JP4203055B2 - Electric power steering device - Google Patents

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Description

この発明は、車両のハンドルに対して補助トルクを出力する電動モータと、この電動モータの駆動を制御する制御装置とを備えた電動式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 including an electric motor that outputs an auxiliary torque to a steering wheel of a vehicle and a control device that controls driving of the electric motor.

従来、車両のハンドルに対して補助トルクを出力する電動モータと、この電動モータを駆動制御する制御装置とを備え、制御装置が電動モータに取り付けられている電動式パワーステアリング装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
この電動式パワーステアリング装置では、電動モータの出力軸に回転子の回転位置を検出する回転位置センサとしてレゾルバが取り付けられている。
そして、この電動モータに制御装置を取り付ける際に、電動モータ側のコネクタと制御装置側のコネクタとが嵌合されて、レゾルバと制御装置とは電気的に接続され、回転子の回転位置を知らせるレゾルバからの位置センサ信号が制御装置に入力されるようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an electric power steering apparatus that includes an electric motor that outputs auxiliary torque to a steering wheel of a vehicle and a control device that drives and controls the electric motor, and the control device is attached to the electric motor. (For example, refer to Patent Document 1).
In this electric power steering apparatus, a resolver is attached to the output shaft of the electric motor as a rotational position sensor that detects the rotational position of the rotor.
When the control device is attached to the electric motor, the connector on the electric motor side and the connector on the control device side are fitted, and the resolver and the control device are electrically connected to notify the rotational position of the rotor. A position sensor signal from the resolver is input to the control device.

特開2003−267233JP 2003-267233 A

上記電動式パワーステアリング装置では、回転位置センサであるレゾルバは、電動モータに取り付けられ、電動モータの回転子の位置センサ信号が制御装置に入力されるには、電動モータ側及び制御装置側のコネクタ、及び電動モータ側のコネクタとレゾルバとを接続する複数本の外部配線が必要となる。
その結果、コストが高くなるとともに、電動モータ側のコネクタ端子と制御装置側のコネクタ端子との接続における信頼性が低下するという問題点があった。
In the electric power steering device, the resolver as the rotational position sensor is attached to the electric motor, and the position sensor signal of the rotor of the electric motor is input to the control device. In addition, a plurality of external wirings for connecting the connector on the electric motor side and the resolver are required.
As a result, there is a problem that the cost is increased and reliability in connection between the connector terminal on the electric motor side and the connector terminal on the control device side is lowered.

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、制御装置と回転位置センサとの間の信号を伝達するためのコネクタ及び外部配線が不要となり、コストが低減されるとともに、位置センサ信号の伝達の信頼性が向上した電動式パワーステアリング装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-described problems, and a connector and an external wiring for transmitting a signal between the control device and the rotational position sensor are not necessary, and the cost is reduced. In addition, an object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus with improved reliability of transmission of position sensor signals.

この発明に係る電動式パワーステアリング装置は、車両のハンドルに対して補助トルクを出力する電動モータと、この電動モータの駆動を制御する制御装置とを含み、前記制御装置は、前記電動モータの回転子の回転子軸に連結される減速ギヤと反対側に設けられたヒートシンクと、このヒートシンクと前記回転子軸との間に設けられ配線パターンを構成する複数の導電板が絶縁性樹脂によりインサート成形で一体化された接続部材と、この接続部材に前記回転子軸の端部と対向して設けられ前記回転子の回転位置を検出する回転位置センサと、前記ハンドルに対して補助するトルクに応じて前記電動モータの電流を切り換えるための複数の半導体スイッチング素子からなるブリッジ回路と、このブリッジ回路を搭載したパワー基板と、このパワー基板に流れる電流のリップルを吸収するコンデンサと、少なくとも前記回転位置センサからの位置センサ信号、前記ハンドルの操舵トルクを検知するトルクセンサからのトルクセンサ信号及び車両の走行速度信号から前記半導体スイッチング素子の駆動を制御するための駆動信号を生成するマイクロコンピュータと、このマイクロコンピュータが搭載された制御基板とを備え、複数の前記導電板のうち、センサ用導電板の一端部は前記回転位置センサに接続され、回転位置センサからの位置センサ信号はセンサ用導電板を通じて前記マイクロコンピュータに入力されるようになっており、前記接続部材は、一側部と、この一側部に対向した他側部とを有した断面コの字状に形成され、前記導電板のうち、前記一側部に設けられたモータ用導電板の一端部は、前記電動モータの巻線端子と接続されているとともに、他端部は、前記パワー基板と接続され、
また前記導電板のうち、前記他側部に設けられた電源用導電板は、前記パワー基板に電流を供給するバッテリに接続される
An electric power steering device according to the present invention includes an electric motor that outputs an auxiliary torque to a steering wheel of a vehicle, and a control device that controls driving of the electric motor, and the control device rotates the electric motor. A heat sink provided on the opposite side of the reduction gear connected to the rotor shaft of the rotor and a plurality of conductive plates provided between the heat sink and the rotor shaft to form a wiring pattern are insert-molded by an insulating resin. According to the connecting member integrated with each other, a rotational position sensor provided on the connecting member so as to face the end of the rotor shaft, and detecting the rotational position of the rotor, and torque assisting the handle A bridge circuit comprising a plurality of semiconductor switching elements for switching the current of the electric motor, a power board on which the bridge circuit is mounted, and A capacitor that absorbs a ripple of current flowing through the work board; and at least a position sensor signal from the rotational position sensor, a torque sensor signal from a torque sensor that detects a steering torque of the steering wheel, and a traveling speed signal of the vehicle. And a control board on which the microcomputer is mounted, and one end of the sensor conductive plate of the plurality of conductive plates is connected to the rotational position sensor. The position sensor signal from the rotational position sensor is connected to the microcomputer through the sensor conductive plate, and the connection member has one side and the other side opposite to the one side. And a motor provided on the one side of the conductive plate. One end of the conductive plate, along with being connected to the winding terminals of the electric motor, the other end is connected to the power board,
Also among the conductive plate, the other side power supply conductive plate provided on is connected to the battery for supplying current to the power board.

この発明に係る電動式パワーステアリング装置によれば、制御装置と回転位置センサとの間の信号を伝達するためのコネクタ及び外部配線が不要となり、コストが低減されるとともに、位置センサ信号の伝達の信頼性が向上する。   The electric power steering apparatus according to the present invention eliminates the need for a connector and external wiring for transmitting a signal between the control device and the rotational position sensor, reduces the cost, and transmits the position sensor signal. Reliability is improved.

