JP2007276742A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、操舵トルクが伝達されるステアリングシャフトを内装するステアリングコラムと、該ステアリングコラムに減速ギヤボックス内の減速機構を介して操舵補助力を伝達する電動モータとを備えた電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to an electric power steering apparatus including a steering column having a steering shaft to which a steering torque is transmitted, and an electric motor that transmits a steering assist force to the steering column via a reduction mechanism in a reduction gear box. .
従来の電動パワーステアリング装置としては、例えばラック軸が摺動自在に収容あるいは装着されるラックケース又はステアリングギヤボックスの一部にモータが収容され、前記モータを駆動制御する制御基板が収容されるハウジングがラックケース又はステアリングギヤボックスに形成され、ハウジングの開口に対向する底部に形成された取付ボスに前記開口から挿入された制御基板が当接されると、モータからハウジング内に突設されたモータ側接続端子に制御基板に設けられた基板接続端子が互いに接触して電気的に接続される電動パワーステアリング装置が提案されている(例えば特許文献1〜4参照)。ここで、外部からの電力供給や信号の入出力のためのコネクタは、ステアリングギヤボックスの近傍で飛び石などが当たらないようにハウジングの上面カバーにステアリングギヤボックスの入力軸と平行に突出形成され、コネクタ接続を上方から行うように構成されている。
As a conventional electric power steering device, for example, a motor is housed in a rack case or a steering gear box in which a rack shaft is slidably housed or mounted, and a control board for driving and controlling the motor is housed. Is formed in the rack case or the steering gear box, and the control board inserted from the opening is brought into contact with the mounting boss formed on the bottom portion facing the opening of the housing, the motor protruding from the motor into the housing There has been proposed an electric power steering device in which board connection terminals provided on a control board are in contact with each other and electrically connected to side connection terminals (see, for example,
しかしながら、上記特許文献1〜4に記載の従来例にあっては、ラックケースのモータケースとステアリングギヤボックスとの間にモータを駆動制御する制御基板を収容するハウジングが形成された構成を有するので、外部からの電力供給や信号の入出力のためのコネクタをステアリングギヤボックス寄りの上方に配置せざるを得ず、コネクタ位置で水滴や塵埃が侵入し易いと共に、ステアリングギヤボックスの近傍位置であるので、コネクタ接続の方向が一意に決まってしまうと共に、コネクタ接続の作業性が悪いという未解決の課題がある。
However, the conventional examples described in
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、コラム形の電動パワーステアリング装置で、コネクタ接続が容易で、水滴や塵埃の侵入を防止することができ、コネクタ接続の接続方向の自由度が高い上、コネクタがモータの発熱の影響も受けけることがないようにした電動パワーステアリング装置を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention has been made paying attention to the unsolved problems of the above-described conventional example, and it is a column-type electric power steering device that can be easily connected to a connector and can prevent water droplets and dust from entering. An object of the present invention is to provide an electric power steering device in which the degree of freedom of the connection direction of the connector connection is high and the connector is not affected by the heat generated by the motor.
上記目的を達成するために、請求項1に係る電動パワーステアリング装置は、操舵トルクが伝達されるステアリングシャフトを内装するステアリングコラムと、前記ステアリングシャフトに減速ギヤボックス内の減速機構を介して操舵補助力を伝達する電動モータとを備えた電動パワーステアリング装置であって、前記減速ギヤボックスに前記電動モータを駆動制御する制御回路を実装した回路基板を含む制御ユニットが装着され、該制御ユニットの車両内側及び車両外側の一方に前記電動モータが配設され、前記制御ユニットの車両内側及び車両外側の他方に外部接続コネクタと接続する接続コネクタが配設されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, an electric power steering apparatus according to a first aspect of the present invention includes a steering column having a steering shaft to which steering torque is transmitted, and a steering assist to the steering shaft via a reduction mechanism in a reduction gear box. An electric power steering apparatus including an electric motor for transmitting force, wherein a control unit including a circuit board on which a control circuit for driving and controlling the electric motor is mounted is mounted on the reduction gear box, and the vehicle of the control unit The electric motor is disposed on one of the inner side and the outer side of the vehicle, and a connection connector connected to an external connection connector is disposed on the other of the control unit on the inner side and the outer side of the vehicle.
また、請求項2に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1に係る発明において、前記接続コネクタは、前記外部接続コネクタとの接続方向が車両幅方向に設定されていることを特徴としている。
さらに、請求項3に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1又は2に係る発明において、前記接続コネクタは、互いに隣接する電源コネクタと信号コネクタとで構成されていることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the electric power steering apparatus according to the first aspect of the present invention, the connection direction of the connection connector with the external connection connector is set in the vehicle width direction.
