(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータが発生する駆動力を車両のステアリング機構に与えて操舵補助を行う電動パワーステアリング装置であって、
前記電動モータを収容するモータハウジングと、
前記モータハウジングの外部に接触させて固定された基板ケースと、
前記電動モータの制御に必要な情報を取得するためのセンサと、
前記基板ケース内に収容され、前記センサからの信号を処理するセンサ信号処理回路を有する基板と、
この基板に取り付けられており、前記電動モータの制御に必要な温度情報を取得するための温度検出手段と
を含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記温度検出手段は、前記センサ信号処理回路の接地ラインに接続されていることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記センサ信号処理回路による処理後の信号および温度検出手段の検出信号に基づいて前記電動モータを制御するモータ制御手段をさらに含むことを特徴とする請求項１または２記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動モータが発生する駆動力を車両のステアリング機構に与えて操舵補助を行う電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両のステアリング機構に電動モータが発生するトルク（操舵補助力）を伝達することにより、操舵の補助を行う電動パワーステアリング装置が用いられている。電動モータは、たとえば、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクおよび車速に応じて電流指令値が設定され、この設定された電流指令値に基づいてフィードバック制御されるようになっており、これにより、適切な操舵補助力がステアリング機構に与えられる。
【０００３】
このような電動パワーステアリング装置においては、操舵補助が頻繁に行われるような状況下での走行が長時間続けられると、電動モータに比較的大きな電流が通電され続けるために、電動モータが異常高温状態になって故障するおそれがある。そこで、従来から、電動モータを覆うハウジングの内部に感熱素子を取り付け、この感熱素子の検出温度に基づいて電流指令値を制限するといったようなモータ保護対策がとられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電動モータのハウジング内に感熱素子を取り付ける場合、たとえば、感熱素子の＋端子および−端子から延びたリード線をハウジングの外部に引き出さなければならない。そして、リード線とハウジングとの間は、モータ内部への水分などの浸入を防止するためにシールしておく必要がある。したがって、従来の電動パワーステアリング装置においては、感熱素子の取付けに手間がかかり、コストが高くつくという問題があった。
【０００５】
また、電動モータのハウジング内に感熱素子を配置するのではなく、たとえば、車体の電動モータから少し離れた箇所に感熱素子を取り付けて、この感熱素子により電動モータの雰囲気温度を検出し、その雰囲気温度と電動モータの通電電流より、電動モータの温度を計算する構成が考えられる。しかしながら、この構成では、感熱素子を水分などから保護するために、たとえば、車体に密封構造のケースを取り付け、このケース内に感熱素子を取り付けなければならず、やはり感熱素子の取付けに手間がかかってしまう。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、感熱素子などの温度検出手段の取付けに要する手間を軽減でき、これによりコストの低減を図ることができる電動パワーステアリング装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、電動モータ（Ｍ）が発生する駆動力を車両のステアリング機構（３）に与えて操舵補助を行う電動パワーステアリング装置であって、前記電動モータを収容するモータハウジング（Ｈ）と、前記モータハウジングの外部に接触させて固定された基板ケース（７）と、前記電動モータの制御に必要な情報を取得するためのセンサ（５）と、前記基板ケース内に収容され、前記センサからの信号を処理するセンサ信号処理回路（６１）を有する基板（６）と、この基板に取り付けられており、前記電動モータの制御に必要な温度情報を取得するための温度検出手段（９）とを含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置である。
【０００８】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じである。
