电动助力转向用电子控制单元制造技术

本发明专利技术涉及一种能够实现进一步的小型化，并能够实现配线设计的自由度，同时提高装置可靠性的电动助力转向用电子控制单元。该电动助力转向用电子控制单元（ECU1）具有：安装有第一表面贴装部件（控制用表面贴装部件110）的第一基板（控制基板11）；安装有允许电流容量高于第一表面贴装部件的第二表面贴装部件（电力用表面贴装部件120），且具有与第一基板大致相同的部件安装面积的唯一第二基板（电力基板），由第一基板与第二基板叠层形成基板安装结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种特别适用于使用多相无刷马达进行转向辅助控制的车辆的电动助力转向(Electric power steering)用电子控制单元。
技术介绍
多相无刷马达大多用于车辆等各种装置中。例如，近年来，为了减轻车辆运转的负担，电动助力转向装置(下文简称为PSU)的开发得以推进。PSU是利用多相无刷马达所产生的辅助扭矩对由方向盘产生的转向扭矩进行辅助的装置，通过电子控制单元(下文简称为E⑶)进行控制。E⑶包括控制PSU多相无刷马达的电源电路和控制该电源电路的控制电路。在该E⑶中安装有:嵌入成型(insert mould)基板,其通过软钎焊或焊接等在嵌入成型有母线的嵌入组件上分别连接降噪线圈、电源继电器、失效保护继电器等DIP (Dual InlinePackage,双列直插封装)部件；由招基板构成的多个电力基板(power substrate),其安装有用于使大电流流入多相无刷马达而被表面贴装的半导体开关元件和电流检测用分流电阻等；和由玻璃纤维环氧树脂基板构成的控制基板，其安装有用于驱动控制微机和半导体开关元件的驱动电路，以及外接的各种传感器用放大电路等。然后，通过软钎焊或焊接等将这些基板连接，并由保护罩覆盖，使大电流流入多相无刷马达而产生扭矩，以在驾驶员对方向盘进行转向操作时给予助力。以往，在上述E⑶中，为了在简化制造工艺的同时实现小型化和薄型化，已知有一种PSU用ECU的安装结构，其仅在电力基板上装配着:由用于向多相无刷马达的各相供给驱动电流且按各相连接的半导体开关元件构成的电桥电路、滤波用电解电容器、失效保护继电器以及静噪用线圈等具有较高高度的部件(例如参照专利文献I)。具体而言，收容有控制基板和电力基板的壳体与控制基板和电力基板通电连接的连接线配置于中央的用于连接对置的两条边的连接部件一体成型。并且，由该连接部件分割为两个区域，一个区域配置上述电力基板，另一个区域配置控制基板，由此，使装载于控制基板的电子部件与装载于电力基板的高度较高的电子部件在高度方向上不致重叠，从而实现薄型化。专利文献1:日本特开2004-17884号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题另一方面，上述PSU用ECU依据构成电源电路的电子部件的大小来决定功能单元的尺寸。另外，嵌入成型基板较大，以在母线构成电路，且大于包括电源电路的一部分和控制部的控制基板。另外，安装于电动助力转向用电子控制单元的电子部件由于混合配置有表面贴装部件和DIP部件，而成为导致连接工时增加、成本上升的主要原因。另一方面,还希望通过使超低ESR (Equivalent Series Resistance:等效串联电阻)的电解电容器等电子部件实现薄型化，在能够将所有电子部件表面贴装而小型化的环境得以协调的同时，实现PSU用ECU进一步的小型化和配线设计的自由度。本专利技术即是为解决上述课题而提出，其目的在于提供一种能够实现进一步的小型化，并能够实现配线设计的自由度，同时提高装置的可靠性的电动助力转向用电子控制单J Li ο用于解决课题的手段技术方案I所述专利技术为一种电动助力转向用电子控制单元，其特征在于，具有:安装有第一表面贴装部件的第一基板；和安装有允许电流容量高于上述第一表面贴装部件的第二表面贴装部件，且具有与上述第一基板大致相同的部件安装面积的唯一的第二基板，并由上述第一基板与上述第二基板叠层形成基板安装结构。