JPWO2019073594A1 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
Description
しかし、従来装置では、ヒートシンクに形成された相対する一対の配置面のそれぞれに、制御基板とパワーモジュールとを径方向に重ねて配置していた。そのため、製品の大型化、特に径方向の大型化につながるという課題があった。一方、制御基板の幅を小さくすることで、径方向の大型化を抑えることができる。しかし、この場合、制御基板の部品実装面積を確保するためには、制御基板の幅を小さくすることによる部品実装面積の縮小を、制御基板の長さを長くすることで補足する必要がある。その結果、製品の軸方向の大型化をもたらす。
図1は、この発明の実施の形態1に係る電動パワーステアリング装置の回路図、図2は、この発明の実施の形態1に係る電動パワーステアリング装置を示す断面図、図3は、この発明の実施の形態1に係る電動パワーステアリング装置における制御ユニット周りを反出力側から見た透視図である。
また、電源系(+B、グランド)には、インバータ回路3aのPWM駆動によるノイズの放出を抑制するために、コンデンサとコイルとからなるフィルタ6aが挿入されている。さらに、+B電源ラインを開閉する電源用リレー5aが、+B電源ラインに挿入されている。この電源用リレー5aは、2つのスイッチング素子と、電流供給方向に対して順方向と逆方向の2つの寄生ダイオードと、を備える。電源用リレー5aは、インバータ回路3a又はモータ2に故障が発生した場合などに、電力供給を強制的に遮断することができる。さらに、電源用リレー5aは、バッテリ9を逆接続した場合に、電流が流れるラインを遮断することができ、いわゆるバッテリ逆接続保護の役目も担っている。
図4は、この発明の実施の形態2に係る電動パワーステアリング装置における制御ユニット周りを反出力側から見た透視図である。
また、実施の形態2においても、ヒートシンク41、制御基板4a、4b、パワーモジュール50a、50b、電源コネクタ43a,43b、信号コネクタ44a,44b、平滑コンデンサ30が、出力軸21の軸方向の反出力側から見た時に、出力軸21の軸心Oを対称中心とする点対称な配置となっている。
さらに、実施の形態2においては、制御基板4a,4bが、配置部41d,41eの幅方向の両側に突出する形状となっている。その結果、上記実施の形態1に比べて、制御基板4a,4bの実装領域を拡大でき、制御ユニットのサイズを大きくすることなく、より多くの部品を実装することができる。
図5は、この発明の実施の形態3に係る電動パワーステアリング装置における制御ユニット周りを反出力側から見た透視図、図6は、この発明の実施の形態3に係る電動パワーステアリング装置を反出力側から見た端面図である。
図7は、この発明の実施の形態4に係る電動パワーステアリング装置における制御ユニット周りを反出力側から見た透視図である。
また、この電動パワーステアリング装置は、正常時には、制御ユニット1aを用い、制御ユニット1bを従属的に用いるシステムに対応させてもよい。
また、上記各実施の形態では、2組の三相のモータ巻線を用いて説明しているが、1組の三相のモータ巻線であってもよい。この場合、回路部3U,3Vを構成するスイッチング素子が内蔵された第1パワーモジュールと、それらのスイッチング素子に制御信号を出力する第1制御基板の組と、回路部3Wと電源用リレーをスイッチング素子が内蔵された第2パワーモジュールと、それらのスイッチング素子に制御信号を出力する第2制御基板の組と、を構成する。そして、第1制御基板と第2制御基板とを、柱部41bの一対の配置部41d,41eのそれぞれに沿って1つずつ配置し、第1パワー-モジュールと第2パワーモジュールとを、柱部41bの他の一対の配置部41f,41gのそれぞれに沿って1つずつ配置すればよい。
Claims (10)
- モータと、上記モータの出力軸の軸方向に配置されて、上記モータと一体化された制御ユニットと、を備える電動パワーステアリング装置において、
上記モータは、第1モータ巻線と、第2モータ巻線と、を備え、
制御ユニットは、
