JP4203055B2

JP4203055B2 - 電動式パワーステアリング装置

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Publication number: JP4203055B2
Application number: JP2005247772A
Authority: JP
Inventors: 努富永; 康山口
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-08-29
Filing date: 2005-08-29
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2025-08-29
Also published as: DE102005060282A1; DE102005060282B4; JP2007062433A

Description

この発明は、車両のハンドルに対して補助トルクを出力する電動モータと、この電動モータの駆動を制御する制御装置とを備えた電動式パワーステアリング装置に関するものである。

従来、車両のハンドルに対して補助トルクを出力する電動モータと、この電動モータを駆動制御する制御装置とを備え、制御装置が電動モータに取り付けられている電動式パワーステアリング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この電動式パワーステアリング装置では、電動モータの出力軸に回転子の回転位置を検出する回転位置センサとしてレゾルバが取り付けられている。
そして、この電動モータに制御装置を取り付ける際に、電動モータ側のコネクタと制御装置側のコネクタとが嵌合されて、レゾルバと制御装置とは電気的に接続され、回転子の回転位置を知らせるレゾルバからの位置センサ信号が制御装置に入力されるようになっている。

特開２００３−２６７２３３

上記電動式パワーステアリング装置では、回転位置センサであるレゾルバは、電動モータに取り付けられ、電動モータの回転子の位置センサ信号が制御装置に入力されるには、電動モータ側及び制御装置側のコネクタ、及び電動モータ側のコネクタとレゾルバとを接続する複数本の外部配線が必要となる。
その結果、コストが高くなるとともに、電動モータ側のコネクタ端子と制御装置側のコネクタ端子との接続における信頼性が低下するという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、制御装置と回転位置センサとの間の信号を伝達するためのコネクタ及び外部配線が不要となり、コストが低減されるとともに、位置センサ信号の伝達の信頼性が向上した電動式パワーステアリング装置を提供することを目的とする。

この発明に係る電動式パワーステアリング装置は、車両のハンドルに対して補助トルクを出力する電動モータと、この電動モータの駆動を制御する制御装置とを含み、前記制御装置は、前記電動モータの回転子の回転子軸に連結される減速ギヤと反対側に設けられたヒートシンクと、このヒートシンクと前記回転子軸との間に設けられ配線パターンを構成する複数の導電板が絶縁性樹脂によりインサート成形で一体化された接続部材と、この接続部材に前記回転子軸の端部と対向して設けられ前記回転子の回転位置を検出する回転位置センサと、前記ハンドルに対して補助するトルクに応じて前記電動モータの電流を切り換えるための複数の半導体スイッチング素子からなるブリッジ回路と、このブリッジ回路を搭載したパワー基板と、このパワー基板に流れる電流のリップルを吸収するコンデンサと、少なくとも前記回転位置センサからの位置センサ信号、前記ハンドルの操舵トルクを検知するトルクセンサからのトルクセンサ信号及び車両の走行速度信号から前記半導体スイッチング素子の駆動を制御するための駆動信号を生成するマイクロコンピュータと、このマイクロコンピュータが搭載された制御基板とを備え、複数の前記導電板のうち、センサ用導電板の一端部は前記回転位置センサに接続され、回転位置センサからの位置センサ信号はセンサ用導電板を通じて前記マイクロコンピュータに入力されるようになっており、前記接続部材は、一側部と、この一側部に対向した他側部とを有した断面コの字状に形成され、前記導電板のうち、前記一側部に設けられたモータ用導電板の一端部は、前記電動モータの巻線端子と接続されているとともに、他端部は、前記パワー基板と接続され、
また前記導電板のうち、前記他側部に設けられた電源用導電板は、前記パワー基板に電流を供給するバッテリに接続される。

この発明に係る電動式パワーステアリング装置によれば、制御装置と回転位置センサとの間の信号を伝達するためのコネクタ及び外部配線が不要となり、コストが低減されるとともに、位置センサ信号の伝達の信頼性が向上する。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
なお、各図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。
図１はこの発明の実施の形態１における電動式パワーステアリング装置を示す回路図である。
この電動式パワーステアリング装置は、車両のハンドル（図示せず）に対して補助トルクを出力する電動モータ１と、この電動モータ１の駆動を制御する制御装置１８と、電動モータ１を駆動するための電流を供給するバッテリ５０と、ハンドルの操舵トルクを検出するトルクセンサ５１とを備えている。
また、電動式パワーステアリング装置は、バッテリ５０と制御装置１８とを電気的に接続したパワーコネクタ３５と、車両側から車両の走行速度信号等の車両側信号が入力される車両側信号用コネクタ３２と、トルクセンサ５１と制御装置１８とを電気的に接続したトルクセンサ用コネクタ３３とを備えている。

