JP5314966B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される電動パワーステアリング装置に関する。

電動パワーステアリング装置は、電動モータが発生したトルクを減速機を介してステアリング系に伝達するものである。一般に、電動モータにはブラシレスモータが採用される。このような電動パワーステアリング装置としては、例えば、操舵トルクに応じた補助トルクを電動モータが発生し、補助トルクをウォーム減速機を介してステアリング系に伝達するものが知られている（例えば、特許文献１−２参照。）。
特開２００３−２９９２９４公報 特開２００４−３２２８１４公報

特許文献１で知られている電動パワーステアリング装置は、減速機ケースにモータケースを直接に取付けたものである。減速機ケースは、比較的に大きい強度が求められるので、鋳造品とされることが多い。モータケースは有底のケースであって、減速機ケースに取付けられる方の開放端部が、リッドによって閉鎖されている。リッドは、モータケースに取り付けられており、モータ軸を回転可能に支持している。電動モータに電力を供給する電線は、モータケースの側部に有しているモータ制御部に接続される。さらに、モータケース内における底の部分には、モータ軸の回転角を検出するための位相検知センサが設けられている。

特許文献２で知られている電動パワーステアリング装置は、減速機ケースにリッドを介してモータケースを取付けたものである。モータケースは有底のケースであって、減速機ケースに取付けられる方の開放端部が、リッドによって閉鎖される。リッドは、モータ軸を回転可能に支持している。減速機ケース内とリッドとの間には、モータ軸の回転角を検出するためのレゾルバが設けられている。
さらに、特許文献２で知られている電動パワーステアリング装置は、リッドがあって、ハーネスはモータケースの側部のモータ制御部に接続されている。

さらに、電動パワーステアリング装置において、上記特許文献以外の、電動モータに電力を供給するための電線の引き回し構造については、図１２に示す構成が考えられる。図１２は従来の電動パワーステアリング装置の断面図である。従来の電動パワーステアリング装置２００における電動モータ２１０は、リッド２１３が有って、モータケース２１１の先端の側面からハーネス（電線２１８、信号線２２３）が出るものである。
詳しく述べると、従来の電動パワーステアリング装置２００は、電動モータ２１０が発生したトルクを減速機２３０を介してピニオン軸２４１に伝達し、さらに、トルクをピニオン軸２４１からステアリング系のラックアンドピニオン機構に伝達するものである。

電動モータ２１０に電力を供給するための電線２１８は、モータケース２１１自体を貫通させて外部に引き出される。そのために、モータケース２１１は次のような構成となる。モータケース２１１はプレス成形品の筒状ケースからなり、両端が取り外し可能な各リッド２１２，２１３によって閉鎖されている。モータケース２１１の両端と各リッド２１２，２１３との間は、Ｏリング等のシール部材２１４，２１５によってシールされる。モータケース２１１の一端部は、第１リッド２１２を介して、減速機２３０の減速機ケース２３１に取り付けられている。

モータケース２１１の他端部と第２リッド２１３との間には、開口部２１６が設けられる。この開口部２１６に嵌め込まれたグロメット２１７を通して、電線２１８が外部に引き出される。第２リッド２１３にはレゾルバ２２１が設けられるとともに、このレゾルバ２２１を囲うカバー２２２が取り付けられる。レゾルバ２２１の検出信号を外部に伝える信号線２２３は、第２リッド２１３とカバー２２２との間に設けられたグロメット２２４を通して、外部に引き出される。

電動パワーステアリング装置２００は、車両の狭いスペースに配置されるので、小型化が求められる。また、車両の軽量化及び低コスト化に伴い、電動パワーステアリング装置２００の軽量化及び低コスト化を図ることが求められている。
これに対して、モータケース２１１自体から電線２１８を外部へ引き出すための開口部２１６を設けるのでは、モータケース２１１を小型化し、電動パワーステアリング装置２００を小型化する上で不利である。また、モータケース２１１自体から電線２１８を外部へ引き出すために、第２リッド２１３やシール部材２１５を設けるのでは、部品数が増すので、電動パワーステアリング装置２００の低コスト化を図る上で不利である。

本発明は、電動パワーステアリング装置の小型・軽量化、低コスト化を容易に図ることができる技術を、提供することを課題とする。

請求項１に係る発明では、電動モータが発生したトルクを減速機を介してステアリング系に伝達するようにした電動パワーステアリング装置において、前記電動モータのモータケースは、前記減速機の減速機ケースに取付けられ、前記モータケースにおいて、前記減速機ケースに取付けられる方の端部は、開放された開放端部であり、この開放端部はリッドによって閉鎖され、このリッドは、前記電動モータのモータ軸を回転可能に支持するとともに、前記電動モータに電力を供給する電線を前記モータケース内から前記減速機ケース内へ引き出すための電線挿通孔を有しており、前記電線は、前記減速機ケースに設けられた線引き出し開口部から外部へ引き出され、この線引き出し開口部は、前記モータケースと前記減速機ケースとの間に配置されている、ことを特徴とする。

