电动动力转向装置

摘要

本发明提供一种电动动力转向装置。在将转向操作轴（3）支承为能够旋转的转向管柱（15），保持有扭矩传感器（19）和电动马达（12）。在安装有对电动马达（12）的驱动进行控制的控制电路（30）的控制基板（29），在与转向操作轴（3）的中心轴线（C1）平行的第一方向（X1）上的第一端部（31）和第二端部（32），点对称地分别设置有能够以择一方式与扭矩传感器（19）连接的第一端子组（G1）和第二端子组（G2）。在与第一方向（X1）正交的第二方向（X2）上的一端部（第三端部（33））设置有能够与电动马达（12）连接的第三端子组（G3）。

权利要求

1.一种电动动力转向装置，具备：

外框，其将转向操作传递轴支承为能够旋转；

扭矩传感器，其保持于所述外框，并检测转向操作扭矩；

电动马达，其保持于所述外框，并经由传递机构向所述转向操作轴传递动力；以及控制基板，其组装于所述外框，并安装有控制电路，该控制电路基于来自所述扭矩传感器的信号来对所述电动马达的驱动进行控制，其特征在于，

所述控制基板设置有：第一连接部组以及第二连接部组，它们分别配置于与所述转向操作轴的中心轴线平行的第一方向的一对端部，能够以择一方式与扭矩传感器连接；和第三连接部组，其配置于与所述第一方向正交的第二方向的一端部，能够与所述电动马达连接。

2.根据权利要求1所述的电动动力转向装置，其特征在于，在所述控制基板的所述第二方向的另一端部，配置有电源输入用连接部、和车辆信号输入用连接部。

3.根据权利要求1或者2所述的电动动力转向装置，其特征在于，在从与所述控制基板的板面正交的方向观察该控制基板时，构成所述第一连接部组的多个第一连接部、和构成所述第二连接部组的多个第二连接部，以所述转向操作轴的中心轴线与所述电动马达的输出轴的中心轴线的交点为中心，点对称地配置。

4.根据权利要求3所述的电动动力转向装置，其特征在于，各第一连接部和对应的第二连接部，经由设置于所述控制基板的配线而与所述控制电路的共通的输入部连接。

5.根据权利要求4所述的电动动力转向装置，其特征在于，所述扭矩传感器具有至少一对输出绝对值相同、正负相反的信号的输出端子，能够与所述一对输出端子的一方连接的第一连接部、和能够与所述一对输出端子的另一方连接的第二连接部，经由设置于所述控制基板的配线而与所述控制电路的所对应的共通的输入部连接，能够与所述一对输出端子的另一方连接的第一连接部、和能够与所述一对输出端子的一方连接的第二连接部，经由设置于所述控制基板的配线而与所述控制电路的所对应的共通的输入部连接。

说明书

电动动力转向装置

技术领域

[0001] 本发明涉及电动动力转向装置。

背景技术

[0002] 存在生成转向操作辅助力的马达的安装位置根据左侧方向盘(left side steering wheel)用和右侧方向盘(right side steering wheel)用而不同的电动动力转向装置。日本特开2004-130890号公报公开了在控制基板设置第一连接部和第二连接部的结构，其中，第一连接部用于连接左侧方向盘所应用的电动马达，第二连接部用于连接右侧方向盘所应用的电动马达。

[0003] 然而，在日本特开2004-130890号公报中，第一连接部以及第二连接部由于承担向电动马达供给电源的作用而存在大型化的趋势。因此，成为控制基板变得大型化、电动动力转向装置变得大型化的原因。

发明内容

[0004] 本发明提供能够使用共通的控制基板而不受电动马达的安装位置所影响并且小型的电动动力转向装置。

[0005] 根据本发明的例子的特征，使与电动马达连接用的连接部组单一化，并设置两个与扭矩传感器连接用的连接部组，从而能够使用共通的控制基板而不受电动马达的安装位置的改变所影响。

