WO2019073594A1 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

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WO2019073594A1
WO2019073594A1 PCT/JP2017/037182 JP2017037182W WO2019073594A1 WO 2019073594 A1 WO2019073594 A1 WO 2019073594A1 JP 2017037182 W JP2017037182 W JP 2017037182W WO 2019073594 A1 WO2019073594 A1 WO 2019073594A1
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power module
output shaft
motor
control board
control
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PCT/JP2017/037182
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English (en)
French (fr)
Inventor
崇敬 市川
巧 五百原
啓 君島
貴久 川口
賢太郎 瓜本
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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Priority to EP17928717.2A priority patent/EP3696955B1/en
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Priority to PCT/JP2017/037182 priority patent/WO2019073594A1/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0403—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box
    • B62D5/0406—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box including housing for electronic control unit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/227—Heat sinks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft

Definitions

  • the present invention relates to an electric power steering apparatus in which a motor and a control unit are integrated, and more particularly to the structure of a control unit provided with two sets of motor drive circuits.
  • the conventional drive device is configured by integrating a motor and a control unit coaxially arranged in the axial direction of the output shaft of the motor.
  • a stator, a rotor, and the like are built in a motor case, and a control unit disposed in the vicinity of the motor has a structure in which main components are assembled in an axial direction.
  • a conventional device has been developed which has two sets of motor windings and two sets of so-called inverter circuits and control boards for independently driving them (see, for example, Patent Document 1).
  • the conventional device disclosed in Patent Document 1 has a structure in which a motor and a control unit disposed at the end of the motor opposite to the output side of the output shaft of the motor are integrated.
  • the mounting on the vehicle often makes it difficult to mount the vehicle when the control unit expands in the radial direction of the motor.
  • the length in the output shaft direction of the motor of the conventional device is often acceptable even if it is relatively long. From these facts, in consideration of mounting the conventional device on a vehicle, the radial area of the control unit needs to be equal to or smaller than that of the motor.
  • the power module and the heat sink which comprise a control unit were arrange
  • the control board was disposed perpendicularly to the axial direction of the output shaft, that is, laterally placed. Then, the control board is at the boundary separating the motor and the control unit. The side opposite to the output side of the output shaft of the motor is the opposite side.
  • the conventional device has two sets of power modules and two sets of control circuits for independently driving each of the power modules, and in order to incorporate them in the outer shell of the control unit, the two sets of power modules And two sets of control boards are arranged vertically on the arrangement surface of the heat sink.
  • the control substrate and the power module are disposed so as to overlap in the radial direction on each of a pair of opposing arrangement surfaces formed on the heat sink. Therefore, there has been a problem that it leads to an increase in the size of the product, particularly in the radial direction. On the other hand, by increasing the width of the control substrate, it is possible to suppress the increase in the radial direction.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an electric power steering apparatus that can be miniaturized and has two sets of circuit configurations in consideration of redundancy.
  • An electric power steering apparatus comprises a motor, and a control unit disposed in the axial direction of the output shaft of the motor and integrated with the motor.
  • the motor includes a first motor winding and a second motor winding
  • the control unit includes a first power module having a plurality of first switching elements for supplying current to the first motor winding.
  • a second control module for outputting control signals to the plurality of first switching elements, a second power module having a plurality of second switching elements for supplying a current to the second motor winding, and the plurality of second switching elements
  • a second control substrate for outputting a control signal to the element, a heat sink for dissipating heat generated by the control unit, and a housing forming an outer shell of the control unit.
  • the heat sink includes a column portion extending in the axial direction of the output shaft on an extension of the axial center of the output shaft in the housing, and the column portion includes a plurality of planes parallel to the axial direction of the output shaft
  • the first power module wherein the first control substrate and the second control substrate are disposed one by one along each of a pair of opposing placement portions among the plurality of placement portions; And the second power module are disposed one by one along each of another pair of opposing placement portions in the plurality of placement portions.
  • the pillar portion, the first control board, and the second control board are vertically disposed, and after the effective area in the housing is expanded, the plurality of arrangements of the first control board and the second control board are performed.
  • the first power module and the second power module are disposed one by one along each of a pair of opposing placement parts in the part, and each of the other pair of opposing placement parts in the plurality of placement parts Are arranged one by one along the.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of an electric power steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which shows the electric-power-steering apparatus based on Embodiment 1 of this invention. It is the perspective view which looked at the control unit periphery in the electric-power-steering apparatus concerning Embodiment 1 of this invention from the non-output side. It is the perspective view which looked at the periphery of the control unit in the electric-power-steering apparatus concerning Embodiment 2 of this invention from the non-output side.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of an electric power steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 2 is a cross sectional view showing an electric power steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. FIG. 5 is a perspective view of the periphery of a control unit in the electric power steering apparatus according to Embodiment 1, as viewed from the non-output side.
  • the electric power steering apparatus includes a control unit 1 and a motor 2.
  • the control unit 1 is disposed on one side in the axial direction of the output shaft 21 of the motor 2 in one row with the motor 2 and is integrated with the motor 2.
  • the electric power steering apparatus is disposed with the control unit 1 positioned upward with the axial direction of the output shaft 21 of the motor 2 as the vertical direction.
  • the output of the motor 2 is output from the lower end portion of the output shaft 21 to, for example, a reduction gear (not shown). That is, in FIG. 2, the lower end side of the output shaft 21 is the output side, and the upper end side of the output shaft 21 is the opposite output side.
  • the motor winding 24 includes two sets of three-phase motor windings 24a and 24b.
  • the motor winding 24a is a first motor winding
  • the motor winding 34b is a second motor winding.
  • the control unit 1 includes control units 1a and 1b dedicated to the two sets of motor windings 24a and 24b, respectively.
  • the control unit 1a includes a CPU 10a, a control board 4a which is a first control board on which various circuits are mounted, an inverter circuit 3a for supplying current to the motor 2, a power supply relay 5a, a filter 6a and the like.
  • control unit 1b includes a CPU 10b, a control board 4b which is a second control board on which various circuits and the like are mounted, an inverter circuit 3b for supplying current to the motor 2, a power supply relay 5b, a filter 6b and the like.
  • control unit 1 the circuit configuration of the control unit 1 will be described. Since the control units 1a and 1b have the same configuration, only the control unit 1a will be described here.
  • Electric power is supplied from the battery 9 mounted on the vehicle to the control unit 1a via the ignition switch 7.
  • Information from sensors 8 such as a vehicle speed sensor that detects the traveling speed of the vehicle and a torque sensor that detects a steering torque mounted near the steering wheel is transmitted to the CPU 10a.
  • the CPU 10a calculates and outputs a current value which is a control amount for rotating the motor 2 based on the information.
  • the drive circuit 11a receives an output signal of the CPU 10a, and outputs a drive signal for driving each switching element of the inverter circuit 3a to the inverter circuit 3a.
  • the switching element of the inverter circuit 3a is a first switching element
  • the switching element of the inverter circuit 3b is a second switching element.
  • the drive circuit 11a is mounted on the control board 4a because only a small current flows as compared to the actual flow in the motor. Further, in the power supply system (+ B, ground), a filter 6a composed of a capacitor and a coil is inserted in order to suppress the release of noise due to PWM drive of the inverter circuit 3a. Furthermore, a power supply relay 5a for opening and closing the + B power supply line is inserted in the + B power supply line.
  • the power supply relay 5a includes two switching elements and two parasitic diodes in the forward and reverse directions with respect to the current supply direction. The power supply relay 5a can forcibly shut off the power supply, for example, when a failure occurs in the inverter circuit 3a or the motor 2. Furthermore, when the battery 9 is reversely connected, the power supply relay 5a can shut off a line through which current flows, and also plays a role of so-called battery reverse connection protection.
  • the inverter circuit 3a includes three circuit units 3U, 3V, 3W corresponding to the respective phases of the motor winding 24a.
  • the circuit unit 3U has a relay function that opens and closes between the connection point of the upper arm switching element 31U, the lower arm switching element 32U, the upper and lower arm switching elements 31U and 32U, and the U1 phase winding.
  • a switching element 34U The upper and lower arm switching elements 31U and 32U are PWM driven based on a command from the CPU 10a. Therefore, the smoothing capacitor 30U is connected in parallel with the upper and lower arm switching elements 31U and 32U for the purpose of noise suppression. Furthermore, a shunt resistor 33U for detecting the current flowing to the motor 2 is connected in series with the upper and lower arm switching elements 31U and 32U.
  • the circuit units 3U, 3V, 3W have the same circuit configuration for each of the U1-phase, V1-phase and W1-phase windings, and can independently supply current to each winding.
  • the ⁇ marks indicate connection terminals with the external device provided in the control units 1a and 1b.
  • the potential difference between both ends of the shunt resistor 33, the voltage of the motor winding terminal, and the like are also input to the input circuit 12a.
  • the CPU 10a also receives these pieces of information, calculates a difference from the detected value corresponding to the calculated current value, performs so-called feedback control, supplies a desired motor current, and assists the steering force.
  • a drive signal of the switching element of the power supply relay 5a that operates as a relay that connects or disconnects the battery + B and the inverter circuit 3a is also output via the drive circuit 11a.
  • the switching element of the power supply relay 5a is accompanied by heat generation because a large current flows. Therefore, the switching element of the power supply relay 5a can be included in the inverter circuit 3a and configured as a power module.