請求項２に係る発明では、請求項１において、前記減速機ケース内と前記リッドとの間に、前記モータ軸の回転角を検出するための回転角センサを配置しており、この回転角センサの検出信号を外部に伝える信号線が、前記電線と共に、前記線引き出し開口部から外部へ引き出されていることを特徴とする。
請求項３に係る発明では、請求項１又は請求項２において、前記線引き出し開口部には、シール部材が嵌め込まれていることを特徴とする。
請求項４に係る発明では、請求項３において、前記モータケースと前記減速機ケースとの重ね合わせ面は、Ｏリングからなるシールリングによってシールされ、前記シール部材は、前記シールリングと一体に形成されていることを特徴とする。
請求項５に係る発明では、請求項３又は請求項４において、前記シール部材は、弾性材料からなることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、モータケースの開放端部を閉鎖するためのリッドに、電線挿通孔を設け、減速機ケースに線引出し開口部を設けている。電動モータに電力を供給するための電線は、モータケース内から電線挿通孔を通して、減速機ケースへ引き出され、さらに、減速機ケースから線引出し開口部を介して外部へ引き出される。この線引き出し開口部は、モータケースと減速機ケースとの間に配置されている。電線をモータケースから外部へ引き出さないので、モータケースには電線を引き出すためのスペースを設ける必要がない。その分、モータケースの長さを短くできるので、電動モータを小型・軽量にすることができ、この結果、電動パワーステアリング装置を小型・軽量にすることができる。
しかも、減速機ケースからモータケースの先端までの長さが短くなるので、電動モータを駆動した際に、モータケース及び減速機ケースに発生し得る振動や騒音を、極力抑制することができる。
さらには、モータケース自体から電線を外部へ引き出すための、部品を設ける必要はない。このため、部品数を抑制することができ、電動パワーステアリング装置の低コスト化を図ることができる。

請求項２に係る発明では、減速機ケース内とリッドとの間に、モータ軸の回転角を検出するための回転角センサを配置し、この回転角センサに接続された信号線を、電線と共に線引出し開口部から外部へ引き出したものである。減速機ケースに開けられている線引出し開口部から外部へ、電線と共に引き出すことは極めて容易であり、容易に配線作業を行うことができる。しかも、信号線を引き出すための線引出し開口部を別個に設ける必要もない。
請求項３に係る発明では、線引き出し開口部にシール部材が嵌め込まれている。
請求項４に係る発明では、モータケースと減速機ケースとの重ね合わせ面は、Ｏリングからなるシールリングによってシールされ、シール部材は、シールリングと一体に形成されている。
請求項５に係る発明では、シール部材は弾性材料からなる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係る電動パワーステアリング装置１０の模式図である。電動パワーステアリング装置１０は、車両のステアリングハンドル２１から車両の操舵車輪（前輪）２９，２９に至るステアリング系２０と、このステアリング系２０に補助トルクを加える補助トルク機構４０とからなる。

ステアリング系２０は、ステアリングハンドル２１にステアリングシャフト２２及び自在軸継手２３，２３を介してピニオン軸（入力軸）２４を連結し、ピニオン軸２４にラックアンドピニオン機構２５を介してラック軸２６を連結し、ラック軸２６の両端に左右のタイロッド２７，２７及びナックル２８，２８を介して左右の操舵車輪２９，２９を連結したものである。ラックアンドピニオン機構２５は、ピニオン軸２４に有したピニオン３１と、ラック軸２６に有したラック３２とからなる。

ステアリング系２０によれば、運転者がステアリングハンドル２１を操舵することで、その操舵トルクによりラックアンドピニオン機構２５を介して、操舵車輪２９，２９を操舵することができる。

補助トルク機構４０は、ステアリングハンドル２１に加えたステアリング系２０の操舵トルクを操舵トルクセンサ４１で検出し、この検出信号に基づき制御部４２で制御信号を発生し、この制御信号に基づき操舵トルクに応じた補助トルクを電動モータ４３で発生し、この補助トルクを減速機４４を介してピニオン軸２４に伝達し、さらに、補助トルクをピニオン軸２４からステアリング系２０のラックアンドピニオン機構２５に伝達するようにした機構である。

電動パワーステアリング装置１０によれば、運転者の操舵トルクに電動モータ４３の補助トルクを加えた複合トルクにより、ラック軸２６で操舵車輪２９，２９を操舵することができる。

図２は図１の２−２線断面図であり、電動モータ４３と減速機４４との組合わせ構造を上から見た断面構造として表している。図３は図２に示された電動モータ４３及び減速機４４を拡大して表した断面図である。図４は図３に示されたリッド５２の斜視図である。図５は図３に示された電動モータ４３を減速機４４から外した状態を示す分解図である。

図３に示すように、電動モータ４３は、インナロータ型ＤＣブラシレスモータからなる。以下、電動モータ４３のことを、説明に応じて適宜「ブラシレスモータ４３」と言い換える。この電動モータ４３は、モータケース５１とリッド５２とアウタステータ５３とインナロータ５４とモータ軸５５と回転角センサ５６とからなる。

モータケース５１は、減速機ケース６４に対して直接に取付けられる。このモータケース５１は、鋼材やアルミニウム合金などの金属製板材から成るプレス成形品であり、底付き円筒状に形成され、減速機ケース６４に取付けられる方の端部５１ａが開放されている。この開放された端部５１ａのことを、以下「開放端部５１ａ」または「開口部５１ａ」という。開放端部５１ａは、モータ軸５５と同心の真円状に形成されている。モータケース５１は、開放端部５１ａの部分において、外周面から径外方に広がるように一体形成されたフランジ５１ｂ（図５も参照）を有する。

図３及び図４に示すように、リッド５２は、開放端部５１ａを閉鎖するための円盤状のエンドプレートであって、鋼材やアルミニウム合金などの金属製板材から成るプレス成形品である。このリッド５２は、閉鎖板部５２ａと嵌合鍔部５２ｂと嵌合膨出部５２ｃとセンサ取付部５２ｄと軸挿通孔５２ｅと電線挿通孔５２ｆとからなる。

