JP2006168705A - モータ制御装置、パワーステアリング装置および制動力制御装置 - Google Patents

モータ制御装置、パワーステアリング装置および制動力制御装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 制御系基板と回転位置センサを隣接して設けることで、構造を簡略化した電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】 出力軸を有する電動機と、前記電動機に電力を供給する半導体スイッチング素子を搭載するパワー系基板と、前記電動機の軸方向一端側であって、前記出力軸に対してほぼ垂直に設けられ、この電動機の端部に設けられる電動機側部分と、この電動機側部分から径方向外側に延設される外側部分と、から構成される制御系基板と、前記制御系基板に設けられ、前記半導体スイッチング素子を制御するマイクロコンピュータと、を有することとした。
【選択図】 図４

Description

本発明はモータ制御装置に関し、特にパワーステアリング装置のモータおよび電動制動力制御装置のモータ制御装置に関する。
従来、特許文献１に開示される電動式パワーステアリング装置にあっては、電動モータを駆動制御する制御系基板は基板用のハウジングに収容されている。
特開２００３−２６７２３３号公報
しかしながら上記従来技術にあっては、この基板用のハウジングは電動モータのハウジングやウォームギヤのハウジングとは別体に設けられているため、装置全体が大型化するという問題があった。
本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、構造を簡略化して小型化を達成するモータ制御装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明では、出力軸を有する電動機と、前記電動機に電力を供給する半導体スイッチング素子を搭載するパワー系基板と、前記電動機の軸方向一端側であって、前記出力軸に対してほぼ垂直に設けられ、この電動機の端部に設けられる電動機側部分と、この電動機側部分から径方向外側に延設される外側部分と、から構成される制御系基板と、前記制御系基板に設けられ、前記半導体スイッチング素子を制御するマイクロコンピュータと、を有することとした。
よって、電動機端部において制御系基板を出力軸に対し垂直に設けることで、スペースを有効に活用して構造を簡略化したモータ制御装置を提供できる。
以下、本発明のモータ制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
［モータ制御装置を適用した電動パワーステアリング装置の全体構成］
（ｘ−ｙ平面およびｙ−ｚ平面断面図）
実施例１につき図１ないし図６に基づき説明する。図１は本願モータ制御装置１を適用した電動パワーステアリング装置のｘ−ｙ平面における部分断面図、図２はｙ−ｚ平面における部分断面図、図３はｘ−ｚ平面部分断面図、図４はｘ−ｚ平面断面図、図５は分解斜視図である。なお、図１における電動パワーステアリング装置の軸方向と平行にｙ軸をとり、図１の図面に平行かつｙ軸と直交する方向をｘ軸と定義する。また、図１の法線方向をｚ軸と定義する。
実施例１のモータ制御装置１は、ステータ１１０およびロータ１２０を有するモータ１００と、モータ１００に電力を供給するインバータ４１０を搭載するパワー系基板４００と、モータ１００のｚ軸正方向側であって、ロータ１２０に対して垂直に設けられ、このモータ１００の端部に設けられる電動機側部分３０１と、この電動機側部分３０１から径方向外側に延設される外側部分３０２と、から構成される制御系基板３００を有する。制御系基板３００には、インバータ４１０を制御するマイクロコンピュータ３３０が設けられている。
電動パワーステアリング装置は、モータ制御装置１、第１ハウジング２ａ、第２ハウジング２ｂ、入力軸３、ピニオン軸４、ウォームホイール５、ウォームシャフト６、トルクセンサＴＳ、回転位置センサ１３０を有する。制御系基板３００はウォームシャフト６に対し垂直に設けられ、トルクセンサＴＳ、パワー系基板４００、およびモータ１００の回転を検出する回転位置センサ１３０と接続する。
［第１ハウジングの詳細］
第１ハウジング２ａはギヤハウジング１１、モータハウジング１２、およびパワー系基板ハウジング１３を有する。モータハウジング１２とパワー系基板ハウジング１３は一体に形成されている。モータハウジング１２はギヤハウジング１１に対しｚ軸負方向側に設けられ、パワー系基板ハウジング１３はギヤハウジング１１のｚ軸負方向側であってモータハウジング１２のｘ軸正方向側に設けられている。
（ギヤハウジング）
ギヤハウジング１１は有底カップ形状であり、底面であるｙ軸正方向側には入力軸３を貫通させる貫通孔１１ａが設けられている。またｙ軸負方向側には開口部１１ｂが設けられ、この開口部１１ｂから順にピニオン軸４、ウォームホイール５、制御系基板３００、トルクセンサＴＳが収装される。
入力軸３は中空円筒部材であり、内部にはトーションバー８が設けられている。この入力軸３は図外のステアリングホイールと接続し、トーションバー８を介してピニオン軸４と接続している。また、ギヤハウジング１１内部であって入力軸３の外周側にはトルクセンサＴＳが設けられ、運転者の操舵に伴う入力軸３、ピニオン軸４間の相対回転を検出して制御系基板３００に出力する。
（モータハウジング）
図２ないし図５に示すように、モータハウジング１２はモータ１００を収容し、ｚ軸負方向端部において開口してモータ挿入口１２ａが形成され、モータ１００が挿入される。モータハウジング１２のｚ軸正方向端部にはセンサ取付部１２ｂ（図５参照）が設けられ、ｚ軸正方向側から回転位置センサ１３０が取り付けられる。
回転位置センサ１３０はモータハウジング１２のｚ軸正方向側において制御系基板３００に隣接し、モータハウジング１２と制御系基板３００の間に設けられている。制御系基板３００はモータ１００のロータ１２０（出力軸）に対し垂直に配設され、回転位置センサ１３０とは出力端子１３１により接続される。制御系基板３００と回転位置センサ１３０とが隣接して設けられることで、出力端子１３１を短縮可能とするものである。