上記第1モータ巻線に電流を供給する複数の第1スイッチング素子を有する第1パワーモジュールと、上記複数の第1スイッチング素子に制御信号を出力する第1制御基板と、上記第2モータ巻線に電流を供給する複数の第2スイッチング素子を有する第2パワーモジュールと、上記複数の第2スイッチング素子に制御信号を出力する第2制御基板と、上記制御ユニットでの発熱を放散するヒートシンクと、上記制御ユニットの外殻を構成するハウジングと、を備え、
上記ヒートシンクは、上記ハウジング内の上記出力軸の軸心の延長線上を上記出力軸の軸方向に延びる柱部を備え、
上記柱部は、上記出力軸の軸方向と平行な平面からなる複数の配置部を有し、
上記第1制御基板と上記第2制御基板とが、上記複数の配置部の中の相対する一対の配置部のそれぞれに沿って1つずつ配置され、
上記第1パワーモジュールと上記第2パワーモジュールとが、上記複数の配置部の中の他の相対する一対の配置部のそれぞれに沿って1つずつ配置されている電動パワーステアリング装置。 - 上記第1モータ巻線の第1相端子の組と上記第2モータ巻線の第2相端子の組とが、組毎に、上記ハウジング内に引き出されており、
上記ハウジング内に引き出された上記第1相端子の群の端部が、上記第1制御基板又は上記第2制御基板の径方向外方で、上記第1パワーモジュールの出力端子に接続され、
上記ハウジング内に引き出された上記第2相端子の群の端部が、上記第1制御基板又は上記第2制御基板の径方向外方で、上記第2パワーモジュールの出力端子に接続され、
上記第1相端子の群の端部と上記第1パワーモジュールの上記出力端子との接続部、および上記第2相端子の群の端部と上記第1パワーモジュールの上記出力端子との接続部が、上記出力軸の軸方向の反出力側から見た時に、上記出力軸の軸心を対称中心とする点対称な配置となっている請求項1記載の電動パワーステアリング装置。 - モータと、上記モータの出力軸の軸方向に配置されて、上記モータと一体化された制御ユニットと、を備える電動パワーステアリング装置において、
上記モータは、1つのモータ巻線を備え、
制御ユニットは、
上記モータ巻線を構成する特定の相巻線に電流を供給する複数の第1スイッチング素子を有する第1パワーモジュールと、上記複数の第1スイッチング素子に制御信号を出力する第1制御基板と、上記モータ巻線を構成する残りの相巻線に電流を供給する複数の第2スイッチング素子を有する第2パワーモジュールと、上記複数の第2スイッチング素子に制御信号を出力する第2制御基板と、上記制御ユニットでの発熱を放散するヒートシンクと、上記制御ユニットの外殻を構成するハウジングと、を備え、
上記ヒートシンクは、上記ハウジング内の上記出力軸の軸心の延長線上を上記出力軸の軸方向に延びる柱部を備え、
上記柱部は、上記出力軸の軸方向と平行な平面からなる複数の配置部を有し、
上記第1制御基板と上記第2制御基板とが、上記複数の配置部の中の相対する一対の配置部のそれぞれに沿って1つずつ配置され、
上記第1パワーモジュールと上記第2パワーモジュールとが、上記複数の配置部の中の他の相対する一対の配置部のそれぞれに沿って1つずつ配置されている電動パワーステアリング装置。 - 上記第1制御基板、上記第2制御基板、上記第1パワーモジュール、および上記第2パワーモジュールが、上記出力軸の軸方向の反出力側から見た時に、上記出力軸の軸心を対称中心とする点対称な配置となっている請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電動パワーステアリング装置。
- 上記第1制御基板と上記第1パワーモジュールとが配置される配置部が、周方向に隣り合っており、
上記第1制御基板の配置部から上記第1パワーモジュールの側への突出量が、上記第1制御基板の前記配置部から上記第1パワーモジュールと反対側への突出量より多くなっており、
上記第2制御基板と上記第2パワーモジュールとが配置される配置部が、周方向に隣り合っており、
