(57)【要約】      （修正有）【課題】モータと電動パワーステアリングの制御装置を隣接配置する構造で小型の電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】円筒形状を有する車載用電動パワーステアリング用のモータ１１と隣接して配置され、モータを駆動するための交流電流を発生する制御装置であって、制御装置の筐体４は、円筒形状と嵌合する突起部形状４ｄと、モータと制御装置を隣接して固定するためのねじ固定部と、を有し、ねじ固定部は突起部形状とモータとの隙間に円筒形状の中心軸と並行にねじを挿入するように配置されている。【選択図】図５
2012153243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状を有する車載用電動パワーステアリング用のモータと隣接して配置され、前記モータを駆動するための交流電流を発生する制御装置であって、
前記制御装置の筐体は、前記円筒形状と嵌合する突起部形状と、
前記モータと前記制御装置を隣接して固定するためのねじ固定部と、を有し、
前記ねじ固定部は前記突起部形状と前記モータとの隙間に前記円筒形状の中心軸と並行にねじを挿入するように配置されていることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記突起部形状は、前記円筒形状に沿ったＲ形状であることを特徴とする請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
前記突起部形状は、前記円筒形状に沿った二本の三角柱形状であることを特徴とする請求項１記載の制御装置。
【請求項４】
前記突起部形状は、前記円筒形状に沿った二本の台形柱形状であることを特徴とする請求項１記載の制御装置。
【請求項５】
前記突起部形状は、突起部の角部をＲ面取りまたはＣ面取りされていることを特徴とする請求項１記載の制御装置。
【請求項６】
前記突起部形状は、前記モータの円筒形状との最近接距離が１mm以上のクリアランスを持つことを特徴とする請求項１記載の制御装置。
【請求項７】
前記ねじ固定部は、前記突起部形状と前記モータとの隙間に２つ設けられていることを特徴とする請求項１記載の制御装置。
【請求項８】
円筒形状を有する車載用電動パワーステアリング用のモータと、前記モータに隣接して配置され、前記モータを駆動するための交流電流を発生する制御装置と、を有する電動パワーステアリング装置であって、
前記制御装置の筐体は、前記円筒形状と嵌合する突起部形状と、
前記モータと前記制御装置を隣接して固定するためのねじ固定部と、を有し、
前記ねじ固定部は前記突起部形状と前記モータとの隙間に前記円筒形状の中心軸と並行にねじを挿入するように配置されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
前記突起部形状は、前記円筒形状に沿ったＲ形状であることを特徴とする請求項８記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１０】
前記突起部形状は、前記円筒形状に沿った二本の三角柱形状であることを特徴とする請求項８記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１１】
前記突起部形状は、前記円筒形状に沿った二本の台形柱形状であることを特徴とする請求項８記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１２】
前記突起部形状は、突起部の角部をＲ面取りまたはＣ面取りされていることを特徴とする請求項８記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置および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】
車両用の電動パワーステアリングの制御装置とモータは、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る。この要求に対応するために下記特許文献ではモータと電動パワーステアリングの制御装置を隣接配置した電動パワーステアリング装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−３０４８９号公報
【特許文献２】特開２０１０−６３２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、この公知技術としては、上記特許文献１と上記特許文献２に示すように、モータと隣接する金属筐体の形状を平面形状にしていたため、モータと電動パワーステアリングの制御装置を隣接配置した場合にそれぞれの外形サイズを合わせたサイズ以下に小型化することができない問題があった。
【０００５】