上記電動モータ１は、固定子の構成要素であり、Ｕ、Ｖ及びＷの３相に接続された電機子巻線９と、センサ用永久磁石６とを備えている。

上記制御装置１８は、電動モータ１に流れるモータ電流ＩＭのリップル成分を吸収するための大容量のコンデンサ１９（２２００μＦ×３程度）と、モータ電流ＩＭを検出するためのシャント抵抗器２９と、補助トルクの大きさ及び方向に応じてモータ電流ＩＭを切り替える、３相のブリッジ回路を構成する半導体スイッチング素子（例えば、ＦＥＴ）Ｑ１〜Ｑ６と、シャント抵抗器２９及び半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を搭載したパワー基板２０と、半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチング動作時に発生する電磁ノイズが外部へ流出するのを防止するコイル２６と、センサ用永久磁石６の磁界の方向を検出する、回転位置センサである磁気センサ２４とを備えている。

また、制御装置１８は、シャント抵抗器２９の一端と接続され電動モータ１に流れる電流を検出するための電流検出手段５２と、トルクセンサ５１からの操舵トルク信号に基づいて補助トルクを演算するとともに、モータ電流ＩＭ及び磁気センサ２４で検出された電動モータ１の回転子の回転位置をフィードバックして補助トルクに相当する電流を演算するマイクロコンピュータ３０と、このマイクロコンピュータ３０からの指令により半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の作動を制御する駆動信号を出力する駆動回路５３と、電流検出手段５２、マイクロコンピュータ３０及び駆動回路５３をそれぞれ搭載した制御基板２１とを備えている。
また、マイクロコンピュータ３０は、さらにＡＤ変換器やＰＷＭタイマ回路等の他に、周知の自己診断機能を含み、システムが正常に動作しているか否かを常に自己診断しており、異常が発生するとモータ電流ＩＭを遮断するようになっている。

上記構成の電動式パワーステアリング装置においては、マイクロコンピュータ３０には、トルクセンサ５１から操舵トルク、磁気センサ２４から電動モータ１の回転子の回転位置の情報が入力され、また車両側信号用コネクタ３２からは車両側信号の一つとして走行速度信号が入力される。
また、マイクロコンピュータ３０には、モータ電流ＩＭがシャント抵抗器２９により電流検出手段５２を通じてフィードバック入力される。マイクロコンピュータ３０では、これらの情報、信号から、パワーステアリングの回転方向指令、及び補助トルクに相当する電流制御量がそれぞれ生成され、それぞれの駆動信号が駆動回路５３に入力される。
駆動回路５３では、回転方向指令及び電流制御量が入力されると、ＰＷＭ駆動信号を生成し、半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に印加する。
これにより、電動モータ１には、バッテリ５０からの電流が、パワーコネクタ３５、コイル２６及び半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を通じて流れ、所要方向に所要量の補助トルクが出力される。

このとき、マイクロコンピュータ３０には、シャント抵抗器２９及び電流検出手段５２を通じて検出されたモータ電流ＩＭがフィードバックされることにより、マイクロコンピュータ３０から駆動回路５３に送られるモータ電流指令Ｉｍと一致するよう制御される。
また、モータ電流ＩＭは、半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のＰＷＭ駆動時のスイッチング動作によりリップル成分を含むが、大容量のコンデンサ１９により平滑されて制御される。
さらに、コイル２６は、半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６がＰＷＭ駆動時に、スイッチング動作することにより発生するノイズが外部に放出されて、ラジオノズとなることを防止する。