閉鎖板部５２ａは、開放端部５１ａを閉鎖する基本的な部分であり、平坦な円板状に形成されている。嵌合鍔部５２ｂは、閉鎖板部５２ａの外周から、モータケース５１の開放端部５１ａへ向かって折り返された環状の部分である。嵌合膨出部５２ｃは、閉鎖板部５２ａの外面５２ｇから、嵌合鍔部５２ｂとは反対側へ膨出した環状の部分である。センサ取付部５２ｄは、嵌合膨出部５２ｃの先端を塞いだ部分であり、平坦な円板状に形成されている。軸挿通孔５２ｅは、センサ取付部５２ｄの中心において、モータ軸５５を貫通させるとともに軸受を装着する部分である。これらの閉鎖板部５２ａ、嵌合鍔部５２ｂ、嵌合膨出部５２ｃ、センサ取付部５２ｄ及び軸挿通孔５２ｅは、すべてモータ軸５５と同心である。

上述のように構成されたリッド５２は、モータケース５１にのみ取り付けられている。より具体的には、リッド５２は、嵌合鍔部５２ｂがモータケース５１の開放端部５１ａに圧入によって取り付けられている。減速機ケース６４に取付けられるフランジ５１ｂの取付け面に対して、閉鎖板部５２ａの外面５２ｇ（図４参照）は面一である。モータケース５１とリッド５２によって囲まれた空間Ｓ１に、アウタステータ５３とインナロータ５４とモータ軸５５が収納される。

図３に示すように、アウタステータ５３は、モータケース５１内に嵌合され固定された筒状の部材であり、周方向に配列された複数のコイル５３ａを備える。インナロータ５４は、アウタステータ５３の内部に配置されており、周方向に配列された複数条の永久磁石を備える。

モータ軸５５は、インナロータ５４の中心に一体に組込まれた回転軸である。このモータ軸５５は、リッド５２の軸挿通孔５２ｅを貫通して、減速機ケース６４内へ延びている。さらに、モータ軸５５は、モータケース５１の底部に設けられている第１軸受５７と、リッド５２に設けられている第２軸受５８とにより、回転可能に且つ軸方向への移動が規制されて、支持されている。第１軸受５７及び第２軸受５８は転がり軸受から成る。第２軸受５８の外輪は、リッド５２の軸挿通孔５２ｅに、圧入によって取り付けられている。

図３〜図５に示すように、回転角センサ５６は、モータ軸５５の回転角を検出するものであり、モータ軸５５の回転角を検出することによって、インナロータ５４の位相を検出することができるので、位相検知センサとも言われている。この回転角センサ５６は、可変リラクタンス型レゾルバ（Variable Reluctance Resolver）によって構成されており、リッド５２のセンサ取付部５２ｄにビスで取り付けられたステータ５６ａと、モータ軸５５に取り付けられたロータ５６ｂとからなる。ステータ５６ａは、環状の部材であり、励磁コイルと検出コイルの組み合わせから成る複数組のコイル５６ｃを備える。このステータ５６ａは、カバー５６ｄによって覆われている。ロータ５６ｂは、外周面に一定ピッチで配列された突極を有しており、ステータ５６ａの内部に配置されている。

このような構成の回転角センサ５６によれば、モータ軸５５の回転角に応じて、ステータ５６ａとロータ５６ｂとの間のエアギャップが変化するので、このエアギャップの変化に応じた磁気的な変化を検出コイルによって検出することができる。この結果、モータ軸５５の回転角、つまりインナロータ５４の位相を検出することができる。なお、可変リラクタンス型レゾルバの基本的な構成については周知であり（例えば、特開２００３−３１２４９７公報参照）、説明を省略する。

図２及び図３に示すように、減速機４４は、電動モータ４３が発生した補助トルクをピニオン軸２４に伝達するものであって、ウォームギヤ機構からなる。この減速機４４は、モータ軸５５に対して同心上に配置された入力軸６１と、入力軸６１に設けられたウォーム６２と、ピニオン軸２４に連結されたウォームホイール６３と、減速機ケース６４とからなる。入力軸６１は、減速機ケース６４に設けられている２個の軸受６５，６６により、回転可能に且つ軸方向への移動が規制されて、支持されている。さらに、入力軸６１は、モータ軸５５に継手６７によって連結されている。

減速機ケース６４は、例えばアルミニウム合金のダイカスト品等から成る、鋳造品である。この減速機ケース６４は、モータケース５１を取付ける端部６４ａが開放されている。この開放された端部６４ａのことを、以下「開口部６４ａ」という。開口部６４ａは、モータ軸５５及び入力軸６１と同心の真円状に形成されている。この開口部６４ａにリッド５２の嵌合膨出部５２ｃ（図３参照）を嵌合することによって、減速機ケース６４に対するモータケース５１の取付芯を正確に決めることができる。

さらに、減速機ケース６４は、開口部６４ａの部分において、外周面から径外方に広がるように一体形成されたフランジ６４ｂを有する。フランジ６４ｂにおける取付け面には、シールリング７１が装着されている。シールリング７１は、例えばＯリングから成る。

減速機ケース６４のフランジ６４ｂに、モータケース５１のフランジ５１ｂと、リッド５２における閉鎖板部５２ａの外面５２ｇ（図４参照）とを重ね合わせ、一方のフランジ６４ｂに他方のフランジ５１ｂを複数のボルト７２で取付けることにより、減速機ケース６４に対してモータケース５１を直接に取付けることができる。フランジ５１ｂ，６４ｂ間は、シールリング７１によってシールされる。さらには、回転角センサ５６は、減速機ケース６４の開口部６４ａとリッド５２によって囲まれた空間Ｓ２（減速機ケース６４内とリッド５２との間）に収納される。