本発明は、モータと電動パワーステアリングの制御装置を隣接配置する構造で小型の電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は円筒形状を有する車載用電動パワーステアリング用のモータと隣接して配置され、前記モータを駆動するための交流電流を発生する制御装置であって、
前記制御装置の筐体は、前記円筒形状と嵌合する突起部形状と、
前記モータと前記制御装置を隣接して固定するためのねじ固定部と、を有し、
前記ねじ固定部は前記突起部形状と前記モータとの隙間に前記円筒形状の中心軸と並行にねじを挿入するように配置されていることを特徴とする制御装置を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、車種に応じた車両搭載位置に柔軟に対応できる小型の電動パワーステアリング装置を得ることができる。また、本発明の電動パワーステアリング装置は、自動車用モータのみならず油圧制御用フェールセーフバルブなど、モータと制御装置が隣接に配置された構造の装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態によるモータ１１の駆動を制御する電動パワーステアリングの制御装置の構造を示す分解斜視図。
【図２】本発明の一実施形態によるモータ１１の駆動を制御する電動パワーステアリングの制御装置と、モータ１１の位置関係を示した斜視図。
【図３】本発明の一実施形態によるモータ１１の駆動を制御する電動パワーステアリングの制御装置と、モータ１１の位置関係をモータ１１の後方から見た図。
【図４】本発明の一実施形態によるモータ１１の駆動を制御する電動パワーステアリングの制御装置と、モータ１１の位置関係を横から見た図。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図。
【図６】図５の電動パワーステアリングの制御装置を取り外した状態を下から見た斜視図。
【図７】本発明の一実施形態によるモータ１１の駆動を制御する電動パワーステアリングの制御装置と、モータ１１の位置関係の断面図。
【図８】図７の電動パワーステアリングの制御装置を取り外した状態を下から見た斜視図。
【図９】本発明の一実施形態によるモータ１１の駆動を制御する電動パワーステアリングの制御装置と、モータ１１の位置関係の断面図。
【図１０】図９の電動パワーステアリングの制御装置を取り外した状態を下から見た斜視図。
【図１１】本発明の一実施形態によるモータ１１の駆動を制御する電動パワーステアリングの制御装置と、モータ１１の位置関係の断面図。
【図１２】本発明の一実施形態による電動パワーステアリングの制御装置を用いた電動パワーステアリング装置の構成を示すシステム構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図１〜図１２を用いて、本発明の実施形態による電動パワーステアリングの制御装置１２および電動パワーステアリング装置を説明する。図１はモータの駆動を制御する電動パワーステアリングのモータ制御装置１２の構造および動作を説明する図であり、図２および図３は電動パワーステアリングのモータ制御装置１２をモータに搭載する状態を示す図である。
【００１０】
最初に図１を用いて、本実施形態による電動パワーステアリングのモータ制御装置１２の構造について説明する。図１は本発明の一実施形態による電動パワーステアリングのモータ制御装置１２の構造を示す分解斜視図である。
【００１１】
図１に示すように、電動パワーステアリングのモータ制御装置１２は、制御モジュール１，パワーモジュール２，カバー３，金属製筐体４、とを備えている。
【００１２】
制御モジュール１は、プリント基板上にＣＰＵや、ドライバ回路や昇圧回路などの複数の機能を集積したカスタムＩＣ（ＡＳＩＣ）などが取り付けられている。また、制御モジュール１は、信号コネクタ５および電源コネクタ６が取り付けられている。信号コネクタ５には外部のエンジンコントロールユニットＥＣＵなどとＣＡＮなどにより接続するためのケーブルのコネクタが挿入される。また、電源コネクタ６には、バッテリＢＡから電力を供給するためのケーブルのコネクタが挿入される。
【００１３】
パワーモジュール２は、金属ベース基板またはプリント基板上に、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチング素子７が取り付けられている。パワーモジュール２は、複数の信号用リードフレーム８や複数のパワーリードフレーム９などを取り付ける信号用端子，直流入力用端子，モータを駆動するための交流電流が出力される交流出力用端子が設けられ、各リードフレームの一端が半田付けにより固定されている。各リードフレームの代わりにケーブルを使用してもよい。
【００１４】
信号用リードフレーム８およびパワーリードフレーム９は、パワーモジュール２と制御モジュール１を電気的に接続するために用いられる。なお、交流出力用端子またはケーブルはパワーモジュール２から制御モジュール１を介してモータ出力端子１０を通りモータへ電力を供給する。または、パワーモジュール２から制御モジュール１を経由せずにモータへ電力を供給する。このモータ出力端子１０にはモータ１１へ電力を供給する端子とレゾルバなどの信号端子が含まれる。また、モータ出力端子１０は電動パワーステアリングのモータ制御装置１２側でモータ１１からの端子と接続され、カバー３または端子部のみを覆う専用カバーで被覆される。