Furthermore, the electric power steering apparatus according to a third aspect is characterized in that, in the invention according to the first or second aspect, the connection connector includes a power connector and a signal connector adjacent to each other.
さらにまた、請求項4に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1乃至3の何れか1つに係る発明において、前記制御ユニットの車両内側に電動モータが配設され、当該制御ユニットの車両外側に前記接続コネクタが配設されていることを特徴としている。
なおさらに、請求項5に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1乃至4の何れか1つに係る発明において、前記電動モータと前記制御ユニットとは接続端子及び端子台によって電気的に直接接続されていることを特徴としている。
Furthermore, an electric power steering apparatus according to a fourth aspect is the invention according to any one of the first to third aspects, wherein an electric motor is disposed on the vehicle inner side of the control unit, and on the vehicle outer side of the control unit. The connection connector is provided.
Still further, according to a fifth aspect of the present invention, there is provided an electric power steering apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the electric motor and the control unit are electrically directly connected by a connection terminal and a terminal block. It is characterized by having.
また、請求項6に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1乃至5の何れか1つに係る発明において、前記減速ギヤボックスは、前記電動モータが取付けられるモータ取付部を有し、当該電動モータの出力軸に連結されたウォームを収納するウォーム収納部と、前記ステアリングシャフトに連結されたウォームホイールを収納するウォームホイール収納部と、該ウォームホイール収納部と連接して前記トルクセンサを収納し且つステアリングコラムと連結するトルクセンサ収納部とを少なくとも有し、前記ウォーム収納部、ウォームホイール収納部及びトルクセンサ収納部の外周部に前記制御ユニットを装着する制御ユニット装着部が形成されていることを特徴としている。 According to a sixth aspect of the present invention, in the electric power steering device according to any one of the first to fifth aspects, the reduction gear box has a motor mounting portion to which the electric motor is mounted, and the electric motor A worm storage portion for storing a worm connected to the output shaft, a worm wheel storage portion for storing a worm wheel connected to the steering shaft, and storing the torque sensor connected to the worm wheel storage portion; A control unit mounting portion for mounting the control unit on the outer periphery of the worm storage portion, the worm wheel storage portion, and the torque sensor storage portion; and at least a torque sensor storage portion connected to the steering column. It is a feature.
さらに、請求項7に係る電動パワーステアリング装置は、請求項6に係る発明において、前記トルクセンサ収納部の先端をコラプス時のステアリングコラムの収縮ストッパとし、前記制御ユニット装着部に装着された制御ユニットの収縮ストッパ側端面位置が収縮ストッパよりウォームホイール収納部側に設定されていることを特徴としている。 Furthermore, an electric power steering apparatus according to a seventh aspect of the present invention is the control unit mounted on the control unit mounting portion in the invention according to the sixth aspect, wherein the tip of the torque sensor storage portion is used as a contraction stopper for a steering column during a collapse. The shrinking stopper side end face position is set closer to the worm wheel storage part side than the shrinking stopper.
本発明によれば、制御ユニットを減速ギヤボックスに設け、この制御ユニットの車両内側及び外側の一方に電動モータを取付け、制御ユニットの車両内側及び外側の他方に外部接続コネクタを設けるようにしたので、水滴や塵埃の侵入を防止することができると共に、外部接続コネクタの接続方向の自由度を大きくすることができ、さらに、コネクタ接続が容易で、コネクタ側で電動モータの発熱の影響も受けることがないという効果が得られる。
また、通常の車両ではエンジンルームの車室寄りの左右位置にアースポイントを設けるようにしているので、電源コネクタを車体外側に設けることにより、アースポイントとの接続距離を短くすることができる。
According to the present invention, the control unit is provided in the reduction gear box, the electric motor is attached to one of the vehicle inside and outside of the control unit, and the external connection connector is provided to the other of the control unit inside and outside the vehicle. In addition to preventing intrusion of water droplets and dust, the degree of freedom in the connection direction of the external connection connector can be increased, and the connector can be easily connected, and the connector side is also affected by the heat generated by the electric motor. The effect that there is no is obtained.
