JP7153483B2 - 電動駆動装置、及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は電動駆動装置、及び電動パワーステアリング装置に係り、特に電子制御部を内蔵した電動駆動装置、及び電動パワーステアリング装置に関するものである。

一般的な産業機械分野においては、電動モータによって機械系制御要素を駆動することが行われているが、最近では電動モータの回転速度や回転トルクを制御する半導体素子等からなる電子制御部を電動モータに一体的に組み込む、いわゆる機電一体型の電動駆動装置が採用され始めている。

機電一体型の電動駆動装置の例として、例えば自動車の電動パワーステアリング装置においては、運転者がステアリングホィールを操作することにより回動するステアリングシャフトの回動方向と回動トルクとを検出し、この検出値に基づいてステアリングシャフトの回動方向と同じ方向へ回動するように電動モータを駆動し、操舵アシストトルクを発生させるように構成されている。この電動モータを制御するため、電子制御部（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）がパワーステアリング装置に設けられている。

従来の電動パワーステアリング装置としては、例えば、特開２０１６－１４４３８０号公報（特許文献１）に記載のものが知られている。この特許文献１には、電動モータ部と電子制御部とにより構成された電動パワーステアリング装置が記載されている。そして、電動モータ部の電動モータは、アルミ合金等から作られた筒部を有するモータハウジングに形成された収納空間に収納され、電子制御部の電子部品が実装された回路基板は、モータハウジングの軸方向の出力軸とは反対側の端面壁部に、合成樹脂製、或いは金属製のカバーによって形成された収納空間に収納されている。

モータハウジングの端面壁部に取り付けられる電子制御部の回路基板は、電動モータを駆動制御するＭＯＳＦＥＴ、或いはＩＧＢＴ等のようなパワースイッチング素子を有する電力変換回路部、電源電圧を生成する電源回路部、及びパワースイッチング素子を制御する制御回路部を備え、パワースイッチング素子の出力端子と電動モータの入力端子とはバスバーを介して電気的に接続されている。

また、最近では電動モータの巻線を二重系とし、この二重系の巻線を夫々同じ構成の電子制御部で制御する冗長系(二重系)システムが提案されている。例えば、特開２０１６－５５４９９４号公報(特許文献２)に示された冗長系(二重系)システムは、第１電子制御部と第２電子制御部を合せて正規の電子制御部として機能させ、一方の電子制御部に異常、故障が生じると、他方の電子制御部で半分の能力によって電動モータを制御、駆動する構成としている。この場合、電動モータの能力は半分となるが、いわゆる「パワーステアリング機能」は確保されるようになっている。尚、特許文献２においては、冗長系であるので電源コネクタ等のコネクタ類は、夫々の電子制御部に個別に備え付けられている。

尚、この他に電子制御部を一体化した電動駆動装置としては、電動ブレーキや各種油圧制御用の電動油圧制御器等が知られているが、以下の説明では代表して電動パワーステアリング装置について説明する。

特開２０１６－１４４３８０号公報 特開２０１６－５５４９９４号公報

ところで、このような冗長系に構成された電子制御部においては、夫々の系統を個別に制御することが要請されてきている。そして、このような要請に合せて、夫々の電子制御部を「マスター系」と「スレーブ系」とに切り分けることが考えられている。

このため、夫々の電子制御部に接続される電源コネクタ(以下、制御部側電源コネクタと表記する)と、この第１、第２制御部側電源コネクタ１５Ａ、１５Ｂに着脱自在に係合され、電源ハーネスを介して車両電源部(バッテリ)に接続されている電源コネクタ(以下、電源部側電源コネクタと表記する)の間にも組み合せの整合性が要求され、制御部側電源コネクタと電源部側電源コネクタの誤組み付けを回避することが必要とされている。

制御部側電源コネクタと電源部側電源コネクタの誤組み付けを回避するためには、夫々の系統の制御部側電源コネクタと電源部側電源コネクタの外観形状を全く異なった形状にすれば判別は容易であるが、電源コネクタの量産性等を考慮すると外観形状を同じ形状にすることが好ましい。

しかしながら、夫々の系統の制御部側電源コネクタと電源部側電源コネクタを同じ形態に形成すると、制御部側電源コネクタと電源部側電源コネクタに作用する振動や外部機器の干渉等の外力に基づく機械的影響が同じ状態になり、結果的に夫々の系統の制御部側電源コネクタと電源部側電源コネクタが同時に故障を生じるといった現象が発現する。

このように、夫々の系統の制御部側電源コネクタと電源部側電源コネクタが同時に故障を生じると、せっかく冗長系に構成したパワーステアリング機能が喪失されることになる。したがって、夫々の系統の制御部側電源コネクタと電源部側電源コネクタの誤組み付けを抑制し、且つ夫々の系統の制御部側電源コネクタと電源部側電源コネクタが同時に故障を発生するのを抑制することが必要である。

本発明の目的は、夫々の系統の電源コネクタの誤組み付けを抑制し、且つ夫々の系統の電源コネクタが同時に故障を発生するのを抑制することができる新規な電動駆動装置、及び電動パワーステアリング装置を提供することにある。

本発明の特徴は、電子制御部が、冗長系を構成する第１電子制御部と第２電子制御部からなり、第１電子制御部と第２の電子制御部には、同じ構成の第１制御部側コネクタと第２制御部側コネクタが設けられ、第１制御部側コネクタと第２制御部側コネクタは、夫々のコネクタが延びる方向の軸方向高さが、異なる高さに形成されていると共に、第１制御部側コネクタと第２制御部側コネクタの軸方向高さに対応して決められた長さを有する第１ハーネスと第２ハーネスの先端に、第１制御部側コネクタと第２制御部側コネクタに共通な第１非制御部側コネクタと第２非制御部側コネクタとを設け、第１ハーネスと第２ハーネスの長さに合せて第１制御部側コネクタと第２制御部側コネクタに第１非制御部側コネクタと第２非制御部側コネクタを係合した、ところにある。