  • the CPU 10a has an abnormality detection function of detecting abnormalities in the sensors 8, the drive circuit 11a, the inverter circuit 3a, the motor winding 24a and the like from the various types of input information.
  • the CPU 10a turns off the switching elements for upper and lower arms of the phase and the switching elements for relay in response to the abnormality, for example, to cut off the current supply of only the phase in which the abnormality is detected.
  • the CPU 10a can also turn off the switching element of the power supply relay 5a in order to originally shut off the power supply itself.
  • the CPUs 10a and 10b are connected by the communication line 14 so as to be able to exchange information with each other, and particularly when an abnormality is detected, they are transmitted to the other party including the contents thereof.
  • the motor 2 is a brushless motor provided with a motor winding 24 composed of two sets of delta-connected three-phase motor windings 24a and 24b.
  • a rotation sensor for detecting the rotational position of the rotor 23 is mounted for the brushless motor.
  • This rotation sensor is also composed of two sets of rotation sensors 17a and 17b in order to ensure redundancy.
  • the rotation information from the rotation sensors 17a and 17b is input to the input circuits 12a and 12b of the control boards 4a and 4b, respectively.
  • the motor is a three-phase motor, it may be a four-phase or higher polyphase motor. Further, although the motor winding is configured by delta connection of three-phase windings, it may be configured by star connection of three-phase windings.
  • the motor is a three-phase brushless motor, but may be a two-pole two-pair brushed motor. Also, the motor winding can adopt a distributed winding or a concentrated winding.
  • the motor may be a tandem motor having so-called two stators. However, any configuration may be used as long as it can output a desired motor rotational speed and torque with one set of windings or two sets of collaboration.
  • the electric power steering apparatus is configured of two independent sets of circuitry, connectors, sensors, etc., to ensure redundancy.
  • the motor 2 mainly includes an output shaft 21, a rotor 23, a stator 22, and a motor case 25 incorporating them.
  • the motor case 25 is formed in a cylindrical shape with a bottom including a cylindrical portion 25a and a bottom portion 25b closing an opening on the output side of the cylindrical portion 25a.
  • the motor case 25 is made of metal and is preferably made of aluminum in consideration of heat dissipation and the shape of the outer shape.
  • the frame 29 is made of metal and in a disc shape. The frame 29 is inserted and held in the opening on the non-output side of the cylindrical portion 25a by press-fitting, shrink fitting, etc., and closes the opening on the non-output side of the cylindrical portion 25a.
  • the frame 29 serves as a lid of the motor 2.
  • the motor 2 is separated and independent of the control unit 1 by a frame 29.
  • the stator 22 is inserted and held in the cylindrical portion 25 a of the motor case 25 by press fitting, shrink fitting, or the like.
  • the stator 22 is provided with a three-phase motor winding 24.
  • An annular wiring portion 27 is disposed on the output side of the frame 29 and in the vicinity of the motor winding 24.
  • the end of the motor winding 24 is connected to the annular wiring portion 27.
  • Three phase terminals 28a and 28b through which three-phase currents for driving the motor 2 flow are drawn out three by three from the annular wiring portion 27, penetrate the frame 29, and are drawn to the opposite side. That is, the three phase terminals 28a are connected to the windings of each phase of the motor winding 24a, and the three phase terminals 28b are connected to the windings of each phase of the motor winding 24b.
  • the rotor 23 is fixed to the output shaft 21 supported by the bearing 26 a disposed at the axial center position of the frame 29 and the bearing 26 b disposed at the axial center position of the bottom 25 b, and is rotatable in the motor case 25 It is arranged.
  • the rotor 23 is disposed in the stator 22 coaxially with the stator 22.
  • a sensor rotor 18 is disposed at the end of the output shaft 21 projecting from the frame 29.
  • a plurality of permanent magnets are arranged on the outer peripheral surface of the rotor 23 at a constant pitch so that N and S poles are alternately arranged in the circumferential direction.
  • control unit 1 the configuration of the control unit 1 will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
  • the control unit 1 needs to make the area in the radial direction which is a direction orthogonal to the output shaft 21 equal to or smaller than that of the motor 2. Therefore, when mounting the control unit 1, a vertically mounted structure is adopted in which the main part is arranged parallel to the output shaft 21.
  • the control unit 1 is covered with an outer layer of a resin housing 15. That is, the housing 15 constitutes the outer shell of the control unit 1.
  • the housing 15 is formed in a bottomed cylindrical shape including a cylindrical peripheral wall 15a covering components of the control unit 1 and a bottom portion 15b closing one opening of the peripheral wall 15a.
  • the end face on the non-output side of the bottom portion 15 b is a flat surface orthogonal to the axial direction of the output shaft 21.
  • the housing 15 is fitted to the opening of the cylindrical portion 25a of the motor case 25 with the opening directed downward, and is attached to the cylindrical portion 25a using a screw (not shown).
  • Power connectors 43a and 43b connected to the battery 9, which is an external power source, and a plurality of signal connectors 44a and 44b connected to the sensors 8 are disposed on the end surface of the bottom 15b of the housing 15 opposite to the output side. Furthermore, on the end face on the opposite side of the bottom 15b of the housing 15, filters 6a and 6b as large parts are mounted.
  • the power connectors 43a and 43b are connectors through which a large current flows, and the signal connectors 44a and 44b are connectors through which a small current flows compared to the current flowing through the power connectors 43a and 43b.
  • the power supply connector 43a is a first power supply connector
  • the power supply connector 43b is a second power supply connector.
  • the signal connector 44a is a first signal connector
  • the signal connector 44b is a second signal connector.
  • the heat sink 41, control boards 4a, 4b, power modules 50a, 50b incorporating a plurality of switching elements constituting the inverter circuits 3a, 3b, smoothing capacitors 30U, 30V, 30W, etc. are arranged inside the housing 15, the heat sink 41, control boards 4a, 4b, power modules 50a, 50b incorporating a plurality of switching elements constituting the inverter circuits 3a, 3b, smoothing capacitors 30U, 30V, 30W, etc. are arranged inside the housing 15, the heat sink 41, control boards 4a, 4b, power modules 50a, 50b incorporating a plurality of switching elements constituting the inverter circuits 3a, 3b, smoothing capacitors 30U, 30V, 30W, etc. are arranged inside the housing 15, the heat sink 41, control boards 4a, 4b, power modules 50a, 50b incorporating a plurality of switching elements constituting the inverter circuits 3a, 3b, smoothing capacitors 30U, 30V, 30W, etc. are
  • the heat sink 41 is made of a high thermal conductive material such as aluminum or copper, and includes a disk-shaped base portion 41a and a rectangular column portion 41b standing upright in the central portion of the base portion 41a.
  • the base portion 41 a of the heat sink 41 is disposed in the opening on the non-output side of the cylindrical portion 25 a.
  • the base portion 41 a is pressed and held between the peripheral wall 15 a of the housing 15 attached to the cylindrical portion 25 a and the frame 29. Thereby, the heat sink 41 is fixed to the motor 2.
  • the base portion 41 a is in contact with the inner peripheral wall surface of the cylindrical portion 25 a and in contact with the end surface on the non-output side of the frame 29.
  • the column portion 41 b is disposed on the extension of the axis O of the output shaft 21 and disposed in the housing 15.
  • the column part 41b has four arrangement parts 41d, 41e, 41f and 41g which consist of planes parallel to the axial direction of the output shaft 21.
  • the recess 41 c is formed to open in the lower portion of the base portion 41 a and the side of the base portion 41 a of the column portion 41 b.
  • a protruding end of the output shaft 21 from the frame 29, that is, an end on the non-output side of the output shaft 21 is inserted into the recess 41 c and located in the base portion 41 a.
  • a sensor rotor 18 is attached to the end on the reverse output side of the output shaft 21.
  • the sensor rotor 18 is composed of one or more pairs of magnet rotors.
  • the circuit board 40 is disposed on the opposite surface of the sensor rotor 18 in the recess 41 c.
  • the rotation sensors 17 a and 17 b are mounted on the circuit board 40 and arranged to face the sensor rotor 18.
  • the rotation sensors 17a and 17b independently detect changes in the magnetic field caused by the rotation of the sensor rotor 18. Thus, the rotation sensors 17a and 17b independently detect the rotation of the output shaft 21.
  • the rotation sensors 17a and 17b are incorporated in one package, but may be configured in one package.
  • the circuit board 40 Since the circuit board 40 is disposed in the recess 41 c formed on the output side of the heat sink 41, the circuit board 40 has a smaller area than the control boards 4 a and 4 b. Power supply lines and signal lines of the rotation sensors 17a and 17b are separately drawn to the left and right in FIG. 2 through the wiring pattern of the circuit board 40, and are connected to the lower sides of the control boards 4a and 4b, respectively.
  • the sensor rotor 18 and rotation sensor 17a, 17b were demonstrated by the magnetic sensor type, it does not restrict to this type, A resolver or a Hall sensor may be sufficient.
  • the power module 50a is configured by resin sealing in a state in which the switching elements constituting the inverter circuit 3a are mounted on the wiring.
  • the power module 50 b is configured by resin sealing in a state in which the switching elements constituting the inverter circuit 3 b are mounted on the wiring.
  • the power modules 50a and 50b are attached in close contact with the pair of opposing placement portions 41f and 41g of the column portion 41b.
  • the control board 4a is formed in a rectangular flat plate shape, and the CPU 10a, the drive circuit 11a, the input circuit 12a, the power supply circuit 13a and the like are mounted.
