JP2012245848A - Electric power steering device - Google Patents

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洋二 谷口
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device capable of reducing the torque ripple and the radio noise.SOLUTION: In an ECU 12, a power board 104 and a capacitor 108 are concentrically disposed relative to an insertion hole 107 of a control board 103, a buss bar 1-105 and a buss bar 2-106, through which a motor shaft is inserted. Further, power source connection parts PIG, PGND and the power board 104 are connected to each other by the circular buss bar 1-105 and 2-206 to eliminate a difference of the wiring resistance to be caused by a difference of the wiring length of each phase of U, V and W.

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。   The present invention relates to an electric power steering apparatus.

従来、直流電源から供給される直流電圧をPWMインバータにより3相(U、V、W)の駆動電力に変換してブラシレスモータに供給するモータ制御装置がある。
PWMインバータ(図示せず)は、直列に接続された一対のスイッチング素子(MOS−FET等)からなるアームを基本単位として、各相に対応する3つのアームを並列接続することにより構成されている。そして、モータ制御装置は、各アームの高位側のスイッチング素子と低位側のスイッチング素子とを所定のタイミングで交互にオン/オフすることにより、モータに3相の駆動電力を供給する。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a motor control device that converts a DC voltage supplied from a DC power source into three-phase (U, V, W) driving power by a PWM inverter and supplies the driving power to a brushless motor.
A PWM inverter (not shown) is configured by connecting three arms corresponding to each phase in parallel, with an arm composed of a pair of switching elements (such as MOS-FETs) connected in series as a basic unit. . Then, the motor control device supplies three-phase driving power to the motor by alternately turning on and off the high-order switching elements and the low-order switching elements of each arm at a predetermined timing.

ところで、こうしたモータ制御装置では、通常、インバータで発生する電源ノイズを低減するためにインバータの電源供給ラインにコンデンサを設けている。このコンデンサが有効に機能するように、例えば、複数個のコンデンサを並列に接続する回路方式や部品配置、配線方法がとられている。(例えば、特許文献1参照)   By the way, in such a motor control device, a capacitor is usually provided in the power supply line of the inverter in order to reduce power noise generated in the inverter. For example, a circuit system, a component arrangement, and a wiring method in which a plurality of capacitors are connected in parallel are employed so that this capacitor functions effectively. (For example, see Patent Document 1)

特開2001−23849号公報JP 2001-23849 A

しかしながら、上記構成のモータ制御装置では、電源からインバータへの駆動電源供給の配線は、各相アームまでの配線長が相毎に異なり、この配線長の差により配線抵抗の差が生じ、トルクの変動やノイズが発生する場合がある。一般に電動パワーステアリング装置の制御装置においても、リップル吸収用の電解コンデンサからインバータのスイッチング素子への配線抵抗の差によりモータのトルクリップルや制御装置からのラジオノイズが発生する場合がある。   However, in the motor control device configured as described above, the wiring for supplying the driving power from the power source to the inverter has a different wiring length from each phase arm to each phase arm. Variations and noise may occur. In general, even in a control device for an electric power steering device, a motor torque ripple or radio noise from the control device may be generated due to a difference in wiring resistance from a ripple absorbing electrolytic capacitor to a switching element of an inverter.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、トルクリップルやラジオノイズを低減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。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus capable of reducing torque ripple and radio noise.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、車両のステアリング機構に操舵補助力を与えるモータと、前記モータに駆動電力を出力するモータ駆動手段と、前記モータ駆動手段に電源電圧を供給するバッテリと、を備え、前記モータ駆動手段は、前記モータの軸方向に関して、前記モータの回転軸が挿通するように前記モータと一体に形成されるとともに、入力側に複数個配置されたコンデンサと、前記モータを駆動制御する駆動回路と、前記コンデンサと前記駆動回路を接続する電源供給線と、を備えた電動パワーステアリング装置において、前記駆動回路および前記駆動回路の近傍に配置された前記コンデンサは、挿通する前記モータの回転軸に対して同心円上に前記モータの相毎に分割して配置されるとともに、前記駆動回路の各相の配線抵抗が等しくなるように、前記電源供給線を配設したことを要旨とする。   In order to solve the above-mentioned problems, a first aspect of the present invention provides a motor that applies a steering assist force to a steering mechanism of a vehicle, motor driving means that outputs driving power to the motor, and power supply voltage to the motor driving means. The motor driving means is formed integrally with the motor so that the rotating shaft of the motor is inserted in the axial direction of the motor, and a plurality of the motor driving means are arranged on the input side In an electric power steering apparatus including a capacitor, a drive circuit that controls the drive of the motor, and a power supply line that connects the capacitor and the drive circuit, the drive circuit and the drive circuit are arranged in the vicinity of the drive circuit. The capacitor is arranged concentrically with respect to the rotation shaft of the motor to be inserted and divided for each phase of the motor, and the drive circuit As each phase of the wiring resistance becomes equal to, and summarized in that were provided with the power supply line.