附图说明

[0006] 根据以下对附图的例子进行的说明可知本发明的具体结构、特征以及优点，在附图中对相同的元素标记相同的数字。

[0007] 图1是表示本发明的一实施方式的电动动力转向装置的简要结构示意图。

[0008] 图2是电动动力转向装置的侧视图，示出了将电动马达安装于转向管柱的左侧的情况下的简要结构。

[0009] 图3是控制基板的示意图。

[0010] 图4是将电动马达安装于转向管柱的右侧的情况下的电动动力转向装置的侧视图。

[0011] 图5是其他实施方式的控制基板的示意图。

具体实施方式

[0012] 以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。

[0013] 图1是表示本发明的一实施方式的电动动力转向装置的简要结构的示意图。电动动力转向装置1具备：一端连结有方向盘2的、作为转向操作传递轴的转向操作轴3、经由万向联轴器4与转向操作轴3连结的中间轴5、经由万向联轴器6与该中间轴5连结的小齿轮轴7、形成与设置于小齿轮轴7的前端部的小齿轮8啮合的齿条并向车辆的左右方向延伸的齿条轴10、以及经由作为传递机构的减速机构11向转向操作轴3赋予转向操作辅助力的电动马达12。

[0014] 本实施方式为电动马达12辅助作为转向操作传递轴的转向操作轴3进行转向操作的、所谓的转向管柱辅助式电动动力转向装置。然而，本发明还能够应用于电动马达12辅助作为转向操作传递轴的小齿轮轴7进行转向操作的、所谓的小齿轮辅助式电动动力转向装置、和电动马达12辅助作为转向操作传递轴的齿条轴8进行转向操作的、所谓的齿条辅助式电动动力转向装置。

[0015] 转向操作轴3插通作为外框的转向管柱15，并能够旋转地支承于该转向管柱15，该转向管柱15经由托架14固定于车身13。作为外框的转向管柱15具备：管柱管(column tube)16；与管柱管16的轴向的下端连结的第一壳体17(相当于传感器壳体)；以及与第一壳体17的轴向的下端连结的第二壳体18(相当于齿轮壳体)。

[0016] 在第一壳体17收容有用于检测对方向盘2赋予的转向操作扭矩的扭矩传感器19。在第二壳体18收容有减速机构11。

[0017] 齿条轴10能够在轴向上移动地支承于筒状的齿条壳体20。在齿条轴10的两端部分别连结有横拉杆21，各横拉杆21经由转向臂(未图示)与转向轮22连结。利用小齿轮轴7、齿条轴10以及横拉杆21等构成了用于使转向轮22转向的转向机构A。

[0018] 若操作方向盘2而使转向操作轴3旋转，则该旋转经由中间轴5等传递至小齿轮8，并通过小齿轮8以及齿条9变换成齿条轴10的、沿车辆的左右方向的直线运动。由此，实现转向轮22的转向。

[0019] 转向操作轴3具有:与方向盘2连接的、作为第一轴的第一转向操作轴23；和与万向联轴器4连接的、作为第二轴的第二转向操作轴24。上述第一转向操作轴23以及第二转向操作轴24经由作为连结轴的扭力杆25在同轴上相互连结。第一转向操作轴23以及第二转向操作轴24能够相互传递扭矩，并能够在规定的范围内相对旋转。

[0020] 电动马达12具备：一体地固定于转向管柱15的第二壳体18的马达壳体12a、能够旋转地支承于该马达壳体12a的输出轴12b、固定于马达壳体12a内的定子(未图示)、以及能够与输出轴12b一体旋转地连结的转子(未图示)。

[0021] 减速机构11具备：驱动齿轮11a，其由能够传递扭矩地与电动马达12的输出轴12b连结的蜗杆构成；和从动齿轮11b，其与驱动齿轮11a啮合，并由能够与第二转向操作轴24一体旋转地连结的蜗轮构成。

[0022] 电动动力转向装置1具备ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)27，该ECU27包括根据由扭矩传感器19检测到的转向操作扭矩和由车速传感器26检测到的车速来对电动马达12进行驱动控制的微型计算机。

[0023] 在扭矩传感器19中，根据由扭力杆25的扭转引起的第一转向操作轴23与第二转向操作轴24的相对旋转位移量所产生的磁束变化，检测对第一转向操作轴23以及第二转向操作轴24赋予的转向操作扭矩。在ECU27中，使用按照每个车速存储了转向操作扭矩与目标辅助量的关系的映射(map)来决定目标辅助量，并进行控制以使电动马达12所生成的辅助力接近目标辅助量。

[0024] 若ECU27驱动电动马达12，则该动力通过包含驱动齿轮11a以及从动齿轮11b的减速机构11而减速，并向第二转向操作轴24传递。传递至第二转向操作轴24的动力，经由中间轴5等而进一步传递至包含小齿轮轴7、齿条轴10、横拉杆21以及转向臂等的转向机构A，从而辅助驾驶员的转向操作。