モータ１００はステータ１１０、ロータ１２０を有し、回転位置センサ１３０によるロータ１２０の回転位置検出値に基づいてステータ１１０に通電を行うブラシレスモータであって、回転位置センサ１３０はロータ１２０のｚ軸正方向端部に設けられている。回転位置センサ１３０を第１ハウジング２ａ内に収装することで、出力端子１３１による回転位置センサ１３０と制御系基板３００との接続性向上を図っている。なお、モータ１００はブラシ付きモータであってもよく特に限定しない。
（パワー系基板ハウジング）
パワー系基板ハウジング１３は放熱性を考慮したアルミダイキャスト部材であり、内部にパワー系基板４００を収容する。図２に示すように、パワー系基板ハウジング１３はパワー系基板４００に設けられるパワー系素子４２０〜４４０を独立に、所定位置において収容するパワー系素子収容部１３ａを備えている。
このパワー系素子収容部１３ａは、パワー系素子４２０〜４４０それぞれをぴったり収容できるように形成されており、パワー系素子４２０〜４４０を配置しただけで、それぞれの位置関係が決まるよう設けられている。また、電気的絶縁確保のため収容する面には絶縁シートが貼付されている。
また、図３に示すように、パワー系基板ハウジング１３のｚ軸正方向側、すなわちパワー系素子収容部１３ａの外周部にはヒートシンク１３ｂが設けられている。パワー系基板ハウジング１３にはインバータ４１０が設けられているため、ヒートシンク１３ｂにより表面積を拡大し、インバータ４１０の発熱を放出することで発熱対策を行うものである。
ここで、一体に形成されたモータハウジング１２とパワー系基板ハウジング１３の制御系基板３００側の端部、すなわちｚ軸正方向側端部１２ｃ，１３ｃには、制御系基板３００を収容するギヤハウジング１１との接合面Ｓが形成され、この接合面Ｓは同一平面であるＡ−Ａ平面上に形成される。
組み立て時においては、まずパワー系素子４２０〜４４０のそれぞれをパワー系素子収容部１３ａに収容する。上述のようにパワー系素子はパワー系素子収容部１３ａに配置されるだけで位置関係が決定される。したがって、パワー系素子をパワー系素子収容部１３ａに配置した状態のまま、パワー系基板４００をパワー系基板ハウジング１３に被せることで、パワー系素子をパワー系基板４００の所定位置に容易に配置することができ、パワー系素子の半田付けが容易となる。
［第２ハウジング］
第２ハウジング２ｂはｙ軸負方向からピニオン軸４を収容するとともに、第１ハウジング２ａの開口部１１ｂを閉塞する。
［制御系基板］
制御系基板３００はパワー系基板４００とウォームホイール５との間、すなわちモータ１００とウォームホイール５との間であって、ｘ−ｙ平面に対し平行、すなわちウォームシャフト６に対し垂直に設けられている。この制御系基板３００は、トルクセンサＴＳにより検出された操舵トルクに基づいてパワー系基板４００に駆動指令を出力し、モータ１００を駆動する。
また、制御系基板３００は回転位置センサ１３０が設けられる側、すなわちモータ１００のｚ軸正方向端部に設けられている。この回転位置センサ１３０の出力端子１３１はモータ１００の軸方向であるｚ軸正方向に向かって設けられ、制御系基板３００に対しほぼ垂直に接続される。
制御系基板３００に配置される制御系素子は、この制御系基板３００の両面に設けられており、制御系基板３００上の回路はｚ軸正方向側（電動機側）のモータハウジング１２側に設けられた電動機側回路３１０と、ｚ軸負方向側（外側）のギヤハウジング１１側に設けられた外側回路３２０とから構成される。基板両面に制御系素子を設けることで素子設置面積を確保するとともに、電動機側回路３１０と外側回路３２０とを一体に形成された回路基板とすることで取り付け容易性を向上させる。
また、制御系基板３００は貫通孔３０３を有する電動機側部分３０１と、この電動機側部分３０１から径方向外側に延設される外側部分３０２と、から構成される。貫通孔３０３にはモータ１００のロータ１２０が挿入される。
［パワー系基板］
パワー系基板４００は第１ハウジング２ａ内において制御系基板３００と隣接して配置され、ハーネス、コネクタ等により電気的に接続される。制御系基板３００とパワー系基板４００同士を隣接して設けることで、ハーネスやコネクタ等の電気的接続部材の短縮化を図っている。
また図５に示すように、パワー系基板４００はモータ１００の径方向外側すなわちｘ軸正方向側であって、制御系基板３００の外側部分と周方向に一致すなわちｚ軸方向に重なり合うように設けられている。このように設けることで、制御系基板３００とパワー系基板４００との接続が容易となる。
さらに、パワー系基板４００は電源用コネクタ２１または信号用コネクタ２２を貫通させる貫通部４０３，４０４を有する。この貫通部４０３，４０４はパワー系基板ハウジング１３と制御系基板３００とを連通し、装置外部から電源を供給する電源用コネクタ２１または車両状態信号を供給する信号用コネクタ２２を貫通させる。
これらのコネクタ２１，２２はパワー系基板４００を貫通して制御系基板３００まで到達することができるため、例えば車速信号を制御系基板３００に取り込むことができるよう設けられている。
（パワー系素子の詳細）
パワー系基板４００には少なくともリレー４２０、コンデンサ４３０、およびノイズ除去コイル４４０が設けられる。モータハウジング１２のｘ軸正方向側は、モータ１００の径方向外側（ｘ軸正方向側）と制御系基板３００のｘ軸正方向側部分によりデッドスペースとなるため、このデッドスペースに体積の大きいリレー４２０、コンデンサ４３０、およびノイズ除去コイル４４０を配置することで、装置の小型化を図っている。
（インバータ取付部の詳細）
図６は、インバータ４１０付近の詳細である。パワー系基板ハウジング１３はｚ軸負方向側外周部にヒートシンク１３ｂ、ｚ軸正方向側端部（パワー系基板４００が挿入される開口部側）にインバータ搭載面１３ｄを有する。
この搭載面１３ｄはパワー系基板４００と略平行に設けられており、パワー系基板ハウジング１３は搭載面１３ｄにおいてインバータ４１０の発熱を吸収し、ヒートシンク１３ｂから放出する機能を持つ。
［操舵アシスト］