  • the control board 4b is formed in a rectangular flat plate shape, and the CPU 10b, the drive circuit 11b, the input circuit 12b, the power supply circuit 13b and the like are mounted.
  • the control boards 4a and 4b are attached in parallel to the other pair of arrangement portions 41d and 41e of the column portion 41b, respectively.
  • the control board 4a is connected to the signal line 50c of the power module 50a. Therefore, the control board 4a is disposed on the placement portion 41d so as to protrude from the placement portion 41d toward the power module 50a.
  • control substrate 4a and the power module 50a overlap each other as viewed in the direction orthogonal to the placement portion 41d.
  • the control board 4b is connected to the signal line 50d of the power module 50b. Therefore, the control board 4b is disposed on the placement portion 41e so as to protrude from the placement portion 41e toward the power module 50b. As a result, the control substrate 4b and the power module 50b overlap when viewed from the direction orthogonal to the placement portion 41e.
  • the signal line 44c of the signal connector 44a is drawn from the bottom 15b into the housing 15 and connected to the upper side of the control board 4a near the signal connector 44a.
  • the signal line 44d of the signal connector 44b is drawn out from the bottom 15b into the housing 15 and connected to the upper side of the control board 4b near the signal connector 44b.
  • the signal lines 44c and 44d are connected to the input circuits 12a and 12b of the control boards 4a and 4b.
  • the power supply line 43c of the power supply connector 43a is pulled out of the bottom 15b into the housing 15 through the filter 6a.
  • the power supply line 43 c drawn into the housing 15 is connected to the power supply line of the inverter circuit 3 a or the power supply relay 5 a via the bus bar of the relay member 42.
  • power supply line 43d of power supply connector 43b is pulled out from bottom 15b into housing 15 through filter 6b.
  • the power supply line 43 d drawn into the housing 15 is connected to the power supply line of the inverter circuit 3 b or the power supply relay 5 b via the bus bar of the relay member 42.
  • the output terminal 51a of the inverter circuit 3a is drawn from the power module 50a toward the control substrate 4b.
  • the output terminal 51 a is connected to the extension terminal 42 a via the bus bar of the relay member 42.
  • the extension terminal 42a is drawn radially outward through the motor 2 side of the control board 4b.
  • the output terminal 51b of the inverter circuit 3b is drawn from the power module 50b to the control substrate 4a side.
  • the output terminal 51 b is connected to the extension terminal 42 b via the bus bar of the relay member 42.
  • the extension terminal 42b is drawn radially outward through the motor 2 side of the control board 4a.
  • phase terminal 28a connected to the winding of each phase of the motor winding 24a is pulled out into the housing 15 through the frame 29 and the base portion 41a.
  • a phase terminal 28a (28aU, 28aV, 28aW) is connected to each of the extension terminals 42a on the motor 2 side of the control board 4b and radially outward.
  • phase terminal 28b connected to the winding of each phase of motor winding 24b is pulled out into housing 15 through frame 29 and base portion 41a.
  • a phase terminal 28b (28bU, 28bV, 28bW) is connected to each of the extension terminals 42b on the motor 2 side of the control board 4a and radially outward.
  • the smoothing capacitors 30aU, 30aV, and 30aW are fixed to the support member 45a and vertically stacked radially outward of the control board 4b. That is, the smoothing capacitors 30aU, 30aV, and 30aW are arranged in a line in the axial direction of the output shaft 21, with the length direction being orthogonal to the axial direction of the output shaft 21 and parallel to the arrangement portion 41e.
  • the smoothing capacitors 30aU, 30aV, and 30aW are arranged to be closer to the power connector 43a and the signal connector 44a as viewed from the opposite side of the output shaft 21 in the axial direction.
  • the smoothing capacitors 30bU, 30bV, and 30bW are fixed to the support member 45b and vertically stacked in the radial direction of the control board 4a. That is, the smoothing capacitors 30bU, 30bV, and 30bW are arranged in a line in the axial direction of the output shaft 21 with the length direction orthogonal to the axial direction of the output shaft 21 and in parallel with the arrangement portion 41d.
  • the smoothing capacitors 30bU, 30b, and 30b are disposed closer to the power connector 43b and the signal connector 44b as viewed from the opposite side of the output shaft 21 in the axial direction.
  • each smoothing capacitor 30 is connected to the power supply line of the relay member 42 or the power supply line wired to the power modules 50a and 50b.
  • the rectangular column 31 b of the heat sink 41, the control boards 4 a and 4 b, the power modules 50 a and 50 b, etc. are vertically disposed in the housing 15. Thus, the size of the electric power steering apparatus can be reduced.
  • the control boards 4a and 4b are disposed one by one along each of a pair of opposing placement portions 41d and 41e of the column portion 41b.
  • the power modules 50a and 50b are disposed one by one along each of the other pair of opposing placement portions 41f and 41g of the column portion 41b.
  • the control substrate 4a and the power module 50a are disposed in the placement portion 41d in the radial direction, and the control substrate 4b and the power module 50b are disposed in the placement portion 41e in the radial direction.
  • an increase in the radial dimension of the control unit 1 can be suppressed.
  • the control unit 1 which does not exceed the diameter of the motor 2 can be realized.
  • control unit 1 which does not exceed the diameter of the motor 2 can be realized, it is not necessary to reduce the width of the control boards 4a and 4b. As a result, the component mounting area can be secured without lengthening the control boards 4a and 4b, and an increase in the axial dimension of the control unit 1 can be suppressed. As a result, miniaturization of the device having two sets of circuit configurations can be achieved.
  • the rectangular column portion 41 b of the heat sink 41 is located on the axis O of the output shaft 21.
  • the heat sink 41 and the control boards 4a and 4b are arranged point-symmetrically with the axial center O of the output shaft 21 as the center of symmetry when viewed from the opposite output side of the output shaft 21 in the axial direction.
  • the power connectors 43a, 43b and the signal connectors 44a, 44b are arranged at the very end of the device. Furthermore, the power connectors 43a and 43b and the signal connectors 44a and 44b are arranged point-symmetrically with the axis O of the output shaft 21 as the center of symmetry when viewed from the opposite output side of the output shaft 21 in the axial direction. . As a result, it is possible to mount circuits for two systems, and it becomes possible to miniaturize the product, in particular, to miniaturize the radial dimension.
  • two sets of power modules 50a and 50b are point symmetric with the axial center O of the output shaft 21 as the symmetry center when viewed from the opposite output side of the output shaft 21 in the axial direction. It has become an arrangement. As a result, in addition to the miniaturization of the product, an effect of mutually canceling switching noise generated from a large current flowing through the two power modules 50a and 50b can be obtained. As a result, effects such as improvement of the angle detection accuracy of the rotation sensors 17a and 17b and reduction of radio noise can be obtained.
  • control units 1a and 1b have the same shape and the same configuration separately and independently from each other, redundancy can be secured by two systems.
  • the power modules 50a, 50b are arranged in a pair of arranging portions 41f, 41g constituted by short sides of a rectangular cross section orthogonal to the axis O of the column portion 41b.
  • the control boards 4a and 4b are extendedly arranged on the side of the power modules 50a and 50b in the same pair in a pair of arranging portions 41d and 41e configured by long sides of a rectangular cross section orthogonal to the axis O of the column 41b.
  • the control boards 4a and 4b project from the placement parts 51d and 41e to overlap the power modules 50a and 50b in the same set as viewed in the direction orthogonal to the placement parts 41d and 42e, thereby enlarging the mounting area. be able to.
  • the sensor rotor 18 is mounted on the end of the output shaft 21 protruding from the frame 29 and disposed in a recess 41 c formed on the motor 2 side of the heat sink 41.
  • the circuit board 40 is disposed on the surface of the recess 41 c facing the output shaft 21.
  • the rotation sensors 17 a and 17 b are disposed on the circuit board 40 so as to face the sensor rotor 18. This makes it possible to miniaturize the device, in particular the axial dimension. Furthermore, since the rotation sensors 17a and 17b are disposed in the recess 41c, noise due to current on / off of the motor windings 24a and 24b is hardly received.
  • the control boards 4a and 4b and the power modules 50a and 50b of the control units 1a and 1b are separated and independent.
  • the control boards 4a and 4b are arranged point-symmetrically with the axial center O of the output shaft 21 as the center of symmetry when viewed from the opposite output side of the output shaft 21 in the axial direction.
  • the phase terminals 28a and 28b of the motor windings 24a and 24b can be connected to any of the control boards 4a and 4b, and the assemblability is improved.
  • two sets of connectors a power supply system and a signal system.
  • they are branched into two sets of the power supply system and the signal system. May be
  • FIG. 4 is a perspective view of the periphery of a control unit in an electric power steering apparatus according to Embodiment 2 of the present invention as viewed from the non-output side.
  • the power module 50 a is held in close contact with the column portion 41 b of the heat sink 41 by the holding member 50 g.
  • the power module 50b is held in close contact with the column portion 41b by the holding member 50h.
  • the holding members 50g and 50h are a heat dissipating material, for example, a copper plate, they help to improve the heat dissipation of the power modules 50a and 50b.
  • the control board 4a is disposed on the placement portion 41d so as to protrude on both sides in the width direction of the placement portion 41d of the column portion 41b.
  • the overlap between the control substrate 4a and the power module 50a is made larger than the overlap between the control substrate 4a and the power module 50b when viewed from the direction orthogonal to the placement portion 41d.
