JP2007276652A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを増加することなく、車室側に伝播される電動モータの騒音を容易に抑制す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。
【解決手段】ステアリングホイールに連結されたステアリングシャフトに対して操舵補助力を付与する電動モータと、該電動モータの駆動を制御するコントロールユニットとを備える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を、ステアリングホイールと電動モータとの間を遮るように配した。
【選択図】図２

Description

本発明は、操舵補助トルクの発生源として電動モータを用いた電動パワーステアリング装置に関し、より詳細には、電動モータと該電動モータの駆動を制御するコントロールユニット（ＥＣＵ）のレイアウトの改良に関する。

車両などに搭載される電動パワーステアリング装置では、ステアリングホイールを介して付与された操舵トルクに応じて電動モータを駆動し、この電動モータの回転が減速機構を介して操舵機構に伝達されることにより、車両の操舵を補助するようになっている。この操舵補助用の電動モータは、ＣＰＵ（ＭＰＵを含む）などで構成されたコントロールユニットに電気的に接続され、該コントロールユニットによって駆動を制御される。

このような構成からなる電動パワーステアリング装置は、例えば特許文献１や特許文献２に開示されている。図４は、従来の電動パワーステアリング装置のコラム部を示す斜視図である。同図において、電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイール１０１に連結されたステアリングシャフト１０２と、該ステアリングシャフト１０２を回転自在に支持するステアリングコラム１０３と、ステアリングシャフト１０２に操舵補助力を付与する電動モータ１０４と、該電動モータ１０４の駆動電流を制御するコントロールユニット１０５とを備え、電動モータ１０４およびコントロールユニット１０５が、ステアリング機構の取付部材としてステアリングコラム１０３に装着されたコラムアシストタイプのものである。

ステアリングコラム１０３は、ステアリングシャフト１０１側のインナコラム１０６と、該インナコラム１０６を内嵌可能なアウタコラムを有するハウジング１０７とからなり、ハウジング１０７内には、電動モータ１０４の回転を減速してステアリングシャフト１０２に伝達する減速機構が収納されている。

また、コントロールユニット１０５は、コネクタ１０８を介してトルクセンサや車速センサなどに接続され、これらの各種センサから出力された信号に応じて電動モータ１０４の駆動電流を制御するようになっている。なお、図４中の符号１０９は、ステアリングコラム１０３を車体側部材に取り付けるためのブラケットである。

特開平１１−０１１３２９号公報 特開２００３−１１８６０１号公報 特開２００１−１２８４１０号公報

ところで、この種の電動パワーステアリング装置に組み付けられる電動モータ１０４は、機械的あるいは電気的な加振を受けると振動・騒音を生じるが、その振動・騒音の特性は、電動モータ１０４を電動パワーステアリング装置に組み付けて初めてわかるものであり、事前に予測するのは困難であった。このような振動・騒音特性を改善するために電動モータ１０４の構造を改良するには、大規模な開発期間とコストを要した。したがって、従来の電動パワーステアリング装置では、電動モータ１０４により生じる騒音が、車室内の運転席や助手席にそのまま伝播されてしまう構造になっていたため、騒音の低減化が求められていた。

そこで、このような問題を解決する技術として、例えば特許文献３には、電動モータ（回転電機）に補強材を設けることによって、電動モータ自体を低振動化し、電動モータにより構成される装置の低騒音化を図ったものが開示されている。

しかしながら、特許文献３による電動モータを用いた電動パワーステアリング装置の場合、電動モータ自体を低騒音化構造とするだけであり、電動パワーステアリング装置全体の配設構造によっては、電動モータの騒音が車室内に伝播させ易い配設構造になってしまう、という問題があった。

また、特許文献３による電動モータを用いた場合、電動モータに補強材を設けることにより電動モータの製造コストが嵩んでしまうとともに、電動モータの内部構造が複雑化されることにより組立の作業性が低下するため、電動パワーステアリング装置の低コスト化を図るのが困難であった。

