JP4936044B2 - 車両の操舵ユニット配設構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の操舵ユニット配設構造に関し、特に、電動パワーステアリング装置におけるモータ、制御装置、バッテリの配設構造に関する。

車両の操舵機構については、エンジンによって駆動される油圧ポンプを用いた油圧（式）パワーステアリング装置が長年にわたって主流であったけれども、近年では、細かな制御が容易である等の理由により電動（式）パワーステアリング装置を採用する車両が増えている。

電動パワーステアリング装置では、操舵機構をアシストするためのモータと、このモータを制御するための制御装置と、モータに給電するためのバッテリとが必要となる。

これらの構成要素に関する配置構造の典型例が特許文献１に従来例として開示されている。この例では、バッテリが（フロント）エンジンルームに、制御装置が車内に、また、操舵機構アシスト用モータがエンジンルームに、夫々、設置されている。そして、エンジンルーム内のバッテリから車内の制御装置まで電力線（ハーネス）が引き廻されると共に、車内の制御装置からエンジンルームのアシスト用モータまで電力線が引き廻され、バッテリが制御装置に給電し、制御装置は、アシスト用モータに制御信号を送信すると共に、必要な電力を供給する。

実開平８―２０３５３号公報

しかし、特許文献１に開示の配置構造例では、バッテリと制御装置との間に引き廻された電力線、及び、制御装置とモータとの間に引き廻された電力線の両方に、モータを駆動するのに必要な大電流を流さなければならないところ、このような大電流を流さなければならない電力線は、エンジンルームから車内へ、そして再び車内からエンジンルームへと延びるため、長くなってしまい、電力損失が大きくなってしまうという問題があった。

また、制御装置を車内に配置するときには、これが発生する電気ノイズによりキーレスエントリーシステムやラジオなどの車内周辺機器に悪影響を与えてしまう恐れがある。

従って、本発明は、上述した課題を解決するために発明されたものであって、バッテリ、制御装置、モータ間に延びるハーネスの長さを短くし、ハーネスや制御装置が発生する電気ノイズによる車内電子機器等への悪影響を軽減することができる、車両の操舵ユニット配設構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明による、車両の操舵ユニット配設構造は、車両用操舵装置の操舵力を補助するための電動機と、該電動機を制御するための制御装置と、該制御装置へ電力を供給するバッテリとを有し、前記制御装置が、前記電動機及びバッテリとハーネスで接続され、車室とエンジンルームとを隔てる隔壁のエンジンルーム側面に取り付けられた保持手段によって支持され、該保持手段が、前記バッテリと電動機の間に位置決めされ、ハーネスの少なくとも一部が保持手段に配置され、保持手段が、ハーネスの少なくとも一部とエンジンルーム内の熱源との間に第１遮熱部材を備え、保持手段には、ハーネスの少なくとも一部の、第１遮熱部材と反対側に、第２遮熱部材が設けられ、制御ユニットが、第２遮熱部材の、ハーネスと反対側に配置されていることを特徴とする。

上記構成による本発明の操舵ユニット配設構造では、制御装置を支持する保持手段をバッテリと電動機の間に位置決めしたので、制御装置とバッテリとの間、制御装置と電動機との間に延びるハーネスを夫々最短経路で配索することができ、電力損失を抑えることができる。制御ユニットをエンジンルームに配置したので、車室内の電子機器に電気ノイズを生じさせることがない。また、ハーネスの少なくとも一部が保持手段に配置され、保持手段が、ハーネスの少なくとも一部とエンジンルーム内の熱源との間に第１遮熱部材を備えるので、ハーネスを熱源から保護することができるという付加的利点を得ることができる。さらに、保持手段には、ハーネスの少なくとも一部の、第１遮熱部材と反対側に、第２遮熱部材が設けられ、制御ユニットが、第２遮熱部材の、ハーネスと反対側に配置されているので、制御装置を熱源から保護することができるという付加的利点を得ることができる。

本発明では、前記保持手段が、車両前後方向において前記バッテリと前記電動機の問に位置決めされるのが好ましい。この構成によれば、車両前後方向における制御装置とバッテリとの間、制御装置と電動機との間に延びるハーネスを夫々最短経路で配索することができる。

更にまた、前記保持手段が前記制御装置を前記隔壁から離間した位置で支持するのが好ましい。この構成によれば、制御装置と隔壁との間にブレーキのマスターバックなどの他の補機を配設することが可能になり、レイアウト性を向上させることができる。

