD02

5H571JJ03

5H571JJ17

5H571LL22

5H571LL29

5H571LL33

5H571MM12

(57)【要約】

【課題】電流の分解能の低下を抑えるために基板を固定対象に固定した場合に基板に反りが発生することを考慮してシャント抵抗の放熱性を向上させる。
【解決手段】ＥＰＳ－ＥＣＵ６０は、ブラシ付きモータ２０を制御して車両１の操舵制御を行うものであり、基板１００と、基板１００の主面１０１に実装されたシャント抵抗Ｒ１を含む電流検出回路１１０およびＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ａ～１２０ｄと、基板１００の裏面側に配置される、基台部１３１、基板固定部１３２ａ～１３２ｄ、ＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３３およびシャント抵抗用放熱部１３４を備える基板固定・放熱構造体１３０とを備え、シャント抵抗Ｒ１は基板１００の主面１０１の端部に面実装され、基板１００のシャント抵抗Ｒ１よりも端辺側が基板固定部１３２ａに取り付けたりして基板固定・放熱構造体１３０に固定され、シャント抵抗用放熱部１３５はＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３４と繋がっている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ブラシ付きモータのモータ電流を検出する、シャント抵抗を含む電流検出回路を備え、当該電流検出回路により検出される前記モータ電流に基づいて前記ブラシ付きモータを制御して車両の操舵制御を行う電動パワーステアリングの制御装置であって、
前記シャント抵抗と、
主面の所定の端部に前記シャント抵抗が面実装され、前記シャント抵抗よりも所定の端辺側の所定の箇所が固定対象に固定される基板と、
前記基板を前記シャント抵抗とで挟み、当該基板を垂直方向から見た平面視において当該シャント抵抗と重なる範囲があるように配置され、前記シャント抵抗の熱を吸収して放熱する第１の放熱体と、
前記第１の放熱体が繋がっている第２の放熱体と
を備えることを特徴とする電動パワーステアリングの制御装置。

【請求項2】

前記基板の前記主面に面実装され、前記ブラシ付きモータに流れる電流をスイッチングする半導体素子をさらに備え、
前記第２の放熱体は、前記基板を前記半導体素子とで挟み、前記平面視において当該半導体素子と重なる範囲があるように配置され、前記半導体素子の熱を吸収して放出するものであり、
前記平面視において前記第１の放熱体の方が前記第２の放熱体よりも前記基板の前記所定の端辺側に配置され、
前記基板に対する前記第１の放熱体の距離と前記基板に対する前記第２の放熱体の距離とは異なり、前記第１の放熱体の方が前記第２の放熱体よりも前記基板に近い
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の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電流検出回路を構成するシャント抵抗に関わる放熱構造を有する電動パワーステアリングの制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、ドライバーのハンドル操作に必要な力を、ブラシ付きモータを利用して補助する電動パワーステアリングの電子制御ユニット（ＥＰＳ－ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ－Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ））がある（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－５４１０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、ブラシ付きモータを利用するＥＰＳ－ＥＣＵは、ブラシ付きモータのモータ電流を自ＥＰＳ－ＥＣＵで検出する機能を電流検出回路で実現している。

【0005】

電流検出回路として、例えば、図７に示す回路構成を有する電流検出回路１１０を利用することができる。図７に回路構成を示す電流検出回路１１０の回路構成は、一般的な電流検出回路の回路構成であるため、詳細な説明を記載せずに、簡単な記載に留める。電流検出回路１１０は、抵抗Ｒ１～Ｒ７、オペアンプＡＭＰ、平滑用のキャパシタＣを備える。電流検出回路１１０では、ブラシ付きモータに流れる電流（ブラシ付きモータのモータ電流）をシャント抵抗Ｒ１に通電することにより電圧に変換する。抵抗Ｒ２～Ｒ６、および、オペアンプＡＭＰは、抵抗Ｒ５，Ｒ６で負帰還をかけ、抵抗Ｒ２～Ｒ４でオペアンプＡＭＰの非反転入力端子と反転入力端子との間に発生するオフセット電圧を補償する、オフセット補償された負帰還の非反転増幅回路を構成している。シャント抵抗Ｒ１にモータ電流を通電することにより変換された電圧はオペアンプＡＭＰ、抵抗Ｒ５，Ｒ６により増幅され、増幅された電圧（出力電圧）は抵抗Ｒ７の電圧としてターミナルＴから出力される。電流検出回路６で増幅されたアナログの電圧値は、デジタルの電圧値に変換されてＥＰＳ－ＥＣＵ内のＣＰＵにより用いられる。