実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
なお、各図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。
図1はこの発明の実施の形態1における電動式パワーステアリング装置を示す回路図である。
この電動式パワーステアリング装置は、車両のハンドル(図示せず)に対して補助トルクを出力する電動モータ1と、この電動モータ1の駆動を制御する制御装置18と、電動モータ1を駆動するための電流を供給するバッテリ50と、ハンドルの操舵トルクを検出するトルクセンサ51とを備えている。
また、電動式パワーステアリング装置は、バッテリ50と制御装置18とを電気的に接続したパワーコネクタ35と、車両側から車両の走行速度信号等の車両側信号が入力される車両側信号用コネクタ32と、トルクセンサ51と制御装置18とを電気的に接続したトルクセンサ用コネクタ33とを備えている。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the drawings, the same or equivalent members and parts are described with the same reference numerals.
1 is a circuit diagram showing an electric power steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
This electric power steering device drives an electric motor 1 that outputs an auxiliary torque to a vehicle handle (not shown), a control device 18 that controls driving of the electric motor 1, and the electric motor 1. A battery 50 for supplying the current of the steering wheel and a torque sensor 51 for detecting the steering torque of the steering wheel.
The electric power steering apparatus includes a power connector 35 in which the battery 50 and the control device 18 are electrically connected, and a vehicle-side signal connector 32 into which a vehicle-side signal such as a vehicle traveling speed signal is input from the vehicle side. And a torque sensor connector 33 in which the torque sensor 51 and the control device 18 are electrically connected.

上記電動モータ1は、固定子の構成要素であり、U、V及びWの3相に接続された電機子巻線9と、センサ用永久磁石6とを備えている。   The electric motor 1 is a constituent element of a stator, and includes an armature winding 9 connected to three phases U, V, and W, and a sensor permanent magnet 6.

上記制御装置18は、電動モータ1に流れるモータ電流IMのリップル成分を吸収するための大容量のコンデンサ19(2200μF×3程度)と、モータ電流IMを検出するためのシャント抵抗器29と、補助トルクの大きさ及び方向に応じてモータ電流IMを切り替える、3相のブリッジ回路を構成する半導体スイッチング素子(例えば、FET)Q1〜Q6と、シャント抵抗器29及び半導体スイッチング素子Q1〜Q6を搭載したパワー基板20と、半導体スイッチング素子Q1〜Q6のスイッチング動作時に発生する電磁ノイズが外部へ流出するのを防止するコイル26と、センサ用永久磁石6の磁界の方向を検出する、回転位置センサである磁気センサ24とを備えている。   The control device 18 includes a large-capacity capacitor 19 (about 2200 μF × 3) for absorbing the ripple component of the motor current IM flowing in the electric motor 1, a shunt resistor 29 for detecting the motor current IM, Equipped with semiconductor switching elements (for example, FETs) Q1 to Q6 that constitute a three-phase bridge circuit that switches the motor current IM according to the magnitude and direction of torque, and a shunt resistor 29 and semiconductor switching elements Q1 to Q6. This is a rotational position sensor that detects the direction of the magnetic field of the power board 20, the coil 26 that prevents electromagnetic noise generated during the switching operation of the semiconductor switching elements Q1 to Q6 from flowing out, and the permanent magnet 6 for sensor. And a magnetic sensor 24.

また、制御装置18は、シャント抵抗器29の一端と接続され電動モータ1に流れる電流を検出するための電流検出手段52と、トルクセンサ51からの操舵トルク信号に基づいて補助トルクを演算するとともに、モータ電流IM及び磁気センサ24で検出された電動モータ1の回転子の回転位置をフィードバックして補助トルクに相当する電流を演算するマイクロコンピュータ30と、このマイクロコンピュータ30からの指令により半導体スイッチング素子Q1〜Q6の作動を制御する駆動信号を出力する駆動回路53と、電流検出手段52、マイクロコンピュータ30及び駆動回路53をそれぞれ搭載した制御基板21とを備えている。
また、マイクロコンピュータ30は、さらにAD変換器やPWMタイマ回路等の他に、周知の自己診断機能を含み、システムが正常に動作しているか否かを常に自己診断しており、異常が発生するとモータ電流IMを遮断するようになっている。
Further, the control device 18 is connected to one end of the shunt resistor 29 and calculates a supplemental torque based on a current detection means 52 for detecting a current flowing in the electric motor 1 and a steering torque signal from the torque sensor 51. The microcomputer 30 calculates the current corresponding to the auxiliary torque by feeding back the motor current IM and the rotational position of the rotor of the electric motor 1 detected by the magnetic sensor 24, and the semiconductor switching element according to a command from the microcomputer 30. A drive circuit 53 that outputs a drive signal for controlling the operation of Q1 to Q6, and a control board 21 on which the current detection means 52, the microcomputer 30, and the drive circuit 53 are mounted are provided.
The microcomputer 30 further includes a well-known self-diagnosis function in addition to an AD converter, a PWM timer circuit, etc., and always performs self-diagnosis as to whether the system is operating normally. The motor current IM is cut off.

上記構成の電動式パワーステアリング装置においては、マイクロコンピュータ30には、トルクセンサ51から操舵トルク、磁気センサ24から電動モータ1の回転子の回転位置の情報が入力され、また車両側信号用コネクタ32からは車両側信号の一つとして走行速度信号が入力される。
また、マイクロコンピュータ30には、モータ電流IMがシャント抵抗器29により電流検出手段52を通じてフィードバック入力される。マイクロコンピュータ30では、これらの情報、信号から、パワーステアリングの回転方向指令、及び補助トルクに相当する電流制御量がそれぞれ生成され、それぞれの駆動信号が駆動回路53に入力される。
駆動回路53では、回転方向指令及び電流制御量が入力されると、PWM駆動信号を生成し、半導体スイッチング素子Q1〜Q6に印加する。
これにより、電動モータ1には、バッテリ50からの電流が、パワーコネクタ35、コイル26及び半導体スイッチング素子Q1〜Q6を通じて流れ、所要方向に所要量の補助トルクが出力される。
In the electric power steering apparatus configured as described above, the microcomputer 30 receives the steering torque from the torque sensor 51 and the rotational position information of the rotor of the electric motor 1 from the magnetic sensor 24, and the vehicle-side signal connector 32. Is input with a traveling speed signal as one of the vehicle side signals.
Further, the motor current IM is fed back to the microcomputer 30 through the current detecting means 52 by the shunt resistor 29. In the microcomputer 30, a current control amount corresponding to the rotation direction command of the power steering and the auxiliary torque is generated from these information and signals, and each drive signal is input to the drive circuit 53.
In the drive circuit 53, when the rotation direction command and the current control amount are input, a PWM drive signal is generated and applied to the semiconductor switching elements Q1 to Q6.
As a result, the electric current from the battery 50 flows to the electric motor 1 through the power connector 35, the coil 26, and the semiconductor switching elements Q1 to Q6, and a required amount of auxiliary torque is output in the required direction.

このとき、マイクロコンピュータ30には、シャント抵抗器29及び電流検出手段52を通じて検出されたモータ電流IMがフィードバックされることにより、マイクロコンピュータ30から駆動回路53に送られるモータ電流指令Imと一致するよう制御される。
また、モータ電流IMは、半導体スイッチング素子Q1〜Q6のPWM駆動時のスイッチング動作によりリップル成分を含むが、大容量のコンデンサ19により平滑されて制御される。
さらに、コイル26は、半導体スイッチング素子Q1〜Q6がPWM駆動時に、スイッチング動作することにより発生するノイズが外部に放出されて、ラジオノズとなることを防止する。
At this time, the motor current IM detected through the shunt resistor 29 and the current detection means 52 is fed back to the microcomputer 30 so that it matches the motor current command Im sent from the microcomputer 30 to the drive circuit 53. Be controlled.
The motor current IM includes a ripple component due to the switching operation during PWM driving of the semiconductor switching elements Q1 to Q6, but is smoothed and controlled by the large-capacitance capacitor 19.
Further, the coil 26 prevents noise generated by the switching operation of the semiconductor switching elements Q1 to Q6 during PWM driving from being emitted to the outside and becoming radio noise.