上記構成によれば、モータ駆動手段の各相の駆動回路とコンデンサをモータの回転軸中心に対して等距離の位置に配置し、バッテリからの駆動電源供給の配線抵抗を等しくするように電源供給線を配置する。これにより、各相の電源供給線の配線長の差による抵抗のばらつきが抑えられ、モータのトルクリップルや制御装置に起因するラジオノイズを低減できる。また、コンデンサは各相駆動回路の近傍に分割して配置されるので、各相等しくリップルを吸収できる   According to the above configuration, the drive circuit and the capacitor of each phase of the motor drive means are arranged at an equidistant position with respect to the rotation axis center of the motor, and the power supply is made so that the wiring resistance of the drive power supply from the battery is equal Arrange the lines. Thereby, the dispersion | variation in resistance by the difference in the wiring length of the power supply line of each phase is suppressed, and the radio noise resulting from a motor torque ripple and a control apparatus can be reduced. Also, since the capacitor is divided and arranged near each phase drive circuit, it can absorb the ripple equally for each phase

トルクリップルやラジオノイズを低減できる電動パワーステアリング装置を提供できる。   An electric power steering device that can reduce torque ripple and radio noise can be provided.

本発明の一実施形態に係る車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図。1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an electric power steering apparatus as a vehicle steering apparatus according to an embodiment of the present invention. 本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制御回路の回路図。The circuit diagram of the control circuit of the electric power steering device concerning one embodiment of the present invention. 本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側面図。1 is a side view of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. 図3の電動パワーステアリング装置のモータを除いた制御装置をA方向から見た平面図。The top view which looked at the control apparatus except the motor of the electric power steering apparatus of FIG. 3 from the A direction.

以下には、図面を参照して、本発明の実施形態について具体的に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置1の概略構成を示す模式図である。
図1を参照して、電動パワーステアリング装置1は、操舵部材としてのステアリングホイール2と、ステアリングホイール2の回転に連動して転舵輪3を転舵する転舵機構4と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構5とを備えている。ステアリングホイール2と転舵機構4とは、ステアリングシャフト6および中間軸7を介して機械的に連結されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an electric power steering apparatus 1 as a vehicle steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 1, an electric power steering apparatus 1 includes a steering wheel 2 as a steering member, a steering mechanism 4 that steers a steered wheel 3 in conjunction with rotation of the steering wheel 2, and steering of a driver. And a steering assist mechanism 5 for assisting. The steering wheel 2 and the steering mechanism 4 are mechanically coupled via a steering shaft 6 and an intermediate shaft 7.

本実施の形態では、操舵補助機構5がステアリングシャフト3にアシスト力(操舵補助力)を与える例に則して説明するが、本発明を、操舵補助機構5が後述するピニオン軸にアシスト力を与える構造や、操舵補助機構5が後述するラック軸にアシスト力を与える構造に適用することが可能である。
ステアリングシャフト6は、直線状に延びている。また、ステアリングシャフト6は、ステアリングホイール2に連結された入力軸8と、中間軸7に連結された出力軸9とを含む。入力軸8と出力軸9とは、トーションバー10を介して同一軸線上で相対回転可能に連結されている。すなわち、ステアリングホイール2に一定値以上の操舵トルクが入力されると、入力軸8および出力軸9は、互いに相対回転しつつ同一方向に回転するようになっている。
In the present embodiment, the steering assist mechanism 5 will be described based on an example in which an assist force (steering assist force) is applied to the steering shaft 3, but the present invention is applied to the pinion shaft described later. The present invention can be applied to a structure for giving or an assisting mechanism 5 for giving assist force to a rack shaft, which will be described later.
The steering shaft 6 extends linearly. Steering shaft 6 includes an input shaft 8 connected to steering wheel 2 and an output shaft 9 connected to intermediate shaft 7. The input shaft 8 and the output shaft 9 are connected via a torsion bar 10 so as to be relatively rotatable on the same axis. That is, when a steering torque greater than a certain value is input to the steering wheel 2, the input shaft 8 and the output shaft 9 rotate in the same direction while rotating relative to each other.