次に、電動モータ４３に電力を供給する複数の電線８１と、回転角センサ５６の検出信号を外部に伝える信号線８２の引き回し構造について説明する。
図３及び図５に示すように、リッド５２の電線挿通孔５２ｆは、複数の電線８１をモータケース５１内から減速機ケース６４内（開口部６４ａ）へ引き出すための貫通孔である。この電線挿通孔５２ｆは、周方向に細長く形成されている。

一方、減速機ケース６４は、開口部６４ａの部分において、内外貫通した線引出し開口部６４ｃを有している。この線引出し開口部６４ｃは、開口部６４ａの端面（フランジ６４ｂの部分）を切り欠くことによって形成されたものであり、リッド５２の電線挿通孔５２ｆと概ね同じ位置（同じ位置または近接した位置）に配置される。

線引出し開口部６４ｃには、ラバー等の弾性材料からなるシール部材８３が嵌め込まれている。このシール部材８３は、線引出し開口部６４ｃと、リッド５２の閉鎖板部５２ａとによって挟み込まれることにより、減速機ケース６４に設けられる。

シール部材８３は、例えばグロメットから成り、シールリング７１と一体に形成されている。シール部材８３は、フランジ６４ｂの部分に設けられる。このため、フランジ６４ｂのシール面のうち、シール部材８３が有る部分にはシールリング７１でシールする必要がない。このように、フランジ５１ｂ，６４ｂ間をシールする部材が１個ですむので、部品数を低減することができる。

図２、図３及び図５に示すように、複数の電線８１は、モータケース５１内（空間Ｓ１）において、一端がコイル５３ａに接続されており、モータケース５１内から電線挿通孔５２ｆを通って減速機ケース６４内（開口部６４ａ）へ引き出され、さらにシール部材８３を貫通することにより、線引出し開口部６４ｃから外部へ引き出される。複数の電線８１の他端はカプラ８４に取り付けられている。

信号線８２は、減速機ケース６４内（空間Ｓ２）において、一端が回転角センサ５６のコイル５６ｃに接続され、減速機ケース６４内からシール部材８３を貫通することにより、線引出し開口部６４ｃから外部へ引き出される。信号線８２の他端はカプラ８５に取り付けられている。このように、信号線８２は、電線８１と共に、線引出し開口部６４ｃから外部へ引き出される。当然のことながら、シール部材８３は、電線８１及び信号線８２が貫通された部分をシールする。

図６は図１に示された制御部のブロック図であり、ブラシレスモータ４３（電動モータ４３）の回転を制御するための制御部４２の詳細を、ブロック図によって表している。
制御部４２はＲＤ変換部１０１、微分処理部１０２、位相補正部１０３、イナーシャ補正部１０４、ダンパー補正部１０５、目標電流設定部１０８、加算演算部１０９、減算演算部１１０、偏差演算部１１１、ＰＩ設定部１１２、非干渉化制御部１１３、演算部１１４、ｄｑ−３相変換部１１５、モータ駆動部１１６、モータ電流検出部１１８，１１９、及び３相−ｄｑ変換部１２０から成る。

レゾルバ５６（回転角センサ５６）の検出信号は、ＲＤ変換部１０１（レゾルバデジタル変換部１０１）に連続的に入力される。
ＲＤ変換部１０１は、レゾルバ５６の検出信号に基づき、ブラシレスモータ４３においてアウタステータに対するインナロータの角度（回転角）θを算出し、この角度θに対応する信号をｄｑ−３相変換部１１５と３相−ｄｑ変換部１２０に出力する。
さらに、ＲＤ変換部１０１は、ブラシレスモータ４３においてアウタステータに対するインナロータの回転角速度ωを算出し、この回転角速度ωに対応する信号を、微分処理部１０２とダンパー補正部１０５と非干渉化制御部１１３に出力する。
レゾルバ５６及びＲＤ変換部１０１により、モータ回転角検出部１３０が構成される。

位相補正部１０３は、操舵トルク検出部４１（操舵トルクセンサ４１）から入力した操舵トルク信号Ｔを、車速検出部１０７から入力した車速信号ｖに基づいて位相補正をして、その補正操舵トルク信号Ｔ’を目標電流設定部１０８に出力する。

イナーシャ補正部１０４は、操舵トルク検出部４１から入力した操舵トルク信号Ｔと、車速検出部１０７から入力した車速信号ｖと、回転角速度ωに対応する信号を微分処理部１０２（微分演算部１０２）で微分することにより得られた角加速度（つまり、回転角速度ωの時間微分値）に対応する信号とから、慣性モーメントに係るイナーシャ補正をするためのイナーシャ補正信号ｄｉを生成し、このイナーシャ補正信号ｄｉを加算演算部１０９に出力する。

ダンパー補正部１０５は、操舵トルク検出部４１から入力した操舵トルク信号Ｔと、車速検出部１０７から入力した車速信号ｖと、回転角速度ωに対応する信号とから、ダンピング係数に係るダンパー補正をするためのダンパー補正信号ｄｄを生成し、このダンパー補正信号ｄｄを減算演算部１１０に出力する。