技术方案2所述专利技术的特征在于，在技术方案I所述电动助力转向用电子控制单元中，上述第一基板与上述第二基板借助与外部连接器一体成型的连接器箱体而叠层，在上述连接器箱体的第一缘部和第二缘部，分别安装有将上述第一表面贴装部件与上述第二表面贴装部件连接的嵌入成型的端子组，安装于上述第二基板的第二表面贴装部件分别选择性地与安装于上述第一缘部的端子组和安装于上述第二缘部的端子组中邻近位置的端子组连接。技术方案3所述专利技术的特征在于，在技术方案I或技术方案2所述的电动助力转向用电子控制单元中，上述连接器箱体被夹入用于覆盖上述第一基板和上述第二基板的保护罩和用于将安装于上述第二基板的上述第二表面贴装部件冷却的散热器之间。技术方案4所述专利技术的特征在于,在技术方案I 3中任一项所述的电动助力转向用电子控制单元中，上述第一表面贴装部件包括控制部，上述控制部根据由外部扭矩传感器检测出的转向系统的控制力，对用于向外部的多相无刷马达的各相供给驱动电流的半导体开关元件进行负荷驱动(duty drive),以进行上述多相无刷马达的转向辅助控制；上述第二表面贴装部件包括:多相电桥电路，其在上述各相均具有用于向上述多相无刷马达的各相供给取决于上述负荷驱动的上述驱动电流的上述半导体开关元件组；电解电容器，其相对于上述半导体开关元件组至少设有一个，用于吸收上述驱动电流的脉动；电流检测电路，其分立式连接于上述多相无刷马达与构成上述多相电桥电路的上述各相的半导体开关元件组之间，以检测向上述各相流入的驱动电流；失效保护继电器，其在任一上述部件的驱动电流发生异常的情况下，截断向上述多相无刷马达的相应相供给的驱动电流；和电源继电器，其位于蓄电池电源与上述多相电桥电路之间，导通或截断供给至上述多相电桥电路的电流。专利技术效果根据技术方案I所述专利技术，通过将安装于第一基板的例如控制电路以及安装于第二基板的例如电源电路分别安装到专用的基板，能够实现无偏压的高效电子部件布局，从而能够实现单元整体的小型化。而且，通过将电源电路安装于具有与第一基板大致相同的部件安装面积的唯一的第二基板，能够实现紧凑化和无需多余连接的配线的高效化。而且，通过将作为单元所需的所有电子部件表面贴装，能够实现薄型化，并能够使所有电子部件能够利用回流焊(reflow)连接，由此能够简化组装工艺,从而降低成本。根据技术方案2所述的专利技术，第二表面贴装部件分别以自身的信号线与连接器箱体周缘的端子组中位于最接近位置的周缘的端子组连接，由此，能够与安装于第一基板的第一表面贴装部件连接，而无需因为部件安装位置的制约而将配线牵引到位于较远处的连接器，因而，能够简化配线布局，增加配线设计的自由度。另外，提高了第二表面贴装部件的布局自由度，能够最大限度地扩展第二基板的部件安装有效面积，因而有望实现单元的小型化。根据技术方案3所述的专利技术，由于形成了将嵌入成型而得的连接器箱体夹入保护罩和散热器之间的结构，因此，从安装于第二基板的电流容量高的第二表面贴装部件发出的热量，借助散热性高的例如金属制第二基板以及散热器释放到外部，因而热量能够高效散逸到外部，提高冷却效果，从而能够提供可靠性高的电动助力转向用电子控制单元。根据技术方案4所述的专利技术，在第二基板上表面安装有相对于多相电桥电路的各相的半导体开关元件组至少设有一个的电解电容器，以及当流入任一相的驱动电流发生异常时能够将供给至多相无刷马达的相应相的驱动电流截断的失效保护继电器等电流容量较高的电子部件，由此能够实现薄型化，通过回流焊将所有部件连接，因此能够简化组装工艺并降低成本。附图说明图1是本专利技术实施方式的电动助力转向用电子控制单元的外观结构图。图2是本专利技术实施方式的电动助力转向用电子控制单元的分解立体图。图3是安装于本专利技术实施方式的电动助力转向用电子控制单元所包含的控制基板的电子部件的俯视图。图4是安装于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动助力转向用电子控制单元，其特征在于，具有：安装有第一表面贴装部件的第一基板；和安装有允许电流容量高于所述第一表面贴装部件的第二表面贴装部件，且具有与所述第一基板大致相同的部件安装面积的唯一的第二基板，所述电动助力转向用电子控制单元通过所述第一基板与所述第二基板的叠层，形成基板安装结构。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：原田一树，堀田大二，
申请(专利权)人：株式会社本田艾莱希斯，
类型：发明
国别省市：日本;JP