本発明の更なる特徴は、電子制御部が、車両電源部に接続された、冗長系を構成する第１電子制御部と第２電子制御部からなり、第１電子制御部と第の電子制御部には、同じ構成の第１制御部側電源コネクタと第２制御部側電源コネクタが設けられ、第１制御部側電源コネクタと第２制御部側電源コネクタは、夫々の電源コネクタが延びる方向の軸方向高さが、異なる高さに形成されていると共に、第１制御部側電源コネクタと第２制御部側電源コネクタの軸方向高さに対応して決められた長さを有する第１電源ハーネスと第２電源ハーネスの先端に、第１制御部側電源コネクタと第２制御部側電源コネクタに共通な第１電源部部側コネクタと第２電源部側コネクタとを設け、第１電源ハーネスと第２電源ハーネスの長さに合せて、第１制御部側電源コネクタと第２制御部側電源コネクタに第１電源部側コネクタと第２電源部側コネクタを係合した、ところにある。

本発明によれば、ハーネス(電源ハーネス)の長さに合せて、非制御部側コネクタ(電源部側電源コネクタ)を制御部側コネクタ(制御部側電源コネクタ)に連結するので、誤組み付を抑制でき、且つ、夫々の制御部側コネクタの軸方向の長さが異なるので、外力等に基づく機械的影響も異なるため同時に故障する恐れを少なくすることが可能となる。

本発明が適用される一例としての操舵装置の全体斜視図である。 図１に示す電動パワーステアリング装置の斜視図である。 図２に示す電動パワーステアリング装置の電子制御部の分解斜視図である。 図３に示す電子制御部を構成する制御ブロックを説明する説明図である。 制御部側電源コネクタと電源部側電源コネクタが係合される前の状態を示す斜視図である。 制御部側電源コネクタと電源部側電源コネクタが係合された後の状態を示す斜視図である。 図６に示す電源部側電源側から見たコネクタ端子組立体の上面図である。 電源部側電源コネクタの斜視図である。 コネクタ端子組立体を組み付けた電動パワーステアリング装置の斜視図である。 図９に示す電動パワーステアリング装置のコネクタ端子組立体に電源部側電源コネクタを係合した状態の斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである
本発明の実施形態を説明する前に本発明が適用される一例としての操舵装置の構成、及び電動パワーステアリング装置の構成について、図１～図４を用いて簡単に説明する。

まず、自動車の前輪を操舵するための操舵装置について説明する。操舵装置１は図１に示すように構成されている。図示しないステアリングホイールに連結されたステアリングシャフト２の下端にはピニオン３が設けられ、このピニオン３は車体左右方向へ長いラック軸と噛み合っている。このラック軸の両端には前輪を左右方向へ操舵するためのタイロッド５が連結されており、ラック軸はラックハウジング４に覆われている。そして、ラックハウジング４とタイロッド５との間にはゴムブーツ６が設けられている。

ステアリングホイールを回動操作する際のトルクを補助するため、電動パワーステアリング装置７が設けられている。即ち、ステアリングシャフト２の回動方向と回動トルクとを検出するトルクセンサ８、舵角センサ９が設けられ、トルクセンサ８の検出値に基づいてラック軸に減速ギヤ部１０を介して操舵補助力を付与する電動モータ部１１と、電動モータ部１１に隣接して配置された、電動モータを制御する電子制御ユニット１２とが設けられている。

また、電動パワーステアリング装置７の電動モータ部１１は、出力軸側の外周部の３箇所が図示しないボルトを介して減速ギヤ部１０に接続され、電動モータ１１部の出力軸とは反対側に電子制御ユニット１２が設けられている。

電動パワーステアリング装置７においては、ステアリングホイールが操作されることによりステアリングシャフト２がいずれかの方向へ回動操作されると、このステアリングシャフト２の回動方向と回動トルクとをトルクセンサ８が検出し、この検出値に基づいて電子制御ユニット１２の制御回路部が電動モータの駆動操作量を演算する。

この演算された駆動操作量に基づいて電力変換回路部のパワースイッチング素子により電動モータが駆動され、電動モータの出力軸はステアリングシャフト２の操作方向と同じ方向へ駆動するように回動される。出力軸の回動は、図示しないピニオンから減速ギヤ部１０を介してラック軸へ伝達され、自動車が操舵される。これらの構成、作用は既によく知られているので、これ以上の説明は省略する。

図２は電動パワーステアリング装置７の外観を示しているが、この電動パワーステアリング装置７は、図１に示す電動パワーステアリング装置７の電子制御ユニット１２の構成が異なったものであるが、機能としては同じものである。

図２において、電動パワーステアリング装置７を構成する電動モータ部１１は、アルミ合金等から作られた筒部を有するモータハウジング１３、及びこれに収納された図示しない電動モータとから構成され、電子制御ユニット１２は、モータハウジング１３の軸方向の出力軸とは反対側に配置された、アルミ合金等で作られた金属カバー１４、及びこれに収納された図示しない電子制御部から構成されている。

モータハウジング１３と金属カバー１４はその対向端面で、接着剤、或いは溶着、或いは固定ボルトによって一体的に固定されている。金属カバー１４の内部の収納空間に収納された電子制御部は、必要な電源を生成する電源回路部や、電動モータ部１１の電動モータを駆動、制御するＭＯＳＦＥＴ或いはＩＧＢＴ等からなるパワースイッチング素子を有する電力変換回路や、このパワースイッチング素子を制御する制御回路部からなり、パワースイッチング素子の出力端子と電動モータのコイル入力端子とはバスバーを介して電気的に接続されている。

モータハウジング１３の軸方向の端面には、コネクタ端子組立体１５が固定ボルトによって固定されており、これを覆うように金属カバー１４もモータハウジング１３に固定されている。コネクタ端子組立体１５には電力供給用の第１、第２制御部側電源コネクタ１５Ａ、１５Ｂ、検出センサ用コネクタ１５Ｃを備えている。尚、図２においては、制御部側電源コネクタ１５Ａと第２制御部側電源コネクタ１５Ｂとは、異なった形状に形成されており、この点で後述する本発明の実施形態と異なっている。