  • the control board 4b is disposed on the placement portion 41e so as to protrude on both sides in the width direction of the placement portion 41e of the column portion 41b.
  • the overlap between the control substrate 4b and the power module 50b is made larger than the overlap between the control substrate 4b and the power module 50a when viewed from the direction orthogonal to the placement portion 41e. There is.
  • the smoothing capacitors 30U, 30V, 30W are disposed outward in the radial direction of the control boards 4a, 4b so as to be close to the motor 2 side in the axial direction of the output shaft 21. Thereby, the electrical connection length between the terminals of the smoothing capacitors 30U, 30V, 30W and the power supply line of the relay member 42 or the power modules 50a, 50b can be shortened, and there is a noise suppression effect.
  • the heat sink 41, the control boards 4a and 4b, the power modules 50a and 50b, the power connectors 43a and 43b, the signal connectors 44a and 44b, and the smoothing capacitor 30 When viewed from the side, it is arranged point-symmetrically with the axis O of the output shaft 21 as the center of symmetry.
  • the second embodiment is also configured in the same manner as the first embodiment. Furthermore, in the second embodiment, the control boards 4a and 4b are shaped so as to protrude on both sides in the width direction of the placement portions 41d and 41e. As a result, compared to the first embodiment, the mounting area of the control boards 4a and 4b can be expanded, and more parts can be mounted without increasing the size of the control unit.
  • the pillar portion 41 b of the heat sink 41 is formed in a rectangular shape in top view as viewed from the outside in the axial direction of the output shaft 21.
  • the pillar portion 41 b is not limited to a rectangular top view, and may be a polygon having at least four arrangement portions in which two control boards and two power modules are arranged.
  • FIG. 5 is a perspective view of the control unit in the electric power steering apparatus according to Embodiment 3 of the present invention as viewed from the non-output side
  • FIG. 6 is an illustration of the electric power steering apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. It is an end elevation seen from the output side.
  • the pillar portion 41b of the heat sink 41 is configured such that the side of the arranging portion 41g constituted by one short side of the rectangle is a long side when viewed from the opposite output side of the output shaft 21 in the axial direction. It projects to the side of the arranged portion 41d. Furthermore, when viewed from the opposite output side in the axial direction of the output shaft 21, the column portion 41b of the heat sink 41 is configured such that the other side of the rectangular arrangement portion 41f is formed by the other long side It is made to protrude to the arrangement
  • the end of the mounting portion 41d of the heat sink 41 on the side of the placement portion 41g of the placement portion 41d protrudes to the opposite side to the placement portion 41e
  • the end of the placement portion 41e on the side of the placement portion 41f is opposite to the placement portion 41d. It has a shape that protrudes to the side.
  • the control boards 4a and 4b are disposed in areas excluding the projecting portions of the placement portions 41d and 41e, respectively.
  • the power module 50a is disposed on the placement portion 41f so as to be shifted to the protrusion side and away from the control substrate 4a.
  • the power module 50b is disposed on the placement portion 41g so as to be shifted to the protrusion side and away from the control substrate 4b.
  • the control boards 4a and 4b are disposed apart from the disposition portions 41d and 41e of the column portion 41b.
  • the heat generating component 53 mounted on the control boards 4a and 4b is in contact with the heat radiating portion 54 protruding from the placement portions 41d and 41e via a heat radiating member such as a bond or a sheet having high thermal conductivity, for example.
  • a heat radiating member such as a bond or a sheet having high thermal conductivity, for example.
  • Power supply connectors 43a and 43b and signal connectors 44a and 44b are disposed on the outer surface which is the surface on the opposite side of the bottom 15b of the housing 15, as shown in FIG.
  • the power supply line 43d which is a group of terminals extended from the power supply connector 43b, is put together and extends through the inside of the bottom 15b of the housing 15 to a substantially central portion of the bottom 15b. Pulled out inside. Furthermore, the power supply line 43d is supported on the bottom 15b by the support member 45b, extends radially inward from the inner surface of the bottom 15b, and is connected to the power supply line of the control board 4a and the relay member 42c.
  • a signal line 44d which is a group of terminals extended from the signal connector 44a, is extended through the inside of the bottom 15b of the housing 15 to a radially outward position of the lead-out portion of the power supply line 43d into the housing 15, where It is pulled out into the housing 15 from the bottom 15 b. Furthermore, the signal line 44d is supported on the bottom 15b by the support member 45b, extends radially inward from the inner surface of the bottom 15b, and is connected to the signal line of the control board 4a.
  • the power supply line 43c which is a group of terminals extended from the power supply connector 43a, is put together and extends through the inside of the bottom 15b of the housing 15 to a substantially central portion of the bottom 15b. Pulled out inside. Further, the power supply line 43c is supported on the bottom 15b by the support member 45a, extends radially inward from the inner surface of the bottom 15b, and is connected to the power supply line of the control board 4b and the relay member 42d.
  • a signal line 44c which is a group of terminals extended from the signal connector 44b, is extended through the inside of the bottom 15b of the housing 15 to a radially outward position of the lead-out portion of the power supply line 43c into the housing 15, where It is pulled out into the housing 15 from the bottom 15 b. Furthermore, the signal line 44c is supported on the bottom 15b by the support member 45a, extends radially inward from the inner surface of the bottom 15b, and is connected to the signal line of the control board 4b.
  • the power connectors 43a and 43b, the power lines 43c and 43d, the signal connectors 44a and 44b, the signal lines 44c and 44d, and the support members 45a and 45b are viewed from the opposite side of the output shaft 21 in the axial direction. It is arranged point-symmetrically with the axis O as the center of symmetry. Since the power supply lines 43c and 43d and the signal lines 44c and 44d are arranged substantially in a straight line, there is also an effect that the workability and the assemblability can be standardized.
  • the phase terminals 28aU, 28aV, 28aW, 28bU, 28bV and 28bW of the motor windings 24a and 24b are the output shaft 21 when viewed from the non-output side in the axial direction of the output shaft 21. It is point symmetrical arrangement centering on the axis center O of.
  • the phase terminals 28aU, 28aV, 28aW, 28bU, 28bV and 28bW are provided radially outward of the control boards 4a and 4b and on the motor 2 side of the control boards 4a and 4b and at output terminals from the power modules 50a and 50b. Connected to the extension terminal.
  • the power connectors 43a and 43b and the signal connectors 44a and 44b have the axis O of the output shaft 21 as the symmetry center when viewed from the opposite output side of the output shaft 21 in the axial direction. It is arranged in point symmetry.
  • a power supply line 43c extending from a terminal of the power supply connector 43a and a signal line 44c extending from each terminal of the signal connector 44b are respectively put together and taken out as a terminal group 46b into the housing 15 to be connected And connected to the signal line.
  • the power supply line 43d of the power supply connector 43b and the signal line 44d of the signal connector 44a are also drawn into the housing 15 as a terminal group 46a and connected to the power supply line and the signal line to be connected.
  • main components inside and outside the housing 15 are point-symmetrically disposed centering on the axial center O of the output shaft 21. .
  • the power supply connector and the signal connector are vertically spaced from each other in the drawing, but they may be horizontally spaced from each other.
  • FIG. 7 is a perspective view of the area around the control unit in the electric power steering apparatus according to Embodiment 4 of the present invention as viewed from the opposite side.
  • control boards 4 a and 4 b are disposed at a pair of opposing placement portions 41 d and 41 e of the column portion 41 b of the heat sink 41.
  • the power modules 50 a and 50 b are disposed in another pair of opposing placement portions 41 f and 41 g of the column portion 41 b of the heat sink 41.
  • the control board 4b and the power module 50b are smaller than the control board 4a and the power module 50a.
  • the other configuration is the same as that of the first embodiment.
  • power module 50a corresponds to a system having a large current capacity for driving motor 2
  • power module 50b corresponds to a system having a small current capacity for driving motor 2.
  • the electric power steering apparatus may correspond to a system in which the control unit 1b is subordinately used by using the control unit 1a when normal.
  • control boards 4 a and 4 b are disposed on the pair of opposing placement portions 41 d and 41 e of the pillars 41 b of the heat sink 41, and the power modules 50 a and 50 b are of the pillars 41 b of the heat sink 41. It is arrange
  • the motor is described as a three-phase motor, but it may be a multi-phase winding motor having three or more phases. Further, although the above embodiments are described using two sets of three-phase motor windings, one set of three-phase motor windings may be used.
  • the first power module incorporating the switching elements constituting the circuit units 3U and 3V, the combination of the first control board outputting a control signal to those switching elements, the circuit unit 3W and the power supply relay are switched
  • a second power module having a built-in element and a set of a second control board for outputting a control signal to the switching elements are configured.
  • first control board and the second control board are disposed one by one along each of the pair of disposition portions 41d and 41e of the pillar portion 41b, and the first power module and the second power module are disposed It may be disposed one by one along each of the other pair of disposition portions 41f, 41g of the portion 41b.