【００１５】
金属製筐体４は、パワーモジュール２を接続するための放熱面４ａと、固定部４ｂ、により構成されている。パワーモジュール２で発生した熱は、パワーモジュール２下面に接する放熱面４ａを介して金属製筐体４に蓄えられ、放熱される。金属製筐体４はヒートシンクの働きをする。固定部４ｂは、電動パワーステアリングのモータ制御装置１２とモータなどをネジなどによって、機械的，電気的に接続（保持）する固定部（保持部）であり、且つ、金属製筐体４の熱をモータなどを介して搭載車両に放熱する熱伝達経路である。
【００１６】
カバー３は、ノイズ低減の観点で金属製が好ましいが、樹脂製であってもよい。
【００１７】
組立時には、金属製筐体４にパワーモジュール２がネジ止めされる。次に、パワーモジュール２の上に、制御モジュール１が配置され、同じく金属製筐体４にネジ止めされる。そして、各信号用リードフレーム８および各パワーリードフレーム９の他端が制御モジュール１に半田付けにより固定される。
【００１８】
最後にカバー３を金属製筐体４にかしめることにより、電動パワーステアリングのモータ制御装置１２が製造される。カバー３は生産性の観点で電動パワーステアリングのモータ制御装置１２のみでかしめるのが好ましいが、モータなどと組付けた後にかしめてもよい。また、カバー３は金属製筐体４にネジなどにより固定してもよい。
【００１９】
図２は、図１に示した電動パワーステアリングのモータ制御装置１２と、モータの位置関係を示した斜視図である。また、図３は、図１に示した電動パワーステアリングのモータ制御装置１２と、モータ１１の位置関係をモータ１１の後方から見た図である。図４は、図１に示した電動パワーステアリングのモータ制御装置１２と、モータ１１の位置関係を横から見た図である。図２，図３および図４に示すように電動パワーステアリングのモータ制御装置１２はモータのフランジ側にある固定部４ｂをモータ１１のフランジにネジ１３で固定される。またはモータ１１のフランジ以外にも車両側のコラムやギアボックスなどにネジで固定される場合もある。
【００２０】
図５は図４のＡ−Ａ断面図である。また、図６は図５から電動パワーステアリングのモータ制御装置１２を取り外した状態を下から見た斜視図である。
【００２１】
図２〜図５に示すように金属製筐体４をモータ１１側に配置し、金属製筐体の形状を、モータ１１の円筒側面に嵌め合うことができるように電動パワーステアリングのモータ制御装置１２側に突起部を設けることで、空間を有効に利用することができる。また、モータ１１に電動パワーステアリングのモータ制御装置１２を固定するネジ１３の位置が、電動パワーステアリングのモータ制御装置１２とモータ１１の円筒側面の間にモータ１１の円筒形状の中心軸と並行になるように固定部４ｂを配置し、電動パワーステアリングのモータ制御装置１２側にネジが突き出さない形状とすることが望ましい。これにより、金属製筐体４とモータ１１との間にできる二つの隙間の空間を有効に利用することができる。なお、ここでいう中心軸と並行とは、誤差を許容しない厳密な並行を意味せず、金属製筐体４とモータ１１との間の空間にネジを挿入することが可能であればよい。ネジの向きは、図の向き以外にも、反対向きでモータ１１のフランジ側から電動パワーステアリングのモータ制御装置１２を固定してもよい。
【００２２】
金属製筐体４の突起部の形状は、モータ１１の円筒状の曲面と隙間なく接し、同心円のＲ形状４ｃにするのが空間を有効に利用する上で好ましい。しかし、金属製筐体４は切削加工で製造される場合もあるが、製造数が多い場合には切削加工より部品の値段を安くできるダイカスト型など型を使用した鋳造法で製造する場合も多く、金属製筐体４は場合によってはＲ局面を加工するよりも面で構成された形状の方が切削加工のし易さ、型の加工と型のメンテナンスのし易さなど生産性が良くなるなどの理由で、図７に示す断面図および図８に示す斜視図の二本の三角柱形状４ｅまたは図９に示す断面図および図１０に示す斜視図の二本の台形柱形状４ｆのように同心円のＲ形状でなくてもよい。
【００２３】
また、図５および図６，図７および図８，図９および図１０の突起部を基本形状とし、図１１に示す断面図のように、表面積を拡大させて放熱性を良くするなどの理由で突起部に溝や穴などの形状４ｇを設けてもよい。
【００２４】
また、ダイカスト型で製造する場合には、金属製筐体４がダイカスト型から抜け易くなることや、角部が無くなることで製造工程で接触が考えられる治工具類へのキズ付けや輸送時の包装部材へのキズ付けなどを抑制できることにより生産性が良くなる、また取り扱い時の怪我を防げるなどの理由で、突起部の角部をＲ面取りまたはＣ面取りした形状としてもよい。
【００２５】