次に、上述した電動式パワーステアリング装置における構造について図2〜図4に基づいて説明する。
図2は図1に示した電動式パワーステアリング装置の断面図、図3は図2の電動式パワーステアリング装置を示す分解斜視図、図4は図2に示した制御装置18を電動モータ1側から視たときの図である。
この電動式パワーステアリング装置の電動モータ1は、回転子軸2と、この回転子軸2に8極に着磁された円筒状の永久磁石3が固定された8回転子4と、この回転子4の周囲に設けられた固定子5と、回転子軸2の反出力側で小径の軸端部10の端面に固定され、回転子4の永久磁石3の磁極位置に対応して2極に着磁されたセンサ用永久磁石6とを備えている。
上記固定子5は、永久磁石3の外周に相対した12個の突極7と、この突極7に装着されたインシュレータ8と、このインシュレータ8に巻回され、かつU、V及びWの3相に接続された電機子巻線9とを有している。電機子巻線9の3個の端部は、軸端部10の軸線方向に延びた3個の巻線端子11に各々接続されている。
Next, the structure of the above-described electric power steering apparatus will be described with reference to FIGS.
2 is a cross-sectional view of the electric power steering apparatus shown in FIG. 1, FIG. 3 is an exploded perspective view showing the electric power steering apparatus of FIG. 2, and FIG. 4 shows the control apparatus 18 shown in FIG. It is a figure when it sees from.
An electric motor 1 of this electric power steering apparatus includes a rotor shaft 2, an 8-rotor 4 in which a cylindrical permanent magnet 3 magnetized to 8 poles is fixed to the rotor shaft 2, and the rotor. 4 is fixed to the end surface of the small-diameter shaft end 10 on the side opposite to the output side of the rotor shaft 2 and has two poles corresponding to the magnetic pole position of the permanent magnet 3 of the rotor 4. And a magnetized sensor permanent magnet 6.
The stator 5 includes twelve salient poles 7 opposed to the outer periphery of the permanent magnet 3, an insulator 8 attached to the salient pole 7, and wound around the insulator 8, and U, V, and W 3 And an armature winding 9 connected to the phase. The three end portions of the armature winding 9 are respectively connected to three winding terminals 11 extending in the axial direction of the shaft end portion 10.

電動モータ1は、減速装置12に固定されている。減速装置12は、電動モータ1のハウジング13が取り付けられたギヤケース14と、このギヤケース14内に設けられ回転子軸2の回転を減速するための減速ギヤであるウォームギヤ15と、このウォームギヤ15に歯合したウォームホイール16とを有している。
ウォームギヤ15の回転子軸2側の端部には、スプラインが形成されている。回転子軸2の出力側の端部には、内側にスプラインが形成されたカップリング17が圧入されている。このカップリング17とウォームギヤ15の端部とがスプライン結合されており、電動モータ1からウォームギヤ15にトルクが伝達されるようになっている。
The electric motor 1 is fixed to the speed reducer 12. The speed reducer 12 includes a gear case 14 to which the housing 13 of the electric motor 1 is attached, a worm gear 15 provided in the gear case 14 for reducing the rotation of the rotor shaft 2, and teeth on the worm gear 15. And a combined worm wheel 16.
A spline is formed at the end of the worm gear 15 on the rotor shaft 2 side. A coupling 17 having a spline formed inside is press-fitted into an output side end of the rotor shaft 2. The coupling 17 and the end portion of the worm gear 15 are spline-coupled so that torque is transmitted from the electric motor 1 to the worm gear 15.

上記電動モータ1の駆動を制御する制御装置18は、電動モータ1に流れるモータ電流のリップル成分を吸収するための大容量のコンデンサ19(2200μF×3程度)と、高熱伝導率であるアルミニウム製のヒートシンク25と、このヒートシンク25の表面に接着剤により接着されたパワー基板20と、同じくヒートシンク25の表面に接着剤により接着された制御基板21とを備えている。   The control device 18 for controlling the driving of the electric motor 1 includes a large-capacitance capacitor 19 (about 2200 μF × 3) for absorbing the ripple component of the motor current flowing in the electric motor 1 and an aluminum product having high thermal conductivity. It includes a heat sink 25, a power board 20 bonded to the surface of the heat sink 25 with an adhesive, and a control board 21 similarly bonded to the surface of the heat sink 25 with an adhesive.

また、制御装置18は、ヒートシンク25の肉厚部25aを覆った断面がコの字状の接続部材23と、接続部材23の反ヒートシンク25側の底面に実装され、センサ用永久磁石6の磁界の方向を検出する回転位置センサである磁気センサ24と、ハウジング13と協同してヒートシンク25を挟んだ回路ケース27と、この回路ケース27に溶接により固定され電磁ノイズを除去するためのコイル26と、回路ケース27の開口部を覆うカバー28とを有している。   The control device 18 is mounted on the connection member 23 having a U-shaped cross section covering the thick portion 25a of the heat sink 25 and the bottom surface of the connection member 23 on the side opposite to the heat sink 25, and the magnetic field of the sensor permanent magnet 6 is mounted. A magnetic sensor 24 that is a rotational position sensor for detecting the direction of the circuit, a circuit case 27 that sandwiches the heat sink 25 in cooperation with the housing 13, and a coil 26 that is fixed to the circuit case 27 by welding to remove electromagnetic noise. And a cover 28 covering the opening of the circuit case 27.

前記パワー基板20は例えばDBC(東芝マテリアルの登録商標)基板からなり、アルミナのセラミック基板上に銅板が配線パターンとして形成されている。パワー基板20上の配線パターンには、半導体スイッチング素子(例えば、FET)Q1〜Q6、シャント抵抗器29等の大電流部品が半田付けされて実装されている。   The power substrate 20 is made of, for example, a DBC (registered trademark of Toshiba Materials), and a copper plate is formed as a wiring pattern on an alumina ceramic substrate. High current components such as semiconductor switching elements (for example, FETs) Q1 to Q6 and a shunt resistor 29 are soldered and mounted on the wiring pattern on the power substrate 20.

前記制御基板21は多層のLTCC(低温焼成セラミック)基板からなり、制御基板21上には、マイクロコンピュータ30、駆動回路53及び電流検出手段52を含む周辺回路素子(小電流部品)が導電性接着剤で実装されている。
なお、図1に示された駆動回路53及び電流検出手段52は、図3では省略されている。
The control board 21 is composed of a multilayer LTCC (low temperature fired ceramic) board. On the control board 21, peripheral circuit elements (small current components) including a microcomputer 30, a drive circuit 53, and current detection means 52 are conductively bonded. Implemented with agent.
Note that the drive circuit 53 and the current detection means 52 shown in FIG. 1 are omitted in FIG.