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Abstract

本発明の電動パワーステアリング装置は、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第１パワーモジュールと、上記第１パワーモジュール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第２パワーモジュールと、上記第２パワーモジュールに制御信号を出力する第２制御基板と、ヒートシンクと、を備え、上記ヒートシンクは、上記モータの出力軸の軸心の延長線上に配置され、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備える柱部を有し、上記第１制御基板と上記第２制御基板とが、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、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。

Description

電動パワーステアリング装置
　この発明は、モータと制御ユニットが一体化された電動パワーステアリング装置に関し、特に２組のモータ駆動回路を備えた制御ユニットの構造に関する。
　従来の駆動装置は、モータの出力軸の軸方向に同軸に配置されたモータと制御ユニットとを一体化して構成されていた。このような従来の駆動装置において、モータケース内にステータ、ロータなどが内蔵され、モータの近傍に配置された制御ユニットが主要構成部品を軸方向に積層して組立てられた構造が散見されている。また、冗長性を考慮して、モータ巻線を２組とし、これらを駆動するいわゆるインバータ回路および制御基板も独立に２組備えた従来装置も現れている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１７－１５９７６８号公報
　特許文献１に開示された従来装置は、モータと、モータの出力軸の出力側と反対側のモータ端部に配置された制御ユニットと、を一体化した構造となっている。このように構成された従来装置の車両への装着を考慮した場合、車両への取付け上の規制から、制御ユニットがモータの径方向に広がると車両搭載が困難となることが多い。一方、従来装置のモータの出力軸方向の長さは、比較的長くても許容できることが多い。これらのことから、従来装置の車両への装着を考慮した場合、制御ユニットの径方向の面積は、モータと同等、又は小さくする必要がある。そこで、従来装置においては、制御ユニットを構成するパワーモジュールおよびヒートシンクが、出力軸の軸方向に平行に、すなわち縦置きに配置されていた。一方、制御基板は、出力軸の軸方向に垂直に、すなわち横置きに配置されていた。そして、制御基板は、モータと制御ユニットとを分断する境界になっていた。なお、モータの出力軸の出力側と反対側を反出力側とする。
　従来装置では、２組のパワーモジュールと、パワーモジュールのそれぞれを独立に駆動する２組の制御回路と、を備えており、それらを制御ユニットの外殻に内蔵するために、２組のパワーモジュールと２組の制御基板とを、ヒートシンクの配置面に縦置きに配置する構成としていた。
　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。
　この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、小型化が可能な、冗長性を考慮した２組の回路構成とする電動パワーステアリング装置を提供する。
　本発明による電動パワーステアリング装置は、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。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、を備える。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。
　この発明によれば、柱部、第１制御基板および第２制御基板を縦置き配置として、ハウジング内の有効面積を拡大した上で、第１制御基板と第２制御基板とが、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、第１パワーモジュールと第２パワーモジュールとが、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。これにより、制御ユニットの径方向寸法の増大が抑えられ、モータの径を超えない制御ユニットを実現できる。さらに、第１制御基板および第２制御基板の長さを長くして、部品実装面積を確保する必要がなく、制御ユニットの軸方向寸法の増大が抑えられる。その結果、２組の回路構成とする装置の小型化を図ることができる。
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である。 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である。 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。 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。 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である。 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。 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。
　実施の形態１．
　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。
　図１および図２において、電動パワーステアリング装置は、制御ユニット１と、モータ２と、を備えている。制御ユニット１は、モータ２の出力軸２１の軸方向の一側に、モータ２と１列に配置されて、モータ２と一体化されている。そして、電動パワーステアリング装置は、モータ２の出力軸２１の軸方向を上下方向として、かつ制御ユニット１を上方に位置させて、配置される。モータ２の出力が、出力軸２１の下端部から、例えば減速機（図示せず）に出力される。つまり、図２において、出力軸２１の下端側が出力側、出力軸２１の上端側が反出力側となる。
　モータ巻線２４は、２組の三相のモータ巻線２４ａ，２４ｂを備える。なお、モータ巻線２４ａは第１モータ巻線であり、モータ巻線３４ｂは第２モータ巻線である。制御ユニット１は、２組のモータ巻線２４ａ，２４ｂのそれぞれに専用の制御ユニット１ａ，１ｂを備える。制御ユニット１ａは、ＣＰＵ１０ａ、各種回路などが搭載された第１の制御基板である制御基板４ａ、モータ２に電流を供給するインバータ回路３ａ、電源用リレー５ａ、フィルタ６ａなどを備える。同様に、制御ユニット１ｂは、ＣＰＵ１０ｂ、各種回路などが搭載された第２制御基板である制御基板４ｂ、モータ２に電流を供給するインバータ回路３ｂ、電源用リレー５ｂ、フィルタ６ｂなどを備える。
　まず、制御ユニット１の回路構成について、説明する。制御ユニット１ａ，１ｂは、同一の構成であるので、ここでは、制御ユニット１ａについてのみ説明する。
　車両に搭載されたバッテリ９からイグニッションスイッチ７を介して電力が制御ユニット１ａに供給される。車両の走行速度を検出する車速センサ、ハンドルの近傍に搭載される操舵トルクを検出するトルクセンサなどのセンサ類８からの情報が、ＣＰＵ１０ａに伝達される。ＣＰＵ１０ａは、これらの情報に基づいてモータ２を回転させるための制御量である電流値を演算し、出力する。駆動回路１１ａは、ＣＰＵ１０ａの出力信号を受け、インバータ回路３ａの各スイッチング素子を駆動する駆動信号をインバータ回路３ａに出力する。なお、インバータ回路３ａのスイッチング素子が第１スイッチング素子であり、インバータ回路３ｂのスイッチング素子が第２スイッチング素子である。
　駆動回路１１ａは、モータに実際に流れる比較して小電流しか流れないので、制御基板４ａに実装されているが、インバータ回路３ａに配置することもできる。
　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。
　インバータ回路３ａは、モータ巻線２４ａの各相に対応する３つの回路部３Ｕ，３Ｖ，３Ｗを備える。ここで、３つの回路部３Ｕ，３Ｖ，３Ｗは、同一の構成であるので、回路部３Ｕについてのみ説明する。回路部３Ｕは、上アーム用スイッチング素子３１Ｕと、下アーム用スイッチング素子３２Ｕと、上下アーム用スイッチング素子３１Ｕ，３２Ｕの接続点とＵ１相の巻線との間を開閉するリレー機能を有したリレー用スイッチング素子３４Ｕと、を備えている。上下アーム用スイッチング素子３１Ｕ，３２Ｕは、ＣＰＵ１０ａの指令に基づきＰＷＭ駆動される。このため、ノイズ抑制の目的で、平滑コンデンサ３０Ｕが、上下アーム用スイッチング素子３１Ｕ，３２Ｕと並列に接続されている。さらに、モータ２に流れる電流を検出するためのシャント抵抗３３Ｕが、上下アーム用スイッチング素子３１Ｕ，３２Ｕと直列に接続されている。
　回路部３Ｕ，３Ｖ，３Ｗは、Ｕ１相、Ｖ１相およびＷ１相の各巻線に対して同一の回路構成を有しており、各巻線に独立に電流供給を行える。なお、図１中○印は、制御ユニット１ａ、１ｂに設けられた、外部機器との接続端子を示す。
　また、シャント抵抗３３の両端間の電位差、モータ巻線端子の電圧なども入力回路１２ａに入力される。ＣＰＵ１０ａは、これらの情報も入力され、演算した電流値に対応する検出値との差異を演算して、いわゆるフィードバック制御を行うことで、所望のモータ電流を供給し、操舵力をアシストする。さらに、バッテリ＋Ｂとインバータ回路３ａとを接続または遮断するリレーとして作動する電源用リレー５ａのスイッチング素子の駆動信号も、駆動回路１１ａ介して出力される。なお、電源用リレー５ａのスイッチンング素子は、大電流が流れるため発熱を伴う。そこで、電源用リレー５ａのスイッチンング素子は、インバータ回路３ａに包含させて、パワーモジュールとして構成することもできる。