また、前記保持手段が、前記ハーネスを保持するハーネス保持手段を備えるのが好ましい。この構成により、ハーネスを別の箇所に保持するためハーネスの長さを無用に延ばすのを回避することができるという付加的利点を得ることができる。

本発明によれば、バッテリ、制御装置、モータ間に延びるハーネスの長さを短くし、ハーネスや制御装置が発生する電気ノイズによる車内電子機器等への悪影響を軽減することができる、車両の操舵ユニット配設構造を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１乃至図３を参照すると、フロントセクションにエンジンを搭載した車両のエンジンルーム１の一部が示されている。

車両の電動パワーステアリング装置が、ステアリングホイール（図示せず）と、このステアリングホイール（図示せず）に連結されたステアリングシャフト２とを有し、ステアリングシャフト２は車内からバルクヘッド（車内とエンジンルームとを隔てる隔壁）３の開口部３Ａを通ってエンジンルーム１内に延びる。

電動パワーステアリング装置はまたラックアンドピニオン機構４を有する。ラックアンドピニオン機構４は、ステアリングシャフト２の下部に設けられ、ピニオンブーツ５で被覆されたピニオン（図示せず）と、ラックハウジング６内に収容され、ピニオンと係合するラック（図示せず）とを有する。ラックの各端部にはタイロッド７が取り付けられ、各タイロッド７はナックルアーム（図示せず）を介して転舵輪（図示せず）に連結される。

電動パワーステアリング装置は更に、ラックを移動させるように構成されたアシスト用モータ８を有し、このアシスト用モータ８は第１ハーネス９によって制御装置１０に電気的に接続されている。

制御装置１０には、ステアリングホイールの回転角度を検出するための回転角センサや、車速センサなどの各種センサが接続され、制御装置１０は、これらのセンサからの情報に基づいて、ステアリング操作に応答した、ラック（図示せず）に対する適当なアシスト量を決定し、決定したアシスト量を得るようにアシスト用モータ８を駆動制御するようになっている。

上述した電動パワーステアリング装置の機構それ自体は既知のものであり、本発明の特徴を構成するものではない。従って、ここでは、その構成の詳細、作動について説明しない。また、既知の任意の電動パワーステアリング装置の構成を本発明による操舵ユニット配設構造に用いることができることに留意されたい。

エンジンルーム１の車両幅方向中央部にはエンジン（図示せず）が設けられ、エンジンの車両前後方向後部にはエキゾーストマニホールド１１が取り付けられる。エキゾーストマニホールド１１の車両前後方向後部（下流側端部）にはキャタライザ１２が取り付けられ、キャタライザ１２には排気管（図示せず）が取り付けられ、排気管はセンタートンネル１３を車両前後方向後方に延びる。エキゾーストマニホールド１１を含むエンジン及びキャタライザ１２はエンジンルーム１内における主たる熱源を構成する。

エンジンルーム１にはバッテリ支持フレーム２０が固定され、バッテリ支持フレーム２０にはバッテリトレー２１が取り付けられ、バッテリトレー２１にはバッテリ２２が在来の仕方で着脱自在に取り付けられる。図３で最も良く分かるように、バッテリ２２は、車両前後方向においてアシスト用モータ８よりも前方に位置決めされる。

前述した制御装置１０は、取付ブラケット３０を介して、図３で最も良く分かるように、バッテリ２２よりも車両前後方向後方で、アシスト用モータ８よりも車両前後方向前方に、すなわち、車両前後方向においてバッテリ２２とアシスト用モータ８との間に、位置決めされる。他方、車幅方向における位置関係では、図２で良く分かるように、バッテリ２２は車両の左側部（図２で見たとき右側）に配置され、制御装置１０はバッテリ２２のほぼ垂直方向下方に位置決めされ、アシスト用モータ８は、車幅方向ほほ中央に位置するエキゾーストマニホールド１１のほぼ垂直方向下方で、制御装置１０よりも下方に位置決めされている。

制御装置１０はまた、第２ハーネス２３によってバッテリ２２と電気的に接続されている。

かくして、制御装置１０は、車両前後方向、並びに、車幅方向のいずれにおいても、アシスト用モータ８とバッテリ２２との間に位置するので、制御装置１０とアシスト用モータ８との間に延びる第１ハーネス９、制御装置１０とバッテリ２２との間に延びる第２ハーネス２３のいずれをも、車両前後方向、並びに、車幅方向のいずれにおいても最短にすることができる。また、制御装置１０をアシスト用モータ８とバッテリ２２との間に位置させるために制御装置１０をバルクヘッド３から間隔を隔てさせたので、取付剛性を確保するためバルクヘッド３に取り付けられるバキュームブースターＶＢとの干渉を回避することがまたできる。