目標電流設定部１０８は、補正操舵トルク信号Ｔ’と車速信号ｖとに基づき、２相目標電流Ｉｄ１，Ｉｑ１を算出して出力する。目標電流Ｉｄ１，Ｉｑ１は、ブラシレスモータ４３のインナロータ上の永久磁石が作り出す回転磁束と同期した回転座標系において、永久磁石と同一方向のｄ軸及びこれに直交したｑ軸にそれぞれ対応するものである。これらの目標電流Ｉｄ１，Ｉｑ１を、それぞれ「ｄ軸目標電流Ｉｄ１」及び「ｑ軸目標電流Ｉｑ１」ということにする。

加算演算部１０９は、目標電流Ｉｄ１，Ｉｑ１にイナーシャ補正信号ｄｉ（イナーシャ補正電流ｄｉ）を加算し、その加算値、つまりイナーシャ補正後目標電流Ｉｄ２，Ｉｑ２を出力する。

減算演算部１１０は、イナーシャ補正後目標電流Ｉｄ２，Ｉｑ２からダンパー補正信号ｄｄ（ダンパー補正電流ｄｄ）を減算し、その減算値、つまりダンパー補正後目標電流Ｉｄ３，Ｉｑ３を出力する。このダンパー補正後目標電流Ｉｄ３，Ｉｑ３、をそれぞれ「ｄ軸最終目標電流Ｉｄ*」，「ｑ軸最終目標電流Ｉｑ*」と言うことにする。

偏差演算部１１１は、ｄ軸及びｑ軸最終目標電流Ｉｄ*，Ｉｑ*から、３相−ｄｑ変換部１２０から入力したｄ軸及びｑ軸の検出電流Ｉｄ，Ｉｑをそれぞれ減算し、その減算値、つまり偏差ＤＩｄ，ＤＩｑをＰＩ設定部１１２に出力する。

ＰＩ設定部１１２は、偏差ＤＩｄ，ＤＩｑを用いた演算の実行により、ｄ軸及びｑ軸の検出電流Ｉｄ，Ｉｑがｄ軸及びｑ軸最終目標電流に追従するように、ｄ軸及びｑ軸の目標電圧Ｖｄ，Ｖｑをそれぞれ算出する。

非干渉化制御部１１３及び演算部１１４は、ｄ軸及びｑ軸の目標電圧Ｖｄ，Ｖｑを、ｄ軸及びｑ軸の補正目標電圧Ｖｄ’，Ｖｑ’に補正して、ｄｑ−３相変換部１１５に出力する。
詳しく述べると、非干渉化制御部１１３は、３相−ｄｑ変換部１２０から入力したｄ軸及びｑ軸の検出電流Ｉｄ，Ｉｑ、及びＲＤ変換部１０１から入力したインナロータの回転角速度ωに基づいて、ｄ軸及びｑ軸の目標電圧Ｖｄ，Ｖｑのための非干渉化制御補正値を算出する。
演算部１１４は、ｄ軸及びｑ軸の目標電圧Ｖｄ，Ｖｑから、非干渉化制御補正値をそれぞれ減算することにより、ｄ軸及びｑ軸の補正目標電圧Ｖｄ’，Ｖｑ’を算出して、ｄｑ−３相変換部１１５に出力する。

ｄｑ−３相変換部１１５は、ｄ軸及びｑ軸の補正目標電圧Ｖｄ’，Ｖｑ’を、３相目標電圧Ｖｕ*，Ｖｖ*，Ｖｗ*に変換して、モータ駆動部１１６に出力する。

モータ駆動部１１６は、図示せぬＰＷＭ電圧発生部及びインバータ回路を含む。
ＰＷＭ電圧発生部は、３相目標電圧Ｖｕ*，Ｖｖ*，Ｖｗ*に対応した、ＰＷＭ制御電圧信号ＵＵ，ＶＵ，ＷＵを生成し、インバータ回路に出力する。

インバータ回路は、ＰＷＭ制御電圧信号ＵＵ，ＶＵ，ＷＵに対応した、３相の交流駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを発生し、これらを３相の駆動電流路１１７を介してブラシレスモータ４３にそれぞれ供給する。３相の交流駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、それぞれブラシレスモータ４３をＰＷＭ駆動するための正弦波電流である。

３相の駆動電流路１１７のうちの２つには、モータ電流検出部１１８，１１９が設けられている。各モータ電流検出部１１８，１１９は、ブラシレスモータ４３に供給される３相の駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのうちの、２つの駆動電流Ｉｕ，Ｉｗを検出して、３相−ｄｑ変換部１２０に出力する。

３相−ｄｑ変換部１２０は、検出駆動電流Ｉｕ，Ｉｗに基づいて、残りの駆動電流Ｉｖを算出する。さらに、３相−ｄｑ変換部１２０は、これらの３相検出駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを、２相のｄ軸及びｑ軸の検出電流Ｉｄ，Ｉｑに変換する。

なお、図６には、説明の便宜上、それぞれ１組の加算演算部１０９と減算演算部１１０と偏差演算部１１１とＰＩ設定部１１２と演算部１１４が示されている。実際には、これらの回路要素の組は、２つの目標電流Ｉｄ１，Ｉｄ２のそれぞれについても、個別に設けられる。

次に、電線８１と信号線８２の引き回し構造の変形例について説明する。なお、上記図１〜図５に示す実施の形態と同様の構成については同一符号を付し、その説明を省略する。

先ず、第１変形例について、図７及び図８に基づき説明する。図７は、図３に示された電動モータ４３及び減速機４４の第１変形例図である。図８は、図７に示されたリッド５２Ａの斜視図である。