　ＣＰＵ１０ａは、入力した各種の情報から、センサ類８、駆動回路１１ａ、インバータ回路３ａ、モータ巻線２４ａなどの異常を検出する異常検出機能を有する。ＣＰＵ１０ａは、異常を検出した場合、その異常に応じて、例えば異常が検出された相のみの電流供給を遮断するために、当該相の上下アーム用スイッチング素子、リレー用スイッチング素子をオフする。また、ＣＰＵ１０ａは、電源自体を元から遮断するために電源用リレー５ａのスイッチング素子をオフすることも可能である。さらに、ＣＰＵ１０ａ、１０ｂは、互いに情報を授受できるように通信ライン１４で接続されており、特に異常検出した場合、その内容も含めて相手方に送信する。
　ここで、モータ２は、デルタ結線された２組の３相のモータ巻線２４ａ，２４ｂからなるモータ巻線２４を備えたブラシレスモータである。ブラシレスモータのために、ロータ２３の回転位置を検出するための回転センサが搭載されている。この回転センサも、冗長性を確保するために２組の回転センサ１７ａ，１７ｂから構成されている。回転センサ１７ａ，１７ｂからの回転情報は、それぞれ制御基板４ａ、４ｂの入力回路１２ａ、１２ｂに入力される。
　なお、モータは、三相モータとしているが、四相以上の多相モータでもよい。また、モータ巻線は、三相の巻線をデルタ結線して構成されているが、三相の巻線をスター結線して構成してもよい。また、モータは、三相のブラシレスモータとしているが、２極２対のブラシ付きモータであってもよい。また、モータ巻線は、分布巻巻線または集中巻巻線を採用できる。また、モータは、いわゆる２個のステータを有するタンデムモータであってもよい。ただし、１組の巻線のみでも、２組協働でも所望のモータ回転数、トルクが出力できる構成であればよい。
　以上のように、本電動パワーステアリング装置は、回路網、コネクタ、センサなどがすべて独立した２組で構成され、冗長性を確保する。
　つぎに、モータ２の構成について、図２を用いて説明する。
　モータ２は、出力軸２１、ロータ２３、ステータ２２、それらを内蔵するモータケース２５から主に構成される。
　モータケース２５は、円筒部２５ａと、円筒部２５ａの出力側の開口を塞ぐ底部２５ｂと、からなる有底円筒状に構成されている。モータケース２５は、金属製であり、放熱性、および外形の形状を考慮すると、アルミニウムで作製することが望ましい。フレーム２９が、金属で円盤状に作製されている。フレーム２９は、円筒部２５ａの反出力側の開口内に、圧入、焼き嵌めなどにより、挿入、保持され、円筒部２５ａの反出力側の開口を塞いでいる。フレーム２９は、モータ２の蓋の役目を有する。モータ２は、フレーム２９により、制御ユニット１と分離、独立されている。
　ステータ２２は、モータケース２５の円筒部２５ａ内に、圧入、焼き嵌めなどにより、挿入、保持されている。ステータ２２は、３相のモータ巻線２４を備える。環状配線部２７が、フレーム２９の出力側に、かつモータ巻線２４の近傍に配置されている。モータ巻線２４の端末が、環状配線部２７に接続されている。モータ２を駆動するための３相の電流が流れる相端子２８ａ，２８ｂが、環状配線部２７から３本ずつ引き出され、フレーム２９を貫通して、反出力側に引き出されている。つまり、３本の相端子２８ａがモータ巻線２４ａの各相の巻線に接続され、３本の相端子２８ｂがモータ巻線２４ｂの各相の巻線に接続される。
　ロータ２３は、フレーム２９の軸心位置に配置された軸受２６ａと底部２５ｂの軸心位置に配置された軸受２６ｂとに支持された出力軸２１に固着されて、モータケース２５内に回転可能に配置されている。ロータ２３は、ステータ２２内に、ステータ２２と同軸に配置されている。センサロータ１８が、出力軸２１のフレーム２９からの突出端に配置されている。なお、図示していないが、永久磁石が、周方向にＮ極とＳ極とが交互に並ぶように、一定のピッチで、ロータ２３の外周面に複数配置されている。
　つぎに、制御ユニット１の構成について、図２および図３を用いて説明する。
　制御ユニット１は、出力軸２１と直交する方向である径方向の面積をモータ２と同等、又は小さくする必要がある。そこで、制御ユニット１の取り付けに当たっては、その主要部位を出力軸２１と平行に配置する縦置き構造が採用されている。
　制御ユニット１は、その外層が樹脂製のハウジング１５により覆われている。すなわち、ハウジング１５は、制御ユニット１の外殻を構成する。ハウジング１５は、制御ユニット１の構成部品を覆う円筒状の周壁１５ａと、周壁１５ａの一側開口を塞ぐ底部１５ｂと、からなる有底円筒状に形成されている。底部１５ｂの反出力側の端面は、出力軸２１の軸方向と直交する平坦面となっている。ハウジング１５は、開口を下方に向けて、モータケース２５の円筒部２５ａの開口に嵌め合わされ、ねじ（図示せず）を用いて円筒部２５ａに取り付けられている。ハウジング１５の底部１５ｂの反出力側の端面には、外部電源であるバッテリ９と接続する電源コネクタ４３ａ，４３ｂ、およびセンサ類８と接続する複数の信号コネクタ４４ａ，４４ｂが配置されている。さらに、ハウジング１５の底部１５ｂの反出力側の端面には、大型部品であるフィルタ６ａ，６ｂなどが搭載される。電源コネクタ４３ａ，４３ｂは、大電流が流れるコネクタであり、信号コネクタ４４ａ，４４ｂは、電源コネクタ４３ａ，４３ｂに流れる電流と比較して小電流が流れるコネクタである。なお、電源コネクタ４３ａが、第１電源コネクタであり、電源コネクタ４３ｂが、第２電源コネクタである。また、信号コネクタ４４ａが、第１信号コネクタであり、信号コネクタ４４ｂが、第２信号コネクタである。
　ハウジング１５の内部には、ヒートシンク４１、制御基板４ａ，４ｂ、インバータ回路３ａ，３ｂを構成する複数のスイッチング素子が内蔵されたパワーモジュール５０ａ，５０ｂ、平滑コンデンサ３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗなどが配置される。なお、パワーモジュール５０ａが第１パワーモジュールであり、パワーモジュール５０ｂが第２パワーモジュールである。
　ヒートシンク４１は、アルミニウム、銅などの高熱伝導材料で作製され、円盤状のベース部４１ａと、ベース部４１ａの中央部に直立する直方体の柱部４１ｂと、を備える。ヒートシンク４１のベース部４１ａが、円筒部２５ａの反出力側の開口内に配置される。ベース部４１ａは、円筒部２５ａに取り付けられたハウジング１５の周壁１５ａとフレーム２９との間に加圧挟持される。これにより、ヒートシンク４１は、モータ２に固定される。ベース部４１ａは、円筒部２５ａの内周壁面に接し、フレーム２９の反出力側の端面に接する。柱部４１ｂは、出力軸２１の軸心Ｏの延長線上に位置して、ハウジング１５内に配置されている。柱部４１ｂは、出力軸２１の軸方向と平行な平面からなる４つの配置部４１ｄ，４１ｅ，４１ｆ，４１ｇを有する。
　凹部４１ｃが、ベース部４１ａの下部と柱部４１ｂのベース部４１ａ側とに開口するように形成されている。出力軸２１のフレーム２９からの突出端、すなわち出力軸２１の反出力側の端部が、凹部４１ｃに挿入されて、ベース部４１ａ内に位置している。センサロータ１８が、出力軸２１の反出力側の端部に装着される。センサロータ１８は、１対、又は複数対の磁石ロータにより構成される。回路基板４０が、凹部４１ｃ内のセンサロータ１８の対向面に配置されている。回転センサ１７ａ、１７ｂが、回路基板４０に搭載されて、センサロータ１８に対向するように配置されている。回転センサ１７ａ，１７ｂは、センサロータ１８が回転することによる磁界の変化をそれぞれ独立に検出する。これにより、回転センサ１７ａ，１７ｂが、出力軸２１の回転を独立して検出する。回転センサ１７ａ、１７ｂは、１つのパッケージに内蔵されているが、それぞれ、１パッケージで構成されてもよい。
　回路基板４０は、ヒートシンク４１の出力側に形成された凹部４１ｃ内に配置されているため、制御基板４ａ、４ｂと比較して小面積である。回転センサ１７ａ、１７ｂの電源ラインおよび信号ラインが、回路基板４０の配線パターンを介して図２中左右に分かれて引き出され、制御基板４ａ、４ｂの下辺にそれぞれ接続される。なお、センサロータ１８および回転センサ１７ａ、１７ｂは、磁気センサタイプで説明したが、このタイプに限るものではなく、レゾルバであってもホールセンサであってもよい。
　パワーモジュール５０ａは、インバータ回路３ａを構成するスイッチング素子が、配線に実装された状態で樹脂封止されて構成される。パワーモジュール５０ｂは、インバータ回路３ｂを構成するスイッチング素子が、配線に実装された状態で樹脂封止されて構成される。パワーモジュール５０ａ，５０ｂは、柱部４１ｂの相対する一対の配置部４１ｆ，４１ｇのそれぞれに密着状態に取り付けられる。
　制御基板４ａは、矩形平板状に形成され、ＣＰＵ１０ａ、駆動回路１１ａ、入力回路１２ａ、電源回路１３ａなどが実装される。同様に、制御基板４ｂは、矩形平板状に形成され、ＣＰＵ１０ｂ、駆動回路１１ｂ、入力回路１２ｂ、電源回路１３ｂなどが実装される。制御基板４ａ，４ｂは、柱部４１ｂの相対するもう一対の配置部４１ｄ，４１ｅのそれぞれに平行な状態で取り付けられる。制御基板４ａは、パワーモジュール５０ａの信号ライン５０ｃと接続される。そこで、制御基板４ａは、配置部４１ｄからパワーモジュール５０ａ側に突出するようにして、配置部４１ｄに配置される。これにより、配置部４１ｄと直交する方向から見て、制御基板４ａとパワーモジュール５０ａとが重なっている。制御基板４ｂは、パワーモジュール５０ｂの信号ライン５０ｄと接続される。そこで、制御基板４ｂは、配置部４１ｅからパワーモジュール５０ｂ側に突出するようにして、配置部４１ｅに配置される。これにより、配置部４１ｅと直交する方向から見て、制御基板４ｂとパワーモジュール５０ｂとが重なっている。
　信号コネクタ４４ａの信号ライン４４ｃが、底部１５ｂからハウジング１５内に引き出されて、制御基板４ａの信号コネクタ４４ａに近い上辺に接続される。一方、信号コネクタ４４ｂの信号ライン４４ｄが、底部１５ｂからハウジング１５内に引き出されて、制御基板４ｂの信号コネクタ４４ｂに近い上辺に接続される。これにより、信号ライン４４ｃ，４４ｄが、制御基板４ａ，４ｂの入力回路１２ａ，１２ｂに接続される。