ステアリングシャフト6の周囲に配置されたトルクセンサ11は、入力軸8および出力軸9の相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール2に入力された操舵トルクを検出する。トルクセンサ11のトルク検出結果は、制御装置としてのECU12(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)に入力される。また、車速センサ23からの車速検出結果がECU12に入力される。中間軸7は、ステアリングシャフト6と転舵機構4とを連結している。   A torque sensor 11 disposed around the steering shaft 6 detects the steering torque input to the steering wheel 2 based on the relative rotational displacement amounts of the input shaft 8 and the output shaft 9. The torque detection result of the torque sensor 11 is input to an ECU 12 (Electronic Control Unit) as a control device. Further, the vehicle speed detection result from the vehicle speed sensor 23 is input to the ECU 12. The intermediate shaft 7 connects the steering shaft 6 and the steering mechanism 4.

転舵機構4は、ピニオン軸13と、転舵軸としてのラック軸14とを含むラックアンドピニオン機構からなる。ラック軸14の各端部には、タイロッド15およびナックルアーム(図示せず)を介して転舵輪3が連結されている。
ピニオン軸13は、中間軸7に連結されている。ピニオン軸13は、ステアリングホイール2の操舵に連動して回転するようになっている。ピニオン軸13の先端(図1では下端)には、ピニオン16が連結されている。
The steered mechanism 4 includes a rack and pinion mechanism including a pinion shaft 13 and a rack shaft 14 as a steered shaft. A steered wheel 3 is connected to each end of the rack shaft 14 via a tie rod 15 and a knuckle arm (not shown).
The pinion shaft 13 is connected to the intermediate shaft 7. The pinion shaft 13 rotates in conjunction with the steering of the steering wheel 2. A pinion 16 is connected to the tip of the pinion shaft 13 (the lower end in FIG. 1).

ラック軸14は、車両の左右方向に沿って直線状に延びている。ラック軸14の軸方向の途中部には、上記ピニオン16に噛み合うラック17が形成されている。このピニオン16およびラック17によって、ピニオン軸13の回転がラック軸14の軸方向移動に変換される。ラック軸14を軸方向に移動させることで、転舵輪3を転舵することができる。   The rack shaft 14 extends linearly along the left-right direction of the vehicle. A rack 17 that meshes with the pinion 16 is formed in the middle of the rack shaft 14 in the axial direction. By the pinion 16 and the rack 17, the rotation of the pinion shaft 13 is converted into the axial movement of the rack shaft 14. The steered wheel 3 can be steered by moving the rack shaft 14 in the axial direction.

ステアリングホイール2が操舵(回転)されると、この回転が、ステアリングシャフト6および中間軸7を介して、ピニオン軸13に伝達される。そして、ピニオン軸13の回転は、ピニオン16およびラック17によって、ラック軸14の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪3が転舵される。
操舵補助機構5は、操舵補助用のモータ18と、モータ18の出力トルクを転舵機構4に伝達するための伝達機構としての減速機構19とを含む。減速機構19としては、例えばウォームギヤ機構などの食い違い軸歯車機構や、平歯車機構およびはすば歯車機構を含む平行軸歯車機構などを用いることができる。本実施形態では、減速機構19として、ウォームギヤ機構が用いられている。すなわち、減速機構19は、駆動ギヤ(伝達機構の駆動側部材)としてのウォーム軸20と、このウォーム軸20と噛み合う従動ギヤ(伝達機構の従動側部材)としてのウォームホイール21とを含む。減速機構19は、伝達ハウジングとしてのギヤハウジング22内に収容されている。
When the steering wheel 2 is steered (rotated), this rotation is transmitted to the pinion shaft 13 via the steering shaft 6 and the intermediate shaft 7. The rotation of the pinion shaft 13 is converted into an axial movement of the rack shaft 14 by the pinion 16 and the rack 17. Thereby, the steered wheel 3 is steered.
The steering assist mechanism 5 includes a steering assist motor 18 and a speed reduction mechanism 19 as a transmission mechanism for transmitting the output torque of the motor 18 to the steering mechanism 4. As the speed reduction mechanism 19, for example, a staggered shaft gear mechanism such as a worm gear mechanism, a parallel shaft gear mechanism including a spur gear mechanism and a helical gear mechanism, or the like can be used. In the present embodiment, a worm gear mechanism is used as the speed reduction mechanism 19. That is, the speed reduction mechanism 19 includes a worm shaft 20 as a drive gear (drive-side member of the transmission mechanism) and a worm wheel 21 as a driven gear (driven-side member of the transmission mechanism) that meshes with the worm shaft 20. The speed reduction mechanism 19 is accommodated in a gear housing 22 as a transmission housing.