第１変形例の引き回し構造は、特に電動モータ４３のリッド５２Ａに特徴がある。第１変形例のリッド５２Ａは、上記図３及び図４に示されるリッド５２を変形した構成であり、嵌合鍔部５２ｂの長さが大きく設定されるとともに、嵌合膨出部５２ｃ（図４参照）及びセンサ取付部５２ｄ（図４参照）が廃止されたものである。第１変形例のリッド５２Ａにおける閉鎖板部５２ａは、センサ取付部５２ｄ（図４参照）を兼ねており、回転角センサ５６のステータ５６ａをビスで取付ける。

詳しく述べると、第１変形例のリッド５２Ａの全体の長さ（モータ軸５５の軸方向の寸法）は、図４に示されるリッド５２の全体の長さと同一である。つまり、嵌合膨出部５２ｃ（図４参照）及びセンサ取付部５２ｄ（図４参照）を廃止した分だけ、嵌合鍔部５２ｂの長さを大きく設定してある。モータケース５１の開放端部５１ａに対して、第１変形例の嵌合鍔部５２ｂが嵌合する長さ（深さ）は、上記図３に示す長さと同じである。嵌合鍔部５２ｂの長さが大きくなった分だけ、嵌合鍔部５２ｂは減速機ケース６４の開口部６４ａに入り込むことになる。このため、開口部６４ａの径は、嵌合鍔部５２ｂの径に合わせて大径に設定される。なお、開口部６４ａと嵌合鍔部５２ｂとの嵌め合い寸法を適宜設定することによって、開口部６４ａに対する嵌合鍔部５２ｂの取付芯を正確に決めることができる。この結果、減速機ケース６４に対するモータケース５１の取付芯を正確に決めることができる。

さらに、第１変形例のリッド５２Ａは、電線挿通孔５２ｆの形状及び寸法を変更している。つまり、第１変形例の電線挿通孔５２ｆは、閉鎖板部５２ａから嵌合鍔部５２ｂの先端まで広く切り欠かれた、切り欠き孔である。このように、リッド５２Ａは、シール部材８３に位置する部分に電線挿通孔５２ｆを配置するとともに、電線挿通孔５２ｆを切り欠き孔としている。このため、嵌合鍔部５２ｂを開口部６４ａへ突出したにもかかわらず、リッド５２Ａがシール部材８３に干渉することはない。

次に、第２変形例について、図９に基づき説明する。図９は、図３に示された電動モータ４３及び減速機４４の第２変形例図である。第２変形例は、特に電動モータ４３のリッド５２Ｂの形状のうち、嵌合膨出部５２ｃの形状に特徴がある。

第２変形例では、回転角センサ５６と第２軸受５８とを、上記図３に示す配置に対して逆に配置している。回転角センサ５６はモータケース５１内に位置し、第２軸受５８は減速機ケース６４の開口部６４ａ内に位置する。つまり、回転角センサ５６は、モータケース５１とリッド５２Ｂによって囲まれた空間Ｓ１に収納される。また、第２軸受５８は、減速機ケース６４の開口部６４ａとリッド５２Ｂによって囲まれた空間Ｓ２（減速機ケース６４内とリッド５２Ｂとの間）に収納される。第２変形例の第２軸受５８は、モータ軸５５に対し、環状のスリーブ９１を介して内周面が嵌合される（取り付けられる）。

第２変形例のリッド５２Ｂは、上記図３及び図４に示されるリッド５２を変形した構成であり、嵌合膨出部５２ｃの長さが大きく設定されるとともに、センサ取付部５２ｄ（図４参照）及び軸挿通孔５２ｅ（図４参照）が廃止されたものである。
第２変形例のリッド５２Ｂにおける閉鎖板部５２ａは、センサ取付部５２ｄ（図４参照）を兼ねており、上記空間Ｓ１内に位置する回転角センサ５６のステータ５６ａを、ビスで取付けるものである。

第２変形例のリッド５２Ｂにおける、環状の嵌合膨出部５２ｃは、外周面を開口部６４ａに嵌合して位置決めするとともに、内周面５２ｈに第２軸受５８の外周面を嵌合によって取付けたものである。このため、第２軸受５８の全体が、減速機ケース６４の開口部６４ａ内に位置する。第２軸受５８の外周面は、開口部６４ａの内周面によって、径方向の位置決めがなされ且つ支持される。

一方、上記図２に示すように、減速機４４の入力軸６１は、モータ軸５５と同心に位置しており、しかも、２個の軸受６５，６６によって減速機ケース６４に支持されている。
このように、モータ軸５５と入力軸６１の両方が、減速機ケース６４によって支持される構成である。このため、入力軸６１の軸心に対して、モータ軸５５の軸心を、正確に位置合わせすることができる。従って、電動モータ４３と減速機４４との軸心のずれによる振動を十分に抑制することができる。

上述のように、第２変形例では、モータケース５１内（空間Ｓ１）に回転角センサ５６が収納されている。このため、信号線８２は、空間Ｓ１において、一端が回転角センサ５６のコイル５６ｃに接続され、複数の電線８１と共にモータケース５１内から電線挿通孔５２ｆを通って減速機ケース６４内（開口部６４ａ）へ引き出され、さらにシール部材８３を貫通することにより、線引出し開口部６４ｃから外部へ引き出される。

次に、第３変形例について、図１０に基づき説明する。図１０は、図７及び図８に示された電動モータ４３及び減速機４４の変形例図（第３変形例）である。第３変形例は、図７に示す回転角センサ５６を廃止したことを特徴とする。その代わり、電動モータ４３の誘起電圧に基づいて、モータ軸５５の回転角を検出することにした。