　電源コネクタ４３ａの電源ライン４３ｃが、フィルタ６ａを介して底部１５ｂからハウジング１５内に引き出される。ハウジング１５内に引き出された電源ライン４３ｃが、中継部材４２のバスバーを介して、インバータ回路３ａまたは電源用リレー５ａの電源ラインに接続される。一方、電源コネクタ４３ｂの電源ライン４３ｄが、フィルタ６ｂを介して底部１５ｂからハウジング１５内に引き出される。ハウジング１５内に引き出された電源ライン４３ｄが、中継部材４２のバスバーを介して、インバータ回路３ｂまたは電源用リレー５ｂの電源ラインに接続される。
　インバータ回路３ａの出力端子５１ａは、パワーモジュール５０ａから制御基板４ｂ側に引き出される。出力端子５１ａは、中継部材４２のバスバーを介して延長ターミナル４２ａに接続される。延長ターミナル４２ａは、制御基板４ｂのモータ２側を通って径方向外方に引き出される。一方、インバータ回路３ｂの出力端子５１ｂは、パワーモジュール５０ｂから制御基板４ａ側に引き出される。出力端子５１ｂは、中継部材４２のバスバーを介して延長ターミナル４２ｂに接続される。延長ターミナル４２ｂは、制御基板４ａのモータ２側を通って径方向外方に引き出される。
　モータ巻線２４ａの各相の巻線に接続された相端子２８ａが、フレーム２９およびベース部４１ａを貫通してハウジング１５内に引き出される。相端子２８ａ（２８ａＵ，２８ａＶ，２８ａＷ）が、制御基板４ｂのモータ２側、かつ径方向外方で、延長ターミナル４２ａのそれぞれに接続される。一方、モータ巻線２４ｂの各相の巻線に接続された相端子２８ｂが、フレーム２９およびベース部４１ａを貫通してハウジング１５内に引き出される。相端子２８ｂ（２８ｂＵ，２８ｂＶ，２８ｂＷ）が、制御基板４ａのモータ２側、かつ径方向外方で、延長ターミナル４２ｂのそれぞれに接続される。
　平滑コンデンサ３０ａＵ、３０ａＶ、３０ａＷが、支持部材４５ａに固定されて、制御基板４ｂの径方向外方に縦積み配置されている。つまり、平滑コンデンサ３０ａＵ、３０ａＶ、３０ａＷは、長さ方向を出力軸２１の軸方向と直交させ、かつ配置部４１ｅと平行にして、出力軸２１の軸方向に１列に配列される。平滑コンデンサ３０ａＵ、３０ａＶ、３０ａＷは、出力軸２１の軸方向の反出力側から見て、電源コネクタ４３ａと信号コネクタ４４ａの側に近づくように配置される。
　一方、平滑コンデンサ３０ｂＵ、３０ｂＶ、３０ｂＷが、支持部材４５ｂに固定されて、制御基板４aの径方向外方に縦積み配置されている。つまり、平滑コンデンサ３０ｂＵ、３０ｂＶ、３０ｂＷは、長さ方向を出力軸２１の軸方向と直交させ、かつ配置部４１ｄと平行にして、出力軸２１の軸方向に１列に配列される。平滑コンデンサ３０ｂＵ、３０ｂ、３０ｂは、出力軸２１の軸方向の反出力側から見て、電源コネクタ４３ｂと信号コネクタ４４ｂの側に近づくように配置される。
　なお、各平滑コンデンサ３０の端子は、中継部材４２の電源ライン、又はパワーモジュール５０ａ、５０ｂに配線された電源ラインに接続される。
　つぎに、このように構成された装置により得られる効果を説明する。
　制御ユニット１においては、ヒートシンク４１の直方体の柱部４１ｂ、制御基板４ａ，４ｂ、パワーモジュール５０ａ，５０ｂなどが、ハウジング１５内に縦置きに配置されている。これにより、電動パワーステアリング装置の小型化が図られる。
　制御基板４ａ，４ｂが、柱部４１ｂの相対する一対の配置部４１ｄ，４１ｅのそれぞれに沿って１つずつ配置されている。パワーモジュール５０ａ，５０ｂが、柱部４１ｂの他の相対する一対の配置部４１ｆ，４１ｇのそれぞれに沿って１つずつ配置されている。この構成は、制御基板４ａとパワーモジュール５０ａを径方向に重ねて配置部４１ｄに配置し、かつ制御基板４ｂとパワーモジュール５０ｂを径方向に重ねて配置部４１ｅに配置する従来装置の構成に比べて、制御ユニット１の径方向寸法の増大を抑えることができる。その結果、モータ２の径を超えない制御ユニット１を実現できる。また、モータ２の径を超えない制御ユニット１を実現できるので、制御基板４ａ，４ｂの幅を小さくする必要がない。その結果、制御基板４ａ，４ｂの長さを長くすることなく、部品実装面積を確保でき、制御ユニット１の軸方向寸法の増大を抑えることができる。これにより、２組の回路構成とする装置の小型化が図られる。
　ヒートシンク４１の直方体の柱部４１ｂが、出力軸２１の軸心Ｏ上に位置されている。そして、ヒートシンク４１および制御基板４ａ，４ｂは、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。これにより、２系統分の回路をコンパクトに実装でき、製品の小型化、特に径方向寸法の小型化が可能となる。
　電源コネクタ４３ａ、４３ｂおよび信号コネクタ４４ａ、４４ｂは、装置の最端部に配置されている。さらに、電源コネクタ４３ａ、４３ｂおよび信号コネクタ４４ａ、４４ｂは、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。これにより、２系統分の回路を実装でき、製品の小型化、特に径方向寸法の小型化が可能となる。
　制御基板４ａ，４ｂおよびヒートシンク４１に加え、２組のパワーモジュール５０ａ，５０ｂ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。これにより、製品の小型化に加え、２系統のパワーモジュール５０ａ，５０ｂに流れる大電流から発生するスイッチングノイズを相互に打ち消す効果が得られる。その結果、回転センサ１７ａ，１７ｂの角度検出精度の向上、ラジオノイズ低減などの効果が得られる。
　制御ユニット１ａ，１ｂが、互いに分離独立して、同一形状、同一構成となっているので、２系統化による冗長性を確保することができる。
　パワーモジュール５０ａ，５０ｂが、柱部４１ｂの軸心Ｏと直交する長方形断面の短辺で構成される一対の配置部４１ｆ，４１ｇに配置される。制御基板４ａ，４ｂが、柱部４１ｂの軸心Ｏと直交する長方形断面の長辺で構成される一対の配置部４１ｄ，４１ｅに、同組のパワーモジュール５０ａ，５０ｂ側に延長配置される。これにより、制御基板４ａ，４ｂは、配置部５１ｄ，４１ｅから突出させることで、配置部４１ｄ，４２ｅと直交する方向から見て、同組のパワーモジュール５０ａ，５０ｂと重なり、実装領域を拡大することができる。
　センサロータ１８が、フレーム２９からの突出する出力軸２１の端部に装着されて、ヒートシンク４１のモータ２側に形成された凹部４１ｃ内に配置されている。回路基板４０が、凹部４１ｃの出力軸２１との対向面に配置されている。さらに、回転センサ１７ａ，１７ｂが、センサロータ１８と相対するように、回路基板４０に配置されている。これにより、装置の小型化、特に軸方向寸法の小型化が可能となる。さらに、回転センサ１７ａ，１７ｂは、凹部４１ｃ内に配置されるので、モータ巻線２４ａ，２４ｂの電流オン、オフによるノイズを受けることがほとんどない。
　制御ユニット１ａ，１ｂの制御基板４ａ，４ｂおよびパワーモジュール５０ａ，５０ｂが、分離独立している。制御基板４ａ，４ｂ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。これにより、モータ巻線２４ａ，２４ｂの相端子２８ａ，２８ｂを制御基板４ａ，４ｂの何れにも接続可能となり、組立性が向上される。
　なお、上記実施の形態１では、電源系と信号系の２組のコネクタを備えているが、１組のコネクタを用い、ハウジング内に引き出した後に、電源系と信号系の２組に分岐してもよい。
　実施の形態２．
　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。
　図４において、パワーモジュール５０ａが、保持部材５０ｇによりヒートシンク４１の柱部４１ｂに密着状態に保持されている。パワーモジュール５０ｂが、保持部材５０ｈにより柱部４１ｂに密着状態に保持されている。この保持部材５０ｇ、５０ｈが、放熱材料、例えば銅板であればパワーモジュール５０ａ，５０ｂの放熱性の向上に役に立つ。
　制御基板４ａは、柱部４１ｂの配置部４１ｄの幅方向の両側に突出させて、配置部４１ｄに配置される。パワーモジュール５０ａの信号ライン５０ｃと接続するために、配置部４１ｄと直交する方向から見て、制御基板４ａとパワーモジュール５０ａとの重なりを、制御基板４ａとパワーモジュール５０ｂとの重なりより多くしている。制御基板４ｂは、柱部４１ｂの配置部４１ｅの幅方向の両側に突出させて、配置部４１ｅに配置される。パワーモジュール５０ｂの信号ライン５０ｄと接続するために、配置部４１ｅと直交する方向から見て、制御基板４ｂとパワーモジュール５０ｂとの重なりを、制御基板４ｂとパワーモジュール５０ａとの重なりより多くしている。
　また、平滑コンデンサ３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗは、制御基板４ａ，４ｂの径方向の外方に、出力軸２１の軸方向のモータ２側に近づけて配置されている。これにより、平滑コンデンサ３０Ｕ，３０Ｖ，３０Ｗの端子と中継部材４２又はパワーモジュール５０ａ、５０ｂの電源ラインとの電気的接続長さを短くすることができ、ノイズ抑制効果がある。
　なお、他の構成は、実施の形態１と同様に構成されている。
　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。
　したがって、実施の形態２においても、実施の形態１と同様に構成されている。
　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。
　なお、上記実施の形態１，２では、ヒートシンク４１の柱部４１ｂは、出力軸２１の軸方向外方から見る上面視が長方形に形成されている。ただし、柱部４１ｂは、上面視が長方形に限定されず、少なくとも、２つの制御基板と２つのパワーモジュールが配置される４つの配置部を有する多角形であればよい。
　実施の形態３．