前記接続部材23は、断面コの字形状であり、配線パターンを構成したモータ用導電板22a、センサ用導電板22c及び電源用導電板22e1、22e2等の導電板22が絶縁性樹脂でインサート成形されて構成されている。
接続部材23の一側部23aでは、複数のモータ用導電板22aの一端部がそれぞれ絶縁性樹脂から露出しており、この一端部がパワー基板20とワイヤボンディングで接続するためのパッド22bを構成している。各モータ用導電板22aの他端部ではモータ端子Mmが形成されている。このモータ端子Mmは、電動モータ1の巻線端子11と接続されている。
The connection member 23 has a U-shaped cross section, and the conductive plates 22 such as the motor conductive plate 22a, the sensor conductive plate 22c, and the power supply conductive plates 22e1 and 22e2 constituting the wiring pattern are insert-molded with an insulating resin. Has been configured.
At one side portion 23a of the connection member 23, one end portions of the plurality of motor conductive plates 22a are exposed from the insulating resin, and the one end portion constitutes a pad 22b for connecting to the power substrate 20 by wire bonding. is doing. A motor terminal Mm is formed at the other end of each motor conductive plate 22a. The motor terminal Mm is connected to the winding terminal 11 of the electric motor 1.

接続部材23の他側部23bでは、センサ用導電板22cの一端部が絶縁性樹脂から露出しており、この一端部が制御基板21とワイヤボンディングで接続するためのパッド22dを構成している。このセンサ用導電板22cの他端部は、コの字形状の接続部材23の底部の中央部付近まで延びている。この底部の反ヒートシンク25側の面には、磁気抵抗素子で構成された磁気センサ24が設けられており、この磁気センサ24にセンサ用導電板22cの他端部が溶接により接続されている。
また、接続部材23の他側部23bでは、電源用導電板22e1、22e2の両端部が絶縁性樹脂からそれぞれ露出しており、この両端部の一端部は電源端子としてのパッド22f1、22f2を構成している。
At the other side 23b of the connection member 23, one end of the sensor conductive plate 22c is exposed from the insulating resin, and this one end constitutes a pad 22d for connecting to the control board 21 by wire bonding. . The other end of the sensor conductive plate 22c extends to the vicinity of the center of the bottom of the U-shaped connecting member 23. A magnetic sensor 24 composed of a magnetoresistive element is provided on the surface of the bottom portion opposite to the heat sink 25, and the other end portion of the sensor conductive plate 22c is connected to the magnetic sensor 24 by welding.
Further, at the other side 23b of the connecting member 23, both ends of the power supply conductive plates 22e1, 22e2 are exposed from the insulating resin, and one end of each of the ends constitutes pads 22f1, 22f2 as power supply terminals. is doing.

パワー基板20の両側のヒートシンク25には、一対の長孔31が形成されている。磁気センサ24及びコンデンサ19が実装された接続部材23は、一側部23a及び他側部23bが回転子4側からこの長孔31を通じて挿入されてヒートシンク25に固定されている。   A pair of long holes 31 are formed in the heat sink 25 on both sides of the power board 20. In the connection member 23 on which the magnetic sensor 24 and the capacitor 19 are mounted, one side portion 23 a and the other side portion 23 b are inserted from the rotor 4 side through the long hole 31 and fixed to the heat sink 25.

磁気センサ24は、センサ用永久磁石6と対向しており、回転子4の回転に伴ってセンサ用永久磁石6の磁界の方向が磁気センサ24に対して回転し、磁気センサ24は、この磁界の回転に伴って磁気抵抗が変化して、結果として回転子4の位置が検出される。   The magnetic sensor 24 faces the sensor permanent magnet 6, and the direction of the magnetic field of the sensor permanent magnet 6 rotates with respect to the magnetic sensor 24 as the rotor 4 rotates. As the motor rotates, the magnetic resistance changes, and as a result, the position of the rotor 4 is detected.

コンデンサ19は、ヒートシンク25を挟んで制御基板21の反対側に配置され、またヒートシンク25と電動モータ1のハウジング13との間に挟まれて配置されている。   The capacitor 19 is disposed on the opposite side of the control board 21 with the heat sink 25 interposed therebetween, and is disposed between the heat sink 25 and the housing 13 of the electric motor 1.

制御基板21は、車両側信号用コネクタ32及びトルクセンサ用コネクタ33と、接続部材23の他側部23bとの間に配置されている。車両側信号用コネクタ32の端子及びトルクセンサ用コネクタ33の端子のそれぞれの一端部に形成されたパッド34と制御基板21のパッド54との間は、ワイヤボンディングによって接続されている。
同様に、接続部材23のパッド22dと制御基板21のパッド55との間も、ワイヤボンディングにより接続されている。
車両側信号用コネクタ32は、外部配線を介して車両側信号である走行速度信号、イグニション信号及びCAN信号等が入力されるコネクタであり、トルクセンサ用コネクタ33は、外部配線を介してトルクセンサ51からの信号が入力されるコネクタである。
The control board 21 is disposed between the vehicle-side signal connector 32 and the torque sensor connector 33 and the other side portion 23 b of the connection member 23. A pad 34 formed at one end of each of the terminal of the vehicle signal connector 32 and the terminal of the torque sensor connector 33 and the pad 54 of the control board 21 are connected by wire bonding.
Similarly, the pad 22d of the connecting member 23 and the pad 55 of the control board 21 are also connected by wire bonding.
The vehicle-side signal connector 32 is a connector to which a traveling speed signal, an ignition signal, a CAN signal and the like, which are vehicle-side signals, are input via an external wiring, and the torque sensor connector 33 is a torque sensor via an external wiring. 51 is a connector to which a signal from 51 is input.

車両側信号用コネクタ32に隣接して設けられたパワーコネクタ35は、車両のバッテリ50と電気的に接続されるコネクタであって、パワーコネクタ35のプラス側端子は、コイル26を介して接続部材23の電源端子であるパッド22f2と電気的に接続されている。パワーコネクタ35のマイナス側端子も接続部材23の電源端子であるパッド22f1と電気的に接続されている。
パワーコネクタ35と、車両側信号用コネクタ32及びトルクセンサ用コネクタ33とは一体の部品であり、絶縁性樹脂製の回路ケース27と一体成形されている。
なお、パワーコネクタ35、車両側信号コネクタ32及びコルクセンサ信号コネクタ33が回路ケース27とそれぞれ個別の部品であってもよい。
The power connector 35 provided adjacent to the vehicle-side signal connector 32 is a connector that is electrically connected to the vehicle battery 50, and the plus-side terminal of the power connector 35 is connected via the coil 26. 23 is electrically connected to a pad 22f2, which is a power supply terminal 23. The negative terminal of the power connector 35 is also electrically connected to the pad 22f1 that is the power supply terminal of the connecting member 23.
The power connector 35, the vehicle-side signal connector 32, and the torque sensor connector 33 are integral parts, and are integrally formed with a circuit case 27 made of an insulating resin.
The power connector 35, the vehicle side signal connector 32, and the cork sensor signal connector 33 may be separate components from the circuit case 27, respectively.