Further, in a normal vehicle, the ground point is provided at the left and right positions of the engine room near the passenger compartment. Therefore, the connection distance to the ground point can be shortened by providing the power connector on the outside of the vehicle body.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態を右ハンドル車に適用した場合の一例を示す斜視図、図2は正面図、図3は左側面図、図4は平面図、図5及び図6は要部の分解斜視図である。
図1において、1はコラム型の電動パワーステアリング装置であり、ステアリングホイール(図示せず)に連結されたステアリングシャフト2を回転自在に内装するステアリングコラム3に、減速ギヤボックス4が連結され、この減速ギヤボックス4に、軸方向がステアリングコラム3の軸方向と直交する方向に延長されたブラシモータで構成される電動モータ5が配設されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing an example in which one embodiment of the present invention is applied to a right-hand drive vehicle, FIG. 2 is a front view, FIG. 3 is a left side view, FIG. 4 is a plan view, and FIGS. It is a disassembled perspective view of the principal part.
In FIG. 1,
ここで、ステアリングコラム3は、減速ギヤボックス4との連結部にコラプス時の衝撃エネルギを吸収して所定のコラプスストロークを確保する内管3a及び外管3bの2重管構造となっている。そして、ステアリングコラム3の外管3b及び減速ギヤボックス4がアッパ取付ブラケット6及びロア取付ブラケット7によって車体側に取付けられている。ロアブラケット7は、車体側部材(図示せず)に取付けられる取付板部7aと、この取付板部7aの下面に所定間隔を保って平行に延長する一対の支持板部7bとで形成されている。そして、支持板部7bの先端が、減速ギヤボックス4の下端側即ち車体前方側に配設したカバー4aに一体形成された支持部4bに枢軸7cを介して回動自在に連結されている。
Here, the
また、アッパ取付ブラケット6は、車体側部材(図示せず)に取付けられる取付板部6aと、この取付板部6aに一体に形成された方形枠状支持部6bと、この方形枠状支持部6bに形成されたステアリングコラム3の外管3bを支持するチルト機構6cとを備えている。ここで、取付板部6aは、車体側部材(図示せず)に取付けられる左右一対のカプセル6dと、これらカプセル6dに樹脂インジェクション6eによって固定された摺動板部6fとで構成され、衝突時にステアリングコラム3に車体前方に移動させる衝撃力が作用することにより、カプセル6eに対して摺動板部6fが車体前方に摺動して樹脂インジェクション6eが剪断され、その剪断荷重がコラプス開始荷重となるように構成されている。また、チルト機構6cのチルトレバー6gを回動させることにより、支持状態を解除することにより、ステアリングコラム3をロア取付ブラケット7の枢軸7cを中心として上下にチルト位置調整可能とされている。
The
また、ステアリングシャフト2は、図7に示すように、上端がステアリングホイール(図示せず)に連結される入力軸2aと、この入力軸2aの下端にトーションバー2bを介して連結されたトーションバー2bを覆う出力軸2cとで構成されている。
As shown in FIG. 7, the
さらに、減速ギヤボックス4は、図5〜図7に示すように、高熱伝導性を有する材料例えばアルミニューム、アルミニューム合金、マグネシウム及びマグネシウム合金の何れか1つを例えばダイキャスト成型することにより形成されている。この減速ギヤボックス4は、電動モータ5の出力軸5aに連接されたウォーム11を収納するウォーム収納部12と、このウォーム収納部12の下側にその中心軸と直交する中心軸を有しウォーム11に噛合するウォームホイール13を収納するウォームホイール収納部14と、このウォームホイール収納部14の後方側に一体に同軸的に連結されたトルクセンサ15を収納するトルクセンサ収納部16と、ウォーム収納部12の開放端面に形成された電動モータ5を取付けるモータ装着部17と、トルクセンサ収納部16の後端面に形成されたステアリングコラム3の前端部に形成された取付フランジ2aを取付けるコラム取付部18と、ウォーム収納部12とウォームホイール収納部14の一部に跨がってウォームホイール収納部14及びトルクセンサ収納部16の中心軸線と直交する平面内に形成された制御ユニット19を装着する制御ユニット装着部20とを備えている。そして、減速ギヤボックス4が、コラム取付部18にステアリングコラム3の取付フランジ3cを当接させた状態でボルト18aによってステアリングコラム3に固定されている。
Further, as shown in FIGS. 5 to 7, the