そして、金属カバー１４内に収納された電子制御部は、合成樹脂から作られた電力供給用の第１、第２制御部側電源コネクタ１５Ａ、１５Ｂを介して車両電源部（バッテリ)から電力が供給され、また検出センサ類から運転状態等の検出信号が検出センサ用コネクタ１５Ｃを介して供給されている。

図３に電動パワーステアリング装置７の分解斜視図を示している。モータハウジング１３には内部に円環状の鉄製のサイドヨーク（図示せず）が嵌合されており、このサイドヨーク内に電動モータ（図示せず）が収納されている。電動モータの出力部１６はギヤを介してラックに操舵補助力を付与している。

モータハウジング１３はアルミ合金から作られており、電動モータで発生した熱や、後述する電源回路部や電力変換回路部で発生した熱を、モータハウジング１３自体の熱容量により蓄熱し、その後に外部大気に放出するヒートシンク部材として機能している。電動モータとモータハウジング１３で電動モータ部１１を構成している。

電動モータ部１１の出力部１６の反対側のモータハウジング１３の側端壁１７には電子制御部ＥＣが取り付けられている。電子制御部ＥＣは、電力変換回路部１８、電源回路部１９、制御回路部２０、コネクタ端子組立体１５から構成されている。モータハウジング１３の側端壁１７は、モータハウジング１３と一体的に形成されているが、この他に側端壁１７だけを別体に形成し、ボルトや溶接によってモータハウジング１３と一体化しても良いものである。

ここで、電力変換回路部１８、電源回路部１９、制御回路部２０は冗長系を構成するものであり、電子制御部Ａと電子制御部Ｂの二重系を構成している。そして、通常は電子制御部Ａ、及び電子制御部Ｂによって電動モータが制御、駆動されているが、一方の電子制御部に異常や故障が生じると、他方の電子制御部によって電動モータが制御、駆動されるものである。つまり、電子制御部Ａと電子制御部Ｂを合せて正規の電子制御部として機能させ、一方の電子制御部に異常、故障が生じると、他方の電子制御部で半分の能力によって電動モータを制御、駆動するものである。この場合、電動モータの能力は半分となるが、「パワーステアリング機能」は確保されるようになっている。

二重系の電子制御部ＥＣは、電力変換回路部１８、電源回路部１９、制御回路部２０、コネクタ端子組立体１５から構成されており、側端壁１７側から離れる方向に向かって、電力変換回路部１８、電源回路部１９、制御回路部２０、コネクタ端子組立体１５の順序で配置されている。

制御回路部２０は電力変換回路部１８のパワースイッチング素子を駆動する制御信号を生成するもので、マイクロコンピュータ、周辺回路等から構成されている。電源回路部１９は、制御回路部２０を駆動する電源電圧、及び電力変換回路部１８の電源電圧を生成するもので、コンデンサ、コイル、スイッチング素子等から構成されている。電力変換回路部１８は、電動モータの三相のコイルに流れる電力を調整するもので、三相の上下アームを構成するパワースイッチング素子等から構成されている。

制御回路部２０と金属カバー１２の間には、合成樹脂からなるコネクタ端子組立体１５が設けられており、車両電源部（バッテリ)や検出センサ類と接続されている。もちろん、このコネクタ端子組立体１５に埋設された端子類は、電力変換回路部１８、電源回路部１９、制御回路部２０と電気的に接続されていることはいうまでもない。

金属カバー１４は、電力変換回路部１８、電源回路部１９、制御回路部２０を収納してこれらを水密的に封止する機能を備えているものであり、本実施形態では溶着によってモータハウジング１３に固定されている。この金属カバー１４は金属で作られているので、電力変換回路部１８、電源回路部１９等によって発生した熱を外部に放熱する機能も併せ備えている。

図４は、電動パワーステアリング装置７に設けられている電子制御部ＥＣの制御ブロックを示している。電子制御部ＥＣは、冗長系として構成されており、第１電子制御部(以下、電子制御部Ａと表記する)２１と第２電子制御部(以下、電子制御部Ｂと表記する)２２とから構成され、それぞれの電子制御部Ａ２１、電子制御部Ｂ２２は、電動モータ２３の２分割された夫々の電磁コイルＡ２４、電磁コイルＢ２５を個別に駆動、制御するものである。

電子制御部Ａ２１は、電源端子Ａ２６と接地端子Ａ２７に接続されており、電源端子Ａ２６に接続された電源回路Ａ２７を介して制御回路Ａ２９に電力を供給している。この電源端子Ａ２６と接地端子Ａ２７は、第１制御部側電源コネクタ１５Ａに内蔵されている。電源端子Ａ２６と接地端子Ａ２７は、車両電源部(バッテリ)に第１電源ハーネスで接続された電源側の電源端子Ａ３８と接地端子Ａ３９と着脱自在に接続される。また、電源端子Ａ３８と接地端子Ａ３９は、電源部側電源コネクタに内蔵されている。

制御回路Ａ２９は、インバータ回路Ａ３０のスイッチング素子に制御信号を供給し、この制御信号によってインバータ回路Ａ３０は、電磁コイルＡ２４の各相への電力の供給を制御している。また、インバータ回路Ａ３０には、フェールセーフリレー回路Ａ３１が接続されており、異常や故障が生じると電磁コイルＡ２６の中性点を遮断して電子制御部Ａ２１の動作を停止する。

一方、電子制御部Ｂ２２も同じ構成とされており、電子制御部Ｂ２２は、電源端子Ｂ３２と接地端子Ｂ３３に接続されており、電源端子Ｂ３２に接続された電源回路Ｂ３４を介して制御回路Ｂ３５に電力を供給している。この電源端子Ｂ３２と接地端子Ｂ３３は、第２制御部側電源コネクタ１５Ｂに内蔵されている。また、電源端子Ｂ３２と接地端子Ｂ３３は、車両電源部(バッテリ)に第２電源ハーネスで接続された電源側の電源側端子Ｂ４０と接地側端子Ｂ４１と着脱自在に接続される。また、電源端子Ｂ４０と接地端子Ｂ４１は、電源部側電源コネクタに内蔵されている。