次に、上記のように構成された電動式パワーステアリング装置の組立手順について説明する。
先ず、電動モータ1を組み立てる。
最初に、回転子軸2の径方向に膨大した中間部の外周面に永久磁石3を接着固定するとともに、回転子軸2の反出力側の軸端部10に、2極に着磁されたセンサ用永久磁石6を接着固定する。その後、永久磁石3は、センサ用永久磁石6の着磁位置を基準に、着磁器で8極に着磁して回転子4を製造する。
次に、固定子5の12個の突極7にインシュレータ8を介してU、V、Wの各電機子巻線9を電気角で120度位置を移動して巻回し、U、V、W各相4個で計12個の巻線を形成する。U相各巻線の巻始め同士、巻終わり同士を接続し、U相の電機子巻線を形成する。同様にV相及びW相の電機子巻線を形成し、U、V及びW各相の電機子巻線の巻終わりをお互いに接続して中性点とする。U、V及びW相の電機子巻線の巻始めはそれぞれ巻線端子11に接続される。
その後、この固定子5をハウジング13に圧入し、軸受36の外輪をハウジング13に固定する。
Next, an assembly procedure for the electric power steering apparatus configured as described above will be described.
First, the electric motor 1 is assembled.
First, the permanent magnet 3 was bonded and fixed to the outer peripheral surface of the intermediate portion enlarging in the radial direction of the rotor shaft 2, and the pole end 10 on the opposite side of the rotor shaft 2 was magnetized to two poles. The sensor permanent magnet 6 is bonded and fixed. Thereafter, the permanent magnet 3 is magnetized to 8 poles by a magnetizer based on the magnetization position of the sensor permanent magnet 6 to manufacture the rotor 4.
Next, the armature windings 9 of U, V, and W are wound around the 12 salient poles 7 of the stator 5 through the insulator 8 while moving the position by 120 degrees in electrical angle. A total of 12 windings are formed with 4 each phase. The U-phase armature winding is formed by connecting the winding start and winding end of each U-phase winding. Similarly, V-phase and W-phase armature windings are formed, and the winding ends of the U-, V-, and W-phase armature windings are connected to each other to form a neutral point. The beginnings of the U, V and W phase armature windings are connected to the winding terminals 11 respectively.
Thereafter, the stator 5 is press-fitted into the housing 13, and the outer ring of the bearing 36 is fixed to the housing 13.

次に、ホルダ37に軸受38の外輪を固定後、軸受38の内輪に回転子4の回転子軸2を圧入する。その後、固定子5及び軸受36が組み込まれたハウジング13に、回転子4及びセンサ用永久磁石6が組み込まれたホルダ37を挿入し、固定する。   Next, after fixing the outer ring of the bearing 38 to the holder 37, the rotor shaft 2 of the rotor 4 is press-fitted into the inner ring of the bearing 38. Thereafter, the holder 37 in which the rotor 4 and the sensor permanent magnet 6 are incorporated is inserted and fixed in the housing 13 in which the stator 5 and the bearing 36 are incorporated.

次に、制御装置18の組立手順について説明する。
先ず、制御基板21上に、マイクロコンピュータ30及びその周辺回路素子等の部品を導電性接着剤で接合し、ベアチップ部品については制御基板21上のパターンとワイヤボンディングにより電気的に接続する。
また、パワー基板20上に、半導体スイッチング素子Q1〜Q6、シャント抵抗器29等の部品を半田付けにより接合し、ベアチップである半導体スイッチング素子Q1〜Q6は、パワー基板20上のパターンとワイヤボンディングにより電気的に接続する。
Next, the assembly procedure of the control device 18 will be described.
First, components such as the microcomputer 30 and its peripheral circuit elements are joined on the control board 21 with a conductive adhesive, and the bare chip parts are electrically connected to the pattern on the control board 21 by wire bonding.
Further, components such as the semiconductor switching elements Q1 to Q6 and the shunt resistor 29 are joined on the power substrate 20 by soldering, and the semiconductor switching elements Q1 to Q6 that are bare chips are bonded to the pattern on the power substrate 20 by wire bonding. Connect electrically.

その後、磁気センサ24と接続部材23のセンサ用導電板22cとを溶接により接合するとともに、コンデンサ19と接続部材23の電源用導電板22e1、22e2とを溶接により接合する。また、回路ケース27の導電板27a2と、パワーコネクタ35のプラス端子との間にコイル26を溶接により電気的に接続する。   Thereafter, the magnetic sensor 24 and the sensor conductive plate 22c of the connection member 23 are joined by welding, and the capacitor 19 and the power supply conductive plates 22e1 and 22e2 of the connection member 23 are joined by welding. The coil 26 is electrically connected between the conductive plate 27a2 of the circuit case 27 and the plus terminal of the power connector 35 by welding.

次に、以上のようにして個別に部品が実装された、制御基板21及びパワー基板20、接続部材23並びに回路ケース27をヒートシンク25に組み付ける。制御基板21及びパワー基板20は、熱伝導性の良い接着剤により、ヒートシンク25に接着固定する。回路ケース27は、接着剤でヒートシンク25に接着固定し、回路ケース27とヒートシンク25の間から水が浸入することを防止する。
その次に、接続部材23の一側部23a、他側部23bをパワー基板20の固定側とは反対側より、ヒートシンク25の長孔31に挿入し、接続部材23をヒートシンク25に固定する。
Next, the control board 21, the power board 20, the connection member 23, and the circuit case 27 on which components are individually mounted as described above are assembled to the heat sink 25. The control board 21 and the power board 20 are bonded and fixed to the heat sink 25 with an adhesive having good thermal conductivity. The circuit case 27 is bonded and fixed to the heat sink 25 with an adhesive to prevent water from entering between the circuit case 27 and the heat sink 25.
Next, the one side part 23 a and the other side part 23 b of the connection member 23 are inserted into the long holes 31 of the heat sink 25 from the side opposite to the fixing side of the power board 20, and the connection member 23 is fixed to the heat sink 25.

次に、回路ケース27の電導板27a2と接続部材23の電源用導電板22e2、一端にパワーコネクタ35のマイナス端子が形成された導電板27a1と電源用導電板22e1とをそれぞれ溶接により電気的に接続する。その次に、接続部材23のパッド22b、22f1、22f2とパワー基板20とをワイヤボンディングで電気的に接続する。
同様に、接続部材23のパッド22dと制御基板21とをワイヤボンディングで電気的に接続し、また車両側信号用コネクタ32のパッド34、トルクセンサ用コネクタ33のパッド34と制御基板21のパッド54とをワイヤボンディングによりそれぞれ電気的に接続する。
Next, the conductive plate 27a2 of the circuit case 27 and the power supply conductive plate 22e2 of the connecting member 23, and the conductive plate 27a1 formed with the negative terminal of the power connector 35 at one end and the power supply conductive plate 22e1 are electrically connected by welding. Connecting. Next, the pads 22b, 22f1, 22f2 of the connection member 23 and the power board 20 are electrically connected by wire bonding.
Similarly, the pad 22d of the connecting member 23 and the control board 21 are electrically connected by wire bonding, and the pad 34 of the vehicle-side signal connector 32, the pad 34 of the torque sensor connector 33, and the pad 54 of the control board 21 are connected. Are electrically connected to each other by wire bonding.

