JP2007186145A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
操舵補助力の高出力化に対して低コストで適用可能であり、かつ、仕様変更が生じた際の変更部分を最小限に抑えることができる電動パワーステアリング装置のコントロールユニットを提供する。
【解決手段】
操舵補助用の電動モータの駆動を制御するコントロールユニットを備えた電動パワーステアリング装置において、コントロールユニットの基板部を、該基板部の放熱機能を備えたベース部と、該ベース部の上部開口を覆うように配されたカバー部とで構成されたケース内に収納し、かつ、コントロールユニットを固定するためのブラケットを、ベース部に取り付けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動パワーステアリングのコントロールユニットに関し、より詳細には、支持構造を改良して信頼性の向上を図ったコントロールユニットに関する。

一般に、電動パワーステアリング装置には、トルクセンサにより検出された操舵トルクなどに応じて、操舵補助用の電動モータの駆動を制御するコントロールユニット（ＥＣＵ）が備えられている。

この種のコントロールユニットは、例えば特許文献１などに開示されており、図３は、従来のコントロールユニットの構造を示す分解斜視図である。同図において、コントロールユニット（ＥＣＵ）１００の制御回路は、マイコンおよびその周辺回路用としての基板１０１（以下、制御基板という）と、電動モータの駆動回路としてパワー素子などを実装するための基板１０２（以下、駆動基板という）とからなる２枚の基盤構造で構成されている。

制御基板１０１には、マイコンチップやその入出力回路を構成するトランジスタ等の回路部品、電源回路や電解コンデンサなどの回路要素、さらにはトルクセンサからの信号を受けたり、電動モータなどに制御信号を送るための外部接続用コネクタ１０３，１０４，１０５，１０６など、比較的小電流の部品が実装される。一方、駆動基板１０２には、発熱部品である半導体スイッチング素子１０７やシャント抵抗などの比較的大電流の部品が実装されている。そのため、駆動基板１０２が配されるケースのベース部１０８には、放熱部材が取り付けられている。

また、ベース部１０８には、該ベース部１０８の上面開口を覆うカバー部１０９が配される。このカバー部１０９には、車体への固定用の脚部材（ブラケット）１１０，１１１が、スポット溶接やネジ止めなどによって固定されている。

特開２００３−１１８２９号公報

近年、電動パワーステアリング装置のＥＣＵは、操舵補助力の高出力化にともなって、駆動基板１０２のパワー素子などで発生した熱をより多く放熱可能にするために、ヒートシンク部材であるベース部１０８の重量を増加する傾向にある。その結果、ＥＣＵの全体重量が増加するため、ＥＣＵの支持構造に対して高い強度が求められている。

しかしながら、上記のような従来のＥＣＵ１００では、比較的強度が低いカバー部１０９にブラケット１１０，１１１を取り付ける構造になっているため、カバーそのものの強度を高める必要がある。これにより、ベース部１０８の重量だけでなく、カバー部１０９の重量も増加するため、ＥＣＵ１００の全体重量がさらに増加して、製造コストが嵩んでしまうという問題があった。

また、この種のＥＣＵでは、電動パワーステアリング装置が右ハンドル車（ＲＨＤ）用か左ハンドル車（ＬＨＤ）用かによって、ブラケット１１０，１１１の形状が異なる。ところが、上記のようなＥＣＵ１００では、このように一部の仕様が異なると、カバー部１０９全体の設計変更を余儀なくされるという問題があった。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、操舵補助力の高出力化に対して低コストで適用可能であり、かつ、仕様変更が生じた際の変更部分を最小限に抑えることができる電動パワーステアリング装置のコントロールユニットを提供することにある。

本発明の上記目的は、操舵補助用の電動モータの駆動を制御するコントロールユニットを備えた電動パワーステアリング装置において、前記コントロールユニットの基板部を、該基板部の放熱機能を備えたベース部と、該ベース部の上部開口を覆うように配されたカバー部とで構成されたケース内に収納し、かつ、前記コントロールユニットを固定するためのブラケットを、前記ベース部に取り付けたことにより、達成される。

また、上記目的は、前記ブラケットを、ネジで固定することによって前記ベース部に取り付けるようにし、かつ、前記ベース部に前記ネジと螺合する複数のネジ止め部を備え、形状の異なる数種類のブラケットの取り付けに対応できるようにしたことにより、効果的に達成される。

本発明に係る電動パワーステアリング装置のコントロールユニット（ＥＣＵ）によると、ＥＣＵを固定するためのブラケットは、ヒートシンク部材であるベース部に備えられている。これにより、操舵補助力の高出力化にともなってヒートシンク部材の重量が増加しても、安定したコントロールユニットの支持を維持することができる。しかも、従来のＥＣＵのように、ヒートシンク部材以外の重量を増加しなくてもよいので、操舵補助力の高出力化に適用可能なＥＣＵを低コストで製造することができる。

また、ブラケットが固定されるベース部には、形状の異なる数種類のブラケットの取り付けに対応できるように、複数のネジ止め部が備えられている。これにより、例えば右ハンドル車用と左ハンドル車用とで異なる形状のブラケットを用いる場合でも、基板部やケースなどのブラケット以外のモジュールを共通化することができ、ＥＣＵの製造コストおよび労力の軽減を図ることができる。