ここで、トルクセンサ15は、図7に示すように、ステアリングシャフト2の入力軸2a及び出力軸2c間の捩じれ状態を磁気的に検出してステアリングシャフトに伝達された操舵トルクを一対の検出コイル15a及び15bで検出するように構成され、これら一対の検出コイル15a及び15bの巻き始め及び巻き終わりに夫々ステアリングコラム3の中心軸と直交する方向に平行に外部に突出する外部接続端子15c,15d及び15e,15fが接続され、これら外部接続端子15c〜15fの突出部が中央部でステアリングコラム3の中心軸と平行に折り曲げられてL字状に形成されている。
Here, as shown in FIG. 7, the
また、電動モータ5には、その取付フランジ部5bに近い位置における制御ユニット装着部20に装着された制御ユニット19に近接対向する位置に、内蔵するブラシに直結する接続端子としてのバスバー5c及び5dが電動モータ5の軸心方向と直角な車体後方に向け且つステアリングコラム3の中心軸と略平行となるように突出形成されている。これらバスバー5c及び5dの先端部に固定ネジを挿通する長孔5eが穿設されている。ここで、バスバー5c及び5dの夫々は、図8に示すように、底部中央にアーマチュア挿通孔を有する合成樹脂製のブラシ支持体5f内に互いに絶縁されて配設されて、2組のブラシ5g,5hに個別に接続された円弧状導体部5i及び5jと、これら円弧状導体部5i及び5jの互いに対向する一端から外方に平行に延長する端子部5m及び5nとから構成されている。そして、電動モータ5がその取付フランジ5bを減速ギヤボックス4のモータ装着部17に、その出力軸5aにウォーム11を連結すると共に、バスバー5c及び5dを車体後方に延長させて取付けられている。
The
さらに、減速ギヤボックス4に形成された制御ユニット装着部20は、図9を参照して明らかなように、ウォーム収納部12とその下側のウォームホイール収納部14の上部側とで平坦取付面20aが形成され、これとトルクセンサ収納部16の上面に形成した平坦取付面20aと直交する平坦面20bとで左側面から見てL字状に形成されている。また、モータ装着部17の後端面にも平坦取付面20aと平行でこの平坦取付面より後方側位置に幅狭のフレーム取付面20cが形成されている。そして、トルクセンサ収納部16における平坦面20bの左右方向の中央部からトルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fが突出されている。
Furthermore, the control
この制御ユニット装着部20に装着される制御ユニット19は、図5、図6及び図10に示すように、電動モータ5を駆動制御する電界効果トランジスタ等のパワースイッチング素子で構成されるHブリッジ回路やこのHブリッジ回路のパワースイッチング素子を駆動するパルス幅変調回路等を実装し、平坦取付面20aに放熱グリースを介して直接固定する熱伝導率の高い金属製のパワー基板23と、このパワー基板23を囲繞する長方形枠状の合成樹脂製フレーム24と、この合成樹脂製フレーム24の正面に取付けられるトルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fを直接挿通するスルーホール25a〜25dが穿設され、トルクセンサ15からのトルク検出値や図示しない車速センサからの車速検出値に基づいて操舵補助電流指令値を算出し、この操舵補助電流指令値と電動モータ5に出力するモータ電流の検出値とに基づいて電流フィードバック制御を行ってパワー基板23のパルス幅変調回路への電圧指令値を算出することにより、電動モータ5で発生させる操舵補助力を制御するマイクロコントロールユニット(MCU)やその周辺機器を実装した制御基板25と、パワー基板23、合成樹脂製フレーム24、制御基板25を覆うカバー26とで構成されている。
As shown in FIGS. 5, 6, and 10, the
ここで、合成樹脂製フレーム24は、長方形枠状のフレーム本体24aと、このフレーム本体24aの左端における電動モータ5のバスバー5c及び5dに対向する位置に突出形成された減速ギヤボックス4のフレーム取付面20cに固定する取付板部24bと、この取付板部24bからL字状に突出された電動モータ5のバスバー5c及び5dを電気的に接続する端子台24cと、フレーム本体24aの右端における中央位置に配設されたバッテリ(図示せず)に接続される電源コネクタ24d及び車体の各部の制御機器とのデータの授受を行うCANなどのネットワークに接続する信号コネクタ24eとが一体に構成されている。ここで、電源コネクタ24d及び信号コネクタ24eの夫々は、これらに接続する外部の接続コネクタの挿入方向が車体の右側面側から行うように右端側に接続コネクタ挿入開口が形成されている。
Here, the
そして、上記構成を有する制御ユニット19が、先ず、減速ギヤボックス4の制御ユニット装着部20における平坦取付面20aのパワー基板23の装着位置に放熱グリースを塗布してから、パワー基板23を放熱グリース上に載置して平坦取付面20aにビス止めし、次いで、合成樹脂製フレーム24を、パワー基板23の周囲を囲繞するように平坦取付面20a及びフレーム取付面20cに載置する。そして、合成樹脂製フレーム24の取付板部24bを減速ギヤボックス4のフレーム取付面20cに同様にビス止めする。その後又はその前に合成樹脂製フレーム24の正面側に制御基板25を、そのスルーホール25a〜25dにトルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fを挿通させてからビス止めし、次いで外部接続端子15c〜15fとスルーホール25a〜25dとを半田付けしてから最後にカバー26を平坦面25aに装着する。