【0006】

例えば、ブラシ付きモータの大電流化（例えば、５５［Ａ］→６５［Ａ］）では、図８（ａ）に一例を示すように、システム上の電流検出範囲が拡大する（電流検出範囲の最大値が「Ａ」→「Ｂ」に大きくなる）。一方で、ＣＰＵの仕様により電流検出回路１１０の出力電圧の上限（５［Ｖ］）は変更できず、ダイナミックレンジは変更できない。このため、大電流化に対応するには、シャント抵抗Ｒ１の抵抗値を下げて、電流の分解能を大電流に見合った分解能に低下させる必要がある。なお、ＣＰＵを高機能化すれば（例えば１２ビット→１４ビット）、電流の分解能を低下させずに大電流化に対応可能であるが、ＣＰＵのコストアップや演算時のオーバフローの懸念がある。

【0007】

シャント抵抗Ｒ１の抵抗値を小さくすると、電流の分解能の低下による電流検出回路１１０の電流検出性能が悪化することで、電流検出回路１１０の出力電圧と基準電圧とを比較するコンパレータが電流検出回路１１０の出力電圧の変動に対して応答できずに電流変動が大きくなってしまう虞がある。

【0008】

また、シャント抵抗Ｒ１として面実装品（基板の主面に面実装される部品）で対応した場合、シャント抵抗Ｒ１の小型化による発熱に起因してシャント抵抗Ｒ１の抵抗値をさらに小さくする必要がある。シャント抵抗Ｒ１として板シャントを用いる場合に比べて面実装品を用いた場合、図８（ｂ）に一例を示すように、システム上の電流検出範囲が拡大し（電流検出範囲の最大値が「Ｂ」→「Ｃ」に大きくなり）、電流の分解能が要求以上に低下しまい、電流の変動に関わるシステム性能を満足できない虞がある。

【0009】

また、シャント抵抗Ｒ１として面実装品を使用した場合に、電流検出回路１１０のゲインの値を大きくしてシステム上の電流検出範囲の最大値を「Ｃ」→「Ｂ」（板シャントを用いた場合の最大値）に戻すことが考えられる。電流検出回路１１０のゲインの値を大きくした場合、電流検出回路１１０の電線上の信号に重畳した電波（ノイズ）も大きく増幅されることで電流検出回路１１０の出力電圧を利用するＣＰＵに誤作動が発生する場合がある。このため、電流検出回路１１０のゲインの値を大きくするのにも限界があって、ゲインの値を大きくする前に比べて、図８（ｃ）に一例を示すように、システム上の電流検出範囲の最大値を「Ｃ」→「Ｄ」にまでしか戻すことができない（「Ｃ」→「Ｂ」に戻すことができない）虞がある。

【0010】

本発明の目的は、電流の分解能の低下を抑えるために基板を固定対象に固定した場合に基板に反りが発生することを考慮してシャント抵抗の放熱性を向上させた放熱構造を有する電動パワーステアリングの制御装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前記の目的を達成するため、本発明に係る電動パワーステアリングの制御装置は、ブラシ付きモータのモータ電流を検出する、シャント抵抗を含む電流検出回路を備え、当該電流検出回路により検出される前記モータ電流に基づいて前記ブラシ付きモータを制御して車両の操舵制御を行う電動パワーステアリングの制御装置であって、前記シャント抵抗と、主面の所定の端部に前記シャント抵抗が面実装され、前記シャント抵抗よりも所定の端辺側の所定の箇所が固定対象に固定される基板と、前記基板を前記シャント抵抗とで挟み、当該基板を垂直方向から見た平面視において当該シャント抵抗と重なる範囲があるように配置され、前記シャント抵抗の熱を吸収して放熱する第１の放熱体と、前記第１の放熱体が繋がっている第２の放熱体とを備えることを特徴としている。