以下、図面を参照にしながら、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す説明図である。同図において、電動パワーステアリング装置１の動力伝達部では、先端側（図１左側）でステアリングホイール（図示せず）に連結するステアリングシャフト２が、筒状のステアリングコラム３内に回転自在に支持されている。このステアリングコラム３は、ブラケット４を介して車両内に取り付けられる。

また、ステアリングコラム３の基端側（図１右側）には、操舵補助用の電動モータ５とギヤボックス６が配されている。このギヤボックス６内には、電動モータ４の回転を減速してステアリングシャフト２に伝達するための減速機構（ウォーム減速機など）が収納されている。

また、ステアリングコラム３が取り付けられる車両内には、電動モータ５の駆動を制御するコントローラを収納したコントロールユニット（ＥＣＵ）７が取り付けられている。このＥＣＵ７は、ステアリングシャフト２に入力された操舵トルクや車速などの信号を各種センサから入力し、これらの信号に基づいて、電動モータ５の回転などを制御するようになっている。

次に、上記ＥＣＵ７の内部構成について、図２の分解斜視図を参照にしながら説明する。同図に示すように、ＥＣＵ７のケース１０は、基部を形成するベース部１１と、該ベース部１１の上部開口を覆うように配されたカバー部１２とから構成されている。

このケース１０内に収納される基板部１４は、大別すると、マイコンおよびその周辺回路用基板としての制御基板１５と、電動モータ５の駆動回路用基板としての駆動基板１６と、基板１５，１６と接続され、チョークコイル、電解コンデンサ、およびパワーリレー等の大電流が流れる部品を実装するとともに、電源コネクタおよびモータコネクタをインサート成型したコネクタ基板１７とから構成されている。すなわち、制御基板１５が、トルクセンサや車速センサなどの各種センサからの信号に基づいてアシスト量を演算し、電動モータ５への電流が、コネクタ基板１７にインサート成型された電源コネクタ、チョークコイル、電解コンデンサ、およびパワーリレー等の大電流部品を経て、駆動基板１６で調整され、再びコネクタ基板１７のモータコネクタを介して電動モータ５に供給されるようになっている。

また、基板部１４のうち駆動基板１６には、半導体スイッチング素子やシャント抵抗などの発熱性部品が取付けられるため、該駆動基板１６は、金属やセラミックなどの熱伝導性の高い材料で形成されている。そして、この駆動基板１６で発生した熱は、ヒートシンク部材としての機能を備えているベース部１１から外部に放出される。

また、ベース部１１には、ＥＣＵ７を車両内に固定するためのブラケット１８，１８が、ネジ穴１９に嵌挿されたネジ２０をベース部１１の下面に配されたネジ止め部２１に螺合することによって固定される。このブラケット１８は、例えば電動パワーステアリング装置１が右ハンドル車（ＲＨＤ）用か左ハンドル車（ＬＨＤ）用かによって形状が異なる場合がある。そのため、本実施形態では、形状の異なるブラケット１８の取り付けに対応できるように、ベース部１１の下面には複数のネジ止め部２１，２１が配されている。したがって、このように形状の異なるブラケットを用いる場合には、ブラケット１８だけを変更すればよく、ブラケット１８以外のモジュールは、そのままの仕様で製造し、組み立てることができる。

以上のように、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置１では、ＥＣＵ７を固定するためのブラケット１８を、ヒートシンク部材であるベース部１１に取付けるようにした。すなわち、操舵補助力の高出力化にともなってヒートシンク部材の重量が増加しても、本実施形態のＥＣＵ７の支持構造では、そのヒートシンク部材であるベース部１１にブラケット１８を取り付ける構造になっているので、ベース部１１以外の部材に対して強度を向上するための重量増加などを施すことなく、ＥＣＵ７の安定した支持を維持することができる。つまり、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置１によれば、操舵補助力の高出力化に適用可能なＥＣＵ７を、全体重量の増加を抑えて低コストに製造することができる。

以上、本発明の実施形態について具体的に説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す説明図である。 図１の電動パワーステアリング装置においてコントロールユニットの内部構成を示す分解斜視図である。 従来の電動パワーステアリング装置において制御部の内部構成を示す分解斜視図である。

符号の説明

１ 電動パワーステアリング装置
７ コントロールユニット（ＥＣＵ）
１０ ケース
１１ ベース部
１２ カバー部
１４ 基板部
１５ 制御基板
１６ 駆動基板
１７ コネクタ基板
１８ ブラケット
２０ ネジ
２１ ネジ止め部

Claims (2)

1. 操舵補助用の電動モータの駆動を制御するコントロールユニットを備えた電動パワーステアリング装置であって、
   前記コントロールユニットの基板部は、該基板部の放熱機能を備えたベース部と、該ベース部の上部開口を覆うように配されたカバー部とで構成されたケース内に収納され、かつ、
   前記コントロールユニットを固定するためのブラケットは、前記ベース部に取り付けられたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記ブラケットは、ネジで固定することによって前記ベース部に取り付けられるものであり、かつ、
   前記ベース部は、前記ネジと螺合する複数のネジ止め部を備え、形状の異なる数種類のブラケットの取り付けに対応できるようにした請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。

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