電動モータの雰囲気温度の変化に伴ってモータハウジングの温度が変化すると、このモータハウジングの熱が基板ケースに伝搬し、基板ケース内の雰囲気温度がモータハウジングの温度変化に伴って変化する。この発明によれば、温度検出手段は、基板ケース内に収容された基板に取り付けられている。したがって、温度検出手段が基板ケース内の雰囲気温度を検出し、その雰囲気温度と電動モータの通電電流より、電動モータの温度を計算することにより、電動モータの温度変化を間接的に検出することができる。ゆえに、たとえば、温度検出手段の検出結果に基づいて、電動モータに流れる電流に制限を加えることによって、電動モータが異常高温状態になることを良好に抑制することができる。
【０００９】
また、温度検出手段として、自動実装装置を用いて基板に自動実装を行うことができる基板実装用の温度センサを用いることにより、温度検出手段の取付けに要する手間を軽減することができ、その結果、製造コストを低減することができる。
なお、前記基板は、防水構造を有するケース内に収容されていることが好ましく、そのケースは、熱伝導性の優れた材料を用いて形成されていることが好ましい。基板がケース内に収容されている場合、温度検出手段の検出信号を取り出すための信号線をケースから引き出す必要があるが、この信号線は、たとえば、センサ信号処理回路に接続された信号線が挿通されている防水グロメットに挿通することによってケースから引き出すことができる。ゆえに、温度検出手段を基板に取り付けたことによって、この基板を収容するケースの構造を変更する必要がないうえ、温度検出手段に接続された信号線の引き出しに手間がかかるといったこともない。
【００１０】
請求項２記載の発明は、前記温度検出手段は、前記センサ信号処理回路の接地ライン（６３）に接続されていることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置である。
この発明によれば、温度検出手段の一方端子を接地するために、この一方端子に外部の接地ラインに接続されたリード線を接続する必要がないので、温度検出手段を電動モータの内部に配置した従来構成に比べて、必要なリード線の本数を１本減らすことができ、電動パワーステアリング装置のコストの低減を図ることができる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、前記センサ信号処理回路による処理後の信号および温度検出手段の検出信号に基づいて前記電動モータを制御するモータ制御手段（８）をさらに含むことを特徴とする請求項１または２記載の電動パワーステアリング装置である。
この請求項３に記載されているモータ制御手段を備えることにより、温度検出手段の検出結果に基づいて電動モータに流れる電流に制限を加えるといった制御を実現でき、電動モータが異常高温状態になることを抑制できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の電気的構成を示すブロック図である。ステアリングホイール１に加えられた操舵トルクは、ステアリングシャフト２を介してステアリング機構３に機械的に伝達され、このとき、ステアリング機構３に電動モータＭからトルク（操舵補助力）が与えられることによって操舵補助が達成されるようになっている。電動モータＭは、たとえば、アルミニウム製のモータハウジングＨ内に収容されている。
【００１３】
ステアリングシャフト２は、ステアリングホイール１側に結合された入力軸２Ａと、ステアリング機構３側に結合された出力軸２Ｂとに分割されていて、これらの入力軸２Ａおよび出力軸２Ｂは、トーションバー４によって互いに連結されている。トーションバー４は、操舵トルクに応じてねじれを生じるものであり、このねじれの方向および量は、トルクセンサ５によって検出されるようになっている。トルクセンサ５としては、たとえば、入力軸２Ａと出力軸２Ｂとの回転方向の位置関係の変化に応じて変化する磁気抵抗を検出する磁気式のものを用いることができる。
【００１４】
トルクセンサ５の出力信号は、センサ信号処理基板６に与えられている。具体的には、このセンサ信号処理基板６は、たとえば、モータハウジングＨに接触させて固定されたアルミニウム製の基板ケース７内に収容されている。センサ信号処理基板６には、トルクセンサ５の出力信号を増幅するための増幅回路６１が備えられており、トルクセンサ５の出力信号は、信号線５１を介して増幅回路６１に入力されている。そして、増幅回路６１で増幅された信号は、信号線６２を介してコントローラ８（ＥＣＵ）に入力されるようになっている。
【００１５】
センサ信号処理基板６にはまた、このセンサ信号処理基板６の周囲の温度を検出する温度センサ９が実装されている。この温度センサ９は、サーミスタなどの感熱素子を樹脂やガラス等で封止して作製された基板実装用のものであり、たとえば自動実装装置を用いてセンサ信号処理基板６に自動実装することができる。したがって、温度センサ９の実装に手間がかかることはない。
また、この実施形態では、温度センサ９の−端子９１は、センサ信号処理基板６の接地ライン６３に接続されている。ゆえに、温度センサ９の−端子９１を接地するために、基板ケース７の外部の接地ラインに接続されたリード線を基板ケース７内に導入して−端子９１に接続する必要がない。よって、温度センサ９を電動モータＭの内部に配置した場合に比べて、必要なリード線の本数を１本減らすことができ、装置コストの低減を図ることができる。