取付ブラケット３０は、図４及び図５で良く分かるように、支持プレート３１と、この支持プレート３０からバルクヘッド３に向って延びる３つの取付脚３２Ａ〜３２Ｃとを有する。

支持プレート３１には第１取付穴３３が形成され、制御装置１０は、かかる制御装置１０から延びる取付ボルト１０Ａを支持プレート３１の前面から第１取付穴３３に通し、支持プレート３１の後面から突出した取付ボルト１０Ａに螺合させたナット（図示せず）によって締めつけることによって、支持プレート３１に取り付けられる。

各取付脚３２Ａ〜３２Ｃの自由端部には取付穴３４が形成され、取付ブラケット３０は、これらの取付穴３４をバルクヘッド３に形成されたボルト穴（図示せず）に整合させ、ボルト穴にボルト（図示せず）を螺合させることによって、バルクヘッド３に固定され、これにより、制御装置１０が前述した位置に位置決めされる。

支持プレート３１にはまた、遮熱部材４０が、熱源（エンジン、キャタライザ１２）と、制御装置１０との間で位置するように、取り付けられる。遮熱部材４０は、取付ブラケット３０の支持プレート３１に面と面とを接して取り付けられる取付プレート４１と、取付プレート４１からこれに対してほぼ垂直に延びる第１遮熱プレート４２と、第１遮熱プレート４２に対向して、取付プレート４１から延びる第２遮熱プレート４３とを有する。

支持プレート３１と取付プレート４１との取り付けは、支持プレート３１に形成された第２取付穴３５と、取付プレート４１に形成された取付穴４１Ａとを整合させ、これらの整合された取付穴３５、４１Ａにボルト（図示せず）を通し、ナット（図示せず）で締め付けることによって行う。

第１遮熱プレート４２は、制御装置１０に隣接して配置され、制御装置１０の厚み、高さに亘って延びるように寸法、形状決めされており、これにより、熱源から制御装置１０に伝播する熱を軽減することができる。

第２遮熱プレート４３に隣接して、取付プレート４１上には、アシスト用モータ８と制御装置１０との間を延びる第１ハーネス９の一部が配置される。第２遮熱プレート４３は、第１ハーネス９の厚み（直径）と同じ高さを有し、これにより、熱源から、遮熱部材４０に配置された第１ハーネス９に伝播する熱を軽減する。

近年、触媒効率を向上させる等の目的で、本実施形態におけるように、キャタライザ１２に排気を高温のまま送り込むために排気マニホールド１１をエンジンの後方（キャタライザ１２の直前）に配置する後方排気構造を採用する車両が増えているが、このような後方排気構造では、アシスト用モータ８近くに排気マニホールド１１、キャタライザ１２が配置されることになる。これに関連して、本発明は、ハーネスの長さの短縮化を目的の１つとしているため、アシスト用モータ８と制御装置１０との間に延びる第１ハーネス９の短縮化を図るべく、制御装置１０をモータ８、ひいては、排気マニホールド１１、キャタライザ１２近くに配置せざるを得なくなるけれども、上述した構成の遮熱部材４０を設けたので、排気マニホールド１１、キャタライザ１２による熱害を回避することができる。

第２遮熱プレート４３はまた、その長手方向の一部の上縁部に、対向する第１遮熱プレート４２に向って凸円弧状に湾曲して延びるハーネス保持部４３Ａを備え、このハーネス保持部４３Ａは第１ハーネス９を遮熱部材４０に保持するのに役立つ。遮熱部材４０への第１ハーネス９の固定は、主として、締付部材５０と、支持プレート３１に形成された嵌合穴３６とによって行われる。締付部材５０は、ハーネス９の周囲に巻きつけることができるベルト及びこのベルトを長さ調節自在に係止することができる係止手段を備えたタイラップと、このタイラップに取り付けられたグロメットとを有し、ハーネス９にタイラップを取り付け、グロメットを支持プレート３１の嵌合穴３６にスナップ嵌めすることによって、第１ハーネス９を遮熱部材４０に固定することができる。

