CN112567604A - 电动助力转向装置 - Google Patents
电动助力转向装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112567604A CN112567604A CN201880096532.6A CN201880096532A CN112567604A CN 112567604 A CN112567604 A CN 112567604A CN 201880096532 A CN201880096532 A CN 201880096532A CN 112567604 A CN112567604 A CN 112567604A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- control unit
- output shaft
- respect
- power
- power module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 110
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 30
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 25
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 21
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 16
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 15
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 9
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 9
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 6
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0403—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box
- B62D5/0406—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box including housing for electronic control unit
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
- B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
- B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/046—Controlling the motor
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
- H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
- H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K16/00—Machines with more than one rotor or stator
- H02K16/04—Machines with one rotor and two stators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
- H02K3/50—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0403—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2211/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to measuring or protective devices or electric components
- H02K2211/03—Machines characterised by circuit boards, e.g. pcb
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
- H02K2213/06—Machines characterised by the presence of fail safe, back up, redundant or other similar emergency arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/22—Auxiliary parts of casings not covered by groups H02K5/06-H02K5/20, e.g. shaped to form connection boxes or terminal boxes
- H02K5/225—Terminal boxes or connection arrangements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
Abstract
本发明的电动助力转向装置将控制具有两组绕组的电动机的一个绕组的控制单元的结构要素和控制另一个绕组的控制单元的结构要素相对于输出轴的轴心以点对称的方式进行配置或相对于与所述输出轴的延伸方向正交的虚拟直线以线对称的方式进行配置。
Description
技术领域
本申请涉及电动助力转向装置。
背景技术
将电动机和控制该电动机的控制单元一体化的电动助力转向装置是众所周知的。作为这种电动助力转向装置,存在一种电动助力转向装置,在壳体内包括内置有定子和转子等电动机结构要素的电动机和控制该电动机的控制单元,并且电动机和控制单元以在电动机的输出轴的延伸方向上层叠的方式并排配置且被一体化。
现有技术中,在如上所述构成的电动助力转向装置中,存在将控制单元配置在电动机的输出轴的反输出侧的类型和将控制单元配置在电动机的输出轴的输出侧的类型(例如,参照专利文献1)。此外,也出现了具备具有下述冗余***的***结构的类型,其中电动机具备两组电绕组组,并且与这些绕组组对应地还具备两组驱动电路网(例如参照专利文献2)。
专利文献2中所公开的现有的电动助力转向装置中,在电动机的输出轴的反输出侧配置控制单元,为了设为具有冗余***的***结构,具备2组电动机的绕组组,并且连接器、控制基板、微机、开关元件组、传感器等控制单元的结构要素也分别设置有2组。并且,为了使电动机和控制单元一体化,考虑在连接器和控制基板等的配置上下功夫来缩小布线空间从而力图实现控制单元的小型化。
另一方面,专利文献1中所公开的现有的电动助力转向装置虽然不具备冗余***,但由于控制单元配置在电动机的输出轴的输出侧,因而构成为电动机的输出轴贯穿控制单元的中央部。因此,限制了用于收纳控制单元的结构要素的空间。因此,构成用于驱动电动机的桥式电路的多个功率开关元件组以放射状配置在电动机的输出轴的周围。
另外,现有技术中,还提出了一种电动助力转向装置,该电动助力转向装置具备下述***结构,即:组合上述专利文献1和专利文献2中所分别公开的电动助力转向装置的结构,将控制单元配置在电动机的输出轴的输出侧,并且具有冗余***。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第5147943号公报
专利文献2:日本专利特开2017-189034号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在具备将控制单元配置在电动机的输出轴的输出侧且具有冗余***的***结构的上述电动助力转向装置的情况下,由于电动机的输出轴被配置为贯穿控制单元的中央部,因而存在在电动机的最大外径的范围内难以配置控制单元的所有结构要素的技术问题。
本申请是为了解决上述那样的技术问题而完成的,目的在于提供一种能够实现小型化的电动助力转向装置。
解决技术问题所采用的技术方案
本申请所公开的电动助力转向装置包括:
具有定子和固定到输出轴的转子的电动机以及控制所述电动机的控制单元,所述电动机和所述控制单元在所述电动机的输出轴的延伸方向并排配置并固定为一体,该电动助力转向装置的特征在于,
所述电动机包括第1电枢绕组和第2电枢绕组,
所述控制单元包括控制所述第1电枢绕组的第1控制单元和控制所述第2电枢绕组的第2控制单元,
所述第1控制单元的至少一部分结构要素和所述第2控制单元的至少一部分结构要素配置在所述输出轴的周边部,
所述第1控制单元的所述结构要素和与所述第1控制单元的所述结构要素相对应的所述第2控制单元的所述结构要素相对于所述输出轴的轴心以点对称的方式进行配置,或者相对于与所述输出轴的延伸方向正交的虚拟直线以线对称的方式进行配置。
发明效果
根据本申请所公开的电动助力转向装置,所述第1控制单元的至少一部分结构要素和所述第2控制单元的至少一部分结构要素配置在所述输出轴的周边部,所述第1控制单元的所述结构要素和与所述第1控制单元的所述结构要素相对应的所述第2控制单元的所述结构要素相对于所述输出轴的轴心以点对称的方式进行配置,或者相对于与所述输出轴的延伸方向正交的虚拟直线以线对称的方式进行配置,因而具有能够实现电动助力转向装置的小型化的效果。
附图说明
图1是本发明实施方式1所涉及的电动助力转向装置的整体电路图。
图2是示出本发明实施方式1所涉及的电动助力转向装置整体的局部剖视图。
图3是示出本发明实施方式1所涉及的电动助力转向装置的控制基板及其周边的俯视图。
图4是示出实施方式1所涉及的电动助力转向装置的中继构件及其周边的俯视图。
图5是示出本发明实施方式1所涉及的电动助力转向装置的外壳的壁面部及其周边的俯视图。
图6是示出本发明实施方式2所涉及的电动助力转向装置的外壳的壁面部及其周边的俯视图。
图7是示出本发明实施方式3所涉及的电动助力转向装置的外壳的壁面部及其周边的俯视图。
具体实施方式
实施方式1.