ウォーム軸20は、モータ18によって回転駆動される。また、ウォームホイール21は、ステアリングシャフト6とは同行回転可能に連結されている。ウォームホイール21は、ウォーム軸20によって回転駆動される。
モータ18がウォーム軸20を回転駆動すると、ウォーム軸20によってウォームホイール21が回転駆動され、ウォームホイール21およびステアリングシャフト6が同行回転する。そして、ステアリングシャフト6の回転は、中間軸7を介してピニオン軸13に伝達される。ピニオン軸13の回転は、ラック軸14の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪3が転舵される。すなわち、モータ18によってウォーム軸20を回転駆動することで、転舵輪3が転舵されるようになっている。
The worm shaft 20 is rotationally driven by the motor 18. The worm wheel 21 is connected to the steering shaft 6 so as to be able to rotate together. The worm wheel 21 is rotationally driven by the worm shaft 20.
When the motor 18 rotationally drives the worm shaft 20, the worm wheel 21 is rotationally driven by the worm shaft 20, and the worm wheel 21 and the steering shaft 6 rotate together. The rotation of the steering shaft 6 is transmitted to the pinion shaft 13 via the intermediate shaft 7. The rotation of the pinion shaft 13 is converted into the axial movement of the rack shaft 14. Thereby, the steered wheel 3 is steered. In other words, the steered wheels 3 are steered by rotating the worm shaft 20 by the motor 18.

モータ18は、ECU12によって制御される。ECU12は、トルクセンサ11からのトルク検出結果、車速センサ23からの車速検出結果等に基づいてモータ18を制御する。具体的には、ECU12では、トルクと目標アシスト量との関係を車速毎に記憶したマップを用いて目標アシスト量を決定し、モータ18の発生するアシスト力を目標アシスト量に近づけるように制御する。   The motor 18 is controlled by the ECU 12. The ECU 12 controls the motor 18 based on the torque detection result from the torque sensor 11, the vehicle speed detection result from the vehicle speed sensor 23, and the like. Specifically, the ECU 12 determines a target assist amount using a map in which the relationship between the torque and the target assist amount is stored for each vehicle speed, and controls the assist force generated by the motor 18 to approach the target assist amount. .

図2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1のECU12に含まれる制御回路の回路図である。図2に示す制御回路は、コンデンサ108、モータ駆動回路101を備える。この制御回路は、ECU12の内部に設けられ、電源であるバッテリ100から電源リレー102を経由して電源接続部PIG、PGNDに接続されている。   FIG. 2 is a circuit diagram of a control circuit included in the ECU 12 of the electric power steering apparatus 1 according to the embodiment of the present invention. The control circuit shown in FIG. 2 includes a capacitor 108 and a motor drive circuit 101. This control circuit is provided in the ECU 12, and is connected to the power connection portions PIG and PGND via the power relay 102 from the battery 100 as a power source.

モータ駆動回路101は、スイッチング素子として、6個のMOS−FET(U1,U2,V1,V2,W1,W2)を含んでいる。図2に示すように、MOS−FET・U1とMOS−FET・U2は直列に接続され、MOS−FET・V1とMOS−FET・V2は直列に接続され、MOS−FET・W1とMOS−FET・W2は直列に接続される。このように6個のMOS−FETを2個ずつ直列に接続して形成された3つの回路(アーム)を並列接続してなる公知のインバータであり、2本の電源線L1,L2の間に並列に設けられる。MOS−FET・U1とMOS−FET・U2の接続点は、モータ18のU相コイルの一端に接続される。MOS−FET・V1とMOS−FET・V2の接続点は、モータ18のV相コイルの一端に接続される。MOS−FET・W1とMOS−FET・W2の接続点は、モータ18のW相コイルの一端に直接接続される。モータ18の3相のコイルの他端は、共通の接続点に接続される。また、モータ18は、3相のコイルを有する3相ブラシレスモータである。   The motor drive circuit 101 includes six MOS-FETs (U1, U2, V1, V2, W1, W2) as switching elements. As shown in FIG. 2, MOS-FET.U1 and MOS-FET.U2 are connected in series, MOS-FET.V1 and MOS-FET.V2 are connected in series, and MOS-FET.W1 and MOS-FET. W2 is connected in series. This is a known inverter formed by connecting three circuits (arms) formed by connecting six MOS-FETs in series two by two in parallel, between the two power supply lines L1 and L2. Provided in parallel. A connection point between the MOS-FET · U1 and the MOS-FET · U2 is connected to one end of the U-phase coil of the motor 18. A connection point between the MOS-FET · V1 and the MOS-FET · V2 is connected to one end of the V-phase coil of the motor 18. A connection point between the MOS-FET · W1 and the MOS-FET · W2 is directly connected to one end of the W-phase coil of the motor 18. The other ends of the three-phase coils of the motor 18 are connected to a common connection point. The motor 18 is a three-phase brushless motor having a three-phase coil.