次に、上述した電動式パワーステアリング装置における構造について図２〜図４に基づいて説明する。
図２は図１に示した電動式パワーステアリング装置の断面図、図３は図２の電動式パワーステアリング装置を示す分解斜視図、図４は図２に示した制御装置１８を電動モータ１側から視たときの図である。
この電動式パワーステアリング装置の電動モータ１は、回転子軸２と、この回転子軸２に８極に着磁された円筒状の永久磁石３が固定された８回転子４と、この回転子４の周囲に設けられた固定子５と、回転子軸２の反出力側で小径の軸端部１０の端面に固定され、回転子４の永久磁石３の磁極位置に対応して２極に着磁されたセンサ用永久磁石６とを備えている。
上記固定子５は、永久磁石３の外周に相対した１２個の突極７と、この突極７に装着されたインシュレータ８と、このインシュレータ８に巻回され、かつＵ、Ｖ及びＷの３相に接続された電機子巻線９とを有している。電機子巻線９の３個の端部は、軸端部１０の軸線方向に延びた３個の巻線端子１１に各々接続されている。

電動モータ１は、減速装置１２に固定されている。減速装置１２は、電動モータ１のハウジング１３が取り付けられたギヤケース１４と、このギヤケース１４内に設けられ回転子軸２の回転を減速するための減速ギヤであるウォームギヤ１５と、このウォームギヤ１５に歯合したウォームホイール１６とを有している。
ウォームギヤ１５の回転子軸２側の端部には、スプラインが形成されている。回転子軸２の出力側の端部には、内側にスプラインが形成されたカップリング１７が圧入されている。このカップリング１７とウォームギヤ１５の端部とがスプライン結合されており、電動モータ１からウォームギヤ１５にトルクが伝達されるようになっている。

上記電動モータ１の駆動を制御する制御装置１８は、電動モータ１に流れるモータ電流のリップル成分を吸収するための大容量のコンデンサ１９（２２００μＦ×３程度）と、高熱伝導率であるアルミニウム製のヒートシンク２５と、このヒートシンク２５の表面に接着剤により接着されたパワー基板２０と、同じくヒートシンク２５の表面に接着剤により接着された制御基板２１とを備えている。

また、制御装置１８は、ヒートシンク２５の肉厚部２５ａを覆った断面がコの字状の接続部材２３と、接続部材２３の反ヒートシンク２５側の底面に実装され、センサ用永久磁石６の磁界の方向を検出する回転位置センサである磁気センサ２４と、ハウジング１３と協同してヒートシンク２５を挟んだ回路ケース２７と、この回路ケース２７に溶接により固定され電磁ノイズを除去するためのコイル２６と、回路ケース２７の開口部を覆うカバー２８とを有している。

前記パワー基板２０は例えばＤＢＣ（東芝マテリアルの登録商標）基板からなり、アルミナのセラミック基板上に銅板が配線パターンとして形成されている。パワー基板２０上の配線パターンには、半導体スイッチング素子（例えば、ＦＥＴ）Ｑ１〜Ｑ６、シャント抵抗器２９等の大電流部品が半田付けされて実装されている。

前記制御基板２１は多層のＬＴＣＣ（低温焼成セラミック）基板からなり、制御基板２１上には、マイクロコンピュータ３０、駆動回路５３及び電流検出手段５２を含む周辺回路素子（小電流部品）が導電性接着剤で実装されている。
なお、図１に示された駆動回路５３及び電流検出手段５２は、図３では省略されている。

前記接続部材２３は、断面コの字形状であり、配線パターンを構成したモータ用導電板２２ａ、センサ用導電板２２ｃ及び電源用導電板２２ｅ１、２２ｅ２等の導電板２２が絶縁性樹脂でインサート成形されて構成されている。
接続部材２３の一側部２３ａでは、複数のモータ用導電板２２ａの一端部がそれぞれ絶縁性樹脂から露出しており、この一端部がパワー基板２０とワイヤボンディングで接続するためのパッド２２ｂを構成している。各モータ用導電板２２ａの他端部ではモータ端子Ｍｍが形成されている。このモータ端子Ｍｍは、電動モータ１の巻線端子１１と接続されている。

接続部材２３の他側部２３ｂでは、センサ用導電板２２ｃの一端部が絶縁性樹脂から露出しており、この一端部が制御基板２１とワイヤボンディングで接続するためのパッド２２ｄを構成している。このセンサ用導電板２２ｃの他端部は、コの字形状の接続部材２３の底部の中央部付近まで延びている。この底部の反ヒートシンク２５側の面には、磁気抵抗素子で構成された磁気センサ２４が設けられており、この磁気センサ２４にセンサ用導電板２２ｃの他端部が溶接により接続されている。
また、接続部材２３の他側部２３ｂでは、電源用導電板２２ｅ１、２２ｅ２の両端部が絶縁性樹脂からそれぞれ露出しており、この両端部の一端部は電源端子としてのパッド２２ｆ１、２２ｆ２を構成している。