【0012】

この構成によれば、基板の主面の、基板の反りの小さい端部にシャント抵抗を配置し、シャント抵抗と当該シャント抵抗用の第１の放熱体を基板を挟んで平面視で重なり合うように配置することで、シャント抵抗と第１の放熱体との距離を小さくできてシャント抵抗の放熱性を向上できる。また、第１の放熱体が繋がっている第２の放熱体を設けることで、シャント抵抗の熱を第１の放熱体と第２の放熱体とに分散させて放熱することができてシャント抵抗の放熱性を向上できる。これにより、ブラシ付きモータの大電流化のために、シャント抵抗の抵抗値を下げる必要がなくなってモータ電流の分解能の過度な低下を防止できる。

【0013】

また、前記基板の前記主面に面実装され、前記ブラシ付きモータに流れる電流をスイッチングする半導体素子をさらに備え、前記第２の放熱体は、前記基板を前記半導体素子とで挟み、前記平面視において当該半導体素子と重なる範囲があるように配置され、前記半導体素子の熱を吸収して放出するものであり、前記平面視において前記第１の放熱体の方が前記第２の放熱体よりも前記基板の前記所定の端辺側に配置され、前記基板に対する前記第１の放熱体の距離と前記基板に対する前記第２の放熱体の距離とは異なり、前記第１の放熱体の方が前記第２の放熱体よりも前記基板に近いとしてもよい。

【0014】

この構成によれば、第１の放熱体の方を第２の放熱体よりも基板の反りの小さい端辺側に配置することで、基板に対する第１の放熱体の距離を小さくして、第１の放熱体と基板との間に設けられる熱伝導部材の厚みを薄くすることが可能になるので、シャント抵抗の放熱性をより一層向上させることができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、基板の主面の、基板の反りの小さい端部にシャント抵抗を配置し、シャント抵抗と当該シャント抵抗用の第１の放熱体を基板を挟んで平面視で重なり合うように配置することで、シャント抵抗と第１の放熱体との距離を小さくできてシャント抵抗の放熱性を向上できる。また、第１の放熱体が繋がっている第２の放熱体を設けることで、シャント抵抗の熱を第１の放熱体と第２の放熱体とに分散させて放熱することができてシャント抵抗の放熱性を向上できる。これにより、ブラシ付きモータの大電流化のために、シャント抵抗の抵抗値を下げる必要がなくなってモータ電流の分解能の過度な低下を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリングシステムのシステム構成を示すシステム構成図である。

【図2】図１のＨブリッジ回路の回路構成を示す回路図である。

【図3】図１のＥＰＳ－ＥＣＵでの電流検出回路を構成するシャント抵抗の熱およびＨブリッジ回路を構成するＭＯＳ－ＦＥＴの熱に対する放熱構造を説明するための図である。

【図4】図３において基板を基板固定・放熱構造体の基板固定部に取り付けて固定した場合における基板の反りおよび基板と基板固定・放熱構造体との距離を説明するための模式図である。

【図5】図３において基板を基板固定・放熱構造体の基板固定部に取り付けて固定した場合における基板とシャント抵抗用放熱部との間に配置するグリスの幅を説明するための模式図である。

【図6】変形例におけるシャント抵抗の熱およびＭＯＳ－ＦＥＴの熱に対する放熱構造を説明するための図である。

【図7】従来の電流検出回路の回路構成を示す回路図である。

【図8】（ａ）～（ｃ）は課題を説明するための電流検出回路の検出電流と出力電圧との特性を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下では、本発明の一実施形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

【0018】

本発明の一実施形態に係るＥＰＳ－ＥＣＵ６０について図１から図５を参照しつつ説明する。なお、ＥＰＳ－ＥＣＵ６０は、本発明の「電動パワーステアリングの制御装置」に相当する。

【0019】

車両１は、図１に示すように、ハンドル（不図示）、舵角センサ１０、ブラシ付きモータ２０、トルクセンサ３０、撮影装置４０、カメラＥＣＵ５０、および、ＥＰＳ－ＥＣＵ６０などを備えている。