下面,参照附图对本申请的实施方式1所涉及的电动助力转向装置进行说明。首先,对实施方式1所涉及的电动助力转向装置的电路结构进行说明。图1是实施方式1所涉及的电动助力转向装置的整体电路图。在图1中,电动助力转向装置100包括电动机2和控制电动机2的控制单元1,其中,该电动机2产生与驾驶员施加在车辆的转向器(未图示)上的转向转矩相对应的辅助转矩。
电动机2构成为包括第1电枢绕组2a和第2电枢绕组2b的三相同步电动机。第1电枢绕组2a和第2电枢绕组2b实质上为相同结构,但彼此错开电气角120度来进行配置。下面,有时将控制流过第1电枢绕组2a的电动机电流的控制***称为“第1组”,将控制流过第2电枢绕组2b的电动机电流的控制***称为“第2组”。
控制单元1包括第1控制单元1a和第2控制单元1b。第1控制单元1a和第2控制单元1b分别由相同的结构要素构成,实质上成为相同结构。第1控制单元1a能够独立地向第1电枢绕组2a供电,第2控制单元1b能够独立地向第2电枢绕组2b供电。另外,图中的〇标记表示第1控制单元1a及第2控制单元1b中的连接端子。
接着,首先,对两组控制单元中的第1控制单元1a进行说明。第1控制单元1a包括搭载了第1CPU10a的第1控制电路部4a、向电动机2的第1电枢绕组2a提供电动机电流的第1逆变器电路3a、第1电源继电器5a以及第1滤波器6a。第1控制单元1a的一对电源连接端子分别连接至与搭载于车辆的电池9的正极侧端子相连接的+B电源端子、以及电池9的负极侧端子即接地端子GND。此外,第1控制单元1a中,构成为由点火开关7对第1控制电路部4a接通+B电源,此外,构成为由传感器组8输入例如搭载于车辆的方向盘附近的对转向转矩进行检测的转矩传感器、对车辆的行驶速度进行检测的速度传感器等的信息。
第1控制电路部4a具备第1电源电路13a、第1输入电路12a、所述第1CPU10a以及第1驱动电路11a。第1电源电路13a经由点火开关7接受来自电池9的电源提供来生成用于提供给第1控制电路部4a的各结构要素的电源。
来自传感器组8的信息经由设置于第1控制电路部4a的第1输入电路12a而传输至第1CPU10a。第1CPU10a根据所传输的上述信息来运算用于使电动机2旋转的控制量即电流值,并输出相当于该运算出的电流值的输出信号。将来自第1CPU10a的输出信号传输至构成第1输出电路的第1驱动电路11a以及第1逆变器电路3a。第1驱动电路11a接受来自第1CPU10a的输出信号即第1指令信号,并输出对第1逆变器电路3a的后述的各开关元件进行驱动的第1驱动信号。由于第1驱动电路11a中只流过小电流,因此,在实施方式1中,第1驱动电路11a搭载于第1控制电路部4a,但也能够配置于第1逆变器电路3a。
第1逆变器电路3a由三相桥式电路构成,其包括:U相桥臂,该U相桥臂由互相串联连接的U相上桥臂开关元件31Ua和U相下桥臂开关元件32Ua构成;V相桥臂,该V相桥臂由互相串联连接的V相上桥臂开关元件31Va和V相下桥臂开关元件32Va构成;以及W相桥臂,该W相桥臂由互相串联连接的W相上桥臂开关元件31Wa和W相下桥臂开关元件32Wa构成。
U相上桥臂开关元件31Ua和U相下桥臂开关元件32Ua的串联连接部经由U相电动机继电器用开关元件34Ua与第1电枢绕组2a的U相绕组U1和V相绕组V1之间的连接部相连接。V相上桥臂开关元件31Va和V相下桥臂开关元件32Va的串联连接部经由V相电动机继电器用开关元件34Va与第1电枢绕组2a的V相绕组V1和W相绕组W1之间的连接部相连接。W相上桥臂开关元件31Wa和W相下桥臂开关元件32Wa的串联连接部经由W相电动机继电器用开关元件34Wa与第1电枢绕组2a的W相绕组W1和U相绕组U1之间的连接部相连接。
U相电流检测用的U相分流电阻33Ua与U相下桥臂开关元件32Ua串联连接,V相电流检测用的V相分流电阻33Va与V相下桥臂开关元件32Va串联连接,W相电流检测用的W相分流电阻33Wa与W相下桥臂开关元件32Wa串联连接。
U相噪声抑制用电容器30Ua与由U相上桥臂开关元件31Ua和U相下桥臂开关元件32Ua构成的U相桥臂并联连接。V相噪声抑制用电容器30Va与由V相上桥臂开关元件31Va和V相下桥臂开关元件32Va构成的V相桥臂并联连接。并且,W相噪声抑制用电容器30Wa与由W相上桥臂开关元件31Wa和W相下桥臂开关元件32Wa构成的W相桥臂并联连接。
U相分流电阻33Ua、V相分流电阻33Va与W相分流电阻33Wa的两端间的电位差、以及第1电枢绕组2a的各绕组端子的电压传输至第1控制电路部4a并输入至第1CPU10a。第1CPU10a对由其本身基于驾驶员的转向转矩等而计算出的电流指令值、与基于所输入的各分流电阻33Ua、33Va、33Wa的两端间的电位差而计算出的电流检测值之间的偏差进行运算,并将设该偏差为0的第1驱动指令提供给第1驱动电路11a。
第1驱动电路11a基于来自第1CPU10a的第1驱动指令,向第1逆变器电路3a的U相上桥臂开关元件31Ua和U相下桥臂开关元件32Ua、V相上桥臂开关元件31Va和V相下桥臂开关元件32Va以及W相上桥臂开关元件31Wa和W相下桥臂开关元件32Wa的各栅极电极提供驱动信号,并对这些开关元件进行PWM(Pulse Width Modulation:脉宽调制)控制。