【００１６】
一方、温度センサ９の＋端子は、信号線９３を介してコントローラ８に接続されており、コントローラ８には、温度センサ９で検出された温度に応じたレベルの信号が入力されるようになっている。この温度センサ９から延びた信号線９３は、増幅回路６１から延びた信号線６２およびトルクセンサ５の出力信号を増幅回路６１に入力するための信号線５１とともに束ねられて、たとえばゴム製の防水グロメット７１に挿通されている。そして、この防水グロメット７１は、基板ケース７に形成された開口部に液密的に嵌められており、これにより、基板ケース７の防水性が確保されている。
【００１７】
コントローラ８にはさらに、車速センサ１０からの信号も入力されるようになっている。コントローラ８は、トルクセンサ５および車速センサ１０の出力信号に基づいて、電動モータＭに流すべき電流値である電流指令値を設定し、この電流指令値と実際に電動モータＭに流れているモータ電流との偏差に基づいて、電動モータＭをフィードバック制御する。これにより、電動モータＭから適切なトルクが発生され、良好な操舵フィーリングを実現することができる。
【００１８】
また、コントローラ８は、電動モータＭが異常高温状態になるのを防止するために、温度センサ９で検出される温度と電動モータＭに通電される電流値より計算して求めた電動モータＭの温度が予め定める温度以上である場合には、その計算して求めた温度に応じて電流指令値に制限を加える。
すなわち、温度センサ９が収容された基板ケース７は、上記したように、モータハウジングＨと同じ材料であるアルミニウムを用いて形成されており、モータハウジングＨに固定されている。したがって、電動モータＭの雰囲気温度の変化に伴ってモータハウジングＨの温度が変化すると、このモータハウジングＨの熱が基板ケース７に伝搬し、基板ケース７内の雰囲気温度がモータハウジングＨの温度変化に伴って変化する。ゆえに、温度センサ９の検出温度は電動モータＭの雰囲気温度の変化に伴って変化するから、温度センサ９の検出温度と電動モータＭに通電される電流値より計算して求めた電動モータＭの温度に応じて電流指令値に制限を加えることにより、電動モータＭが異常高温状態になることを良好に抑制することができる。
【００１９】
以上のようにこの実施形態によれば、電動モータＭが異常高温状態になることを防止するための電流指令値制限制御に必要な温度センサ９が、電動モータＭの雰囲気温度が変化する基板ケース７内に設けられている。これにより、電動モータＭの温度変化を間接的に検出することができ、その検出結果に基づいて電流指令値に適切な制限を加えることができる。
また、温度センサ９は、基板ケース７内に収容されたセンサ信号処理基板６に自動実装されるから、温度センサ９の取付けに手間がかかることはない。さらに、温度センサ９の＋端子９２に接続された信号線９３は、信号線５１，６２とともに防水グロメット７１に挿通することにより基板ケース７の外部に引き出すことができるから、信号線９３を引き出すために基板ケース７の構造を変更する必要がないうえ、信号線９３の引き出しに手間がかかるといったこともない。
【００２０】
さらに、この実施形態によれば、センサ信号処理基板６には温度センサ９のみを追加実装するだけであるから、センサ信号処理基板６の構成を大きく変更する必要はなく、センサ信号処理基板６のコストアップを招くおそれはない。
さらにまた、この実施形態では、増幅回路６１と温度センサ９とが接地ライン６３を共用しているから、温度センサ９を電動モータＭの内部に配置した場合に比べて、必要なリード線の本数を１本減らすことができ、電動パワーステアリング装置のコストの低減を図ることができる。
【００２１】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することもできる。たとえば、上述の実施形態では、トルクセンサ５からの信号を処理するためのセンサ信号処理基板６に温度センサ９が実装されるとしたが、電動モータＭの雰囲気温度の変化に伴って温度が変化する雰囲気中に配置されている処理基板であれば、トルクセンサ５以外のセンサ（たとえば、車速センサ１０やステアリングホイール１の操舵角度を検出する舵角センサなど）からの出力信号を処理するためのセンサ信号処理基板に温度センサ９が実装されてもよい。
【００２２】
また、上述の実施形態では、基板ケース７はアルミニウムで構成されているとしたが、アルミニウム以外の熱伝導性に優れた材料で基板ケース７が構成されてもよい。
その他、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
３    ステアリング機構
５    トルクセンサ
６    センサ信号処理基板
７    基板ケース
８    コントローラ（モータ制御手段）
９    温度センサ
１０  車速センサ
５１  信号線
６１  増幅回路（センサ信号処理回路）
６２  信号線
６３  接地ライン
７１  防水グロメット
９３  信号線
Ｈ    モータハウジング
Ｍ    電動モータ
【図１】
0003843202.tif 000002