上記第2制御基板の配置部から上記第2パワーモジュールの側への突出量が、上記第2制御基板の前記配置部から上記第2パワーモジュールと反対側への突出量より多くなっている請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電動パワーステアリング装置。 - 上記柱部は、上記出力軸の軸方向の反出力側から見た時に、長方形の長辺の長さ方向の一方の端部を短辺の長さ方向の一側に突出させ、かつ上記長辺の長さ方向の他方の端部を上記短辺の長さ方向の他側に突出させた形状に構成され、
上記第1制御基板が、上記長方形の上記短辺の一側に位置する長辺で構成される配置部に、上記長辺の長さ方向の他方に突出するように配置され、
上記第1パワーモジュールが、上記長方形の上記長辺の長さ方向の他方に位置する短辺により構成される配置部に、上記短辺の長さ方向の他側にシフトして配置され、
上記第2制御基板が、上記長方形の上記短辺の他側に位置する長辺で構成される配置部に、上記長辺の長さ方向の一方に突出するように配置され、
上記第2パワーモジュールが、上記長方形の上記長辺の長さ方向の一方に位置する短辺により構成される配置部に、上記短辺の長さ方向の一側にシフトして配置されている請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電動パワーステアリング装置。 - 凹部が、上記ヒートシンクに上記モータの側に開口するように形成され、
センサロータが、上記出力軸の反出力側の端部に装着され、
回転センサが、上記センサロータと対向するように、上記凹部内に配置されている請求項1から請求項6にいずれか1項に記載の電動パワーステアリング装置。 - 外部との電力および信号の授受を行う少なくとも1組のコネクタが、上記ハウジングの反出力側の端部に配置され、
上記第1制御基板と上記第2制御基板のそれぞれは、矩形平板状に構成され、該矩形平板状の長辺の長さ方向を上記出力軸の軸方向として配置対象の配置部に配置され、
上記コネクタからの信号ラインが上記第1制御基板と上記第2制御基板のそれぞれの反出力側の短辺縁部に形成された接続ターミナルに接続され、
上記回転センサからの信号ラインが上記第1制御基板と上記第2制御基板のそれぞれの出力側の短辺縁部に形成された接続ターミナルに接続され、
上記第1パワーモジュールからの信号ラインが上記第1制御基板の上記第1パワーモジュールの側の長辺縁部に形成された接続ターミナルに接続され、
上記第2パワーモジュールからの信号ラインが上記第2制御基板の上記第2パワーモジュールの側の長辺縁部に形成された接続ターミナルに接続されている請求項7記載の電動パワーステアリング装置。 - 上記第1パワーモジュールおよび上記第1制御基板と外部との間で電力、信号の授受を行う第1電源コネクタおよび第1信号コネクタと、上記第2パワーモジュールおよび上記第2制御基板と上記外部との間で電力、信号の授受を行う第2電源コネクタおよび第2信号コネクタと、が、上記ハウジングの反出力側の端部に配置され、
上記第1電源コネクタおよび上記第2電源コネクタからの電源ラインと、上記第1信号コネクタおよび上記第2信号コネクタからの信号ラインとが、上記出力軸の軸方向の反出力側から見た時に、上記出力軸の軸心を対称中心とする点対称な配置となっている請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の電動パワーステアリング装置。 - 上記第1パワーモジュールおよび上記第1制御基板と外部との間で電力、信号の授受を行う第1電源コネクタおよび第1信号コネクタと、上記第2パワーモジュールおよび上記第2制御基板と上記外部との間で電力、信号の授受を行う第2電源コネクタおよび第2信号コネクタと、が、上記ハウジングの反出力側の端部に配置され、
上記第1制御基板、上記第2制御基板、上記第1パワーモジュール、上記第2パワーモジュール、上記第1電源コネクタ、上記第2電源コネクタ、上記第1信号コネクタおよび上記第2信号コネクタが、上記出力軸の軸方向の反出力側から見た時に、上記出力軸の軸心を対称中心とする点対称な配置となっている請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の電動パワーステアリング装置。
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