この突起部は、モータ１１の円筒側面との接触による振動や音の発生があってはならないため、突起部とモータ１１の間に接触させないためのクリアランスを持つ必要がある。接触させないためには、モータ１１の外観寸法のばらつき、電動パワーステアリングのモータ制御装置１２の外観寸法のばらつきや、モータ１１と電動パワーステアリングのモータ制御装置１２との組付け寸法のばらつき等を考慮する必要があり、この構造を採用するには、クリアランスは１mm以上であることが好ましい。
【００２６】
１mm以上とした理由は、このクリアランスに影響する部品の公差を一般的な普通公差（ＪＩＳ  Ｂ０４０５−１９９１普通寸法公差（中級））として足した結果±１mmとなり、この公差から接触しない最小寸法は１mmとなるためである。
【００２７】
また、図２，図３および図４に示すように信号コネクタ５および電源コネクタ６は、モータ１１の後部で突き出す位置から取り出しており、信号コネクタ５および電源コネクタ６を横一列に並べているため、ケーブルなどの配線スペースとしてモータ１１の周りの空間を有効に利用することができる。また、信号コネクタ５および電源コネクタ６は、モータ１１の後部以外の側面部で突き出す位置から取り出してもよい。すなわち、信号コネクタ５および電源コネクタ６は、モータ１１の端部より外側に設けられている。
【００２８】
このように、モータの周りの空間を有効に利用する形状とすることで、電動パワーステアリング装置および車両の電動パワーステアリング装置を設置する空間を小型化できる。
【００２９】
次に、図１２を用いて、本実施形態による電動パワーステアリングのモータ制御装置１２を用いたシステム構成について説明する。図１２は、本発明の一実施形態による電動パワーステアリングのモータ制御装置１２を用いた電動パワーステアリング装置の構成を示すシステム構成図である。電動パワーステアリング装置は車両に搭載される。この車両は、乗用車やトラックや作業用車両など、ステアリングを有するすべての車両が含まれる。
【００３０】
ステアリングＳＴを回転させると、その回転駆動力は、ロッドＲＯを介して、マニュアルステアリングギアＳＴＧにより減速して、左右のタイロッドＴＲ１，ＴＲ２に伝達し、左右の車輪ＷＨ１，ＷＨ２に伝達され、左右の車輪ＷＨ１，ＷＨ２を舵取りする。
【００３１】
本実施形態によるモータ１１は、ロッドＲＯの近傍に取り付けられており、ギアＧＥを介して、その駆動力をマニュアルステアリングギアＳＴＧに伝達する。ロッドＲＯには、トルクセンサＴＳが取り付けられており、ステアリングＳＴに与えられた回転駆動力（トルク）を検出する。
【００３２】
電動パワーステアリングのモータ制御装置１２は、トルクセンサＴＳの出力および図示していないが車両の車速センサの出力に基づいてモータ１１の目標トルクを算出する。この算出において、モータ１１の回転速度や回転加速度をさらに考慮してモータ１１の目標トルクを算出しても良く、この方がより最適なあるいはフィーリングの優れた制御が可能となる。また安全面からモータ１１の温度や電流値を検出し、モータ１１の出力トルクである電流値が目標トルクに相当する電流値となるようにモータ１１への通電電流を制御する。モータ制御装置１２およびモータ１１の電源は、バッテリＢＡから供給される。
【００３３】
なお、以上の構成は、ステアリングホイールの直ぐ下のステアリングコラムの部分にトルクセンサＴＳとトルクをアシストするモータ１１を置くものであるが、モータ１１をラック＆ピニオンギアの近傍に備えるラック型のパワーステアリングに対しても、本実施形態のモータ１１および前述の電動パワーステアリングのモータ制御装置１２をそのまま使用できる。
【符号の説明】
【００３４】
１  制御モジュール
２  パワーモジュール
３  カバー
４  金属製筐体
４ａ  放熱面
４ｂ  固定部
４ｃ  Ｒ形状
４ｄ  突起部形状
４ｅ  三角柱形状
４ｆ  台形柱形状
４ｇ  溝や穴などの形状
４ｈ  Ｒ面取りまたはＣ面取り形状
５  信号コネクタ
６  電源コネクタ
７  半導体スイッチング素子
８  信号用リードフレーム
９  パワーリードフレーム
１０  モータ出力端子
１１  モータ
１２  モータ制御装置
１３  ネジ
ＢＡ  バッテリ
ＧＥ  ギア
ＲＯ  ロッド
ＳＴ  ステアリング
ＳＴＧ  マニュアルステアリングギア
ＴＲ１，ＴＲ２  タイロッド
ＴＳ  トルクセンサ
ＷＨ１，ＷＨ２  車輪
【図１】
2012153243.tif 000003
【図２】
2012153243.tif 000004
【図３】
2012153243.tif 000005
【図４】
2012153243.tif 000006
【図５】
2012153243.tif 000007
【図６】
2012153243.tif 000008
【図７】
2012153243.tif 000009
【図８】
2012153243.tif 000010
【図９】
2012153243.tif 000011
【図１０】
2012153243.tif 000012
【図１１】
2012153243.tif 000013
【図１２】
2012153243.tif 000014