制御回路Ｂ３５は、インバータ回路Ｂ３６のスイッチング素子に制御信号を供給し、この制御信号によってインバータ回路Ｂ３６は、電磁コイルＢ２５の各相への電力の供給を制御している。また、インバータ回路Ｂ３６には、フェールセーフリレー回路Ｂ３７が接続されており、異常や故障が生じると電磁コイルＢ２５の中性点を遮断して電子制御部Ｂ２２の動作を停止する。

尚、電源端子Ａ２６と電源端子Ｂ３２は共通の車両電源部(バッテリ)を使用しており、供給電圧は同一である。また、接地端子Ａ２７と接地端子Ｂ３３も共通に接地されている。更に、電源回路２８、３４、制御回路２９、３５、フィルタ／フェールセーフリレー回路３１、３７等の回路構成部品は、電気/電子部品に該当するものであり、これらの電気／電子部品は基板上に配置され、配線によって電気的に接続されている。

正常な状態での電子制御部ＥＣの動作は、電子制御部Ａ２１と電子制御部Ｂ２２の両方が動作しており、電動モータ２３の電磁コイルＡ２４と電磁コイルＢ２５に送る電力の分担率はそれぞれ５０％である。そして、一方の電子制御部２１、２２に異常や故障が生じると、異常や故障が生じた電子制御部２１、２２はその動作を停止され、残りの電子制御部２１、２２によって電動モータ２３が駆動、制御されるものである。これによって、能力は半分に低下するが、「パワーステアリング機能」は確保されるものとなる。

このような二重系を備えた電子制御装部においては、上述した通り、夫々の電子制御部Ａ２１、電子制御部Ｂ２２に接続される第１、第２制御部側電源コネクタ１５Ａ、１５Ｂと、この制御部側電源コネクタ１５Ａ、１５Ｂに着脱自在に係合され、第１、第２電源ハーネスを介して車両電源部(バッテリ)に接続されている電源部側電源コネクタの間にも組み合せの整合性が要求され、第１、第２制御部側電源コネクタ１５Ａ、１５Ｂと電源部側電源コネクタの誤組み付けを回避することが必要とされている。

制御部側電源コネクタと電源部側電源コネクタの誤組み付けを回避するためには、図２、図３にあるように、夫々の系統の制御部側電源コネクタ１５Ａ、１５Ｂと電源部側電源コネクタの外観形状を全く異なった形状に形成すれば判別は容易であるが、夫々の電源コネクタの量産性等を考慮すると外観形状を同じ形状に形成することが好ましい。

しかしながら、夫々の系統の制御部側電源コネクタと電源部側電源コネクタを同じ形態に形成すると、制御部側電源コネクタと電源部側電源コネクタに作用する振動や外部機器の干渉等の外力の機械的な影響が同じ状態になり、結果的に夫々の系統の制御部側電源コネクタと電源部側電源コネクタが同時に故障を生じるといった現象が発現する。

本発明はこのような課題に対応すべく、冗長系を構成する電子制御部に同じ構成の２つの制御部側電源コネクタを形成し、一方の制御部側電源コネクタと他方の制御部側電源コネクタの軸方向の長さを異なる長さとし、この軸方向の長さに対応して決められた長さを有する電源ハーネスの先端に、夫々の制御部側電源コネクタに共通な電源部側電源コネクタを設け、電源ハーネスの長さに合せて夫々の制御部側電源コネクタに電源部側電源コネクタを係合した構成としたものである。

これによれば、電源ハーネスの長さに合せて、電源部側電源コネクタを制御部側電源コネクタに連結するので誤組み付けを抑制でき、且つ、夫々の制御部側電源コネクタの軸方向の長さが異なるので、外力等に基づく影響環境も異なるため同時に故障する恐れを少なくすることが可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。先ず、図５～図７は、コネクタ端子組立体１５に設けられた第１、第２制御部側電源コネクタ１５Ａ、１５Ｂと、この第１、第２制御部側電源コネクタ１５Ａ、１５Ｂに着脱可能に係合される第１、第２電源部側電源コネクタ４２Ａ、４２Ｂを示している。

図５は、第１、第２制御部側電源コネクタ１５Ａ、１５Ｂと第１、第２電源部側電源コネクタ４２Ａ、４２Ｂが係合される前の状態を示し、図６は、第１、第２制御部側電源コネクタ１５Ａ、１５Ｂと第１、第２電源部側電源コネクタ４２Ａ、４２Ｂが係合された後の状態を示し、図７は、図６を第１、第２電源部側電源コネクタ４２Ａ、４２Ｂ側から見た状態を示している。尚、車両電源部(バッテリ)に繋がる第１、第２電源ハーネスや制御信号用ハーネスについては図示を省略している。

第１制御部側電源コネクタ１５Ａには、図４に示しように電源端子Ａ２６と接地端子Ａ２７が内蔵(図７参照)され、第２制御部側電源コネクタ１５Ｂには、電源端子Ｂ３２と接地端子Ｂ３３が内蔵されている。例えば、夫々の端子Ａ２６、Ａ２７、Ｂ３２Ｂ、３３は合成樹脂のインサートモールドによって内蔵しても良いし、夫々の端子Ａ２６、Ａ２７、Ｂ３２Ｂ、３３だけを合成樹脂にインサートモールドし、これを合成樹脂で作られた第１、第２制御部側電源コネクタ１５Ａ、１５Ｂに収納して内蔵しても良い。

また、第１電源部側電源コネクタ４２Ａには、図４に示しように電源端子Ａ３８と接地端子Ａ３９が内蔵され、第２電源部側電源コネクタ４２Ｂには、電源端子Ｂ４０と接地端子Ｂ４１が内蔵されている。ここで、図面での表示は省略しているが、第１、第２電源部側電源コネクタ４２Ａ、４２Ｂには、車両電源部(バッテリ)に接続された第１、第２電源ハーネスが接続されている。