The
その後、ステアリングコラム3、ステアリングシャフト2、ウォーム11、ウォームホイール13を組立て、最後に電動モータ5を組付け、バスバー5c及び5cを制御ユニット19の端子台24cにビス止めする。
このように、減速ギヤボックス4の制御ユニット装着部20に制御ユニット19を装着した状態で、制御ユニット19のカバー26の後端面位置と、減速ギヤボック4の最後端位置でコラプス時のステアリングコラム収縮時のストッパとなるステアリングコラム3の取付フランジ3cを固定するボルト18aの頭部より前方側に位置するように制御ユニット19の厚さ及び制御ユニット装着部20の平坦取付面20aの位置が設定されて、後述するコラプス時に制御ユニット19がコラプス時の移動部材と干渉しない位置に制御ユニット19が装着されている。
Thereafter, the
In this way, with the
また、制御ユニット19の電動モータ5と反対側即ち車両外側の右側面側に電源コネクタ24d及び信号コネクタ24eが配設されており、電動モータ5、制御ユニット19及び電源コネクタ24d及び信号コネクタ24eとが一直線上に配置されていることになり、電源コネクタ24d及び信号コネクタ24eへのバッテリ側コネクタ及びネットワーク側コネクタの接続が容易であると共に、電源コネクタ24dについては通常車両のエンジンルームの車室側左右位置に設けられているアースポイントに近い位置となり、電源コネクタ24dとアースポイントとの間のアース線の長さを短縮することができる。しかも、電源コネクタ24d及び信号コネクタ24eは共に対となるコネクタとの接続方向が水平方向となっており、水滴や塵埃の侵入を防止することができる。
Further, a
次に、上記実施形態の動作を説明する。
先ず、電動パワーステアリング装置1を組み付けるには、減速ギヤボックス4のトルクセンサ装着部16内に、トルクセンサ15をその外部接続端子15c〜15fの先端がステアリングコラム3の外周部に沿って車体後方に延長するように固定配置する。
次いで、減速ギヤボックス4の制御ユニット装着部20に制御ユニット19を装着する。この制御ユニット19の装着は、先ず、平坦取付面20aに放熱グリースを塗布してから放熱グリース上にパワー基板23を載置して平坦取付面20aにビス止めする。この状態で、パワー基板23を囲繞するように合成樹脂製フレーム24を平坦取付面20aに載置し、その取付板部24bを減速ギヤボックス4のフレーム取付面20cに接触させてビス止めする。さらに、合成樹脂製フレーム24の正面即ち車体後方側に制御基板25をそのスルーホール25a〜25dにトルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fを挿通させると共に、スルーホール25a〜25dとトルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fと半田付けしてからカバー26を装着することにより、制御ユニット19を構成する。
Next, the operation of the above embodiment will be described.
First, in order to assemble the electric
Next, the
次いで、減速ギヤボックス4にステアリングシャフト2、ステアリングコラム3、ウォーム11及びウォームホイール13等を装着してから最後に電動モータ5を減速ギヤボックス4のモータ取付部17に取付け、そのバスバー5c及び5dを制御ユニット19の端子台24cにビス止めする。
上述したように制御ユニット19を構成することにより、制御ユニット19の端子台24cに電動モータ5のバスバー5c及び5dを、モータハーネスを介することなく電気的に直接接続することができると共に、トルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fと制御基板25のスルーホール25a〜25dとを信号ケーブルを介することなく電気的に直接接続することができる。このため、制御ユニット19と電動モータ5及びトルクセンサ15との間の電気的接続長さを最小として、配線抵抗を最小とすることができ、電力損失を抑制することができると共に、電気ノイズが乗ることも低減することができる。
Next, after the
By configuring the
また、電動モータ及び制御ユニット間にモータハーネスを設ける必要がないので、モータハーネスから放射されるノイズが少なくなり、ラジオノイズに対する影響を軽減させることができる。
しかも、制御ユニット19における合成樹脂製フレーム24に形成した電動モータ5のバスバー5c及び5dに接続される端子台24eの近傍に取付板部24bが形成され、この取付板部24bが減速ギヤボックス4のモータ装着部17に形成したフレーム取付面20cに固定されるので、車両の振動によって端子台24cが減速ギヤボックス4とは異なる振動を生じて端子台24cに応力集中が生じることを抑制して、端子台24cの剛性を向上させることができる。
Moreover, since there is no need to provide a motor harness between the electric motor and the control unit, noise radiated from the motor harness is reduced, and the influence on radio noise can be reduced.