パワー基板２０の両側のヒートシンク２５には、一対の長孔３１が形成されている。磁気センサ２４及びコンデンサ１９が実装された接続部材２３は、一側部２３ａ及び他側部２３ｂが回転子４側からこの長孔３１を通じて挿入されてヒートシンク２５に固定されている。

磁気センサ２４は、センサ用永久磁石６と対向しており、回転子４の回転に伴ってセンサ用永久磁石６の磁界の方向が磁気センサ２４に対して回転し、磁気センサ２４は、この磁界の回転に伴って磁気抵抗が変化して、結果として回転子４の位置が検出される。

コンデンサ１９は、ヒートシンク２５を挟んで制御基板２１の反対側に配置され、またヒートシンク２５と電動モータ１のハウジング１３との間に挟まれて配置されている。

制御基板２１は、車両側信号用コネクタ３２及びトルクセンサ用コネクタ３３と、接続部材２３の他側部２３ｂとの間に配置されている。車両側信号用コネクタ３２の端子及びトルクセンサ用コネクタ３３の端子のそれぞれの一端部に形成されたパッド３４と制御基板２１のパッド５４との間は、ワイヤボンディングによって接続されている。
同様に、接続部材２３のパッド２２ｄと制御基板２１のパッド５５との間も、ワイヤボンディングにより接続されている。
車両側信号用コネクタ３２は、外部配線を介して車両側信号である走行速度信号、イグニション信号及びＣＡＮ信号等が入力されるコネクタであり、トルクセンサ用コネクタ３３は、外部配線を介してトルクセンサ５１からの信号が入力されるコネクタである。

車両側信号用コネクタ３２に隣接して設けられたパワーコネクタ３５は、車両のバッテリ５０と電気的に接続されるコネクタであって、パワーコネクタ３５のプラス側端子は、コイル２６を介して接続部材２３の電源端子であるパッド２２ｆ２と電気的に接続されている。パワーコネクタ３５のマイナス側端子も接続部材２３の電源端子であるパッド２２ｆ１と電気的に接続されている。
パワーコネクタ３５と、車両側信号用コネクタ３２及びトルクセンサ用コネクタ３３とは一体の部品であり、絶縁性樹脂製の回路ケース２７と一体成形されている。
なお、パワーコネクタ３５、車両側信号コネクタ３２及びコルクセンサ信号コネクタ３３が回路ケース２７とそれぞれ個別の部品であってもよい。

次に、上記のように構成された電動式パワーステアリング装置の組立手順について説明する。
先ず、電動モータ１を組み立てる。
最初に、回転子軸２の径方向に膨大した中間部の外周面に永久磁石３を接着固定するとともに、回転子軸２の反出力側の軸端部１０に、２極に着磁されたセンサ用永久磁石６を接着固定する。その後、永久磁石３は、センサ用永久磁石６の着磁位置を基準に、着磁器で８極に着磁して回転子４を製造する。
次に、固定子５の１２個の突極７にインシュレータ８を介してＵ、Ｖ、Ｗの各電機子巻線９を電気角で１２０度位置を移動して巻回し、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相４個で計１２個の巻線を形成する。Ｕ相各巻線の巻始め同士、巻終わり同士を接続し、Ｕ相の電機子巻線を形成する。同様にＶ相及びＷ相の電機子巻線を形成し、Ｕ、Ｖ及びＷ各相の電機子巻線の巻終わりをお互いに接続して中性点とする。Ｕ、Ｖ及びＷ相の電機子巻線の巻始めはそれぞれ巻線端子１１に接続される。
その後、この固定子５をハウジング１３に圧入し、軸受３６の外輪をハウジング１３に固定する。

次に、ホルダ３７に軸受３８の外輪を固定後、軸受３８の内輪に回転子４の回転子軸２を圧入する。その後、固定子５及び軸受３６が組み込まれたハウジング１３に、回転子４及びセンサ用永久磁石６が組み込まれたホルダ３７を挿入し、固定する。

次に、制御装置１８の組立手順について説明する。
先ず、制御基板２１上に、マイクロコンピュータ３０及びその周辺回路素子等の部品を導電性接着剤で接合し、ベアチップ部品については制御基板２１上のパターンとワイヤボンディングにより電気的に接続する。
また、パワー基板２０上に、半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６、シャント抵抗器２９等の部品を半田付けにより接合し、ベアチップである半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、パワー基板２０上のパターンとワイヤボンディングにより電気的に接続する。