モータ１００の駆動力はモータ１００の回転軸上に設けられたウォームシャフト６を介してウォームホイール５に伝達される。ウォームシャフト６はピニオン軸４と一体回転するウォームホイール５と噛合っており、またピニオン軸４はｙ軸負方向側において図外のラックと接続する。これにより、モータ１００の駆動力は操舵アシスト力としてラックを駆動する。
［ｘ−ｚ平面断面図］
図４は、第１ハウジング２ａのｘ−ｚ平面断面図である。ロータ１２０は接続部材９によりウォームシャフト６と接続し、ウォームシャフト６およびロータ１２０はそれぞれ両端部において軸受１５，１７および１６，１８によって第１ハウジング２ａに支持される。
したがって、ウォームシャフト６およびロータ１２０の位置決めは軸受１５〜１８の軸受け精度のみに依存するため、組み付け精度の向上が容易な構成となっている。なお、ロータ１２０とウォームシャフト６を別体とせず一体に設けてもよく特に限定しない。
［従来例と本願実施例１における作用効果の対比］
従来、電動式パワーステアリング装置等におけるモータ制御装置にあっては、モータを駆動制御する制御系基板は基板用のハウジングに収容されているが、この基板用のハウジングは電動モータのハウジングやウォームギヤのハウジングとは別体に設けられているため、装置全体が大型化するという問題があった。
これに対し本願実施例１では、制御系基板３００はモータ１００に対し回転位置センサ１３０の設けられる側すなわちｚ軸正方向側であって、モータ１００のロータ１２０に対し垂直に設けられることとした。また、この制御系基板３００は両面に回路が設けられており、ｚ軸正方向側のモータハウジング１２およびパワー系基板ハウジング１３側に設けられた電動機側回路３１０と、ｚ軸負方向側のギヤハウジング１１側に設けられた外側回路３２０とから構成されることとした。
これにより、制御系基板３００と回転位置センサ１３０が隣接して設けられるため、回転位置センサ１３０と制御系基板３００とを接続する出力端子の短縮化を図り、装置のコンパクト化を図ることができる。また、制御系基板３００の両面に回路を設けることで、十分な電子回路設置面積を確保することができる。
実施例２につき図６ないし図１０に基づき説明する。基本構成は実施例１と同様である。実施例２は本願モータ制御装置１を油圧パワーステアリング装置へ適用した例であり、実施例１のギヤハウジング１１の代わりに油圧パワーステアリングユニット２００をモータ制御装置１に接続する。また、実施例２ではモータ制御装置１と油圧パワーステアリングユニット２００内のポンプＰとの間にハウジングカバー５０を設けた点でも実施例１と異なる。
［油圧パワーステアリング装置のシステム構成］
図７は、モータ制御装置１を適用した油圧パワーステアリング装置のシステム構成図である。油圧パワーステアリング装置は、モータ制御装置１、シリンダ４０、ラック軸４１、ピニオン４２、転舵輪４３、油圧パワーステアリングユニット２００、ステアリングホイールＳＷ、トルクセンサＴＳ、制御バルブＶ、バッテリＥを有する。油圧パワーステアリングユニット２００にはリザーバタンク２３０、ポンプＰが設けられている。なお、ラック軸４１の軸方向をξ軸、鉛直方向をζ軸、図７の法線方向をη軸とする。
ポンプＰは一対の第１、第２ポート２１０，２２０（吐出口）を備えた可逆式のポンプであって、ポンプＰをモータ制御装置１により正／逆回転させることで操舵アシスト力を得るものである。モータ制御装置１のζ軸正方向側（鉛直方向上側）には、ポンプＰに供給される作動油を貯留するリザーバタンク２３０が設けられている。
シリンダ４０はラック軸４１と一体のピストン４０ｃにより第１、第２シリンダ室４０ａ，４０ｂに画成され、第１、第２シリンダ室４０ａ，４０ｂはそれぞれ制御バルブＶを介してポンプＰの第１、第２ポート２１０，２２０と接続する。ラック軸４１はピニオン４２と噛合い、ステアリングホイールＳＷと接続する。
トルクセンサＴＳからの操舵トルクＴに基づき、モータ制御装置１内の制御基板３００においてモータ１００が駆動され、ポンプＰにより第１シリンダ室４０ａから第２シリンダ室４０ｂへ作動油が供給されると、ピストン４０ｃと一体のラック軸４１はξ軸負方向へ移動し、転舵輪４３にξ軸負方向の操舵アシスト力が付与される。アシスト方向がξ軸正方向の場合、第２シリンダ室４０ｂから第１シリンダ室４０ａへ作動油を供給する。
［油圧パワーステアリングユニットの構成］
図８はモータ制御装置１とポンプＰ、リザーバタンク２３０を一体とした油圧パワーステアリングユニット２００の斜視図、図９はη軸方向正面図、図１０はξ軸方向正面図、図１１はζ軸方向正面図、図１２はξ−ζ平面部分断面図、図１３はξ−ζ平面断面図である。
モータ制御装置１は実施例１と同一構成であり、実施例１のギヤハウジング１１に代えてポンプＰと接続させている。モータ１００の軸方向であるｚ軸をζ軸と同一方向に設け、実施例１のｘ軸をξ軸と同一方向に設ける。これにより実施例１のｘ−ｙ−ｚ座標系と実施例２のξ−η−ζ座標系が同一となる。
実施例１と同様、実施例２のモータ制御装置１にあっても、制御系基板３００はモータ１００のｚ軸正方向側かつロータ１２０に対して垂直に設けられ、モータハウジング１２とパワー系基板ハウジング１３は一体に形成されている。ポンプＰとの接合面Ｓは同一平面であるＢ−Ｂ平面上に形成される。
モータハウジング１２はポンプＰに対しｚ軸負方向側に設けられ、パワー系基板ハウジング１３はポンプＰのｚ軸負方向側であってモータハウジング１２のｘ軸正方向側に設けられている。ポンプＰはトロコイドタイプとするが他のタイプであってもよい。
また、回転位置センサ１３０はモータハウジング１２のｚ軸正方向側において制御系基板３００に隣接し、モータハウジング１２と制御系基板３００の間に設けられている。パワー系基板ハウジング１３はモータハウジング１２と一体のアルミダイキャスト部材であり、ｚ軸正方向外側にはヒートシンク１３ｂを有するとともに、パワー系素子収容部１３ａにおいてパワー系素子４２０〜４４０を独立に、所定位置において収容する。
［制御系基板］