In addition, a mounting
また、制御ユニット19を構成する発熱を伴うパワー基板23がアルミニューム、アルミニューム合金、マグネシウム及びマグネシウム合金の何れか1つで形成された減速ギヤボックス4の制御ユニット装着部20における平坦取付面20aに放熱グリースを介して直接接触されているので、パワー基板の発熱を熱容量の大きいヒートマスとなる減速ギヤボックス4に放散することができ、パワー基板23が過熱状態となることを確実に防止することができる。
Further, the
さらに、減速ボックス4のトルクセンサ収納部16の上部に制御ユニット19を配置することにより、減速ギヤボックス4全体の軸方向長さを短縮して小型化を図ることができる。
そして、アッパ取付ブラケット6及びロア取付ブラケット7を車体側部材に取付けてから制御ユニット19の電源コネクタ24d及び信号コネクタ24eに夫々バッテリ及びアースポイントに接続された外部接続コネクタ及びCANなどのネットワークの接続コネクタを車体右側面側から装着することにより、電動パワーステアリング装置1の組み付けを完了する。
Furthermore, by arranging the
Then, after the
このように、電源コネクタ24d及び信号コネクタ24eへの外部接続コネクタの接続を車体外側となる右側面側から行うことができるので、両者の接続を容易に行うことができる。しかも、電源コネクタ24dについては通常車両のエンジンルームの車室側左右位置に設けられているアースポイントに近い位置となり、電源コネクタ24dとアースポイントとの間のアース線の長さを短縮することができる。さらに、電源コネクタ24d及び信号コネクタ24eは共に対となるコネクタとの接続方向が水平方向となっており、水滴や塵埃の侵入を防止することができる。
Thus, since the connection of the external connection connector to the
因みに、電源コネクタ24d及び信号コネクタ24eを制御ユニット19の上方に設ける場合には、車体側部材との間隔が狭くコネクタ接続の作業性が悪いと共に、水滴や塵埃が侵入し易いという不都合があるが、電源コネクタ24d及び信号コネクタ24eを車両外側方向に設けることにより、上記不都合を解消することができる。
また、電源コネクタ24d及び信号コネクタ24eを合成樹脂製フレーム24の、電動モータ4とは反対側に形成したので、発熱する電動モータ5の熱の影響を受けることが全くないと共に、合成樹脂製フレーム24の熱伝導率は低いので、より確実に電動モータ5の発熱の影響を遮断することができる。
Incidentally, when the
Further, since the
この正常状態では、アッパ取付ブラケット6では、図1に示すように、取付板部6aを構成するカプセル6dに摺動板部6fが樹脂インジェクション6eによって固定されている。
この電動パワーステアリング装置1の組み付けが完了すると、アッパ取付ブラケット6のチルトレバー6gを回動させることにより、チルトロック状態を解除し、この状態でステアリングコラム3をロア取付ブラケットの7の枢軸7cを中心として回動させることにより、チルト位置を調整することができる。
In this normal state, in the
When the assembly of the electric
そして、車両の図示しないイグニッションスイッチをオン状態としてパワー基板23及び制御基板25にバッテリから電力を供給すると、マイクロコントロールユニット(MCU)によって操舵補助制御処理が実行されて、トルクセンサ15及び図示しない車速センサの検出値に基づいて操舵補助電流指令値が算出される。この操舵補助電流指令値とモータ電流検出部で検出したモータ電流とに基づいて電流フィードバック処理を実行して、電圧指令値を算出する。この電圧指令値をパワー基板23のゲート駆動回路に供給してHブリッジ回路を制御することにより、電動モータ5にモータ駆動電流が流れて電動モータ5を正転又は逆転方向に必要とする操舵補助力を発生するように駆動する。
When power is supplied from the battery to the
このため、電動モータ5からステアリングホイールの操舵トルクに応じた操舵補助力が発生され、この操舵補助力がウォーム11及びウォームホイール13を介してステアリングシャフトの出力に伝達されることにより、ステアリングホイールを軽い操舵力で操舵することができる。
この状態で、コラプス発生時に図示しないステアリングホイールに乗員が接触して、ステアリングコラム3を前方に摺動させる衝撃力が作用すると、図12〜図14に示すように、アッパ取付ブラケット6のカプセル6dと摺動板部6fとの間の樹脂インジェクション6eが剪断されることにより、ステアリングコラム3の取付フランジ3c側で内管3aに対して外管3bが衝撃力を吸収しつつ摺動して収縮ストッパとしてのボルト18aの頭部に当接することにより必要なコラプスストロークを確保してステアリングコラム3が収縮する。
For this reason, a steering assist force corresponding to the steering torque of the steering wheel is generated from the
In this state, when an occupant comes into contact with a steering wheel (not shown) when collapse occurs and an impact force that slides the
このようにステアリングコラム3が収縮すると、その周辺に取付けてある部材が制御ユニット19に近接することになるが、この制御ユニット19は所定のコラプスストロークを確保した状態で移動部品と干渉しない位置に配置されているので、コラプスを妨げるように移動部品に干渉することはなく、必要なコラプスストロークを確保することができる。
When the