その後、磁気センサ２４と接続部材２３のセンサ用導電板２２ｃとを溶接により接合するとともに、コンデンサ１９と接続部材２３の電源用導電板２２ｅ１、２２ｅ２とを溶接により接合する。また、回路ケース２７の導電板２７ａ２と、パワーコネクタ３５のプラス端子との間にコイル２６を溶接により電気的に接続する。

次に、以上のようにして個別に部品が実装された、制御基板２１及びパワー基板２０、接続部材２３並びに回路ケース２７をヒートシンク２５に組み付ける。制御基板２１及びパワー基板２０は、熱伝導性の良い接着剤により、ヒートシンク２５に接着固定する。回路ケース２７は、接着剤でヒートシンク２５に接着固定し、回路ケース２７とヒートシンク２５の間から水が浸入することを防止する。
その次に、接続部材２３の一側部２３ａ、他側部２３ｂをパワー基板２０の固定側とは反対側より、ヒートシンク２５の長孔３１に挿入し、接続部材２３をヒートシンク２５に固定する。

次に、回路ケース２７の電導板２７ａ２と接続部材２３の電源用導電板２２ｅ２、一端にパワーコネクタ３５のマイナス端子が形成された導電板２７ａ１と電源用導電板２２ｅ１とをそれぞれ溶接により電気的に接続する。その次に、接続部材２３のパッド２２ｂ、２２ｆ１、２２ｆ２とパワー基板２０とをワイヤボンディングで電気的に接続する。
同様に、接続部材２３のパッド２２ｄと制御基板２１とをワイヤボンディングで電気的に接続し、また車両側信号用コネクタ３２のパッド３４、トルクセンサ用コネクタ３３のパッド３４と制御基板２１のパッド５４とをワイヤボンディングによりそれぞれ電気的に接続する。

次に、別々に組み立てられた電動モータ１及び制御装置１８を組み立てる。
先ず、電動モータ１のハウジング１３の溝３９にラバーリング４０を装着し、図３に示すように、制御装置１８を電動モータ１のハウジング１３にネジ４１で固定する。このとき、センサ用永久磁石６と磁気センサ２４とが対向して配置される。
次に、電動モータ１の巻線端子１１と制御装置１８のモータ端子Ｍｍとをネジ４３で固定し、電気的に接続する。
最後に、カバー２８を接着剤で制御装置１８の回路ケース２７に接着固定して、電動式パワーステアリング装置の組み立てが完了する。

以上説明したように、この実施の形態１の電動式パワーステアリング装置によれば、センサ用導電板２２ｃの一端部は回転位置センサである磁気センサ２４に接続され、磁気センサ２４からの位置センサ信号はセンサ用導電板２２ｃを通じてマイクロコンピュータ３０に入力されるようになっているので、従来必要とした制御装置と回転位置センサとの間の信号を伝達するためのコネクタ及び外部配線が不要となり、コストが低減されるとともに、位置センサ信号の伝達の信頼性が向上する。

また、回転位置センサである磁気センサ２４は、回転子軸２の軸端部１０の端部に設けられたセンサ用永久磁石６と対向して接続部材２３に設けられており、磁気の方向の変化により回転子４の回転位置を検出することができる。

また、接続部材２３は、一側部２３ａと、この一側部２３ａに対向した他側部２３ｂとを有した断面コの字状に形成され、一側部２３ａに設けられたモータ用導電板２２ａの一端部であるモータ端子Ｍｍは、電動モータ１の巻線端子１１と接続され、モータ用導電板２２ａの他端部であるパッド２２ｂは、パワー基板２０と接続され、他側部２３ｂに設けられた電源用導電板２２ｅ１、２２ｅ２のパッド２２ｆ１、２２ｆ２は、パワー基板２０に電流を供給するバッテリ５０に接続されるので、大電流が流れる経路が短くなり、配線による電力損失が低減されて性能が向上する。

また、ヒートシンク２５は、回転子４に対して反対側の開放された面に、パワー基板２０及び制御基板２１が設けられているので、パワー基板２０、制御基板２１を配置する面積を広くでき、パワー基板２０及び制御基板２１の放熱性が向上する。
また、パワー基板２０及び制御基板２１は、ヒートシンク２５の同一平面上に設けられているので、ワイヤボンディングによる電気的接続が容易になり、工作性が向上する。