3個のコンデンサ108は、2本の電源線L1,L2の間に設けられる。各コンデンサ108は、バッテリ100から電荷を蓄積し、バッテリ100からモータ駆動回路101に流れる電流が不足するときには蓄積した電荷を放電する。このように、コンデンサ108は、電流リップル吸収用のコンデンサとして機能する。コンデンサ108は、各相駆動回路の近傍に分割して配置されている。   The three capacitors 108 are provided between the two power supply lines L1 and L2. Each capacitor 108 accumulates electric charge from the battery 100 and discharges the accumulated electric charge when the current flowing from the battery 100 to the motor drive circuit 101 is insufficient. Thus, the capacitor 108 functions as a capacitor for absorbing current ripple. The capacitor 108 is divided and arranged in the vicinity of each phase drive circuit.

電源接続部PIGとMOS−FET・U1、V1、W1間および各相の電流検出用のシャント抵抗Ru、Rv、Rwと電源接続部PGND間の配線は、それぞれバスバー1・105およびバスバー2・106にて接続されている。   The wiring between the power supply connection portion PIG and the MOS-FETs U1, V1, W1 and between the current detecting shunt resistors Ru, Rv, Rw and the power supply connection portion PGND are bus bars 1 and 105 and bus bars 2 and 106, respectively. Connected at.

図3は、本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モータおよびECUの側面図である。図3に示すように電動パワーステアリング装置1は、モータ18およびECU12を備える。   FIG. 3 is a side view of the motor and ECU of the electric power steering apparatus according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the electric power steering apparatus 1 includes a motor 18 and an ECU 12.

次に、図4は、本実施形態に係るECU12の構造を示すモータ側から見た平面図である。ECU12は、モータ18の軸方向に、モータ18と図示しない電動パワーステアリング装置の減速機構19(図1参照)との間に配置されている。   Next, FIG. 4 is a plan view seen from the motor side showing the structure of the ECU 12 according to the present embodiment. The ECU 12 is disposed in the axial direction of the motor 18 between the motor 18 and a speed reduction mechanism 19 (see FIG. 1) of an electric power steering device (not shown).

ECUハウジングケースには、ECU12の一部を構成する3つのパワー基板104および制御基板103が収容され保持されている。パワー基板103には、モータ18を駆動するためのパワー回路の少なくとも一部(例えばMOS−FETなどのスイッチング素子)が実装されている。U、V、Wの各相を形成するそれぞれのパワー基板104がモータ18のシャフトを軸中心とする同心円上に配置されている。また、モータ18の各相コイルと接続されたバスバーの端子を介して、パワー基板104に接続されている。さらに、3個のコンデンサ108は、パワー基板104の近傍にモータ18の回転軸(以下、シャフトという)を中心とする同心円上に配置されている。   The ECU housing case accommodates and holds three power boards 104 and a control board 103 that constitute a part of the ECU 12. At least a part of a power circuit for driving the motor 18 (for example, a switching element such as a MOS-FET) is mounted on the power substrate 103. Each power board 104 forming each phase of U, V, and W is arranged on a concentric circle with the shaft of the motor 18 as the axis center. Further, it is connected to the power board 104 via a terminal of a bus bar connected to each phase coil of the motor 18. Further, the three capacitors 108 are arranged in the vicinity of the power board 104 on concentric circles centering on the rotation axis (hereinafter referred to as a shaft) of the motor 18.

上記のパワー基板104には、モータ18を駆動するためのパワー回路が実装されている。パワー基板104に実装されるパワー回路には、発熱要素としての2つのMOS−FETと1つのシャント抵抗が含まれている。パワー基板104は、片面に回路が実装された多層基板からなり、その多層基板は、ヒートシンクとしての厚肉部に対して面接触する例えばアルミニウム板からなる高熱伝導板(図示せず)を含んでいる。   A power circuit for driving the motor 18 is mounted on the power board 104. The power circuit mounted on the power board 104 includes two MOS-FETs and one shunt resistor as heating elements. The power substrate 104 is composed of a multilayer substrate on which a circuit is mounted on one side, and the multilayer substrate includes a high thermal conductive plate (not shown) made of, for example, an aluminum plate that is in surface contact with a thick portion serving as a heat sink. Yes.