因みに、コラプス発生時のコラプスストロークを確保するために制御ユニット19も潰すことが考えられるが、この制御ユニット19は前述したように合成樹脂製フレーム24の潰れのコントロールが困難であり、コラプス時のエネルギー吸収量にバラツキが出てしまうという問題点があるが、本実施形態では、コラプスストロークの確保に制御ユニット19の潰れを考慮していないので、コラプス時に安定した設定値通りのエネルギー吸収量を確保することができる。
Incidentally, it is conceivable that the
なお、上記実施形態においては、合成樹脂製フレーム24の車両外側に電源コネクタ24d及び信号コネクタ24eを車両外側からコネクタ接続するように設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、外部コネクタの接続方向はステアリングコラム3の軸方向に沿った前後方向や下これと交差する方向など任意の方向に設定することができ、所望の接続方向に応じて電源コネクタ24d及び信号コネクタ24eをレイアウトすることができる。
In the above embodiment, the case where the
また、上記実施形態においては、電動モータ5のバスバー5c及び5dが直線的に延長している場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図15(a)に示すように、バスバー5c及び5dを一旦電動モータ5の軸方向に折り曲げてから軸方向と直交する方向に外方に延長させるようにしてもよく、この場合には、バスバー5c及び5dの折り曲げ部で弾性を確保することができるので、端子と端子台の接続時に発生する残留応力を緩和することができ、バスバー5c及び5dを長寿命化することができる。同様に、図15(b)に示すように、最初に電動モータ5の軸方向に突出させてから軸方向と直交する方向に外方に延長させるようにしてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
さらに、上記実施形態においては、電動モータ5にバスバー5c及び5dを設け、制御ユニット19に端子台24cを設ける場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電動モータ5に端子台を設け、制御ユニット19にバスバーを設けるようにしてもよく、また外部接続端子としてはバスバーに限らず、任意の電気的接続端子を適用することができる。
Furthermore, in the said embodiment, although the
さらにまた、上記実施形態においては、トルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fをL字状に折り曲げて制御基板25のスルーホール25a〜25dに挿通する場合にはついて説明したが、これに限定されるものではなく、スルーホール25a〜25dへの外部接続端子15c〜15fの挿通を容易にするために、スルーホール25a〜25dの外部接続端子15c〜15fの挿通側に漏斗状の案内面を有するガイド部材を設けるようにしてよい。
Furthermore, in the above embodiment, the case where the
なおさらに、上記実施形態においては、トルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fをL字状に形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、外部接続端子15c〜15fを直線状とし、制御基板25に形成した接続ランドに沿わせて半田付けやヒュージングなどで電気的に接続するようにしたり、外部接続端子をクリップ端子として制御基板25に挟着したりするようにしてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, the case where the
また、上記実施形態においては、減速ギヤボックス4の制御基板装着部20の平坦取付面20aがステアリングコラム3の中心軸と直交する平面である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、平坦取付面20aをステアリングコラム3の中心軸に対して直交する面に対して傾斜する面とするようにしてもよい。
さらに、上記実施形態においては、電動モータ5、制御ユニット19及びコネクタ24d,24eがステアリングコラム3の中心軸と直交する線に沿って一直線に配置されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ステアリングコラム3の中心軸と交差する線に沿って一直線に配置するようにしてもよい。
In the above embodiment, the case where the
Furthermore, in the above embodiment, the case where the
さらにまた、上記実施形態においては、制御ユニット19の電源コネクタ24d及び信号コネクタ24eがその接続用開口が右端側にある場合について説明したが、これに限定されるものではなく、接続用開口をステアリングコラム3の軸方向に沿う方向にとして、外部コネクタをステアリングコラム3の軸方向から装着するようにしてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the
なおさらに、上記実施形態においては、制御ユニット19を構成する場合に、先ず、パワー基板23を平坦取付面20aにビス止めしてから合成樹脂製フレーム24を固定し、この合成樹脂製フレーム24に制御基板25をビス止めするようにした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、合成樹脂製フレーム24にパワー基板23及び制御基板25を取付けてから合成樹脂製フレーム24を平坦取付面20aに固定するようにしてもよく、さらには合成樹脂製フレーム24の一部とパワー基板23とを共締めするようにしてもよい。
Still further, in the above embodiment, when the