制御系基板３００はパワー系基板４００とポンプＰとの間であって、モータ１００のｚ軸正方向端部においてロータ１２０に対し垂直に設けられている。実施例１と同様、回転位置センサ１３０の出力端子１３１はｚ軸正方向に向かって設けられ、制御系基板３００に対しほぼ垂直に接続される。また、基板両面に電動機側回路３１０、外側回路３２０が設けられている。
実施例１と同様、制御系基板３００は電動機側部分３０１と外側部分３０２とから構成され、貫通孔３０３にはモータ１００のロータ１２０が挿入される。制御系基板３００の回路設置面積を確保するため、貫通孔３０３の直径は回転位置センサ１３０の外径よりも小さく設けられている。
また、貫通孔３０３のｚ軸正方向側（鉛直上方側）にはリザーバタンク２３０が、ｚ軸負方向側（鉛直下方側）にはモータ１００が設けられており、リザーバタンク２３０から漏洩した作動油は、貫通孔３０３に挿通されたロータ１２０を伝って貫通孔３０３とロータ１２０との隙間からモータ１００側へ流れる。これにより、リザーバタンク２３０から漏洩した作動油が制御系基板３００にかかることを抑制するものである。
［パワー系基板］
パワー系基板４００は制御系基板３００と隣接して配置され、モータハウジング１２のｘ軸正方向側のデッドスペースに体積の大きいリレー４２０、コンデンサ４３０、およびノイズ除去コイル４４０を配置する。
また、パワー系基板４００はｘ軸正方向側であって制御系基板３００の外側部分と周方向に重なり合うように設けられ、貫通部４０３，４０４に電源用コネクタ２１または信号用コネクタ２２を貫通させて車速センサ４４から車速ＶＳＰを制御系基板３００に取り込む。実施例２においてもパワー系基板ハウジング１３内にはインバータ４１０が設けられており、インバータ４１０の配置も実施例１と同様である（図６参照）。
［ハウジングカバーの詳細］
ハウジングカバー５０はモータハウジング１２およびパワー系基板ハウジング１３とポンプＰとの間に設けられ、モータハウジング１２およびパワー系基板ハウジング１３の開口部であるｚ軸正方向側端部１２ｃ，１３ｃを閉塞する。
ハウジングカバー５０およびポンプＰは、ポンプＰの軸心Ｌｐとモータ１００の軸心Ｌｍとを互いに一致させる嵌合部５１，２０１を有し、互いに嵌合しあうことでＬｐ，Ｌｍの位置決めを行う。
また、ハウジングカバー５０は、ポンプＰに対向するポンプ側部分５２と、このポンプ側部分５２の径方向外側に設けられる外側部分５３とから構成され、この外側部分５３のｚ軸正方向高さは、ポンプ側部分５２よりも大きく設けられている。制御系基板３００のうちポンプ側に背の低い素子を配置し、外側に背の高い素子を配置することにより、装置全体の軸方向寸法を抑えるものである。
［実施例２における作用効果］
実施例２では、一対の第１、第２ポート２１０，２２０（吐出口）を備えた可逆式のポンプＰを備え、実施例１のモータ制御装置１によりポンプＰを正／逆回転駆動することとした。実施例１の作用効果に示すようにモータ制御装置１はコンパクト化が図られているため、このモータ制御装置１を油圧パワーステアリング装置の動力源として使用することで、油圧パワーステアリング装置の構成を簡略化することができる。
以下、実施例２の変形例を示す。
［実施例２−１］
図１４は、実施例２の構成を前提とし、一方向のポンプＰ'を用いてコントロールバルブ２４０によって作動油の吸入／吐出を切換える油圧パワーステアリング装置のシステム構成図である。この場合においても、実施例２と同様の作用効果を得ることができる。
実施例３につき図１５ないし図２１に基づき説明する。基本構成は実施例１と同様である。実施例３はブレーキ制御装置への適用例であり、実施例１のギヤハウジング１１の代わりにブレーキ制御ユニット５００をモータ制御装置１に接続する点で異なる。
［ブレーキ制御装置搭載車両のシステム構成図］
図１５はモータ制御装置１を適用したブレーキ制御装置のシステム構成図である。実施例３におけるブレーキ制御装置はいわゆるブレーキバイワイヤシステムであり、前輪には液圧ブレーキ装置を備える一方、リヤ側は液圧を用いず電気的にブレーキ制御を行う方式を採用している。なお、４輪すべて液圧によるブレーキ制御を行ってもよく特に限定しない。
実施例３のブレーキ制御装置は、車輪ＦＬ，ＦＲの制動力を制御する油圧を供給するポンプＰ'と、ポンプＰ'から供給される液圧を制御する電磁弁５１０〜５３０を備えたブレーキ制御ユニット５００を有し、このブレーキ制御ユニット５００に実施例１，２と同一構成のモータ制御装置１を接続することで形成される。
また、実施例３では、モータ制御装置１の制御系基板３００は、ブレーキ踏力状態または車輪のスリップ状態に基づきインバータ４１０を制御するマイクロコンピュータ３３０（図１６、１７参照）を備えている。液圧演算／電磁弁制御を行うメインＥＣＵ３３１およびブレーキＥＣＵ３３２は、マイクロコンピュータ３３０上に設けられる。インバータ４１０の配設については実施例１と同様（図６参照）であるため説明は省略する。
マスタシリンダ６１にはストロークセンサ６２及びストロークシミュレータ６３が設けられている。ブレーキペダル６４の踏み込みに伴ってマスタシリンダ６１内に液圧が発生するとともに、ブレーキペダル６４のストローク信号がメインＥＣＵ３３１に出力される。発生したマスタシリンダ圧は油路７１，７２を介してブレーキ制御ユニット５００に供給され、液圧制御が施された後油路７３，７４を介して前輪ホイルシリンダ６５に供給される。
メインＥＣＵ３３１はストローク信号に基づき車速やヨーレイトなど車両の状態量を考慮して前輪の要求液圧を演算し、ブレーキＥＣＵ３３２を介してブレーキ制御ユニット５００へ指令信号を出力してホイルシリンダ６５の液圧を制御するとともに、制動時には回生ブレーキ装置６８により前輪を制動する。また、後輪ブレーキアクチュエータ６６はメインＥＣＵ３３１からの指令信号に基づいて電動キャリパ６７の制動力を制御する。
ブレーキ制御ユニット５００はポンプＰ'および電磁弁５１０〜５３０を有し、ブレーキバイワイヤシステムにおける通常制動時はマスタシリンダ圧とホイルシリンダ６５との連通を遮断し、ポンプＰ'（図１６、図１７参照）によりホイルシリンダ６５に液圧を供給し、制動力を発生させるユニットである。また、運転者の急制動操作により車輪がロック傾向になると、ロックを解除するため電磁弁５１０〜５３０を駆動し、マスタシリンダ６１側から前輪ホイルシリンダ６５への液圧の供給を遮断する。