また、ヒートシンク２５は、パワー基板２０の両側に一対の長孔３１が形成され、接続部材２３の一側部２３ａ及び他側部２３ｂが回転子４側から長孔３１を通じて挿入されてヒートシンク２５に固定されているので、接続部材２３のワイヤボンディング用のパッド２２ｂ、２２ｆ１、２２ｆ２とパワー基板２０とが接近して配置され、大電流が流れる経路が短くなり、配線による電力損失が低減されて性能が向上する。
また、接続部材２３のワイヤボンディング用のパッド２２ｂ、２２ｆ１、２２ｆ２の面とパワー基板２０との高低差が、図２から分かるように殆ど無く、ワイヤボンディングの作業性が容易になり、工作性が向上する。

また、磁気センサ２４は、磁気抵抗素子で構成されており、回転子４の回転に伴い回転するセンサ用永久磁石６による磁気センサ２４に対する磁界の方向が変化し、その変化に伴って抵抗値が変化するようになっている、即ち回転子４の位置は、磁界の方向の変化から検出するようになっているので、ホール素子タイプの磁気センサと比較してセンサ用永久磁石６に対する磁気センサ２４の取り付け位置精度を緩くでき、工作性の向上が図られる。

また、磁気センサ２４は、センサ用導電板２２ｃに溶接で接続されているので、磁気センサ２４の接続部での機械的強度が高く、また温度変化に対する接続部の耐力も大きく、装置の信頼性が向上する。

また、制御基板２１の一端部の近傍に、トルクセンサ用コネクタ３３及び車両側信号用コネクタ３２が設けられ、その他端部の近傍に、センサ用導電板２２ｃのパッド２２ｄが設けられているので、制御基板２１とそれぞれを接続するボンディングワイヤは短くてよく、製造コストが低減される。

また、接続部材２３の他側部２３ｂに隣接してコンデンサ１９が設けられているので、コンデンサ１９とパワー基板２０の距離が短縮され、パワー基板２０に流れるモータ電流のリップル成分を有効に吸収することができ、装置の放射ノイズを抑制することができる。

また、コンデンサ１９は、アルミニウム製のヒートシンク２５と電動モータ１のハウジング１３との間に挟まれて配置されるので、コンデンサ１９から発生する熱が、ヒートシンク２５及びハウジング１３に放熱され、コンデンサ１９の温度上昇を抑制できるとともに、コンデンサ１９の耐久性が向上する。

なお、上記実施の形態では、磁気抵抗素子で構成された磁気センサ２４を用いた場合について説明したが、勿論このものに限定されるものではなく、磁気抵抗素子と比較して高い取り付け精度が要求され、また温度特性の点で劣るものの、磁気センサとしてホール素子またはホールＩＣ等を用いたものであってもよい。
また、回転位置センサとして、磁気センサ以外に、フォトセンサも用いてもよい。

また、上記実施の形態では、永久磁石３の極数が８極、固定子５の突極数が１２個の電動式パワーステアリング装置について説明したが、この組み合わせに限定されるものではなく、他の極数と突極数の組み合わせであってもよい。
また、電動式パワーステアリング装置は、エンジンルームに装着されており、防水性を確保するために、回路ケース２７は、接着剤でヒートシンク２５に接着固定し、電動モータ１のハウジング１３の溝３９にラバーリング４０を装着して電動モータ１と制御装置１８とを一体化しているが、電動式パワーステアリング装置が車室内に装着される場合には、接着剤及びラバーリング４０を削除してもよい。
また、パワー基板２０としてアルミナのＤＢＣ基板を用いているが、アルミナに限定されるものではなく、窒化ケイ素や窒化アルミニウムのＤＢＣ基板であってもよく、これらのセラミック材料に銅板のパターンを接合したメタライズ基板であってもよい。また、アルミニウムや銅ベース板の金属基板であってもよい。
また、制御基板２１として多層のＬＴＣＣ基板を用いているが、樹脂基板であってもよい。
また、電動モータ１はブラシレスモータに限定されるものでなく、インダクションモータまたはスイッチトリラクタンスモータ（ＳＲモータ）であってもよい。