また、低騒音化構造がなされていない通常の電動モータを用いる場合に、車両側に防音壁あるいは吸音壁を配設することにより、低騒音化を図ることも考えられるが、この場合も、防音壁あるいは吸音壁を備えることにより、製造コストが増加してしまい、かつ、車両の重量が増加してしまう、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、製造コストを増加することなく、車室側に伝播される電動モータの騒音を容易に抑制す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にある。

本発明の上記目的は、ステアリングホイールに連結されたステアリングシャフトに対して操舵補助力を付与する電動モータと、該電動モータの駆動を制御するコントロールユニットとを備える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を、前記ステアリングホイールと前記電動モータとの間を遮るように配したことにより、達成される。

また、上記目的は、前記コントロールユニットを、前記電動モータに近接配置したことにより、効果的に達成される。

また、上記目的は、前記電動モータが、前記ステアリングホイール側から見た際に、前記コントロールユニットによって完全に隠れていることにより、効果的に達成される。

さらに、上記目的は、前記コントロールユニットを構成するハウジングが、少なくとも前記電動モータと対向する面に、吸音材あるいは吸音効果を有する複合材料を備えていることにより、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によると、電動モータの駆動を制御するコントロールユニットを、ステアリングホイールと電動モータとの間を遮るように配設した。これにより、電動モータの騒音がコントロールユニットによって遮音されるので、防音壁や吸音壁などを設けることなく、車室側に伝播される電動モータの騒音を容易に抑制することができる。この結果、電動モータから車室内に伝播される騒音の低減化を図った電動パワーステアリング装置を、低コストで提供することができる。

また、コントロールユニットを構成するハウジングの電動モータと対向する面に、吸音材あるいは吸音効果を有する複合材料を備えたことにより、電動モータからの放射音が吸収され、電動パワーステアリング装置の騒音をより低減化することができる。

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構成を示す機構図である。同図において、ステアリングホイール１に連結されたステアリングシャフト２は、ユニバーサルジョイント３，４およびラック・ピニオン機構５を経て、操向車輪のタイロッド６に結合されている。

また、電動パワーステアリング装置のコラム部には、ステアリングホイール１を介してステアリングシャフト２に入力された操舵トルクを検出するトルクセンサ７と、減速機構８を介してステアリングシャフト２に連結された操舵補助用の電動モータ９とが設けられている。

電動モータ９の駆動を制御するコントロールユニット（ＥＣＵ）１０には、バッテリ１１から電力が供給されるとともに、イグニションキー１２からイグニションキー信号が入力される。そして、コントロールユニット１０は、トルクセンサ７で検出された操舵トルク値Ｔと車速センサ１３で検出された車速Ｖとに基づいて、アシストマップ等を用いて操舵補助指令値Ｉの演算を行い、演算された操舵補助指令値Ｉに基づいて電動モータ９に供給する駆動電流を制御するようになっている。

図２は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置のコラム部を示す斜視図である。同図において、ステアリングシャフト２は、ステアリングコラム１４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１４は、略円筒上のインナコラム１５と、該インナコラム１５を内嵌可能なアウタコラムを有するハウジング１６とから構成されている。

ハウジング１６は、アルミ合金製の鋳物であり、電動モータ９の回転を減速してステアリングシャフト２に伝達する減速ギヤ等を含む減速機構８を内部に備えている。

電動モータ９は、ステアリングコラム１４のハウジング１６に装着される側の周囲にフランジ部１７を有する。このフランジ部１７は、電動モータ９の本体部分と電動モータ９の出力軸との境界位置に形成され、周方向に沿って等間隔に複数の取付穴が形成されている。そして、各取付穴には、着脱可能な機械的固定手段である固定ボルト１８，１８が挿入され、ハウジング１６の上部に形成されたタップ穴に締結される。これにより、電動モータ９は、ハウジング１６に固定される。

本実施形態に係る電動パワーステアリング装置では、電動モータ９の駆動電流を制御するコントロールユニット１０は、ステアリングホイール１と電動モータ９との間を遮るように配されている。このコントロールユニット１０は、電動モータ９のフランジ部１７の一部にボルトを介して固定され、出力端子（図示せず）が電動モータ９のバスバー（図示せず）に締結固定されることにより、電動モータ９に電気的に接続されている。すなわち、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置では、コントロールユニット１０が、電動モータ９とステアリングホイール１との間を遮るように、電動モータ９に近接配置された構造になっている。