【0020】

舵角センサ１０は、ハンドル（ステアリング）の中立位置からの回転角度（操舵角度（舵角）を検出するセンサである。本実施形態では、舵角センサ１０は、中立位置を０［ｄｅｇ］として、ハンドルが時計回りに操作された場合を正の値とし、ハンドルが反時計回りに操作された場合を負の値として、舵角を検出し、検出した舵角をＥＰＳ－ＥＣＵ６０へ出力する。また、舵角センサ１０は、舵角センサ１０が検出した舵角と、タイマにより計時した時間とから、ハンドルの角速度を算出し、算出した角速度をＥＰＳ－ＥＣＵ６０へ出力する。

【0021】

ブラシ付きモータ２０は、ＥＰＳ－ＥＣＵ６０によりブラシ付きモータ２０に印加される電流の通電方向（ブラシ付きモータ２０を右回転させる方向か左回転させる方向かの通電方向）および電流値が制御されて、ブラシ付きモータ２０に印加される電流の通電方向および電流値に応じてハンドルを回転させるトルクを出力する。

【0022】

トルクセンサ３０は、ハンドルに加えられる操舵トルクを検出するセンサであり、検出した操舵トルクをＥＰＳ－ＥＣＵ６０へ出力する。

【0023】

撮影装置４０は、車両１の周辺の画像を撮影するものであって、車両１の右サイドカメラ、左サイドカメラ、フロントカメラおよびリアカメラなど、車両１の複数個所に設けられたカメラにより構成され、撮影装置４０の各カメラにより撮影された画像データをカメラＥＣＵ５０へ出力する。

【0024】

カメラＥＣＵ５０は、ドライバーの運転支援に関する制御などを行う電子制御ユニットであり、各種制御や各種演算などを行うＣＰＵ（不図示）および各種プログラムや各種データを記憶するメモリ（不図示）を備えたマイクロプロセッサなどにより構成される。カメラＥＣＵ５０は、ドライバーに対する運転支援に関わる自動操舵時などにおいて、撮影装置４０から入力された画像データに基づいて目標とする舵角（目標舵角）を算出し、算出した目標舵角をＥＰＳ－ＥＣＵ６０へ出力する。

【0025】

ＥＰＳ－ＥＣＵ６０は、ドライバーの運転支援に関わる自動操舵などに関する制御を行う電子制御ユニットであり、基板１００（図３参照）と、各種演算などを行うＣＰＵ（不図示）および各種プロブラムや各種データを記憶するメモリ（不図示）を備えたマイクロプロセッサ６１と、電流検出回路１１０と、Ｈブリッジ回路１２０などとにより構成される。本実施形態において、電流検出回路１１０は、図７に回路構成を示す一般的な電流検出回路を用いる。また、Ｈブリッジ回路１２０は、図２に示す回路構成をしており、図２に回路構成を示すＨブリッジ回路１２０の回路構成は、一般的な電流検出回路の回路構成であるため、詳細な説明を記載せずに、簡単な記載に留める。

【0026】

図２に示すＨブリッジ回路１２０は、４個のＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ａ～１２０ｄを組み合わせた構成をしている。（ａ）ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ａ＝ＯＮ、ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ｂ＝ＯＦＦ、ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ｃ＝ＯＦＦ、ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ｄ＝ＯＮとした場合におけるブラシ付きモータ２０に印加する電流の通電方向を利用してブラシ付きモータ２０の回転方向を一の回転方向に制御する。（ｂ）ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ａ＝ＯＦＦ、ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ｂ＝ＯＮ、ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ｃ＝ＯＮ、ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ｄ＝ＯＦＦとした場合におけるブラシ付きモータ２０に印加する電流の通電方向を利用してブラシ付きモータ２０の回転方向を他の回転方向に制御する。なお、（ｃ）ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ａ＝ＯＦＦ、ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ｂ＝ＯＦＦ、ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ｃ＝ＯＦＦ、ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ｄ＝ＯＦＦ、（ｄ）ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ａ＝ＯＦＦ、ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ｂ＝ＯＦＦ、ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ｃ＝ＯＮ、ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ｄ＝ＯＮはブラシ付きモータ２０のブレーキとして利用される。また（ｅ）ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ａ＝ＯＮ、ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ｂ＝ＯＦＦ、ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ｃ＝ＯＮ、ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ｄ＝ＯＦＦ、（ｆ）ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ａ＝ＯＦＦ、ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ｂ＝ＯＮ、ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ｃ＝ＯＦＦ、ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ｄ＝ＯＮは使用禁止とされる。