このように、ブレーキ制御ユニット５００はユニット内の電磁弁５１０〜５３０を適宜駆動することで、前輪ホイルシリンダ６５内の液圧を減圧し、車輪のロックを回避しつつ制動力を得る。また、ブレーキバイワイヤ機能故障時には、マスタシリンダ圧を前輪ホイルシリンダ６５に供給し、制動力を得る。
［ブレーキ制御ユニットの詳細］
図１６はモータ制御装置１とポンプＰ'、ブレーキ制御ユニット５００を一体としたブレーキ制御ユニットのｘ−ｚ平面部分断面図、図１７は断面図である。モータ制御装置１は実施例１，２と同一構成であるため、異なる点についてのみ説明する。
モータ制御装置１は実施例１のギヤハウジング１１に代えてブレーキ制御ユニット５００と接続し、ブレーキ制御ユニット５００との接合面Ｓは同一平面であるＣ−Ｃ平面上に形成される。ポンプＰ'はブレーキ制御ユニット５００に設けられ、ハウジングカバー５０'を介してモータハウジング１２およびパワー系基板ハウジング１３に接続する。
ポンプＰ'は外歯ギヤタイプであり、モータ１００と接続して駆動される。外歯タイプでなくともよく特に限定しない。ポンプＰ'のｘ軸正方向側には作動油圧を制御する電磁弁５１０〜５３０が設けられている。
電磁弁５１０〜５３０は接続端子５１１〜５３１を備え、この接続端子５１１〜５３１はモータ制御装置１の制御系基板３００に対向するように配置、搭載される。制御系基板３００上に設けられたマイクロコンピュータ３３０のブレーキＥＣＵ３３２は、メインＥＣＵ３３１からの指令に基づき電磁弁５１０〜５３０を開弁／閉弁し、作動油圧を制御する。
実施例３においても、ハウジングカバー５０'はモータハウジング１２およびパワー系基板ハウジング１３とポンプＰとの間に設けられ、モータハウジング１２およびパワー系基板ハウジング１３の開口部であるｚ軸正方向側端部１２ｃ，１３ｃを閉塞し、ブレーキ制御ユニット５００のハウジング５０１およびポンプＰ'と嵌合する。これによりポンプＰ'とモータ１００との位置決めが行われ、の軸心Ｌｐとモータ１００の軸心Ｌｍとの位置決めを行う。
［実施例３の作用効果］
実施例３では、車輪ＦＬ，ＦＲの制動力を制御する油圧を供給するポンプＰ'と、ポンプＰ'から供給される液圧を制御する電磁弁５１０〜５３０を備えたブレーキ制御ユニット５００を有し、このブレーキ制御ユニット５００に実施例１，２と同一構成のモータ制御装置１を接続し、ポンプＰ'を駆動する。これにより、ブレーキ制御装置にあっても、本願モータ制御装置１を適用することにより実施例１，２と同様の作用効果を得ることができる。
以下、実施例３の変形例を示す。
［実施例３−１］
図１８は、ブレーキ制御ユニットハウジング５０１のｚ軸正方向側にポンプカバー５０２を設けた例である。
［実施例３−２］
図１９は、制御系基板３００を２枚１組の３００ａ，３００ｂとした例である。第１、第２制御系基板３００ａ，３００ｂはそれぞれ接続部材３００ｃにより接続される。ｚ軸正方向側の第１制御系基板３００ａはモータハウジング１２、パワー系基板ハウジング１３およびハウジングカバー５０により収装され、ｚ軸正方向側の第２制御系基板３００ｂはブレーキ制御ユニットハウジング５０１とカバー５０３に収装される。第１〜第３電磁弁５１０〜５３０の接続端子５１１〜５３１は第２制御系基板３００ｂに接続される。
［実施例３−３］
図２０は、制御系基板３００を２枚１組とし、かつポンプカバー５０２を設けた例である。ポンプカバー５０２はカバー５０３内部に収装されてブレーキ制御ユニットハウジング５０１に設けられ、ポンプＰ'を液密に格納する。
［実施例３−４］
図２１は、ポンプカバーをモータ１００のフロントプレート１４０と兼用した例である。
以上、実施例３−１〜３−４においても、実施例３と同様の作用効果が得られる。
［他の実施例］
以上、本発明を実施するための最良の形態を実施例１に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
更に、上記各実施例から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
（１） 請求項１に記載のモータ制御装置において、
前記パワー系基板は、前記電動機の径方向外側であって、前記制御系基板の外側部分と周方向に一致するように設けられることを特徴とするモータ制御装置。
（２） 上記（１）に記載のモータ制御装置において、
前記パワー系基板を収容する基板ハウジングは、このパワー系基板に設けられるパワー系素子のそれぞれを独立に、所定位置において収容するパワー系素子収容部を備えることを特徴とするモータ制御装置。
（３） 上記（１）に記載のモータ制御装置において、
前記パワー系基板を収容する基板ハウジングは、この基板ハウジング外部と前記制御系基板とを連通し、装置外部から電源を供給する電源用コネクタまたは車両状態信号を供給する信号用コネクタを貫通させる貫通部をさらに有することを特徴とするモータ制御装置。
（４） 上記（１）に記載のモータ制御装置において、
前記パワー系基板と前記制御系基板とは隣接配置されることを特徴とするモータ制御装置。
（５） 請求項１に記載のモータ制御装置において、
前記回転位置センサは前記制御系基板に隣接配置されることを特徴とするモータ制御装置。
（６） 上記（５）に記載のモータ制御装置において、
前記回転位置センサは、前記制御系基板と前記電動機との間に設けられることを特徴とするモータ制御装置。
（７） 請求項１に記載のモータ制御装置において、
前記電動機を収容する電動機ハウジングと前記パワー系基板を収容する基板ハウジングとは、一体に形成されることを特徴とするモータ制御装置。
（８） 上記（７）に記載のモータ制御装置において、
前記一体に形成された電動機ハウジングとパワー系ハウジングの前記制御系基板側端部は、前記制御系基板を収容するハウジングとの接合面が形成され、この接合面は同一平面上に形成されることを特徴とするモータ制御装置。
（９） 請求項１に記載のモータ制御装置において、
前記パワー系基板を収容する基板ハウジングは、アルミ合金製であることを特徴とするモータ制御装置。