次に、別々に組み立てられた電動モータ1及び制御装置18を組み立てる。
先ず、電動モータ1のハウジング13の溝39にラバーリング40を装着し、図3に示すように、制御装置18を電動モータ1のハウジング13にネジ41で固定する。このとき、センサ用永久磁石6と磁気センサ24とが対向して配置される。
次に、電動モータ1の巻線端子11と制御装置18のモータ端子Mmとをネジ43で固定し、電気的に接続する。
最後に、カバー28を接着剤で制御装置18の回路ケース27に接着固定して、電動式パワーステアリング装置の組み立てが完了する。
Next, the electric motor 1 and the control device 18 assembled separately are assembled.
First, the rubber ring 40 is attached to the groove 39 of the housing 13 of the electric motor 1, and the control device 18 is fixed to the housing 13 of the electric motor 1 with screws 41 as shown in FIG. 3. At this time, the sensor permanent magnet 6 and the magnetic sensor 24 are arranged to face each other.
Next, the winding terminal 11 of the electric motor 1 and the motor terminal Mm of the control device 18 are fixed with screws 43 and are electrically connected.
Finally, the cover 28 is bonded and fixed to the circuit case 27 of the control device 18 with an adhesive, and the assembly of the electric power steering device is completed.

以上説明したように、この実施の形態1の電動式パワーステアリング装置によれば、センサ用導電板22cの一端部は回転位置センサである磁気センサ24に接続され、磁気センサ24からの位置センサ信号はセンサ用導電板22cを通じてマイクロコンピュータ30に入力されるようになっているので、従来必要とした制御装置と回転位置センサとの間の信号を伝達するためのコネクタ及び外部配線が不要となり、コストが低減されるとともに、位置センサ信号の伝達の信頼性が向上する。   As described above, according to the electric power steering apparatus of the first embodiment, one end of the sensor conductive plate 22c is connected to the magnetic sensor 24 that is a rotational position sensor, and the position sensor signal from the magnetic sensor 24 is detected. Is input to the microcomputer 30 through the sensor conductive plate 22c, so that a connector and an external wiring for transmitting a signal between the control device and the rotational position sensor, which have been conventionally required, are not required, and the cost is reduced. And the reliability of transmission of the position sensor signal is improved.

また、回転位置センサである磁気センサ24は、回転子軸2の軸端部10の端部に設けられたセンサ用永久磁石6と対向して接続部材23に設けられており、磁気の方向の変化により回転子4の回転位置を検出することができる。   The magnetic sensor 24, which is a rotational position sensor, is provided on the connecting member 23 so as to face the sensor permanent magnet 6 provided at the end of the shaft end 10 of the rotor shaft 2, and the magnetic sensor 24 The rotational position of the rotor 4 can be detected by the change.

また、接続部材23は、一側部23aと、この一側部23aに対向した他側部23bとを有した断面コの字状に形成され、一側部23aに設けられたモータ用導電板22aの一端部であるモータ端子Mmは、電動モータ1の巻線端子11と接続され、モータ用導電板22aの他端部であるパッド22bは、パワー基板20と接続され、他側部23bに設けられた電源用導電板22e1、22e2のパッド22f1、22f2は、パワー基板20に電流を供給するバッテリ50に接続されるので、大電流が流れる経路が短くなり、配線による電力損失が低減されて性能が向上する。   The connecting member 23 is formed in a U-shaped cross section having one side portion 23a and the other side portion 23b opposite to the one side portion 23a, and is provided on the one side portion 23a. The motor terminal Mm, which is one end of 22a, is connected to the winding terminal 11 of the electric motor 1, and the pad 22b, which is the other end of the motor conductive plate 22a, is connected to the power board 20 and is connected to the other side 23b. Since the pads 22f1 and 22f2 of the provided power supply conductive plates 22e1 and 22e2 are connected to the battery 50 that supplies current to the power substrate 20, a path through which a large current flows is shortened, and power loss due to wiring is reduced. Performance is improved.

また、ヒートシンク25は、回転子4に対して反対側の開放された面に、パワー基板20及び制御基板21が設けられているので、パワー基板20、制御基板21を配置する面積を広くでき、パワー基板20及び制御基板21の放熱性が向上する。
また、パワー基板20及び制御基板21は、ヒートシンク25の同一平面上に設けられているので、ワイヤボンディングによる電気的接続が容易になり、工作性が向上する。
Further, since the power board 20 and the control board 21 are provided on the open surface on the opposite side to the rotor 4, the heat sink 25 can increase the area where the power board 20 and the control board 21 are arranged, The heat dissipation of the power board 20 and the control board 21 is improved.
Moreover, since the power board 20 and the control board 21 are provided on the same plane of the heat sink 25, electrical connection by wire bonding is facilitated, and workability is improved.

また、ヒートシンク25は、パワー基板20の両側に一対の長孔31が形成され、接続部材23の一側部23a及び他側部23bが回転子4側から長孔31を通じて挿入されてヒートシンク25に固定されているので、接続部材23のワイヤボンディング用のパッド22b、22f1、22f2とパワー基板20とが接近して配置され、大電流が流れる経路が短くなり、配線による電力損失が低減されて性能が向上する。
また、接続部材23のワイヤボンディング用のパッド22b、22f1、22f2の面とパワー基板20との高低差が、図2から分かるように殆ど無く、ワイヤボンディングの作業性が容易になり、工作性が向上する。
The heat sink 25 has a pair of long holes 31 formed on both sides of the power board 20, and one side portion 23 a and the other side portion 23 b of the connection member 23 are inserted from the rotor 4 side through the long holes 31 to the heat sink 25. Since it is fixed, the pads 22b, 22f1, 22f2 for wire bonding of the connecting member 23 and the power substrate 20 are arranged close to each other, the path through which a large current flows is shortened, and the power loss due to wiring is reduced, thereby reducing the performance. Will improve.
Further, as shown in FIG. 2, there is almost no difference in height between the surfaces of the wire bonding pads 22b, 22f1 and 22f2 of the connecting member 23 and the power substrate 20, and the workability of the wire bonding is facilitated and the workability is improved. improves.

また、磁気センサ24は、磁気抵抗素子で構成されており、回転子4の回転に伴い回転するセンサ用永久磁石6による磁気センサ24に対する磁界の方向が変化し、その変化に伴って抵抗値が変化するようになっている、即ち回転子4の位置は、磁界の方向の変化から検出するようになっているので、ホール素子タイプの磁気センサと比較してセンサ用永久磁石6に対する磁気センサ24の取り付け位置精度を緩くでき、工作性の向上が図られる。   Further, the magnetic sensor 24 is composed of a magnetoresistive element, and the direction of the magnetic field with respect to the magnetic sensor 24 by the sensor permanent magnet 6 rotating with the rotation of the rotor 4 changes, and the resistance value increases with the change. Since the position of the rotor 4 is detected from the change in the direction of the magnetic field, the magnetic sensor 24 with respect to the sensor permanent magnet 6 is compared with the Hall element type magnetic sensor. The mounting position accuracy can be relaxed, and workability can be improved.