【0027】

ＥＰＳ－ＥＣＵ６０は、通常時においては、運転者のハンドルの操作を検知し、検知した操作方向への回転をアシストするように、Ｈブリッジ回路１２０を構成する４個のＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ａ～１２０ｄのＯＮ／ＯＦＦを制御してブラシ付きモータ２０に印加する電流の通電方向および電流値などを制御することでブラシ付きモータ２０の駆動を制御する。また、ＥＰＳ－ＥＣＵ６０は、ドライバーの運転支援に関わる自動操舵時などにおいては、舵角センサ１０により検出されたハンドルの舵角および角速度と、トルクセンサ３０により検出された操舵トルクと、カメラＥＣＵ５０により算出された目標舵角と、電流検出回路１１０により検出されたモータ電流とに基づいて、Ｈブリッジ回路１２０を構成する４個のＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ａ～１２０ｄのＯＮ／ＯＦＦを制御してブラシ付きモータ２０に印加する電流の通電方向および電流値などを制御することでブラシ付きモータ２０の駆動を制御する。

【0028】

続いて、ＥＰＳ－ＥＣＵ６０の放熱構造について図３を参照しつつ説明する。
図１のＥＰＳ－ＥＣＵ６０は、図３に示すように、基板１００、ＣＰＵ（不図示）およびメモリ（不図示）を備えたマイクロプロセッサ６１（図１参照）、シャント抵抗Ｒ１を構成素子として含む電流検出回路１１０（図１、図７参照）、４個のＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ａ～１２０ｄを構成素子として含むＨブリッジ回路１２０（図１、図２参照）、基板固定・放熱構造体１３０、および、グリス１４０Ａ，１４０Ｂを備える。基板固定・放熱構造体１３０は、基台部１３１、４つの基板固定部１３２ａ～１３２ｄ、ＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３３、および、シャント抵抗用放熱部１３４を備える。

【0029】

基板１００は、基板１００の主面１０１を垂直方向から見た平面視（以下、単に、「平面視」と記載する。）で矩形状をしており、平面視で基板１００の４隅の角部の各々には円形状をした貫通孔１００ａ～１００ｄが設けられている。基板１００は、主面１０１と反対側の面（主面１０１の裏側の面：以下では、適宜、「基板１００の裏面」、単に「裏面」と記載する。）が基板固定・放熱構造体１３０の基台部１３１に対向し、平面視で基板１００の貫通孔１００ａ～１００ｄが基板固定・放熱構造体１３０の基板固定部１３２ａ～１３２ｄのネジ穴と重なるように配置し、４本のネジ１０５ａ～１０５ｄを利用して基板固定・放熱構造体１３０の４つの基板固定部１３２ａ～１３２ｄに取り付けられる。このように、基板１００は、貫通孔１００ａ～１００ｄのある部分で基板固定・放熱構造体１３０の基板固定部１３２ａ～１３２ｄに取り付けられて基板固定・放熱構造体１３０に固定される。

【0030】

基板１００の主面１０１には、マイクロプロセッサ６１（図１参照）、シャント抵抗Ｒ１を構成素子として含む電流検出回路１１０（図１、図７参照）、および、４個のＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ａ～１２０ｄを構成素子として含むＨブリッジ回路１２０（図１、図２参照）が実装されている。

【0031】

シャント抵抗Ｒ１は、基板１００の主面１０１に面実装（表面実装）される部品（ＳＭＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）である。シャント抵抗Ｒ１は、基板１００の主面１０１の端部（貫通孔１００ｄが設けられた角部の角と貫通孔１００ａが設けられた角部の角とを結ぶ辺１００ｄａに対して予め設定した所定の距離内にある当該辺１００ｄａ付近の領域）に面実装されている。シャント抵抗Ｒ１よりも基板固定部１３２ａに固定される貫通孔１００ａがある部分の方が、貫通孔１００ａが設けられた角部の角と貫通孔１００ｂが設けられた角部の角とを結ぶ辺１００ａｂに近く、シャント抵抗Ｒ１よりも基板固定部１３２ｄに固定される貫通孔１００ｄがある部分の方が、貫通孔１００ｃが設けられた角部の角と貫通孔１００ｄが設けられた角部の角とを結ぶ辺１００ｃｄに近いなど、基板１００は、シャント抵抗Ｒ１よりも端辺側で基板固定・放熱構造体１３０に固定されている。