図３は、電動モータ９とコントロールユニット１０を図２中の矢印III方向から見た概略側面図である。同図に示すように、コントロールユニット１０を構成するハウジング１９は、電動モータ９と対向する面１９ａに吸音材２０を備えている。この吸音材２０の素材としては、例えばグラスウールやウレタンフォームなど、吸音効果に優れているものが好ましい。

なお、本実施形態では、吸音材２０は、電動モータ９と対向する面１９ａにのみ備えられているが、これに限定されず、例えばコントロールユニット１０のハウジング１９の全表面に備えられていてもよい。また、吸音材２０として、上述した吸音効果を有する複数の素材を組み合わせた複合素材を用いてもよい。

また、コントロールユニット１０は、トルクセンサ７、車速センサ１３、バッテリ１１などに接続されるコネクタ部２１を備え、該コネクタ部２１を介して操舵トルク値Ｔや車速Ｖなどの信号が入力され、かつバッテリ１１から電力が供給される。このような構成からなるコントロールユニット１０では、操舵トルク値Ｔや車速Ｖなどの信号に基づいて操舵補助指令値Ｉが演算され、該操舵補助指令値Ｉに応じた駆動電流が出力端子およびバスバーを介して電動モータ９に供給されるようになっている。

なお、図２中の符号２２は、ステアリングコラム１４を車両側部材に取り付けるためのブラケットであるが、これらは周知の構成と同様であるので、ここではその説明を省略する。

以上のように、本実施形態では、電動モータ９の駆動を制御するコントロールユニット１０が、電動モータ９とステアリングホイール１との間を遮るように、電動モータ９に近接配置されている。これにより、ステアリングホイール１から見た際に、コントロールユニット１０によって電動モータ９が隠れ、ステアリングホイール１側に伝播される電動モータ９の騒音が低減される。この結果、車室内の運転者および同乗者に伝播される騒音が低減され、快適なドライブを行うことができる。

また、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置を用いれば、防音壁や吸音壁などの部材を設けることなく、車室側に伝播される電動モータ９の騒音を容易に抑制することができる。したがって、製造コストを増加することなく、電動モータ９の騒音が車室側に伝播されるのを抑制することができる。

さらに、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置では、コントロールユニット１０のハウジング１９が、少なくとも電動モータ９と対向する面１９ａに、吸音効果を有する吸音材２０を備えている。これにより、電動モータ９からの放射音が吸収され、より効果的に電動パワーステアリング装置の騒音の低減化を図ることができる。

なお、本実施形態では、ステアリングホイール１から見た際に、電動モータ９が完全に隠れるようにコントロールユニット１０を配したが、これに限定されず、例えば電動モータ９の一部が見えていても、同様の遮音効果を得ることができ、車室側に伝播される電動モータの騒音を低減することができる。

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構成を示す機構図である。 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コラム部を示す斜視図である。 上記コラム部に備えられた電動モータとコントロールユニットを図２中の矢印III方向から見た概略側面図である。 従来の電動パワーステアリング装置のコラム部を示す斜視図である。

符号の説明

１ ステアリングホイール
２ ステアリングシャフト
９ 電動モータ
１０ コントロールユニット（ＥＣＵ）
１９ （コントロールユニットの）ハウジング
２０ 吸音材

Claims (4)

1. ステアリングホイールに連結されたステアリングシャフトに対して操舵補助力を付与する電動モータと、該電動モータの駆動を制御するコントロールユニットとを備える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は、前記ステアリングホイールと前記電動モータとの間を遮るように配されたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記コントロールユニットは、前記電動モータに近接配置された請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記電動モータは、前記ステアリングホイール側から見た際に、前記コントロールユニットによって完全に隠れている請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記コントロールユニットを構成するハウジングは、少なくとも前記電動モータと対向する面に、吸音材あるいは吸音効果を有する複合材料を備えている請求項１ないし３の何れかに記載の電動パワーステアリング装置。

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