　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５において、ヒートシンク４１の柱部４１ｂは、上記出力軸２１の軸方向の反出力側から見た時、長方形の一方の短辺で構成される配置部４１ｇ側を一側の長辺で構成される配置部４１ｄ側に突出させている。さらに、ヒートシンク４１の柱部４１ｂは、上記出力軸２１の軸方向の反出力側から見た時、長方形の他方の短辺で構成される配置部４１ｆ側を他側の長辺で構成される配置部４１ｅ側に突出させている。
　これにより、ヒートシンク４１の柱部４１ｂは、配置部４１ｄの配置部４１ｇ側の端部が、配置部４１ｅと反対側に突出し、配置部４１ｅの配置部４１ｆ側の端部が配置部４１ｄと反対側に突出する形状となっている。制御基板４ａ，４ｂが、それぞれ、配置部４１ｄ，４１ｅの突出部を除く領域に配置されている。パワーモジュール５０ａが、突出部側にシフトして、制御基板４ａから遠ざかって、配置部４１ｆに配置されている。パワーモジュール５０ｂが、突出部側にシフトして、制御基板４ｂから遠ざかって、配置部４１ｇに配置されている。これにより、制御基板４ａ，４ｂの実装領域が、実施の形態１に比べて、拡大される。
　制御基板４ａ，４ｂは、柱部４１ｂの配置部４１ｄ，４１ｅから離間して配置されている。制御基板４ａ，４ｂに実装された発熱部品５３が、配置部４１ｄ，４１ｅから突出された放熱部５４に、例えば高い熱伝導率を有する、ボンド、シートなどの放熱部材を介して接している。これにより、発熱部品５３での発熱が、放熱部５４を介してヒートシンク４１に効果的に放熱され、過度の温度上昇が抑制される。
　電源コネクタ４３ａ、４３ｂ、および信号コネクタ４４ａ、４４ｂが、図６に示されるように、ハウジング１５の底部１５ｂの反出力側の面である外面に配置されている。
　電源コネクタ４３ｂから延長されたターミナル群である電源ライン４３ｄは、まとめられて、ハウジング１５の底部１５ｂの内部を通って、底部１５ｂのほぼ中央部分まで延ばされ、底部１５ｂの中央部分からハウジング１５内に引き出される。さらに、電源ライン４３ｄは、支持部材４５ｂにより底部１５ｂに支持されて、底部１５ｂの内面を径方向内方に延び、制御基板４ａと中継部材４２ｃの電源ラインに接続される。
　信号コネクタ４４ａから延長されたターミナル群である信号ライン４４ｄは、ハウジング１５の底部１５ｂの内部を通って、電源ライン４３ｄのハウジング１５内への引き出し部の径方向外方位置まで延ばされ、そこで底部１５ｂからハウジング１５内に引き出される。さらに、信号ライン４４ｄは、支持部材４５ｂにより底部１５ｂに支持されて、底部１５ｂの内面を径方向内方に延び、制御基板４ａの信号ラインに接続される。
　電源コネクタ４３ａから延長されたターミナル群である電源ライン４３ｃは、まとめられて、ハウジング１５の底部１５ｂの内部を通って、底部１５ｂのほぼ中央部分まで延ばされ、底部１５ｂの中央部分からハウジング１５内に引き出される。さらに、電源ライン４３ｃは、支持部材４５ａにより底部１５ｂに支持されて、底部１５ｂの内面を径方向内方に延び、制御基板４ｂと中継部材４２ｄの電源ラインに接続される。
　信号コネクタ４４ｂから延長されたターミナル群である信号ライン４４ｃは、ハウジング１５の底部１５ｂの内部を通って、電源ライン４３ｃのハウジング１５内への引き出し部の径方向外方位置まで延ばされ、そこで底部１５ｂからハウジング１５内に引き出される。さらに、信号ライン４４ｃは、支持部材４５ａにより底部１５ｂに支持されて、底部１５ｂの内面を径方向内方に延び、制御基板４ｂの信号ラインに接続される。
　電源コネクタ４３ａ、４３ｂ、電源ライン４３ｃ、４３ｄ、信号コネクタ４４ａ、４４ｂ、信号ライン４４ｃ、４４ｄおよび支持部材４５ａ，４５ｂは、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。電源ライン４３ｃ、４３ｄ、および信号ライン４４ｃ、４４ｄは、ほぼ直線状に配置されているので、工作性、組立性の標準化が図れる効果もある。
　さらに、図５に示されるように、モータ巻線２４ａ，２４ｂの相端子２８ａＵ、２８ａＶ、２８ａＷ、２８ｂＵ、２８ｂＶ、２８ｂＷは、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。そして、相端子２８ａＵ、２８ａＶ、２８ａＷ、２８ｂＵ、２８ｂＶ、２８ｂＷは、制御基板４ａ、４ｂの径方向外方、かつ制御基板４ａ、４ｂよりモータ２側で、パワーモジュール５０ａ，５０ｂからの出力端子の延長端子と接続される。このように、ハウジング１５内の制御ユニット１を構成する大半の部品が、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。これにより、モータ駆動時の電流切り替えノイズについても、制御ユニット１内で打ち消しあうことになり、ノイズ放出抑制効果を奏する。
　また、図６に示されるように、電源コネクタ４３ａ、４３ｂと信号コネクタ４４ａ、４４ｂは、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。電源コネクタ４３ａのターミナルから延びた電源ライン４３ｃ、および信号コネクタ４４ｂの各ターミナルから延びた信号ライン４４ｃが、それぞれ一緒にまとまり、ターミナル群４６ｂとなってハウジング１５内へ引き出され、接続対象の電源ラインおよび信号ラインに接続されている。電源コネクタ４３ｂの電源ライン４３ｄおよび信号コネクタ４４ａの信号ライン４４ｄも、同様に、ターミナル群４６ａとなってハウジング１５内へ引き出され、接続対象の電源ラインおよび信号ラインに接続されている。これにより、ハウジング１５の内外において、主要な部品が、出力軸２１の軸方向の反出力側から見た時に、すべて出力軸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。これにより、組み付け工程において、制御基板４ａ，４ｂが左右どの向きに置かれても作業が同一であり、装置の取り扱いが楽になる。なお、図６では、電源コネクタと信号コネクタが図中上下に離間して配置されているが、左右に離間して配置されていてもてよい。
　実施の形態４．
　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。
　図７において、制御基板４ａ，４ｂが、ヒートシンク４１の柱部４１ｂの相対する一対の配置部４１ｄ，４１ｅに配置されている。パワーモジュール５０ａ，５０ｂが、ヒートシンク４１の柱部４１ｂの相対するもう一対の配置部４１ｆ，４１ｇに配置されている。制御基板４ｂおよびパワーモジュール５０ｂが、制御基板４ａおよびパワーモジュール５０ａより小規模に構成されている。なお、他の構成は、上記実施の形態１と同様に構成されている。
　実施の形態４による電動パワーステアリング装置は、パワーモジュール５０ａが、モータ２を駆動する電流容量が多いシステムに対応し、パワーモジュール５０ｂが、モータ２を駆動する電流容量が小さいシステムに対応する。
　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。
　この実施の形態４においても、制御基板４ａ，４ｂが、ヒートシンク４１の柱部４１ｂの相対する一対の配置部４１ｄ，４１ｅに配置されて、パワーモジュール５０ａ，５０ｂが、ヒートシンク４１の柱部４１ｂの相対するもう一対の配置部４１ｆ，４１ｇに配置されている。したがって、実施の形態４においても、２組の回路構成とする装置の小型化が図られる。
　なお、上記各実施の形態では、モータは、三相モータとして説明しているが、三相以上の多相巻線モータであってもよい。
　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。
　１，１ａ，１ｂ　制御ユニット、２　モータ、４ａ　制御基板（第１制御基板）、４ｂ　制御基板（第２制御基板）、１５　ハウジング、１７ａ，１７ｂ　回転センサ、１８　センサロータ、２１　出力軸、２４ａ　モータ巻線（第１モータ巻線）、２４ｂ　モータ巻線（第２モータ巻線）、３１Ｕ　上アーム用スイッチング素子、３２Ｕ　下アーム用スイッチング素子、３４Ｕ　リレー用スイッチング素子、４１　ヒートシンク、４１ｂ　柱部、４１ｃ　凹部、４１ｄ－４１ｇ　配置部、４３ａ　電源コネクタ（第１電源コネクタ）、４３ｂ　電源コネクタ（第２電源コネクタ）、４４ａ　信号コネクタ（第１信号コネクタ）、４４ｂ　信号コネクタ（第２信号コネクタ）、５０ａ　パワーモジュール（第１パワーモジュール）、５０ｂ　パワーモジュール（第２パワーモジュール）。

Claims (10)

  1. 　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。
  2. 　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。
  3. 　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。
  4. 　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。
  5. 　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。
  6. 　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。
  7. 　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。
  8. 　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。
  9. 　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。
  10. 　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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