また、磁気センサ24は、センサ用導電板22cに溶接で接続されているので、磁気センサ24の接続部での機械的強度が高く、また温度変化に対する接続部の耐力も大きく、装置の信頼性が向上する。   Further, since the magnetic sensor 24 is connected to the sensor conductive plate 22c by welding, the mechanical strength at the connecting portion of the magnetic sensor 24 is high, and the proof strength of the connecting portion with respect to temperature change is high, so that the reliability of the apparatus is improved. Will improve.

また、制御基板21の一端部の近傍に、トルクセンサ用コネクタ33及び車両側信号用コネクタ32が設けられ、その他端部の近傍に、センサ用導電板22cのパッド22dが設けられているので、制御基板21とそれぞれを接続するボンディングワイヤは短くてよく、製造コストが低減される。   Further, the torque sensor connector 33 and the vehicle-side signal connector 32 are provided in the vicinity of one end portion of the control board 21, and the pad 22d of the sensor conductive plate 22c is provided in the vicinity of the other end portion. The bonding wires connecting the control board 21 and the control board 21 may be short, and the manufacturing cost is reduced.

また、接続部材23の他側部23bに隣接してコンデンサ19が設けられているので、コンデンサ19とパワー基板20の距離が短縮され、パワー基板20に流れるモータ電流のリップル成分を有効に吸収することができ、装置の放射ノイズを抑制することができる。 Further, since the capacitor 19 is provided adjacent to the other side portion 23b of the connecting member 23, the distance between the capacitor 19 and the power board 20 is shortened, and the ripple component of the motor current flowing in the power board 20 is effectively absorbed. And radiation noise of the device can be suppressed.

また、コンデンサ19は、アルミニウム製のヒートシンク25と電動モータ1のハウジング13との間に挟まれて配置されるので、コンデンサ19から発生する熱が、ヒートシンク25及びハウジング13に放熱され、コンデンサ19の温度上昇を抑制できるとともに、コンデンサ19の耐久性が向上する。   Further, since the capacitor 19 is disposed between the aluminum heat sink 25 and the housing 13 of the electric motor 1, the heat generated from the capacitor 19 is dissipated to the heat sink 25 and the housing 13, and the capacitor 19 While the temperature rise can be suppressed, the durability of the capacitor 19 is improved.

なお、上記実施の形態では、磁気抵抗素子で構成された磁気センサ24を用いた場合について説明したが、勿論このものに限定されるものではなく、磁気抵抗素子と比較して高い取り付け精度が要求され、また温度特性の点で劣るものの、磁気センサとしてホール素子またはホールIC等を用いたものであってもよい。
また、回転位置センサとして、磁気センサ以外に、フォトセンサも用いてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the magnetic sensor 24 composed of a magnetoresistive element is used has been described. However, the present invention is not limited to this, and high mounting accuracy is required as compared with the magnetoresistive element. In addition, although it is inferior in temperature characteristics, a Hall element or Hall IC may be used as the magnetic sensor.
In addition to the magnetic sensor, a photo sensor may be used as the rotational position sensor.

また、上記実施の形態では、永久磁石3の極数が8極、固定子5の突極数が12個の電動式パワーステアリング装置について説明したが、この組み合わせに限定されるものではなく、他の極数と突極数の組み合わせであってもよい。
また、電動式パワーステアリング装置は、エンジンルームに装着されており、防水性を確保するために、回路ケース27は、接着剤でヒートシンク25に接着固定し、電動モータ1のハウジング13の溝39にラバーリング40を装着して電動モータ1と制御装置18とを一体化しているが、電動式パワーステアリング装置が車室内に装着される場合には、接着剤及びラバーリング40を削除してもよい。
また、パワー基板20としてアルミナのDBC基板を用いているが、アルミナに限定されるものではなく、窒化ケイ素や窒化アルミニウムのDBC基板であってもよく、これらのセラミック材料に銅板のパターンを接合したメタライズ基板であってもよい。また、アルミニウムや銅ベース板の金属基板であってもよい。
また、制御基板21として多層のLTCC基板を用いているが、樹脂基板であってもよい。
また、電動モータ1はブラシレスモータに限定されるものでなく、インダクションモータまたはスイッチトリラクタンスモータ(SRモータ)であってもよい。
In the above-described embodiment, the electric power steering apparatus in which the number of poles of the permanent magnet 3 is 8 and the number of salient poles of the stator 5 is 12 has been described. However, the present invention is not limited to this combination. The number of poles and the number of salient poles may be combined.
The electric power steering apparatus is mounted in the engine room, and in order to ensure waterproofness, the circuit case 27 is bonded and fixed to the heat sink 25 with an adhesive, and is fitted in the groove 39 of the housing 13 of the electric motor 1. Although the rubber ring 40 is mounted and the electric motor 1 and the control device 18 are integrated, the adhesive and the rubber ring 40 may be deleted when the electric power steering device is mounted in the vehicle interior. .
Further, although the alumina DBC substrate is used as the power substrate 20, it is not limited to alumina, and may be a silicon nitride or aluminum nitride DBC substrate, and a copper plate pattern is bonded to these ceramic materials. It may be a metallized substrate. Further, it may be a metal substrate of aluminum or a copper base plate.
Moreover, although the multilayer LTCC board | substrate is used as the control board 21, a resin substrate may be sufficient.
The electric motor 1 is not limited to a brushless motor, and may be an induction motor or a switched reluctance motor (SR motor).

この発明の実施の形態1に係る電動式パワーステアリング装置を示す回路図である。1 is a circuit diagram illustrating an electric power steering device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 図1の電動式パワーステアリング装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the electric power steering apparatus of FIG. 図2の電動式パワーステアリング装置を示す分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view showing the electric power steering apparatus of FIG. 2. 図2の制御装置を電動モータ側から視たときの図である。It is a figure when the control apparatus of FIG. 2 is seen from the electric motor side.

符号の説明Explanation of symbols

1 電動モータ、2 回転子軸、3 永久磁石、4 回転子、6 センサ用永久磁石、12 減速装置、15 ウォームギヤ(減速ギヤ)、18 制御装置、19 コンデンサ、20 パワー基板、21 制御基板、22 導電板、22a モータ用導電板、22c センサ用導電板、22e1,22e2 電源用導電板、23 接続部材、23a 一側部、23b 他側部、24 磁気センサ(回転位置センサ)、25 ヒートシンク、Q1〜Q6 半導体スイッチング素子、30 マイクロコンピュータ、Mm モータ端子、31 長孔、32 車両側信号用コネクタ、33 トルクセンサ用コネクタ、50 バッテリ、51 トルクセンサ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric motor, 2 Rotor shaft, 3 Permanent magnet, 4 Rotor, 6 Sensor permanent magnet, 12 Reduction gear, 15 Worm gear (reduction gear), 18 Control device, 19 Capacitor, 20 Power board, 21 Control board, 22 Conductive plate, 22a Motor conductive plate, 22c Sensor conductive plate, 22e1, 22e2 Power supply conductive plate, 23 Connection member, 23a One side, 23b Other side, 24 Magnetic sensor (rotational position sensor), 25 Heat sink, Q1 -Q6 Semiconductor switching element, 30 microcomputer, Mm motor terminal, 31 long hole, 32 vehicle-side signal connector, 33 torque sensor connector, 50 battery, 51 torque sensor.