第３変形例のリッド５２Ｃは、上記図７及び図８に示されたリッド５２Ａに対して、基本的な構成が概ね同じである。但し、回転角センサ５６を廃止したので、リッド５２Ｃは、回転角センサ５６を止めるためのねじ孔を有していない。また、回転角センサ５６を廃止したので、その分、減速機ケース６４の開口部６４ａの長さを短くすることができる。

つまり、減速機ケース６４の開口部６４ａの長さが短くなるので、電動モータ４３を駆動した際に、モータケース５１及び減速機ケース６４に発生し得る振動や騒音を、より一層抑制することができる。しかも、開口部６４ａの長さを短くできるので、減速機ケース６４を小型・軽量にすることができ、この結果、電動パワーステアリング装置１０を小型・軽量にすることができる。

次に、第４変形例について、図１１に基づき説明する。図１１は、図３に示された電動モータ４３及び減速機４４の変形例図（第４変形例）である。第４変形例は、特に電動モータ４３のリッド５２Ｄの形状に特徴がある。以下、詳しく説明する。

第４変形例のリッド５２Ｄは、上記図３及び図４に示されたリッド５２に対して、基本的な構成が概ね同じである。但し、リッド５２Ｄは、閉鎖板部５２ａの外周に一体に形成された、嵌合鍔部５２ｉ及びフランジ５２ｊを有していることを特徴とする。嵌合鍔部５２ｉ及びフランジ５２ｊは、閉鎖板部５２ａの全周にわたって、有している。

嵌合鍔部５２ｉは、上記図３及び図４に示された嵌合鍔部５２ｂと同等の機能を有した、環状の部分である。つまり、嵌合鍔部５２ｉは、閉鎖板部５２ａの外周から、モータケース５１の開放端部５１ａへ向かって一定の長さだけ、一旦折り曲げられた後に、外周面に沿って折り返された環状の部分である。嵌合鍔部５２ｉは、モータケース５１の開放端部５１ａに嵌合される。

フランジ５２ｊは、嵌合鍔部５２ｉの基端の部分において、外周面から径外方に広がるように一体形成された円板状の部分である。閉鎖板部５２ａの外面５２ｇ（図４参照）に対して、フランジ５２ｊは面一となるように設定されている。このため、減速機ケース６４におけるフランジ６４ｂの取付け面に対して、閉鎖板部５２ａの外面５２ｇ及びフランジ５２ｊが、共に接することになる。

嵌合鍔部５２ｉとフランジ５２ｊとのコーナにおいて、フランジ５２ｊとモータケース５１のフランジ５１ｂとの間には、シールリング７３が装着されている。シールリング７３は、例えばＯリングから成る。

減速機ケース６４のフランジ６４ｂに、リッド５２Ｄにおける閉鎖板部５２ａ及びフランジ５２ｊを重ね合わせ、このフランジ５２ｊにモータケース５１のフランジ５１ｂを重ね合わせ、重ね合わされた各フランジ６４ｂ，５２ｊ，５１ｂを複数のボルト７２で共に取り付けられている。いわゆる、共締めされている。このように、減速機ケース６４のフランジ６４ｂに対し、リッド５２Ｄのフランジ５２ｊ及びモータケース５１のフランジ５１ｂをこの順に重ねて、ボルト７２で共締めすることにより、減速機ケース６４に電動モータ４３を取付けることができる。

しかも、共締めされた状態において、リッド５２Ｄはモータケース５１と一体化される。このため、モータケース５１の開放端部５１ａに対して、嵌合鍔部５２ｉを圧入するか否かは任意である。圧入しない場合には、開放端部５１ａと嵌合鍔部５２ｉとの、嵌め合い公差の管理を、比較的緩くしても差し支えない。その分、管理工数を抑制することができる。

また、第４変形例によれば、減速機ケース６４のフランジ６４ｂに対して、リッド５２Ｄのフランジ５２ｊ及びモータケース５１のフランジ５１ｂの両方が、ボルト７２による共締めによって強固に取り付けられる。このため、電動モータ４３を駆動した際に、リッド５２Ｄに発生し得る振動は、鋳造品から成る減速機ケース６４によって吸収され易い。リッド５２Ｄからモータケース５１へ振動が伝わる振動を抑制することができるので、電動モータ４３全体に発生し得る振動を、極力抑制することができる。

以上の説明をまとめると、次の通りである。
比較的に大きい強度が求められる減速機ケース６４を鋳造品とし、モータケース５１をプレス成形品とした。モータケース５１をプレス成形品とすることによって、電動パワーステアリング装置１０の小型・軽量化を図ることができる。

また、減速機ケース６４に対して、モータケース５１を直接に取付けるようにした。このため、減速機ケース６４にリッド５２，５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃを介してモータケース５１を取付けた場合に比べて、減速機ケース６４からモータケース５１の先端までの長さが短くなる。その分、電動パワーステアリング装置１０の小型化を図ることができる。しかも、減速機ケース６４からモータケース５１の先端までの長さが短くなるので、電動モータ４３を駆動した際に、モータケース５１及び減速機ケース６４に発生し得る振動や騒音を、極力抑制することができる。

さらには、モータケース５１の開放端部５１ａを閉鎖するリッド５２，５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄに、電線挿通孔５２ｆを設けている。このため、電動モータ４３に電力を供給するための電線８１を、モータケース５１内から電線挿通孔５２ｆを通して、減速機ケース６４内へ引き出すことができる。そして、減速機ケース６４には、電線８１を減速機ケース６４内から外部へ引き出すための、線引出し開口部６４ｃを設けている。