（１０） 請求項１に記載のモータ制御装置において、
前記制御系基板に配置される制御系素子は、この制御系基板の両面に設けられることを特徴とするモータ制御装置。
（１１） 請求項１に記載のモータ制御装置において、
前記制御系基板の前記電動機側部分と前記外側部分とは同一基板で形成されることを特徴とするモータ制御装置。
（１２） 請求項２に記載のモータ制御装置において、
前記パワー系基板は、前記電動機の径方向外側であって、前記制御系基板の外側部分と周方向に一致するように設けられることを特徴とするモータ制御装置。
（１３） 上記（１２）に記載のモータ制御装置において、
前記パワー系基板を収容する基板ハウジングは、このパワー系基板に設けられるパワー系素子のそれぞれを独立に、所定位置において収容するパワー系素子収容部を備えることを特徴とするモータ制御装置。
（１４） 上記（１２）に記載のモータ制御装置において、
前記パワー系基板を収容する基板ハウジングは、この基板ハウジング外部と前記制御系基板とを連通し、装置外部から電源を供給する電源用コネクタまたは車両状態信号を供給する信号用コネクタを貫通させる貫通部をさらに有することを特徴とするモータ制御装置。
（１５） 上記（１２）に記載のモータ制御装置において、
前記パワー系基板と前記制御系基板とは隣接配置されることを特徴とするモータ制御装置。
（１６） 上記（１２）に記載のモータ制御装置において、
前記パワー系基板には、少なくともリレー、コンデンサおよびノイズ除去コイルが設けられていることを特徴とするモータ制御装置。
（１７） 上記（１２）に記載のモータ制御装置において、
前記パワー系基板を収容する基板ハウジングは、ヒートシンク部をさらに備え、前記パワー系基板には、少なくともインバータが設けられることを特徴とするモータ制御装置。
（１８） 請求項２に記載のモータ制御装置において、
前記回転位置センサは前記制御系基板に隣接配置されることを特徴とするモータ制御装置。
（１９） 上記（１８）に記載のモータ制御装置において、
前記回転位置センサは、前記制御系基板と前記電動機との間に設けられることを特徴とするモータ制御装置。
（２０） 請求項２に記載のモータ制御装置において、
前記電動機を収容する電動機ハウジングと前記パワー系基板を収容する基板ハウジングとは、一体に形成されることを特徴とするモータ制御装置。
（２１） 上記（２０）に記載のモータ制御装置において、
前記一体に形成された電動機ハウジングと基板ハウジングの前記制御系基板側端部は、前記制御系基板を収容するハウジングとの接合面が形成され、この接合面は同一平面上に形成されることを特徴とするモータ制御装置。
（２２） 請求項２に記載のモータ制御装置において、
前記パワー系基板を収容する基板ハウジングは、アルミ系合金であることを特徴とするモータ制御装置。
（２３） 請求項２に記載のモータ制御装置において、
前記制御系基板に配置される制御系素子は、この制御系基板の両面に設けられることを特徴とするモータ制御装置。
（２４） 請求項２に記載のモータ制御装置において、
前記制御系基板の前記電動機側部分と前記外側部分とは同一基板であることを特徴とするモータ制御装置。
（２５） 請求項２に記載のモータ制御装置において、
前記ウォームシャフトと、このウォームシャフトに設けられる前記電動機の出力軸は、軸方向両側のみで軸支されることを特徴とするモータ制御装置。
（２６） 請求項２に記載のモータ制御装置において、
前記パワー系基板を収容する基板ハウジングは、前記半導体スイッチング素子が搭載されるヒートシンク部をさらに有することを特徴とするモータ制御装置。
（２７） 上記（２６）に記載のモータ制御装置において、
前記ヒートシンク部の前記半導体スイッチング素子の搭載面は、前記パワー系基板が挿入される開口部側に設けられることを特徴とするモータ制御装置。
（２８） 上記（２７）に記載のモータ制御装置において、
前記半導体スイッチング素子の搭載面は、前記パワー系基板と略平行に設けられることを特徴とするモータ制御装置。
（２９） 請求項３に記載のモータ制御装置において、
前記制御系基板は、前記回転位置センサが設けられる側の前記電動機の軸方向端部に設けられていることを特徴とするモータ制御装置。
（３０）上記（２９）に記載のモータ制御装置において、
前記回転位置センサの出力端子は、前記電動機の軸方向に向かって設けられ、この出力端子は、前記制御系基板に対しほぼ垂直に接続されることを特徴とするモータ制御装置。
（３１） 請求項３に記載のモータ制御装置において、
前記電動機を収容する電動機ハウジングと前記パワー系基板を収容する基板ハウジングとは、一体に形成されることを特徴とするモータ制御装置。
（３２） 請求項３に記載のモータ制御装置において、
前記制御系基板の前記電動機側部分と前記外側部分とは、同一基板で形成されることを特徴とするモータ制御装置。
（３３） 請求項４に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御系基板は、前記回転位置センサが設けられる側の前記電動機の軸方向端部に設けられることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
（３４） 請求項４に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記パワー系基板は、前記電動機の径方向外側であって、前記制御系基板の外側部分と周方向に一致するように設けられることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
（３５） 請求項５に記載のモータ制御装置は、前記可逆式ポンプの鉛直方向上側に設けられ、この可逆式ポンプに供給される作動油を貯留するリザーバタンクをさらに有することを特徴とするモータ制御装置。
（３６） 上記（３５）に記載のモータ制御装置において、
前記制御系基板は、前記出力軸を貫通させる貫通孔を有することを特徴とするモータ制御装置。