また、図4に示す制御基板103は、モータ形状と同様の円形形状をなしてモータ18のシャフトの周囲に配置されている。制御基板103には、モータ18のシャフトを挿通させるための挿通孔107が貫通形成されている。   Further, the control board 103 shown in FIG. 4 has a circular shape similar to the motor shape and is arranged around the shaft of the motor 18. The control board 103 is formed with a through hole 107 through which the shaft of the motor 18 is inserted.

上記の制御基板103には、パワー回路を制御する制御回路が実装されている。その制御回路には、パワー回路の各MOS−FET・U1、U2、V1、V2、W1、W2(図2参照)を制御するドライバ(図示せず)と、このドライバを制御するCPU(図示せず)とが含まれている。また、ECU12は、モータ18に流れる電流のリップルを除去するための複数のコンデンサ108や、必要に応じてモータ18に流れる電流を遮断するための図示しないリレー、その他の非発熱要素を有している。非発熱要素としてのコンデンサ108およびリレー等は、図示しない環状の合成樹脂製のホルダによって支持されたサブアセンブリを構成しており、ECUハウジングケースに対して一括して取り付け作業が行えるようになっている。   A control circuit for controlling the power circuit is mounted on the control board 103. The control circuit includes a driver (not shown) for controlling the MOS-FETs U1, U2, V1, V2, W1, W2 (see FIG. 2) of the power circuit and a CPU (not shown) for controlling the driver. Z). The ECU 12 includes a plurality of capacitors 108 for removing ripples of current flowing through the motor 18, a relay (not shown) for cutting off current flowing through the motor 18 as necessary, and other non-heating elements. Yes. The capacitor 108, the relay, and the like as non-heat generating elements constitute a subassembly supported by an annular synthetic resin holder (not shown), and can be collectively attached to the ECU housing case. Yes.

バスバー1・105は、電源接続部PIGと各パワー基板104のMOS−FET・U1、V1、W1(図2参照)との間を接続し電源パターンとして機能する配線部材である。バスバー2・106は、電源接続部PGNDと各パワー基板104のシャント抵抗Ru、Rv、Rw(図2参照)との間を接続しグランドパターンとして機能する配線部材である。バスバー1・105およびバスバー2・106は、それぞれ円形形状をなしてモータ18のシャフトの周囲に配置されている。ここで、電源接続部PIG、PGNDの端子は、中心位置ではなくモータ18のシャフトを避けて配置されているため、各相の電源接続部PIG、PGNDとパワー基板104間の配線長が異なる。このため、各相の配線抵抗が等しくなるようにバスバー1・105およびバスバー2・106により配線長および配線経路の整合がとられている。すなわち、図4に破線で示すバスバー1・105の配線経路により、各相の電源接続部とMOS−FET間(PIG−U1、PIG−V1、PIG−W1間)の抵抗差を少なくできる。バスバー2・106の電源接続部PGNDとシャント抵抗間の配線においても同様である。   The bus bars 1 and 105 are wiring members that connect between the power connection portion PIG and the MOS-FETs U1, V1, and W1 (see FIG. 2) of each power substrate 104 and function as a power supply pattern. The bus bars 2 and 106 are wiring members that connect between the power supply connecting portion PGND and the shunt resistors Ru, Rv, and Rw (see FIG. 2) of each power board 104 and function as a ground pattern. The bus bars 1 and 105 and the bus bars 2 and 106 each have a circular shape and are arranged around the shaft of the motor 18. Here, since the terminals of the power connection portions PIG and PGND are arranged not at the center position but away from the shaft of the motor 18, the wiring lengths between the power connection portions PIG and PGND of each phase and the power board 104 are different. For this reason, the bus lengths and wiring paths are matched by the bus bars 1 and 105 and the bus bars 2 and 106 so that the wiring resistance of each phase becomes equal. That is, the resistance difference between the power supply connection portion of each phase and the MOS-FET (PIG-U1, PIG-V1, and PIG-W1) can be reduced by the wiring path of the bus bars 1 and 105 indicated by the broken line in FIG. The same applies to the wiring between the power connection portion PGND of the bus bars 2 and 106 and the shunt resistor.