【0032】

４個のＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ａ～１２０ｄの各々は、基板１００の主面１０１に面実装（表面実装）される部品（ＳＭＤ）である。４個のＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ａ～１２０ｄの各々は、基板１００の主面１０１の、貫通孔１００ａが設けられた角部の角と貫通孔１００ｂが設けられた角部の角とを結ぶ辺１００ａｂと、貫通孔１００ｃが設けられた角部の角と貫通孔１００ｄが設けられた角部の角とを結ぶ辺１００ｃｄとの間の中央付近に、面実装されている。４個のＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ａ～１２０ｄの各々よりもシャント抵抗Ｒ１の方が、貫通孔１００ａが設けられた角部の角と貫通孔１００ｂが設けられた角部の角とを結ぶ辺１００ａｂに近い。なお、４個のＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ａ～１２０ｄの各々と貫通孔１００ｃが設けられた角部の角と貫通孔１００ｄが設けられた角部の角とを結ぶ辺１００ｃｄとの最短距離よりも、シャント抵抗Ｒ１と貫通孔１００ａが設けられた角部の角と貫通孔１００ｂが設けられた角部の角とを結ぶ辺１００ａｂとの最短距離の方が小さい。また、４個のＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ａ～１２０ｄの各々と基板１００の主面１０１のＭＯＳ－ＦＥＴに最も近い辺との最短距離よりも、シャント抵抗Ｒ１と基板１００の主面１０１のシャント抵抗Ｒ１に最も近い辺との最短距離の方が小さい。

【0033】

基板固定・放熱構造体１３０は、上述したように、基台部１３１、４つの基板固定部１３２ａ～１３２ｄ、ＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３３、および、シャント抵抗用放熱部１３４を備える。４つの基板固定部１３２ａ～１３２ｄの各々は、基台部１３１の平面視での４隅の角部の各々から基台部１３１に対して垂直方向の一方に棒状に延在し、４つの基板固定部１３２ａ～１３２ｄの各々には基台部１３１と反対側の端面にネジ穴が設けられている。基板１００は、上述したように、基板１００の裏面が基板固定・放熱構造体１３０の基台部１３１と対向し、平面視で基板１００の貫通孔１００ａ～１００ｄが基板固定・放熱構造体１３０の基板固定部１３２ａ～１３２ｄのネジ穴と重なるように配置し、４本のネジ１０５ａ～１０５ｄを利用して基板固定・放熱構造体１３０の４つの基板固定部１３２ａ～１３２ｄに取り付けられる。このとき、基板１００は、上述したように、シャント抵抗Ｒ１よりも端辺側で基板固定・放熱構造体１３０の基板固定部１３２ａ～１３２ｄに固定されている。

【0034】

基板１００を４本のネジ１０５ａ～１０５ｄを利用して基板固定・放熱構造体１３０の４つの基板固定部１３２ａ～１３２ｄに固定して、基板１００が図４に示すように反った場合、基板１００の中央よりも基板固定部１３２ａ～１３２ｄに近い端の方が基板１００の反り量が小さ。したがって、シャント抵抗用放熱部１３４を中央よりも基板固定部１３２ａ～１３２ｄに近い端の方に置くことにより基板１００と基板固定・放熱構造体１３０（基板固定・放熱構造体１３０のシャント抵抗用放熱部１３４）との距離を小さくすることができる。

【0035】

ＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３３は、主に、ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ａ～１２０ｄの熱を吸収して放出するものである。ＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３３は、基板１００をＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ａ～１２０ｄとで挟み（ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ａ～１２０ｄは基板１００の主面１０１に面実装されて主面１０１側にあり、ＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３３は基板１００の裏面側にあり）、平面視においてＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ａ～１２０ｄと重なる範囲があるように、基台部１３１に配置されている。ＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３３は、平面視で、基台部１３１の、基板固定部１３２ａと基板固定部１３２ｂとを結ぶ線と、基板固定部１３２ｃと基板固定部１３２ｄとを結ぶ線との間の中央付近に配置される。