Claims (9)

車両のハンドルに対して補助トルクを出力する電動モータと、この電動モータの駆動を制御する制御装置とを含み、
前記制御装置は、
前記電動モータの回転子の回転子軸に連結される減速ギヤと反対側に設けられたヒートシンクと、
このヒートシンクと前記回転子軸との間に設けられ配線パターンを構成する複数の導電板が絶縁性樹脂によりインサート成形で一体化された接続部材と、
この接続部材に前記回転子軸の端部と対向して設けられ前記回転子の回転位置を検出する回転位置センサと、
前記ハンドルに対して補助するトルクに応じて前記電動モータの電流を切り換えるための複数の半導体スイッチング素子からなるブリッジ回路と、
このブリッジ回路を搭載したパワー基板と、
このパワー基板に流れる電流のリップルを吸収するコンデンサと、
少なくとも前記回転位置センサからの位置センサ信号、前記ハンドルの操舵トルクを検知するトルクセンサからのトルクセンサ信号及び車両の走行速度信号から前記半導体スイッチング素子の駆動を制御するための駆動信号を生成するマイクロコンピュータと、
このマイクロコンピュータが搭載された制御基板とを備え、
複数の前記導電板のうち、センサ用導電板の一端部は前記回転位置センサに接続され、回転位置センサからの位置センサ信号はセンサ用導電板を通じて前記マイクロコンピュータに入力され、
前記接続部材は、一側部と、この一側部に対向した他側部とを有した断面コの字状に形成され、前記導電板のうち、前記一側部に設けられたモータ用導電板の一端部は、前記電動モータの巻線端子と接続されているとともに、他端部は、前記パワー基板と接続され、
また前記導電板のうち、前記他側部に設けられた電源用導電板は、前記パワー基板に電流を供給するバッテリに接続されることを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
An electric motor that outputs an auxiliary torque to the handle of the vehicle, and a control device that controls driving of the electric motor,
The controller is
A heat sink provided on the opposite side of the reduction gear connected to the rotor shaft of the rotor of the electric motor;
A connection member in which a plurality of conductive plates that are provided between the heat sink and the rotor shaft and constitute a wiring pattern are integrated by insert molding with an insulating resin;
A rotational position sensor that is provided on the connecting member so as to face the end of the rotor shaft and detects the rotational position of the rotor;
A bridge circuit comprising a plurality of semiconductor switching elements for switching the current of the electric motor in accordance with torque assisting the handle;
A power board equipped with this bridge circuit,
A capacitor that absorbs the ripple of the current flowing through the power substrate;
A micro that generates a drive signal for controlling the driving of the semiconductor switching element from at least a position sensor signal from the rotational position sensor, a torque sensor signal from a torque sensor that detects a steering torque of the steering wheel, and a traveling speed signal of a vehicle. A computer,
And a control board on which this microcomputer is mounted,
Among the plurality of conductive plates, one end portion of the sensor conductive plate is connected to the rotational position sensor, and a position sensor signal from the rotational position sensor is input to the microcomputer through the sensor conductive plate,
The connecting member is formed in a U-shaped cross section having one side and the other side facing the one side, and the motor conductive member provided on the one side of the conductive plate. One end of the plate is connected to the winding terminal of the electric motor, and the other end is connected to the power board,
The electric power steering device according to claim 1, wherein the conductive plate for power supply provided on the other side of the conductive plate is connected to a battery for supplying current to the power substrate .
前記回転位置センサは、前記回転子軸の端部に設けられたセンサ用永久磁石と対向した磁気センサであることを特徴とする請求項1に記載の電動式パワーステアリング装置。   The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the rotational position sensor is a magnetic sensor facing a sensor permanent magnet provided at an end of the rotor shaft. 前記ヒートシンクは、前記回転子に対して反対側の面に、前記パワー基板及び前記制御基板が設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電動式パワーステアリング装置。 3. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the power board and the control board are provided on a surface of the heat sink opposite to the rotor. 4. 前記ヒートシンクには、前記パワー基板の両側に一対の長孔が形成され、前記接続部材の前記一側部及び前記他側部は、前記回転子側から前記長孔を通じて挿入されて、前記接続部材は、前記ヒートシンクに固定されていることを特徴とする請求項に記載の電動式パワーステアリング装置。 In the heat sink, a pair of long holes are formed on both sides of the power board, and the one side part and the other side part of the connection member are inserted through the long holes from the rotor side, and the connection member The electric power steering apparatus according to claim 3 , wherein the electric power steering apparatus is fixed to the heat sink. 前記磁気センサは、磁気抵抗素子で構成されていることを特徴とする請求項2ないし請求項の何れか1項に記載の電動式パワーステアリング装置。 The electric power steering apparatus according to any one of claims 2 to 4 , wherein the magnetic sensor is formed of a magnetoresistive element. 前記磁気センサは、前記センサ用導電板の端部に溶接で接続されていることを特徴とする請求項2ないし請求項の何れか1項に記載の電動式パワーステアリング装置。 The electric power steering apparatus according to any one of claims 2 to 5 , wherein the magnetic sensor is connected to an end portion of the sensor conductive plate by welding. 前記制御基板は、一端部の近傍に、外部配線を介してトルクセンサ信号が入力されるトルクセンサ用コネクタ、走行速度信号が入力される走行速度用コネクタが設けられ、他端部の近傍に、前記センサ用導電板の他端部が設けられていることを特徴とする請求項1ないし請求項の何れか1項に記載の電動式パワーステアリング装置。 The control board is provided with a torque sensor connector to which a torque sensor signal is input via an external wiring, a traveling speed connector to which a traveling speed signal is input, in the vicinity of one end, and in the vicinity of the other end. The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 6 , wherein the other end of the conductive plate for sensors is provided. 前記接続部材の前記他側部に隣接して前記コンデンサが設けられていることを特徴とする請求項ないし請求項の何れか1項に記載の電動式パワーステアリング装置。 The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 7, characterized in that said capacitor is adjacent to the other side of the connecting member. 前記コンデンサは、前記ヒートシンクと前記電動モータのハウジングとの間に挟まれて配置されることを特徴とする請求項1ないし請求項の記載の何れか1項に記載の電動式パワーステアリング装置。 The capacitor is an electric power steering apparatus according to any one of of claims 1 to claim 8 characterized in that it is arranged sandwiched between the housing of the said heat sink electric motor.
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