また、バスバー1・105およびバスバー2・106には、モータ18のシャフトを挿通させるための挿通孔107が制御基板103と同様に貫通形成されている。リード線であるこれらのバスバー1・105およびバスバー2・106は、モータ18のコイルのU、V、Wの各相のコイル部に駆動電流を通電するための突出した3本のバスバー(図示せず)と、MOS−FET・U1、U2、V1、V2、W1、W2と、コンデンサ108等の電気的に接続された部品とともに前述の樹脂等のホルダによってECUハウジングケースに固定されている。   The bus bars 1 and 105 and the bus bars 2 and 106 are formed with through holes 107 through which the shaft of the motor 18 is inserted in the same manner as the control board 103. The bus bars 1 and 105 and the bus bars 2 and 106 which are lead wires are three protruding bus bars (not shown) for supplying drive current to the coil portions of the U, V and W phases of the coil of the motor 18. 2), MOS-FETs U1, U2, V1, V2, W1, W2, and electrically connected parts such as a capacitor 108, and the above-described holder made of resin or the like, are fixed to the ECU housing case.

図4に示すように、制御基板103上に各相のパワー基板104、コンデンサ108と、バスバー1・105およびバスバー2・106が実装されている。さらに、ECUハウジングケース内において、モータ18と制御基板103との間に形成される収容空間は、モータ18の軸方向に関して、十分な高さを有している。この収容空間には、図4に示すコンデンサ108や必要に応じてリレー等の背の高い部品が収容されており、ECUハウジングケースの空間の有効利用が図られている。   As shown in FIG. 4, a power board 104 for each phase, a capacitor 108, bus bars 1 and 105, and bus bars 2 and 106 are mounted on a control board 103. Furthermore, the accommodation space formed between the motor 18 and the control board 103 in the ECU housing case has a sufficient height with respect to the axial direction of the motor 18. In this accommodation space, the capacitor 108 shown in FIG. 4 and tall parts such as a relay are accommodated as required, so that the space of the ECU housing case is effectively used.

以上に示すように、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置1では、ECU12においてパワー基板104とコンデンサ108をモータ18のシャフトに対して同心円上に配置し、さらに、電源接続部PIG、PGNDとパワー基板104間を円形形状のバスバー1・105およびバスバー2・106で接続することにより、各相の配線長が異なることにより生じる配線抵抗の差を解消することができる。   As described above, in the electric power steering apparatus 1 according to the present embodiment, the power board 104 and the capacitor 108 are concentrically arranged with respect to the shaft of the motor 18 in the ECU 12, and further, the power connection portions PIG, PGND and the power By connecting the substrates 104 with circular bus bars 1 and 105 and bus bars 2 and 106, it is possible to eliminate a difference in wiring resistance caused by a difference in wiring length of each phase.

次に、上記のように構成された本実施形態の電動パワーステアリング装置1の作用および効果について説明する。
上述のように、本実施形態によれば、ECU12をモータ18の形状に合わせ円形とし、中心軸に対し回路部品を放射状に配置することで各相間の抵抗ばらつきを抑える。ただし、ECU12の中央をモータ18のシャフトが貫通するため、各相への電源供給線の配線長が異なる。これに対し、電源接続部PIG、PGNDと各相回路部品を円形状のバスバー1・15およびバスバー2・16で接続し、バッテリ100から電源を供給するようにして、電源接続部PIG、PGNDから各相駆動回路への配線抵抗が等しくなるよう配線長および配線経路を合わせることができる。その結果、とくに電流が大きいときの電流検出誤差を低減し、検出精度の向上ができるとともに、モータ18のトルクリップルおよびECU12によるラジオノイズを低減できる。また、コンデンサ108は各相パワー基板104の近傍に分割して配置することにより各相等しくリップルを吸収できる。
また、車両によりECU12の搭載位置の変更が生じた場合に、ECU12内部の部品配置を変えることなく回路ユニットをモータ18のシャフト中心に回転させることにより容易に配線の取り出し位置等の変更が可能となる。
Next, operations and effects of the electric power steering apparatus 1 of the present embodiment configured as described above will be described.
As described above, according to the present embodiment, the ECU 12 is formed in a circular shape in accordance with the shape of the motor 18, and circuit components are arranged radially with respect to the central axis, thereby suppressing resistance variation between the phases. However, since the shaft of the motor 18 passes through the center of the ECU 12, the wiring length of the power supply line to each phase is different. On the other hand, the power supply connection portions PIG and PGND and the respective phase circuit components are connected by the circular busbars 1 and 15 and the busbars 2 and 16, and the power is supplied from the battery 100. The wiring length and the wiring path can be matched so that the wiring resistance to each phase driving circuit becomes equal. As a result, it is possible to reduce current detection error particularly when the current is large, improve detection accuracy, and reduce torque ripple of the motor 18 and radio noise caused by the ECU 12. Capacitor 108 can absorb the ripple equally for each phase by being divided and arranged in the vicinity of each phase power substrate 104.
In addition, when the mounting position of the ECU 12 is changed by the vehicle, it is possible to easily change the wiring extraction position and the like by rotating the circuit unit around the shaft of the motor 18 without changing the component arrangement inside the ECU 12. Become.

なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
本発明は、モータのシャフトがECUの基板を貫通しない場合であれば、電源接続部をECUの中央に配置することで円形でない他の形状のバスバーであっても適用が可能である。
本発明は、電動パワーステアリング装置に用いた例を説明したが、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々適用が可能である。
また、本発明は、上述したコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置だけでなく、ピニオンアシスト型やラックアシスト型の電動パワーステアリング装置に適用することもできる。
In addition, you may change this embodiment as follows.
If the motor shaft does not penetrate the ECU board, the present invention can be applied to a bus bar having a different shape other than a circle by disposing the power supply connecting portion in the center of the ECU.
Although the present invention has been described with reference to an example using an electric power steering apparatus, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various applications are possible.
Further, the present invention can be applied not only to the above-described column assist type electric power steering apparatus but also to a pinion assist type or rack assist type electric power steering apparatus.

1:電動パワーステアリング装置、2:ステアリングホイール、3:転舵輪、
4:転舵機構、5:操舵補助機構、6:ステアリングシャフト、11:トルクセンサ、
12:ECU、13:ピニオン軸、14:ラック軸、18:モータ、19:減速機構、
23:車速センサ、100:バッテリ、101:モータ駆動回路、102:電源リレー、
103:制御基板、104:パワー基板、105:バスバー1、106:バスバー2、
107:挿通孔、108:コンデンサ、
L1,L2:電源線、PIG,PGND:電源接続部、
U1,U2,V1,V2,W1,W2:MOS−FET、
Ru,Rv,Rw:シャント抵抗
1: electric power steering device, 2: steering wheel, 3: steered wheel,
4: steering mechanism, 5: steering assist mechanism, 6: steering shaft, 11: torque sensor,
12: ECU, 13: Pinion shaft, 14: Rack shaft, 18: Motor, 19: Reduction mechanism,
23: Vehicle speed sensor, 100: Battery, 101: Motor drive circuit, 102: Power supply relay,
103: Control board, 104: Power board, 105: Bus bar 1, 106: Bus bar 2,
107: insertion hole, 108: capacitor,
L1, L2: power supply line, PIG, PGND: power supply connection part,
U1, U2, V1, V2, W1, W2: MOS-FET,
Ru, Rv, Rw: Shunt resistance

Claims (1)

車両のステアリング機構に操舵補助力を与えるモータと、
前記モータに駆動電力を出力するモータ駆動手段と、
前記モータ駆動手段に電源電圧を供給するバッテリと、を備え、
前記モータ駆動手段は、前記モータの軸方向に関して、前記モータの回転軸が挿通するように前記モータと一体に形成されるとともに、
入力側に複数個配置されたコンデンサと、
前記モータを駆動制御する駆動回路と、
前記コンデンサと前記駆動回路を接続する電源供給線と、を備えた電動パワーステアリング装置において、
前記駆動回路および前記駆動回路の近傍に配置された前記コンデンサは、挿通する前記モータの回転軸に対して同心円上に前記モータの相毎に分割して配置されるとともに、
前記駆動回路の各相の配線抵抗が等しくなるように、前記電源供給線を配設したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
A motor for providing a steering assist force to the steering mechanism of the vehicle;
Motor drive means for outputting drive power to the motor;
A battery for supplying a power supply voltage to the motor driving means,
The motor driving means is formed integrally with the motor so that the rotation shaft of the motor is inserted in the axial direction of the motor,
A plurality of capacitors on the input side;
A drive circuit for driving and controlling the motor;
In the electric power steering apparatus comprising the power supply line connecting the capacitor and the drive circuit,
The drive circuit and the capacitor disposed in the vicinity of the drive circuit are arranged separately for each phase of the motor on a concentric circle with respect to the rotation shaft of the motor to be inserted,
The electric power steering apparatus, wherein the power supply line is arranged so that the wiring resistance of each phase of the drive circuit becomes equal.
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