[0025] 图2是电动动力转向装置1的侧视图，示出了将电动马达12安装于转向管柱15的左侧的情况下的简要结构。ECU27具备一体地安装于第二壳体18的ECU箱(ECU box)28、和收容于ECU箱28的控制基板29。图中的附图标记291是指该控制基板29的板面。在控制基板29安装有控制电路30，该控制电路30根据来自扭矩传感器19以及车速传感器26的信号对电动马达12的驱动进行控制。

[0026] 控制基板29具有与转向操作轴3的中心轴线C1平行的第一方向X1上的一对端部、即第一端部31和第二端部32。另外，控制基板29具有与第一方向X1正交的第二方向X2上的一对端部、即第三端部33和第四端部34。

[0027] 在第一方向X1的一端部亦即第一端部31设置有能够与扭矩传感器19连接的、作为第一连接部组的第一端子组G1，在第一方向X1的另一端部亦即第二端部32设置有能够与扭矩传感器19连接的、作为第二连接部组的第二端子组G2。

[0028] 在第二方向X2的一端部亦即第三端部33设置有能够与电动马达12连接的、作为第三连接部组的第三端子组G3。在第二方向X2的另一端部亦即第四端部34配置有用于输入来自车载电池的电源的、作为电源输入用连接部的电源输入用连接器35、和用于输入来自车速传感器26的信号等车辆信号的、作为车辆信号输入用连接部的车辆信号输入用连接器36。

[0029] 作为第一连接部组的第一端子组G1由多个作为第一连接部的第一端子371～374构成。各第一端子371～374能够分别与来自扭矩传感器19的、对应的输出端子191～194连接。作为第二连接部组的第二端子组G2由多个作为第二连接部的第二端子381～384构成。各第二端子381～384能够分别与来自扭矩传感器19的、对应的输出端子191～194连接。例如，第一端子371～374以及第二端子381～384由通孔构成，来自扭矩传感器19的输出端子
191～194由插通并焊接到上述通孔的销端子构成。

[0030] 在从与控制基板29的表面正交的方向(图2中与纸面正交的方向)观察该控制基板29时，构成第一端子组G1的多个第一端子371～374与构成第二端子组G2的多个第二端子
381～384，以转向操作轴3的中心轴线C1与电动马达12的输出轴12b的中心轴线C2的交点P1为中心点对称地配置。

[0031] 作为第三连接部组的第三端子组G3通过在端子台50排列多个作为第三连接部的第三端子40而构成，这些第三端子40分别连接来自电动马达12的多个供电用母线端子39(例如与U、V、W各相对应的端子)。在电动马达12为无刷马达的情况下，第三端子组G3可包含输入电动马达12的旋转角信号的旋转角信号输入端子(未图示)。

[0032] 如图3所示，配置成点对称的第一端子371和对应的第二端子381，经由设置于控制基板29的、对应的配线411而与控制电路30的、对应的共通的第一输入部421连接。配置成点对称的第一端子372和对应的第二端子382，经由设置于控制基板29的、对应的配线412而与控制电路30的、对应的共通的第二输入部422连接。

[0033] 另外，配置成点对称的第一端子373和对应的第二端子383，经由对应的配线413而与对应的共通的第三输入部423连接。配置成点对称的第一端子374和对应的第二端子384，经由对应的配线414而与对应的共通的第四输入部424连接。

[0034] 图4是示出了将电动马达12安装于转向管柱15的右侧的情况下的简要结构的、电动动力转向装置1的侧视图。

[0035] 在将电动马达12安装于转向管柱15的左侧的图2的情况下，将作为第一连接部组的第一端子组G1配置于扭矩传感器19侧并与扭矩传感器19连接，但在将电动马达12安装于转向管柱15的右侧的图4的情况下，将作为第二连接部组的第二端子组G2配置于扭矩传感器19侧并与扭矩传感器19连接。在图2的情况与图4的情况下使用共通的控制基板29。其他结构与图2相同。

[0036] 根据本实施方式，在隔着转向操作轴3的中心轴线C1将电动马达12配置于左侧的情况和配置于右侧的情况下，将以第三端子组G3与上述电动马达12侧对置的方式改变了180°朝向的控制基板29，安装于在转向管柱15的第二壳体18固定的ECU箱28。

[0037] 随着控制基板29的朝向的改变，第一端子组G1以及第二端子组G2中的任意一方与扭矩传感器19侧对置，因此，将这一方的端子组G1或者G2与扭矩传感器19连接。由此，能够使用共通的控制基板29而不受电动马达12的安装位置的改变所影响。由于使存在大型化的趋势的、与电动马达12连接用的第三端子组G3(端子台50)单一化，并设置能够抑制大型化的、与扭矩传感器19连接用的两个连接部组(第一端子组G1和第二端子组G2)，所以能够实现小型化。