この発明の実施の形態１に係る電動式パワーステアリング装置を示す回路図である。図１の電動式パワーステアリング装置を示す断面図である。図２の電動式パワーステアリング装置を示す分解斜視図である。図２の制御装置を電動モータ側から視たときの図である。

符号の説明

１電動モータ、２回転子軸、３永久磁石、４回転子、６センサ用永久磁石、１２減速装置、１５ウォームギヤ（減速ギヤ）、１８制御装置、１９コンデンサ、２０パワー基板、２１制御基板、２２導電板、２２ａモータ用導電板、２２ｃセンサ用導電板、２２ｅ１，２２ｅ２電源用導電板、２３接続部材、２３ａ一側部、２３ｂ他側部、２４磁気センサ（回転位置センサ）、２５ヒートシンク、Ｑ１〜Ｑ６半導体スイッチング素子、３０マイクロコンピュータ、Ｍｍモータ端子、３１長孔、３２車両側信号用コネクタ、３３トルクセンサ用コネクタ、５０バッテリ、５１トルクセンサ。

Claims

車両のハンドルに対して補助トルクを出力する電動モータと、この電動モータの駆動を制御する制御装置とを含み、
前記制御装置は、
前記電動モータの回転子の回転子軸に連結される減速ギヤと反対側に設けられたヒートシンクと、
このヒートシンクと前記回転子軸との間に設けられ配線パターンを構成する複数の導電板が絶縁性樹脂によりインサート成形で一体化された接続部材と、
この接続部材に前記回転子軸の端部と対向して設けられ前記回転子の回転位置を検出する回転位置センサと、
前記ハンドルに対して補助するトルクに応じて前記電動モータの電流を切り換えるための複数の半導体スイッチング素子からなるブリッジ回路と、
このブリッジ回路を搭載したパワー基板と、
このパワー基板に流れる電流のリップルを吸収するコンデンサと、
少なくとも前記回転位置センサからの位置センサ信号、前記ハンドルの操舵トルクを検知するトルクセンサからのトルクセンサ信号及び車両の走行速度信号から前記半導体スイッチング素子の駆動を制御するための駆動信号を生成するマイクロコンピュータと、
このマイクロコンピュータが搭載された制御基板とを備え、
複数の前記導電板のうち、センサ用導電板の一端部は前記回転位置センサに接続され、回転位置センサからの位置センサ信号はセンサ用導電板を通じて前記マイクロコンピュータに入力され、
前記接続部材は、一側部と、この一側部に対向した他側部とを有した断面コの字状に形成され、前記導電板のうち、前記一側部に設けられたモータ用導電板の一端部は、前記電動モータの巻線端子と接続されているとともに、他端部は、前記パワー基板と接続され、
また前記導電板のうち、前記他側部に設けられた電源用導電板は、前記パワー基板に電流を供給するバッテリに接続されることを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
前記回転位置センサは、前記回転子軸の端部に設けられたセンサ用永久磁石と対向した磁気センサであることを特徴とする請求項１に記載の電動式パワーステアリング装置。
前記ヒートシンクは、前記回転子に対して反対側の面に、前記パワー基板及び前記制御基板が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動式パワーステアリング装置。
前記ヒートシンクには、前記パワー基板の両側に一対の長孔が形成され、前記接続部材の前記一側部及び前記他側部は、前記回転子側から前記長孔を通じて挿入されて、前記接続部材は、前記ヒートシンクに固定されていることを特徴とする請求項３に記載の電動式パワーステアリング装置。
前記磁気センサは、磁気抵抗素子で構成されていることを特徴とする請求項２ないし請求項４の何れか１項に記載の電動式パワーステアリング装置。
前記磁気センサは、前記センサ用導電板の端部に溶接で接続されていることを特徴とする請求項２ないし請求項５の何れか１項に記載の電動式パワーステアリング装置。
前記制御基板は、一端部の近傍に、外部配線を介してトルクセンサ信号が入力されるトルクセンサ用コネクタ、走行速度信号が入力される走行速度用コネクタが設けられ、他端部の近傍に、前記センサ用導電板の他端部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載の電動式パワーステアリング装置。
前記接続部材の前記他側部に隣接して前記コンデンサが設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載の電動式パワーステアリング装置。
前記コンデンサは、前記ヒートシンクと前記電動モータのハウジングとの間に挟まれて配置されることを特徴とする請求項１ないし請求項８の記載の何れか１項に記載の電動式パワーステアリング装置。