コネクタ端子組立体１５は、平面領域部４３が形成されており、この平面領域部４３の四隅に固定部４４が設けられている。固定部４４には固定ボルト(図示せず)が挿通する挿通孔４５が形成され、固定ボルトを挿通してモータハウジング１３の端面壁部１７にねじ止めすることで、コネクタ端子組立体１５は端面壁部１７に固定される。

コネクタ端子組立体１５の平面領域部４３には、第１制御部側電源コネクタ１５Ａ、第２制御部側電源コネクタ１５Ｂ、及び検出センサ用コネクタ１５Ｃが、平面領域部４３に対して垂直方向(以下、コネクタの軸線方向と定義する)に延びて植立されている。また、第１制御部側電源コネクタ１５Ａ、第２制御部側電源コネクタ１５Ｂ、及び検出センサ用コネクタ１５Ｃは、平面領域部４３の長手方向にそって、直線状に配置されている。

そして、第１制御部側電源コネクタ１５Ａ、第２制御部側電源コネクタ１５Ｂの軸線方向に直交した断面は同じ形状に形成されており、略正方形に形成され、合成樹脂からなる筒状部４６Ａ、４６Ｂとされている。

図７に示しているように、第１制御部側電源コネクタ１５Ａの筒状部４６Ａは、直交する４個の平面壁４７Ａ-１～４７Ａ-４から構成されている。また、筒状部４６Ａの内部には、図４に示す電源端子Ａ２６、接地端子Ａ２７が収納されている。更にはモータ制御用端子４８Ａが収納されている。

同様に、第２制御部側電源コネクタ１５Ｂの筒状部４６Ｂは、直交する４個の平面壁４７Ｂ-１～４７Ｂ-４から構成されている。また、筒状部４６Ｂの内部には、図４に示す電源端子Ｂ３２、接地端子Ｂ３３が収納されている。更にはモータ制御用端子４８Ｂが収納されている。

そして、図７に示しているように、第１制御部側電源コネクタ１５Ａの筒状部４６Ａに収納されている電源端子Ａ２６、接地端子Ａ２７は、平面領域部４３の長手方向に直交する外側の平面壁４７Ａ-１に沿って配置され、モータ制御用端子４８Ａは、平面壁４７Ａ-１の反対側の平面壁４７Ａ-３に沿って配置されている。

一方、第２制御部側電源コネクタ１５Ｂの筒状部４６Ｂに収納されている電源端子Ｂ３２、接地端子Ｂ３３は、平面領域部４３の長手方向に沿った外側の平面壁４７Ｂ-１に沿って配置され、モータ制御用端子４８Ｂは、平面壁４７Ｂ-２の反対側の平面壁４７Ｂ-３に沿って配置されている。

図５に戻って、第２制御部側電源コネクタ１５Ｂの筒状部４６Ｂを形成する、平面領域部４３の長手方向に沿った外側の平面壁４７Ｂ-１には、係止爪部４９Ｂが形成されており、この係止爪部４９Ｂは、第２電源部側電源コネクタ４２Ｂに形成した係止孔からなる係止部５０Ｂに係合して、第２電源部側電源コネクタ４２Ｂの抜け止めを図っている。

同様に、第１制御部側電源コネクタ１５Ａの筒状部４６Ａを形成する、平面領域部４３の長手方向に直交する外側の平面壁４７Ａ-１には、係止爪部４９Ａ(図示せず)が形成されており、この係止爪部４９Ａは、第１電源部側電源コネクタ４２Ａに形成した係止孔からなる係止部５０Ａ(図７参照)に係合して、第１電源部側電源コネクタ４２Ａの抜け止めを図っている。

このように、筒状部４６Ａの平面領域部４３の長手方向に直交する外側の平面壁４７Ａ-１と、筒状部４６Ｂの平面領域部４３の長手方向に沿った外側の平面壁４７Ｂ-１に係合爪部４９Ａ、４９Ｂを設けると、図７に示しているように、第１電源部側電源コネクタ４２Ａの係止部５０Ａと第２電源部側電源コネクタ４２Ｂの係止部５０Ｂが、筒状部４６Ａと筒状部４６Ｂの対向面、及び筒状部４６Ｂと検出センサ用コネクタ１５Ｃの対向面に位置しない構成とすることができる。これによって、第１制御部側電源コネクタ１５Ａ、第２制御部側電源コネクタ１５Ｂ、及び検出センサ用コネクタ１５Ｃの長手方向の長さを短くできる。

図５に示されている通り、第１制御部側電源コネクタ１５Ａの筒状部４６Ａの高さ(ＨＡ)、及び第２制御部側電源コネクタ１５Ｂの筒状部４６Ｂの高さ(ＨＢ)は、夫々の軸線方向で見て、その高さ(長さ)が異なるように設定されている。本実施形態では、平面領域部４３の長手方向に沿って直線状に配置された、第１制御部側電源コネクタ１５Ａ、第２制御部側電源コネクタ１５Ｂ、及び検出センサ用コネクタ１５Ｃにおいて、外側に配置された第１制御部側電源コネクタ１５Ａの筒状部４６Ａの軸方向高さ(ＨＡ)の方が、中央に配置された第２制御部側電源コネクタ１５Ｂの筒状部４６Ｂの軸方向高さ(ＨＢ)より高く設定されている。

このように、外側に配置された第１制御部側電源コネクタ１５Ａの筒状部４６Ａの軸方向高さ(ＨＡ)を高くすることによって、隣接する第２制御部側電源コネクタ１５Ｂの筒状部４６Ｂに係合される第２電源部側電源コネクタ４２Ｂを、他の外部機器や飛来物に起因する機械的な干渉から避けることができる。