減速機ケース６４は鋳造品であるから、線引出し開口部６４ｃが開くように、予め鋳型を形成するだけでよく、簡単に線引出し開口部６４ｃを設けることができる。このため、鋳造品から成る減速機ケース６４に線引出し開口部６４ｃを設けることは、プレス成形品のモータケース５１に線引出し開口部を設ける場合に比べて、低コスト化を図る上で有利である。

また、電線８１をモータケース５１から外部へ引き出さないので、モータケース５１には電線８１を引き出すためのスペースを設ける必要がない。その分、モータケース５１の長さを短くできるので、電動モータ４３を小型・軽量にすることができ、この結果、電動パワーステアリング装置１０を小型・軽量にすることができる。
しかも、減速機ケース６４からモータケース５１の先端までの長さが短くなるので、電動モータ４３を駆動した際に、モータケース５１及び減速機ケース６４に発生し得る振動や騒音を、極力抑制することができる。
さらには、モータケース５１自体から電線８１を外部へ引き出すための、部品を設ける必要はない。このため、部品数を抑制することができ、電動パワーステアリング装置１０の低コスト化を図ることができる。

このように、電動パワーステアリング装置１０の小型化、軽量化、低コスト化を容易に図ることができる。

さらには、図３及び図７に示すように、減速機ケース６４内とリッド５２，５２Ａ，５２Ｄとの間に、モータ軸５５の回転角を検出するための回転角センサ５６を配置し、この回転角センサ５６に接続された信号線８２を、電線８１と共に線引出し開口部６４ｃから外部へ引き出したものである。減速機ケース６４に開けられている線引出し開口部６４ｃから外部へ、電線８１と共に引き出すことは極めて容易であり、容易に配線作業を行うことができる。しかも、信号線８２を引き出すための線引出し開口部６４ｃを別個に設ける必要もない。

なお、本発明では、電動パワーステアリング装置１０は、電動モータ４３が発生したトルクを減速機４４を介してステアリング系２０に伝達するものであればよい。例えば、ステアリングハンドル２１からピニオン軸２４を機械的に分離し、ステアリングハンドル２１の操舵量に応じて電動モータ４３が発生したトルクを減速機４４を介してピニオン軸２４又はラック軸２６へ伝えることで、操舵車輪２９，２９を操舵する方式の、いわゆるステア・バイ・ワイヤ式（steer-by-wire、略称「ＳＢＷ」）のステアリング装置としてもよい。

また、電動モータ４３は、ブラシレスモータに限定されるものではない。
また、回転角センサ５６は、モータ軸５５の回転角を検出することによって、インナロータ５４の位相を検出するものであればよく、レゾルバに限定されるものではない。

本発明の、電動モータ４３に電力を供給する電線８１を外部へ引き出す構成は、操舵トルクに応じて電動モータ４３が補助トルクを発生し、この補助トルクを減速機４４を介してステアリング系２０に伝える車両用電動パワーステアリング装置１０に好適である。

本発明に係る電動パワーステアリング装置の模式図である。 図１の２−２線断面図である。 図２に示された電動モータ及び減速機を拡大して表した断面図である。 図３に示されたリッドの斜視図である。 図３に示された電動モータを減速機から外した状態を示す分解図である。 図１に示された制御部のブロック図である。 図３に示された電動モータ及び減速機の第１変形例図である。 図７に示されたリッドの斜視図である。 図３に示された電動モータ及び減速機の第２変形例図である。 図７に示された電動モータ及び減速機の第３変形例図である。 図３に示された電動モータ及び減速機の第４変形例図である。 従来の電動パワーステアリング装置の断面図である。

符号の説明

１０…電動パワーステアリング装置、２０…ステアリング系、４３…電動モータ、４４…減速機、５１…モータケース、５１ａ…開放端部、５２，５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄ…リッド、５２ｆ…電線挿通孔、５５…モータ軸、５６…回転角センサ、６４…減速機ケース、６４ｃ…線引出し開口部、７１…シールリング、８１…電線、８２…信号線、８３…シール部材。

Claims (5)

1. 電動モータが発生したトルクを減速機を介してステアリング系に伝達するようにした電動パワーステアリング装置において、
   前記電動モータのモータケースは、前記減速機の減速機ケースに取付けられ、
   前記モータケースにおいて、前記減速機ケースに取付けられる方の端部は、開放された開放端部であり、この開放端部はリッドによって閉鎖され、
   このリッドは、前記電動モータのモータ軸を回転可能に支持するとともに、前記電動モータに電力を供給する電線を前記モータケース内から前記減速機ケース内へ引き出すための電線挿通孔を有しており、
   前記電線は、前記減速機ケースに設けられた線引き出し開口部から外部へ引き出され、
   この線引き出し開口部は、前記モータケースと前記減速機ケースとの間に配置されている、ことを特徴とした電動パワーステアリング装置。
2. 前記減速機ケース内と前記リッドとの間に、前記モータ軸の回転角を検出するための回転角センサを配置しており、この回転角センサの検出信号を外部に伝える信号線が、前記電線と共に、前記線引き出し開口部から外部へ引き出されていることを特徴とした請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記線引き出し開口部には、シール部材が嵌め込まれていることを特徴とした請求項１又は請求項２記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記モータケースと前記減速機ケースとの重ね合わせ面は、Ｏリングからなるシールリングによってシールされ、
   前記シール部材は、前記シールリングと一体に形成されていることを特徴とした請求項３記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記シール部材は、弾性材料からなることを特徴とした請求項３又は請求項４記載の電動パワーステアリング装置。

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