[0038] 另外，由于根据电动马达12的安装位置的改变而在电动马达12的相反侧配置电源输入用连接器35和车辆信号输入用连接器36，所以能够实现具有良好的空间效率的配置。

[0039] 另外，在如图2所示从与控制基板29的表面正交的方向观察该控制基板29时，构成第一端子组G1的多个第一端子371～374与构成第二端子组G2的多个第二端子381～384，以转向操作轴3的中心轴线C1与电动马达12的输出轴12b的中心轴线C2的交点P1为中心点对称地配置。因此，在根据电动马达12的安装位置的改变而改变了控制基板29的朝向时，能够将与扭矩传感器19侧对置的、第一端子组G1以及第二端子组G2中的任意一方与扭矩传感器19连接。即，能够使用共通的控制基板29而不受电动马达12的安装位置的改变所影响。

[0040] 另外，由于各第一端子371～374和对应的第二端子381～384，经由设置于控制基板29的、对应的配线411～414，与控制电路30的、对应的共通的输入部421～424连接，所以即便扭矩传感器19与第一端子组G1以及第二端子组G2中的任意一方连接，都能够从其所连接的端子组向控制电路30传递信号。

[0041] 图5示出了本发明的其他实施方式的控制基板29A。本实施方式在以下方面与图3的实施方式不同。扭矩传感器19由例如霍尔集成电路构成，其一对输出端子191、192构成为输出绝对值相同而正负相反的信号。同样地，一对输出端子193、194也构成为，输出绝对值相同而正负相反的信号。

[0042] 在图2的状态下能够与一方的输出端子191连接的第一端子371、和在图4的状态下能够与另一方的输出端子192连接的第二端子382，经由设置于控制基板29A的配线431，与控制电路30的、共通的第一输入部421连接。

[0043] 另外，在图2的状态下能够与另一方的输出端子192连接的第一端子372、和在图4的状态下能够与一方的输出端子191连接的第二端子381，经由设置于控制基板29A的配线432，与控制电路30的、共通的第二输入部422连接。

[0044] 在图2的状态下能够与一方的输出端子193连接的第一端子373、和在图4的状态下能够与另一方的输出端子194连接的第二端子384，经由设置于控制基板29A的配线433，与控制电路30的、共通的第三输入部423连接。

[0045] 另外，在图2的状态下能够与另一方的输出端子194连接的第一端子374、和在图4的状态下能够与一方的输出端子193连接的第二端子383，经由设置于控制基板29A的配线434，与控制电路30的、共通的第四输入部424连接。

[0046] 根据本实施方式，在扭矩传感器19与第一端子组G1连接的情况下，第一端子371以及第一端子372分别与第一输入部421以及第二输入部422连接，在扭矩传感器19与第二端子组G2连接的情况下，第二端子381以及第二端子382分别与第二输入部422以及第一输入部421连接。

[0047] 另外，在扭矩传感器19与第一端子组G1连接的情况下，第一端子373以及第一端子374分别与第三输入部423以及第四输入部424连接，在扭矩传感器19与第二端子组G2连接的情况下，第二端子383以及第二端子384分别与第四输入部424以及第三输入部423连接。

[0048] 这样，在扭矩传感器19与第一端子组G1连接的情况和与第二端子组G2连接的情况下，对于配置成点对称的例如第一端子371和第二端子381而言的控制电路30的输入部，从第一输入部421变更为第二输入部422，对于配置成点对称的第一端子372和第二端子382而言的控制电路30的输入部，从第二输入部422变更为第一输入部421。因此，从扭矩传感器19输入到控制电路30的信号的正负变得相反，从而能够使电动马达12向相反方向旋转来生成转向操作辅助力。因此，能够将控制电路30的程序结构共通化而不受电动马达12的安装位置的改变所影响。

[0049] 本发明并不局限于上述实施方式，例如，可以使用无刷马达作为电动马达12。另外，在上述实施方式中，作为第一连接部的第一端子的个数为四个，作为第二连接部的第二端子的个数为四个，作为第三连接部的第三端子的个数为三个，但并不局限于此，能够根据所使用的电动马达等来对各连接部的端子的个数进行各种改变。除此之外，能够在本发明的权利要求所记载的范围内进行各种变更。