例えば、他の外部機器や飛来物が、第１制御部側電源コネクタ１５Ａの筒状部４６Ａの側から到来した場合、第１制御部側電源コネクタ１５Ａの方は破損しても、第２制御部側電源コネクタ１５Ｂの方は破損を免れることが可能となる。逆に、第２制御部側電源コネクタ１５Ｂの筒状部４６Ｂの軸法ｈ校高さ(ＨＢ)を高くすると、第１制御部側電源コネクタ１５Ａ、及び第２制御部側電源コネクタ１５Ｂの両方が破損される恐れがある。このように、第２制御部側電源コネクタ１５Ｂの故障を低減することが可能となる。

次に第１、第２電源部側電源コネクタ４２Ａ、４２Ｂの構成について説明する。図８は第１電源部側電源コネクタ４２Ａと第２電源部側電源コネクタ４２Ｂを示しており、これらは同じ形状に形成されている。したがって、以下では共通の電源側電源コネクタとして説明する。

電源部側電源コネクタ４２Ａ(４２Ｂ)は、第１制御部側電源コネクタ１５Ａの筒状部４６Ａ、及び第２制御部側電源コネクタ１５Ｂの筒状部４６Ｂを外側から覆う、軸方向に直交する断面が長方形の筒状部５１Ａ(５１Ｂ)を備えている。したがって、電源部側電源コネクタ４２Ａ(４２Ｂ)の筒状部５１Ａ(５１Ｂ)を、第１制御部側電源コネクタ１５Ａの筒状部４６Ａ、及び第２制御部側電源コネクタ１５Ｂの筒状部４６Ｂの外側に差し込んで、電源部側電源コネクタ４２Ａ(４２Ｂ)と第１、第２制御部側電源コネクタ１５Ａ、１５Ｂとを係合することができる。

筒状部５１Ａ(５１Ｂ)は、第１制御部側電源コネクタ１５Ａの筒状部４６Ａ、第２制御部側電源コネクタ１５Ｂの筒状部４６Ｂに差し込まれる側とは反対側に、第１、第２電源ハーネスが接続される電源ハーネス接続部５２Ａ(５２Ｂ)と、モータ制御用ハーネスが接続される制御用ハーネス接続部部５３Ａ(５３Ｂ)が設けられている。尚、モータ制御用ハーネスが接続される制御用ハーネス接続部部５３Ａ(５３Ｂ)は、必要に応じて省略することもできる。

また、図７に示しているように、筒状部５１Ａ(５１Ｂ)は、４個の平面壁５４Ａ-１～５４Ａ-４(５２Ｂ-１～５２Ｂ-４)から構成されており、電源ハーネス接続部５２Ａ(５２Ｂ)が形成される平面壁５４Ａ-１(５４Ｂ-１)に、係合爪部４９Ａ、４９Ｂ(図５参照)と係合する係止部５０Ａ(５０Ｂ)が形成されている。

以上のような構成のコネクタ端子組立体１５を、電動パワーステアリング装置７に組み込んだ状態を図９に示している。図９において、モータハウジング１３には、電子制御部ＥＣ(図３参照)が組み付けられ、外側から金属カバー１４によって密閉されている。金属カバー１４の頂部１４Ｔには開口１４Ｓが形成されており、この開口１４Ｓからコネクタ端子組立体１５に形成した、第１制御部側電源コネクタ１５Ａ、第２制御部側電源コネクタ１５Ｂ、及び検出センサ用コネクタ１５Ｃが、電動モータの回転軸の軸線に沿って突出して露出している。この状態で、第１制御部側電源コネクタ１５Ａの軸方向高さ(ＨＡ)は、上述した通り第２制御部側電源コネクタ１５Ｂの軸方向高さ(ＨＢ)より高い状態となっている。

次に、図１０に示すように、この状態のコネクタ端子組立体１５に第１、第２電源部側電源コネクタ４２Ａ、４２Ｂが係合されて、第１制御部側電源コネクタ１５Ａと電源部側電源コネクタ４２Ａとが電気的に接続され、また、第２制御部側電源コネクタ１５Ｂと第２電源部側電源コネクタ４２Ｂとが電気的に接続される。

このように、第１制御部側電源コネクタ１５Ａの軸方向高さ(ＨＡ)と、第２制御部側電源コネクタ１５Ｂの軸方向高さ(ＨＢ)が異なるので、第１、第２電源ハーネスの長さもこれに合せて決められている。このため、第１電源ハーネスの先端に設けられる第１電源部側電源コネクタ４２Ａが、第２制御部側電源コネクタ１５Ｂに誤組み付けされ、第２電源ハーネスの先端に設けられる第２電源部側電源コネクタ４２Ｂが、第１制御部側電源コネクタ１５Ａに誤組み付けされた場合、第１、第２の電源ハーネスの長さが一致しないことから、誤組み付けを容易に判断することができ、更に再組み付けを容易に行うことのができる。

また、第１制御部側電源コネクタ１５Ａと第２制御部側電源コネクタ１５Ｂの軸方向高さが異なることから、第１、第２電源部側電源コネクタ４２Ａ、４２Ｂを係合させた状態では、第１制御部側電源コネクタ１５Ａと第１電源部側電源コネクタ４２Ａの配置環境と、第２制御部側電源コネクタ１５Ｂと第２電源部側電源コネクタ４２Ｂの配置環境が異なる。このため、これらの電源コネクタが同時に異常や故障を生じる確率を低くすることができる。例えば、ある振動モードによって、どちらか一方に異常が生じても、他方はこの振動モードの影響を受けないので、同時に異常を生じる恐れが少なくなる。

一方、第１制御部側電源コネクタ１５Ａと第２制御部側電源コネクタ１５Ｂの軸方向高さを同じにすると、第１制御部側電源コネクタ１５Ａと第１電源部側電源コネクタ４２Ａの配置環境と、第２制御部側電源コネクタ１５Ｂと第２電源部側電源コネクタ４２Ｂの配置環境が、同じ状態になるため、ある振動モードによって、両方に異常を生じる恐れが生じる。