【0036】

シャント抵抗用放熱部１３４は、主に、シャント抵抗Ｒ１の熱を吸収して放出するものである。シャント抵抗用放熱部１３４は、基板１００をシャント抵抗Ｒ１とで挟み（シャント抵抗Ｒ１は基板１００の主面１０１に面実装されて主面１０１側にあり、シャント抵抗用放熱部１３４は基板１００の裏面側にあり）、平面視においてシャント抵抗Ｒ１と重なる範囲があるように、基台部１３１に配置されている。シャント抵抗用放熱部１３４は、平面視で、基台部１３１の、基板固定部１３２ａと基板固定部１３２ｂとを結ぶ線と、基板固定部１３２ｃと基板固定部１３２ｄとを結ぶ線との間であって、ＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３３よりもシャント抵抗用放熱部１３４の方が基板固定部１３２ａと基板固定部１３２ｂとを結ぶ線に近くなる（ＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３３よりもシャント抵抗用放熱部１３４の方が、基板１００の貫通孔１００ａが設けられた角部の角と貫通孔１００ｂが設けられた角部の角とを結ぶ辺１００ａｂに近くなる）ように配置されている。なお、基板固定部１３２ｃと基板固定部１３２ｄとを結ぶ線に対するＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３３の最短距離よりも、基板固定部１３２ａと基板固定部１３２ｂとを結ぶ線に対するシャント抵抗用放熱部１３４の最短距離の方が小さい。シャント抵抗用放熱部１３４とＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３３との基台部１３１の面１３１ａを基準とした高さを比較した場合、シャント抵抗用放熱部１３４の方が、ＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３３よりも高くなっている。

【0037】

シャント抵抗用放熱部１３４は、ＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３３と繋がっている。本実施形態では、シャント抵抗Ｒ１の熱は、シャント抵抗用放熱部１３４と、シャント抵抗用放熱部１３４につながっているＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３３とに分散して吸収されて放出される。

【0038】

熱伝導部材であるグリス１４０Ａは、ＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３３の基台部１３１と反対側の面（以下、「上面」と記載する。）に設けられて、基板１００の裏面とＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３３の上面とが直接接触するのを防止するためのものである。また、熱伝導部材であるグリス１４０Ｂは、シャント抵抗用放熱部１３４の基台部１３１と反対側の面（以下、「上面」と記載する。）に設けられて、基板１００の裏面とシャント抵抗用放熱部１３４の上面とが直接接触するのを防止するためのものである。

【0039】

基板１００の裏面に対するシャント抵抗用放熱部１３４の上面の距離と、基板１００の裏面に対するＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３３の上面の距離とは異なっており、シャント抵抗用放熱部１３４の上面の方がＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３３の上面よりも基板１００の裏面に近くなっている。

【0040】

基板１００を４本のネジ１０５ａ～１０５ｄを利用して基板固定・放熱構造体１３０の４つの基板固定部１３２ａ～１３２ｄに固定して、基板１００が図４に示すように反った場合、図５（ａ）に示すように仮に基板１００の中央部に対してシャント抵抗Ｒ１およびシャント抵抗用放熱部１３４を配置したときのグリス１４０Ｂの厚みよりも、本実施形態のように基板１００の端部に対してシャント抵抗Ｒ１およびシャント抵抗用放熱部１３４を配置したときのグリス１４０Ｂの厚みの方が薄くなる。

【0041】

上記した実施形態によれば、基板１００の主面１０１の、基板１００のりの小さい端部にシャント抵抗Ｒ１を配置し、シャント抵抗Ｒ１とシャント抵抗用放熱部１３４とを基板１００を挟んで平面視で重なり合うように配置することで、シャント抵抗Ｒ１とシャント抵抗用放熱部１３４との距離を小さくできてシャント抵抗Ｒ１の放熱性を向上できる。

【0042】

また、シャント抵抗用放熱部１３４をＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３３に繋げることで、シャント抵抗Ｒ１の熱をシャント抵抗用放熱部１３４とＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３３とに分散させて放熱することができてシャント抵抗Ｒ１の放熱性を向上できる。

【0043】

また、シャント抵抗用放熱部１３４の方をＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３３よりも基板１００の反りの小さい端辺側に配置することで、基板１００に対するシャント抵抗用放熱部１３４の距離を小さくして、グリス１４０Ａの厚みを薄くすることが可能になるので、シャント抵抗Ｒ１の放熱性をより一層向上させることができる。