（３７） 請求項５に記載のモータ制御装置は、前記電動機、パワー系基板および制御系基板を収容するハウジングと前記可逆式ポンプとの間であって、このハウジングの開口部を閉塞するカバー部材をさらに備えることを特徴とするモータ制御装置。
（３８） 上記（３７）に記載のモータ制御装置において、
前記カバー部材および前記可逆式ポンプは、この可逆式ポンプの軸心と前記電動機の軸心とを互いに一致させる嵌合部をさらに有することを特徴とするモータ制御装置。
（３９） 上記（３７）に記載のモータ制御装置において、
前記カバー部材は、前記可逆式ポンプに対向するポンプ側部分と、このポンプ側部分の径方向外側に設けられる外側部分とから構成され、この外側部分の軸方向高さは、前記ポンプ側部分よりも大きいことを特徴とするモータ制御装置。
制御系基板のうちポンプ側部分に背の低い素子を配置し、外側部分に背の高い素子を配置することにより、装置全体の軸方向寸法を抑えることができる。
（４０） 請求項５に記載のモータ制御装置において、
前記回転位置センサは、前記制御系基板と前記電動機との間に設けられ、前記制御系基板は、前記出力軸を貫通させる貫通孔を有し、前記貫通孔の直径は、前記回転位置センサの外径よりも小さいことを特徴とするモータ制御装置。
貫通孔の直径を小さくすることにより、制御系基板の搭載面積を大きくすることができる。
（４１） 請求項６に記載のパワーステアリング装置は、前記ポンプの鉛直方向上側に設けられ、このポンプに供給される作動油を貯留するリザーバタンクをさらに備えることを特徴とするパワーステアリング装置。
（４２） 上記（４１）に記載のパワーステアリング装置において、
前記制御系基板は、前記出力軸を貫通させる貫通孔を有することを特徴とするパワーステアリング装置。
（４３） 請求項７に記載の制動力制御装置において、
前記制御系基板は、前記ポンプと前記電動機との間に設けられることを特徴とする制動力制御装置。
（４４） 請求項７に記載の制動力制御装置において、
前記電動機、パワー系基板および制御系基板を収容するハウジングと前記ポンプとの間であって、このハウジング開口部を閉塞するカバー部材をさらに備えることを特徴とする制動力制御装置。
（４５） 請求項７に記載の制動力制御装置において、
前記電磁弁は、前記接続端子が前記制御系基板に対向するように配置されていることを特徴とする制動力制御装置。
（４６） 請求項７に記載の制動力制御装置において、
前記電磁弁は前記制御系基板に搭載されていることを特徴とする制動力制御装置。
実施例１における電動パワーステアリング装置のｘ−ｙ平面部分断面図である。 実施例１におけるｙ−ｚ平面部分断面図である。 実施例１におけるｘ−ｚ平面部分断面図である。 実施例１におけるｘ−ｚ平面断面図である。 実施例１における分解斜視図である。 実施例１におけるインバータ付近の詳細である。 実施例２においてモータ制御装置を適用した油圧パワーステアリング装置のシステム構成図である。 実施例２におけるモータ制御装置とポンプ、リザーバタンクを一体とした油圧パワーステアリングユニットの斜視図である。 実施例２におけるη軸方向正面図である。 実施例２におけるξ軸方向正面図である。 実施例２におけるζ軸方向正面図である。 実施例２におけるξ−ζ平面部分断面図である。 実施例２におけるξ−ζ平面断面図である。 実施例２−１における油圧パワーステアリング装置のシステム構成図である。 実施例３においてモータ制御装置を適用したブレーキ制御装置のシステム構成図である。 実施例３におけるモータ制御装置とポンプ、ブレーキ制御ユニットを一体としたブレーキ制御ユニットのｘ−ｚ平面部分断面図である。 実施例３におけるブレーキ制御ユニットの断面図である。 実施例３−１におけるブレーキ制御ユニットハウジングの断面図である。 実施例３−２におけるブレーキ制御ユニットハウジングの断面図である。 実施例３−３におけるブレーキ制御ユニットハウジングの断面図である。 実施例３−４におけるブレーキ制御ユニットハウジングの断面図である。
符号の説明
１ モータ制御装置
２ａ，２ｂ 第１、第２ハウジング
３ 入力軸
４ ピニオン軸
５ ウォームホイール
６ ウォームシャフト
８ トーションバー
９ 接続部材
１１ ギヤハウジング
１１ａ 貫通孔
１１ｂ 開口部
１２ モータハウジング
１２ａ モータ挿入口
１２ｂ センサ取付部
１２ｃ ｚ軸正方向側端部
１３ パワー系基板ハウジング
１３ａ パワー系素子収容部
１３ｂ ヒートシンク
１３ｃ ｚ軸正方向端部
１５〜１８ 軸受
２１ 電源用コネクタ
２２ 信号用コネクタ
４０ シリンダ
４０ａ，４０ｂ 第１、第２シリンダ室
４０ｃ ピストン
４１ ラック軸
４２ ピニオン
４３ 転舵輪
４４ 車速センサ
５０ ハウジングカバー
５１ 嵌合部
５２ ポンプ側部分
５３ 外側部分
６１ マスタシリンダ
６２ ストロークセンサ
６３ ストロークシミュレータ
６４ ブレーキペダル
６５ ホイルシリンダ
６６ 後輪ブレーキアクチュエータ
６７ 電動キャリパ
６８ 回生ブレーキ装置
７１〜７４ 油路
１００ モータ
１１０ ステータ
１４０ フロントプレート
１２０ ロータ
１３０ 回転位置センサ
１３１ 出力端子
２００ 油圧パワーステアリングユニット
２０１ 嵌合部
２１０，２２０ 第１、第２ポート
２３０ リザーバタンク
２４０ コントロールバルブ
３００ 制御系基板
３００ａ，３００ｂ 第１、第２制御系基板
３００ｃ 接続部材
３０１ 電動機側部分
３０２ 外側部分
３０３ 貫通孔
３１０ 電動機側回路
３２０ 外側回路
３３０ マイクロコンピュータ
３３１ メインＥＣＵ
３３２ ブレーキＥＣＵ
４００ パワー系基板
４０１ 搭載面
４０３，４０４ 貫通部
４１０ インバータ
４２０ リレー
４３０ コンデンサ
４４０ ノイズ除去コイル
５００ ブレーキ制御ユニット
５０１ ブレーキ制御ユニットハウジング
５０２ ポンプカバー
５０３ カバー
５１０〜５３０ 電磁弁
５１１〜５３１ 接続端子
Ｅ バッテリ
Ｐ ポンプ
Ｓ 接合面
ＳＷ ステアリングホイール
ＴＳ トルクセンサ
Ｖ 制御バルブ
ＦＬ，ＦＲ 車輪
Ｌｐ ポンプ軸心
Ｌｍ モータ軸心

Claims (7)

  1. 出力軸を有する電動機と、