このように、アシスト用モータ８から制御装置１０に延びる第１ハーネス９を、制御装置１０が取り付けられた取付ブラケット３０で保持することにより、アシスト用モータ８から延びる第１ハーネス９を、一度、バルクヘッド、或いは、エンジンルーム１の側壁まで延ばし、そこで保持した後、制御装置１０まで延ばすというハーネス配索構造を採用した場合と比較して、第１ハーネス９の長さを著しく短縮することができる、すなわち、電力損失を低減することができるという利点を有する。

上述した構成の電動パワーステアリング装置では、ステアリングホイールが操舵されると、制御装置１０が、各種センサからの情報に基づいて、ラックに対する適当なアシスト量を決定し、この決定したアシスト量を得るようにアシスト用モータ８を駆動制御する。制御装置１０を作動させ、また、アシスト用モータ８を駆動させるための電力は、第２ハーネス２３を介してバッテリ２２制御装置１０に給電され、アシスト用モータ８を駆動させるための電力は、制御装置１０から、第１ハーネス９を介してアシスト用モータ８に給電されるが、制御装置１０がアシスト用モータ８とバッテリ２２との間に位置決めされているので、第１ハーネス９、第２ハーネス２３の長さを最短とし、電力損失を最小にすることができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されることなく以下のような種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、本発明の電動パワーステアリンク装置を、ステアリングホイールが車両左側に配置された所謂左ハンドル車に適用して説明したけれども、本発明の電動パワーステアリンク装置は、図６に示すように、所謂右ハンドル車に適用することも勿論できる。図６に示す実施形態では、上記実施形態における構成要素と同じ構成要素に同一の参照番号を付している。

本実施形態では、ステアリングホイールの取り付け位置の変更に伴い、ステアリングシャフト２、アシスト用モータ８、バキュームブースターＶＢなどの位置が上記実施形態と異なるに過ぎない。そして、本実施形態では、アシスト用モータ８が、上記実施形態におけるよりも、より制御装置１０近くに位置されるので、アシスト用モータ８と制御装置１０との間に延びる第１ハーネス９の長さを、上記実施形態におけるよりも、より短縮することができる。

本発明の実施形態による電動パワーステアリング装置を装備した車両のエンジンルームの一部を示す概略斜視図である。 図１に示すエンジンルームの概略正面図である。 図２のIII−III線における概略断面図である。 図１の電動パワーステアリング装置の制御装置をバルクヘッドに取り付けた状態を示す概略拡大斜視図である。 制御装置をバルクヘッドに取り付けるための取付ブラケットの概略分解斜視図である。 図２に対応する、右ハンドル車のエンジンルームの概略正面図である。

符号の説明

１ エンジンルーム
２ ステアリングシャフト、５ ピニオンブーツ、６ ラックハウジング、７ タイロッド７（操舵装置）
３ バルクヘッド（隔壁）
８ モータ（電動機）
９、２３ ハーネス
１０ 制御装置
２２ バッテリ
３０ 取付ブラケット（保持手段）

Claims (4)

1. 操舵装置の操舵力を補助するための電動機と、該電動機を制御するための制御装置と、該制御装置へ電力を供給するバッテリとを有する、車両の操舵ユニット配設構造であって、
   前記制御装置が、前記電動機及びバッテリとハーネスで接続され、車室とエンジンルームとを隔てる隔壁のエンジンルーム側面に取り付けられた保持手段によって支持され、該保持手段が、前記バッテリと電動機の間に位置決めされ、
   前記ハーネスの少なくとも一部が前記保持手段に配置され、前記保持手段が、前記ハーネスの前記少なくとも一部と前記エンジンルーム内の熱源との間に第１遮熱部材を備え、
   前記保持手段には、前記ハーネスの前記少なくとも一部の、前記第１遮熱部材と反対側に、第２遮熱部材が設けられ、前記制御ユニットが、第２遮熱部材の、前記ハーネスと反対側に配置されていることを特徴とする車両の操舵ユニット配設構造。
2. 前記保持手段が、車両前後方向において前記バッテリと前記電動機の問に位置決めされた、請求項１記載の操舵ユニット配設構造。
3. 前記保持手段が前記制御装置を前記隔壁から離間した位置で支持する、請求項１又は請求項２に記載の操舵ユニット配設構造。
4. 前記保持手段が、前記ハーネスを保持するハーネス保持手段を備える、請求項１乃至請求項３のいずれか一項記載の操舵ユニット配設構造。

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