また、上記実施形態においては、パワーモジュール基板23が高熱伝導率を有する金属基板で構成されている場合について説明したが、金属基板を別体として、パワーモジュール基板23を金属基板及び放熱グリースを介して制御ユニット装着部20の平坦取付面20aに取付けるようにしてもよく、さらには、金属基板で構成されたパワーモジュール基板23をさらに別体の金属基板及び放熱グリースを介して平坦取付面20aに装着するようにしてもよい。
In the above embodiment, the case where the
さらに、上記実施形態においては、電動モータ5としてブラシモータを適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ブラシレスモータを適用するようにしてもよく、この場合には、バスバー5c及び5dを各相の励磁コイルの給電側に接続すると共に、パワー基板23にブラシレスモータを駆動する例えば電界効果トランジスタ(FET)を有するインバータ回路及びインバータ回路の電界効果トランジスタのゲートをパルス幅変調信号で駆動するゲート駆動回路とを実装すればよい。
Furthermore, although the case where a brush motor is applied as the
さらにまた、上記実施形態においては、本発明を右ハンドル車に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、左ハンドル車に適用する場合には、減速ギヤボックス4、電動モータ5及び制御ユニット19の配置をステアリングコラム1の中心軸を通る垂直面を挟んで面対称に即ち制御ユニット19の右側に電動モータ4を配置し、制御ユニット19の電源コネクタ24d及び信号コネクタ24eを左側に配置すればよく、さらには電動モータ4を車両外側に、電源コネクタ24d及び信号コネクタ24eを車両内側に配置するようにしてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a right-hand drive vehicle has been described. However, the present invention is not limited to this, and when applied to a left-hand drive vehicle, the
さらにまた、上記実施形態においては、制御ユニット19の車両内側に電動モータ5を配置し、制御ユニット19の車両外側にコネクタ24d,24eを設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、車両のレイアウトによっては、制御ユニット19に対して電動モータ5を車両外側に、コネクタ24d,24eを車両内側に設けるようにしてもよく、要は制御ユニット19の電動モータ5とは反対側にコネクタ24d,24eを設けるようにすれば良いものである。
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the
1…電動パワーステアリング装置、2…ステアリングシャフト、3…ステアリングコラム、4…減速ギヤボックス、5…電動モータ、5c,5d…バスバー、6…アッパ取付ブラケット、7…ロア取付ブラケット、11…ウォーム、12…ウォーム収納部、13…ウォームホイール、14…ウォームホイール収納部、15…トルクセンサ、16…トルクセンサ収納部、17…モータ装着部、18…コラム取付部、19…制御ユニット、20…制御ユニット装着部、23…パワー基板、24…合成樹脂製フレーム、24a…フレーム本体、24b…取付板部、24c…端子台、24d…電源コネクタ、24e…信号コネクタ、25…制御基板
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記減速ギヤボックスに前記電動モータを駆動制御する制御回路を実装した回路基板を含む制御ユニットが装着され、該制御ユニットの車両内側及び車両外側の一方に前記電動モータが配設され、前記制御ユニットの車両内側及び車両外側の他方に外部接続コネクタと接続する接続コネクタが配設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。 An electric power steering apparatus comprising: a steering column having a steering shaft to which steering torque is transmitted; and an electric motor for transmitting a steering assist force to the steering shaft via a reduction mechanism in a reduction gear box,
A control unit including a circuit board on which a control circuit for driving and controlling the electric motor is mounted on the reduction gear box, and the electric motor is disposed on one of a vehicle inner side and a vehicle outer side of the control unit, and the control unit An electric power steering device in which a connection connector for connecting to an external connection connector is disposed on the other of the vehicle inner side and the vehicle outer side.
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