また、他の外部機器や飛来物が、第１制御部側電源コネクタ１５Ａの筒状部４６Ａ側から到来した場合、第１制御部側電源コネクタ１５Ａの方は破損しても、第２制御部側電源コネクタ１５Ｂの方は破損を免れることが可能となる。逆に、第２制御部側電源コネクタ１５Ｂの筒状部４６Ｂの軸方向高さ(ＨＢ)を高くすると、第１制御部側電源コネクタ１５Ａ、及び第２制御部側電源コネクタ１５Ｂの両方が破損される恐れがある。このように、第２制御部側電源コネクタ１５Ｂが故障するのを抑制することが可能となる。

更に、第１、第２電源部側電源コネクタ４２Ａ、４２Ｂが、第１制御部側電源コネクタ１５Ａと第２制御部側電源コネクタ１５Ｂとで共通して使用できるので、電源部側電源コネクタを量産する上で有利となる。

尚、上述した実施形態では、電源コネクタについて説明したが、これ以外のコネクタについても適用することが可能である。この場合、制御部側電源コネクタは「制御部側コネクタ」と言い換えられ、電源部側電源コネクタは「非制御部側コネクタ」と言い換えられ、電源ハーネスは単に「ハーネス」に言い換えられるものである。

以上述べた通り、本発明は以下の特徴を備えたものであり、また、この特徴によって以下の作用、効果を奏することができる。

本発明は、電子制御部が、冗長系を構成する第１電子制御部と第２電子制御部からなり、第１電子制御部と第２の電子制御部には、同じ構成の第１制御部側コネクタと第２制御部側コネクタが設けられ、第１制御部側コネクタと第２制御部側コネクタは、夫々のコネクタが延びる方向の軸方向高さが、異なる高さに形成されていると共に、第１制御部側コネクタと第２制御部側コネクタの軸方向高さに対応して決められた長さを有する第１ハーネスと第２ハーネスの先端に、第１制御部側コネクタと第２制御部側コネクタに共通な第１非制御部側コネクタと第２非制御部側コネクタとを設け、第１ハーネスと第２ハーネスの長さに合せて第１制御部側コネクタと第２制御部側コネクタに第１非制御部側コネクタと第２非制御部側コネクタを係合した構成とした。

また、本発明は、電子制御部が、車両電源部に接続された、冗長系を構成する第１電子制御部と第２電子制御部からなり、第１電子制御部と第の電子制御部には、同じ構成の第１制御部側電源コネクタと第２制御部側電源コネクタが設けられ、第１制御部側電源コネクタと第２制御部側電源コネクタは、夫々の電源コネクタが延びる方向の軸方向高さが、異なる高さに形成されていると共に、第１制御部側電源コネクタと第２制御部側電源コネクタの軸方向高さに対応して決められた長さを有する第１電源ハーネスと第２電源ハーネスの先端に、第１制御部側電源コネクタと第２制御部側電源コネクタに共通な第１電源部部側コネクタと第２電源部側コネクタとを設け、第１電源ハーネスと第２電源ハーネスの長さに合せて、第１制御部側電源コネクタと第２制御部側電源コネクタに第１電源部側コネクタと第２電源部側コネクタを係合した構成とした。

これらの本発明によれば、ハーネス(電源ハーネス)の長さに合せて、非制御部側コネクタ(電源部側電源コネクタ)を制御部側コネクタ(制御部側電源コネクタ)に連結するので、誤組み付を抑制でき、且つ、夫々の制御部側コネクタの軸方向の長さが異なるので、外力等に基づく機械的影響も異なるため同時に故障する恐れを少なくすることが可能となる。

尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

７…電動パワーステアリング装置、１１…電動モータ部、１２…電子制御部、１３…モータハウジング、１４…カバー、１５…コネクタ端子組立体、１５Ａ…第１制御部側電源コネクタ、１５Ｂ…第２制御部側電源コネクタ、１５Ｃ…検出センサ用コネクタ、１７…端面壁部、１８…電力変換回路基板、１９…電源回路基板、２０…制御回路基板、２１…第１電子制御部、２２…第２電子制御部、２６、３２、３８、４０…電源端子、２７、３３、３９，４１…接地端子、４２Ａ…第１電源部側電源コネクタ、４２Ｂ…第２電源部側電源コネクタ、４６Ａ…筒状部、４６Ｂ…筒状部、４９Ａ、４９Ｂ…係止爪部、５０Ａ、５０Ｂ…係止爪部、５１Ａ…筒状部、５１Ｂ…筒状部。

Claims (8)