【0044】

また、上記のようにシャント抵抗Ｒ１の放熱性が非常に優れたものであるため、ブラシ付きモータ２０の大電流化のために、シャント抵抗Ｒ１の抵抗値を下げる必要がなくなってモータ電流の分解能の過度な低下を防止できる。

【0045】

また、シャント抵抗用放熱部１３４をＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３３と繋げてＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３３をシャント抵抗Ｒ１に対する放熱にも利用することで、シャント抵抗用放熱部１３４の重量を抑えることができる。

【0046】

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

【0047】

例えば、上記実施形態では、シャント抵抗用放熱部１３４をＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３３に繋がるようにしているが、これに限定されるものではなく、例えば、図６に示すように、シャント抵抗用放熱部１３４Ａを基板固定部１３２ａに繋がるようにしてもよいし、シャント抵抗用放熱部をＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部および基板固定部の双方に繋がるようにしてもよい。

【0048】

図６では、基板固定・放熱構造体１３０Ａは、基台部１３１、４つの基板固定部１３２ａ～１３２ｄ、ＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３３、および、シャント抵抗用放熱部１３４Ａを備える。シャント抵抗用放熱部１３４Ａは、基板１００をシャント抵抗Ｒ１とで挟み、平面視においてシャント抵抗Ｒ１と重なる範囲があるように、基台部１３１に配置され、シャント抵抗用放熱部１３４Ａは、上述したように、基板固定部１３２ａに繋がっている。シャント抵抗用放熱部１３４Ａの方が、平面視で、ＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３３よりも、基板固定部１３２ａと基板固定部１３２ｂとを結ぶ線に近い（シャント抵抗用放熱部１３４Ａの方が、ＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部１３３よりも基板１００の貫通孔１００ａが設けられた角部の角と貫通孔１００ｂが設けられた角部の角とを結ぶ辺１００ａｂに近い）。シャント抵抗用放熱部１３４Ａは、基板固定部１３２ａと基板固定部１３２ｂとを結ぶ線と、基板固定部１３２ｃと基板固定部１３２ｄとを結ぶ線との間であって、基板固定部１３２ａ近傍に設けられている。図６の変形例の場合、上記の実施形態に比べてシャント抵抗用放熱部１３４Ａをより基板固定部１３２ａの近くに配置することで、シャント抵抗用放熱部１３４Ａと基板１００とが基板１００の反り量がより小さい部分で対向するようになるので、グリス１３４Ｂの厚みをより薄くすることができて放熱性の向上がより図られる。

【0049】

また、上記実施形態では、ブラシ付きモータ２０に流れる電流をスイッチングする半導体素子として、ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ａ～１００ｄを用いているが、これに限定されるものではなく、例えば、ＭＯＳ－ＦＥＴ１２０ａ～１００ｄ以外のオン状態およびオフ状態の２状態がある半導体素子を用いるようにしてもよい。

【0050】

また、電流検出回路１１０の回路構成を図７に示す回路構成としているが、これに限定されるものではなく、他の回路構成の電流検出回路であってもよい。

【0051】

また、上記の実施形態で説明した内容や上記の変形例で説明した内容を適宜組み合わせるようにしてもよい。

【0052】

本発明は、電流検出回路を構成するシャント抵抗に関わる放熱構造を有する電動パワーステアリングの制御装置に広く適用可能である。

【符号の説明】

【0053】

６０：ＥＰＳ－ＥＣＵ（電動パワーステアリングの制御装置）
１００：基板
１０１：主面
１００ａ～１００ｄ：貫通孔
１１０：電流検出回路
Ｒ１：シャント抵抗
１２０：Ｈブリッジ回路
１２０ａ～１２０ｄ：ＭＯＳ－ＦＥＴ（半導体素子）
１３０，１３０Ａ：基板固定・放熱構造体
１３２ａ～１３２ｄ：基板固定部（固定対象）
１３３：ＭＯＳ－ＦＥＴ用放熱部（第２の放熱体）
１３４，１３４Ａ：シャント抵抗用放熱部（第１の放熱体）
１４０Ａ，１４０Ｂ：グリス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】