    前記電動機に電力を供給する半導体スイッチング素子を搭載するパワー系基板と、
    前記電動機の軸方向一端側であって、前記出力軸に対してほぼ垂直に設けられ、この電動機の端部に設けられる電動機側部分と、この電動機側部分から径方向外側に延設される外側部分と、から構成される制御系基板と、
    前記制御系基板に設けられ、前記半導体スイッチング素子を制御するマイクロコンピュータと、を有すること
    を特徴とするモータ制御装置。
  2. 入力軸と、
    前記入力軸上に設けられるウォームホイールと、
    前記ウォームホイールに噛合うウォームシャフトと、
    前記ウォームシャフトに設けられ、このウォームシャフトおよび前記ウォームホイールを介して前記入力軸にトルクを付与するとともに、出力軸と、この出力軸の回転位置を検出する回転位置センサと、を備える電動機と、
    前記電動機に電力を供給する半導体スイッチング素子を搭載するパワー系基板と、
    前記電動機の回転位置センサの設けられる側の軸方向端面であって、前記出力軸に対してほぼ垂直に設けられ、この電動機の端部に設けられる電動機側部分と、この電動機側部分から径方向外側に延設される外側部分と、から構成される制御系基板と、
    前記制御系基板に設けられ、前記電動機の付与するトルクに基づき前記半導体スイッチング素子を制御するマイクロコンピュータと、を有すること
    を特徴とするモータ制御装置。
  3. 入力軸と、
    前記入力軸上に設けられるウォームホイールと、
    前記ウォームホイールに噛合うウォームシャフトと、
    前記ウォームシャフトに設けられ、このウォームシャフトおよび前記ウォームホイールを介して前記入力軸にトルクを付与するとともに、出力軸と、この出力軸の回転位置を検出する回転位置センサと、を備える電動機と、
    前記電動機に電力を供給する半導体スイッチング素子を搭載するパワー系基板と、
    前記電動機の軸方向端部と前記ウォームホイールの間であって、前記出力軸に対してほぼ垂直に設けられ、この電動機の端部に設けられる電動機側部分と、この電動機側部分から径方向外側に延設される外側部分と、から構成される制御系基板と、
    前記制御系基板に設けられ、前記トルクに基づき前記半導体スイッチング素子を制御するマイクロコンピュータと、を有すること
    を特徴とするモータ制御装置。
  4. ステアリングホイールに接続される入力軸と、
    前記入力軸上に設けられるトルクセンサと、
    前記入力軸上に設けられるウォームホイールと、
    前記ウォームホイールに噛合うウォームシャフトと、
    前記ウォームシャフトに設けられ、このウォームシャフトおよび前記ウォームホイールを介して前記入力軸に操舵アシスト力を付与するとともに、出力軸と、この出力軸の回転位置を検出する回転位置センサと、を備える電動機と、
    前記電動機に電力を供給する半導体スイッチング素子を搭載するパワー系基板と、
    前記電動機の軸方向端面であって、前記出力軸に対してほぼ垂直に設けられ、この電動機の端面に設けられるとともに前記出力軸を貫通させる貫通孔を有する電動機側部分と、この電動機側部分から径方向外側に延設される外側部分と、から構成される制御系基板と、
    前記制御系基板に設けられ、前記トルクセンサによって検出される操舵トルクに基づき、前記半導体スイッチング素子を制御するマイクロコンピュータと、を有すること
    を特徴とする電動パワーステアリング装置。
  5. 一対の吐出口を備えた可逆式ポンプと、
    前記可逆式ポンプを正／逆回転駆動するとともに、出力軸と、この出力軸の回転位置を検出する回転位置センサと、を備える電動機と、
    前記電動機に電力を供給する半導体スイッチング素子を搭載するパワー系基板と、
    前記電動機の回転位置センサの設けられる側の軸方向端面であって、前記出力軸に対してほぼ垂直に設けられ、この電動機の端部に設けられる電動機側部分と、この電動機側部分から径方向外側に延設される外側部分と、から構成される制御系基板と、
    前記制御系基板に設けられ、前記トルクセンサによって検出される操舵トルクに基づき、前記半導体スイッチング素子を制御するマイクロコンピュータと、を有すること
    を特徴とするモータ制御装置。
  6. 操舵輪に連係された操舵機構の操舵力を補助する油圧パワーシリンダと、
    前記油圧パワーシリンダの両圧力室に対し油圧を供給するポンプと、
    前記ポンプから前記油圧パワーシリンダへの供給油路を選択的に切換えるコントロールバルブと、
    前記ポンプを駆動するとともに、出力軸を備える電動機と、
    車速を検出する車速センサと、
    前記電動機に電力を供給する半導体スイッチング素子を搭載するパワー系基板と、
    前記電動機の軸方向端面であって、前記出力軸に対してほぼ垂直に設けられ、この電動機の端部に設けられる電動機側部分と、この電動機側部分から径方向外側に延設される外側部分と、から構成される制御系基板と、
    前記制御系基板に設けられ、前記車速センサによって検出される車速に基づき前記半導体スイッチング素子を制御するマイクロコンピュータと、を有すること
    を特徴とするパワーステアリング装置。
  7. 車輪の制動力を制御する油圧を供給するポンプと、
    出力軸を備え、前記ポンプを駆動する電動機と、
    前記ポンプから供給される油圧を制御する電磁弁と、
    前記電動機に電力を供給する半導体スイッチング素子を搭載するパワー系基板と、
    前記電動機の軸方向端面であって、前記出力軸に対してほぼ垂直に設けられ、この電動機の端部に設けられる電動機側部分と、この電動機側部分から径方向外側に延設される外側部分と、とから構成される制御系基板と、
    前記制御系基板に設けられ、ブレーキ踏力状態または車輪のスリップ状態に基づき前記半導体スイッチング素子を制御するマイクロコンピュータと、を有すること
    を特徴とする制動力制御装置。

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