1. 機械系制御要素を駆動する電動モータと、前記電動モータが収納されたモータハウジングと、前記電動モータの回転軸の出力部とは反対側の前記モータハウジングの端面壁部の側に配置された、前記電動モータを駆動するための電子制御部とを備えた電動駆動装置であって、
   前記電子制御部は、車両電源部に接続された、冗長系を構成する第１電子制御部と第２電子制御部からなり、前記第１電子制御部と前記第２電子制御部には、
   同じ構成の第１制御部側電源コネクタと第２制御部側電源コネクタが設けられ、前記第１制御部側電源コネクタと前記第２制御部側電源コネクタは、夫々の電源コネクタが延びる方向(以下、軸方向と表記する)の軸方向高さが、異なる高さに形成されていると共に、
   前記第１制御部側電源コネクタと前記第２制御部側電源コネクタの軸方向高さに対応して決められた長さを有する第１電源ハーネスと第２電源ハーネスの先端に、前記第１制御部側電源コネクタと前記第２制御部側電源コネクタに共通な第１電源部側電源コネクタと第２電源部側電源コネクタとを設け、
   前記第１電源ハーネスと前記第２電源ハーネスの長さに合せて、前記第１制御部側電源コネクタに前記第１電源部側電源コネクタを係合し、前記第２制御部側電源コネクタに前記第２電源部側電源コネクタを係合すると共に、
   前記電子制御部は、前記第１制御部側電源コネクタ、及び前記第２制御部側電源コネクタ以外に検出センサ用コネクタを備えており、コネクタ端子組立体の平面領域部に前記第１制御部側電源コネクタ、前記第２制御部側電源コネクタ、及び前記検出センサ用コネクタが植立して配置され、
   これらのコネクタは、前記第１制御部側電源コネクタ、前記第２制御部側電源コネクタ、及び前記検出センサ用コネクタの順で、前記平面領域部の長手方向に沿って直線状に配置されている
   ことを特徴とする電動駆動装置。
2. 請求項１に記載の電動駆動装置において、
   前記第１制御部側電源コネクタ、及び前記第２制御部側電源コネクタは、軸方向に直交する断面で、４個の直交する平面壁からなる筒状体に形成され、夫々の前記筒状体の前記平面壁には、前記第１電源部側電源コネクタ、及び前記第２電源部側電源コネクタと係合する係合爪部が設けられており、
   夫々の前記係合爪部は、前記第１制御部側電源コネクタ、及び前記第２制御部側電源コネクタの夫々の前記筒状体の対向する前記平面壁以外の前記平面壁に設けられている
   ことを特徴とする電動駆動装置。
3. 請求項１に記載の電動駆動装置において、
   前記第１制御部側電源コネクタの軸方向高さが、前記第２制御部側電源コネクタの軸方向高さに比べて高く設定されている
   ことを特徴とする電動駆動装置。
4. 請求項１に記載の電動駆動装置において、
   前記第１制御部側電源コネクタ、及び前記第２制御部側電源コネクタは、軸方向に直交する断面で、４個の直交する平面壁からなる筒状体に形成され、夫々の前記筒状体の前記平面壁には、前記第１電源部側電源コネクタ、及び前記第２電源部側電源コネクタと係合する係合爪部が設けられており、
   夫々の前記係合爪部は、前記第１制御部側電源コネクタ、及び前記第２制御部側電源コネクタの夫々の前記筒状体の対向する前記平面壁以外の前記平面壁に設けられると共に、
   前記第１制御部側電源コネクタの前記係合爪部は、前記平面領域部の長手方向に直交する前記平面壁に設けられ、
   前記第２制御部側電源コネクタの前記係合爪部は、前記平面領域部の長手方向に沿った前記平面壁に設けられている
   ことを特徴とする電動駆動装置。
5. ステアリングシャフトの回動方向と回動トルクとを検出するトルクセンサからの出力に基づきステアリングシャフトに操舵補助力を付与する電動モータと、前記電動モータが収納されたモータハウジングと、前記電動モータの回転軸の出力部とは反対側の前記モータハウジングの端面壁の側に配置された、前記電動モータを駆動するための電子制御部と、前記電子制御部を覆うカバーとを備えた電動パワーステアリング装置であって、
   前記電子制御部は、車両電源部に接続された、冗長系を構成する第１電子制御部と第２電子制御部からなり、前記第１電子制御部と前記第２電子制御部には、
   同じ構成の第１制御部側電源コネクタと第２制御部側電源コネクタが設けられ、前記第１制御部側電源コネクタと前記第２制御部側電源コネクタは、夫々の電源コネクタが延びる方向(以下、軸方向と表記する)の軸方向高さが、異なる高さに形成されていると共に、
   前記第１制御部側電源コネクタと前記第２制御部側電源コネクタの軸方向高さに対応して決められた長さを有する第１電源ハーネスと第２電源ハーネスの先端に、前記第１制御部側電源コネクタと前記第２制御部側電源コネクタに共通な第１電源部側電源コネクタと第２電源部側電源コネクタとを設け、
   前記第１電源ハーネスと前記第２電源ハーネスの長さに合せて、前記第１制御部側電源コネクタに前記第１電源部側電源コネクタを係合し、前記第２制御部側電源コネクタに前記第２電源部側電源コネクタを係合すると共に、
   前記電子制御部は、前記第１制御部側電源コネクタ、及び前記第２制御部側電源コネクタ以外に検出センサ用コネクタを備えており、コネクタ端子組立体の平面領域部に前記第１制御部側電源コネクタ、前記第２制御部側電源コネクタ、及び前記検出センサ用コネクタが植立して配置され、
   これらのコネクタは、前記第１制御部側電源コネクタ、前記第２制御部側電源コネクタ、及び前記検出センサ用コネクタの順で、前記平面領域部の長手方向に沿って直線状に配置されている
   ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
6. 請求項５に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記第１制御部側電源コネクタ、及び前記第２制御部側電源コネクタは、軸方向に直交する断面で、４個の直交する平面壁からなる筒状体に形成され、夫々の前記筒状体の前記平面壁には、前記第１電源部側電源コネクタ、及び前記第２電源部側電源コネクタと係合する係合爪部が設けられており、
   夫々の前記係合爪部は、前記第１制御部側電源コネクタ、及び前記第２制御部側電源コネクタの夫々の前記筒状体の対向する前記平面壁以外の前記平面壁に設けられている
   ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
7. 請求項５に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記第１制御部側電源コネクタの軸方向高さが、前記第２制御部側電源コネクタの軸方向高さに比べて高く設定されている
   ことを特徴とする電動駆動装置。
8. 請求項５に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記第１制御部側電源コネクタ、及び前記第２制御部側電源コネクタは、軸方向に直交する断面で、４個の直交する平面壁からなる筒状体に形成され、夫々の前記筒状体の前記平面壁には、前記第１電源部側電源コネクタ、及び前記第２電源部側電源コネクタと係合する係合爪部が設けられており、
   夫々の前記係合爪部は、前記第１制御部側電源コネクタ、及び前記第２制御部側電源コネクタの夫々の前記筒状体の対向する前記平面壁以外の前記平面壁に設けられると共に、
   前記第１制御部側電源コネクタの前記係合爪部は、前記平面領域部の長手方向に直交する前記平面壁に設けられ、
   前記第２制御部側電源コネクタの前記係合爪部は、前記平面領域部の長手方向に沿った前記平面壁に設けられている
   ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。

Images