如上所述,第1控制单元1a构成为通过进行反馈控制以使得电流指令值与电流检测值的偏差为0,从而将所希望的电动机电流提供给第1电枢绕组2a,并使电动机2产生对驾驶员的转向转矩进行辅助的辅助转矩。
并且,在第1控制单元1a中设置有对从电池9的+B电源向第1逆变器电路3a的电源提供进行导通/断开的第1电源继电器5a。第1电源继电器5a由互相串联连接的电源继电器用开关元件Qa1和电源继电器用开关元件Qa2构成。电源继电器用开关元件Qa1和电源继电器用开关元件Qa2分别具有并联连接的寄生二极管,与电源继电器用开关元件Qa1并联连接的寄生二极管和与电源继电器用开关元件Qa2并联连接的寄生二极管彼此连接成极性相反。
第1电源继电器5a利用来自第1控制电路部4a的驱动信号来对电源继电器用开关元件Qa1、Qa2进行导通/断开,从而能够导通/断开提供给电动机2的第1电枢绕组2a的电流。另外,第1电源继电器5a的电源继电器用开关元件Qa1、Qa2由于有大电流流过而伴随着发热,因此例如也能够构成为包含于第1逆变器电路3a中的功率模块。
设置于第1逆变器电路3a的U相电动机继电器用开关元件34Ua、V相电动机继电器用开关元件34Va、W相电动机继电器用开关元件34Wa利用来自第1控制电路4a的驱动信号进行导通/断开,从而能够独立地对从第1逆变器电路3a向第1电枢绕组2a的U相绕组U1、V相绕组V1、W相绕组W1提供的电流进行导通/断开。
除了所输入的来自传感器组8的转向转矩检测值、车速等各种信息以外,第1CPU10a还具有对第1驱动电路11a、第1逆变器电路3a、第1电枢绕组2a等的异常进行检测的异常检测功能,在检测到上述异常的情况下,为了根据该异常而仅切断例如对规定的相的电流提供,能够将检测出异常的相中的上桥臂开关元件、下桥臂开关元件及电动机继电器用开关元件断开。或者,在检测出上述异常的情况下,为了切断向第1控制单元1a提供的电源本身,也能够将第1电源继电器5a断开。
此外,如上所述,基于来自第1CPU10a的第1驱动指令,利用由第1驱动电路11a提供的驱动信号来对第1逆变器电路3a进行PWM驱动,然而,由于该PWM驱动中的第1逆变器电路3a的各开关元件的导通/断开,会导致开关噪声的产生。因此,以抑制该开关噪声的产生为目的,将由滤波电容器Ca和滤波线圈CLa构成的第1滤波器6a经由第1电源继电器5a而配置在第1逆变器电路3a的输入侧。
接着,对第2控制单元1b进行说明。第2控制单元1b包括搭载了第2CPU10b的第2控制电路部4b、向电动机2的第2电枢绕组2b提供电动机电流的第2逆变器电路3b、第2电源继电器5b以及第2滤波器6b。第2控制单元1b的一对电源连接端子分别连接至与搭载于车辆的电池9的正极侧端子相连接的+B电源、以及电池9的负极侧端子即接地端子GND。此外,第2控制单元1b中,构成为由点火开关7对第2控制电路部4b接通+B电源,此外,构成为由传感器组8输入例如搭载于车辆的方向盘附近的对转向转矩进行检测的转矩传感器、对车辆的行驶速度进行检测的速度传感器等的信息。
第2控制电路部4b具备第2电源电路13b、第2输入电路12b、第2CPU10b以及第2驱动电路11b。第2电源电路13b接受来自电池9的电源提供来生成用于提供给第2控制电路部4b的各结构要素的电源。
来自传感器组8的信息经由设置于第2控制电路部4b的第2输入电路12b而传输至第2CPU10b。第2CPU10b根据所传输的这些信息来运算用于使电动机2旋转的控制量即电流值,并输出相当于该运算值的输出信号。将来自第2CPU10b的输出信号传输至构成第2输出电路的第2驱动电路11b以及第2逆变器电路3b。第2驱动电路11b接受来自第2CPU10b的输出信号即第2指令信号,并输出对第2逆变器电路3b的后述的各开关元件进行驱动的第2驱动信号。由于第2驱动电路11b中只流过小电流,因此,在实施方式1中,第2驱动电路11b搭载于第2控制电路部4b,但也能够配置于第2逆变器电路3b。
第2逆变器电路3b由三相桥式电路构成,其包括:U相桥臂,该U相桥臂由互相串联连接的U相上桥臂开关元件31Ub和U相下桥臂开关元件32Ub构成;V相桥臂,该V相桥臂由互相串联连接的V相上桥臂开关元件31Vb和V相下桥臂开关元件32Vb构成;以及W相桥臂,该W相桥臂由互相串联连接的W相上桥臂开关元件31Wb和W相下桥臂开关元件32Wb构成。
U相上桥臂开关元件31Ub和U相下桥臂开关元件32Ub的串联连接部经由U相电动机继电器用开关元件34Ub与第2电枢绕组2b的U相绕组U2和V相绕组V2之间的连接部相连接。V相上桥臂开关元件31Vb和V相下桥臂开关元件32Vb的串联连接部经由V电动机继电器用开关元件34Vb与第2电枢绕组2b的V相绕组V2和W相绕组W2之间的连接部相连接。W相上桥臂开关元件31Wb和W相下桥臂开关元件32Wb的串联连接部经由W相电动机继电器用开关元件34Wb与第2电枢绕组2b的W相绕组W2和U相绕组U2之间的连接部相连接。
U相电流检测用的U相分流电阻33Ub与U相下桥臂开关元件32Ub串联连接,V相电流检测用的V相分流电阻33Vb与V相下桥臂开关元件32Vb串联连接,W相电流检测用的W相分流电阻33Wb与W相下桥臂开关元件32Wb串联连接。
U相噪声抑制用电容器30Ub与由U相上桥臂开关元件31Ub和U相下桥臂开关元件32Ub构成的U相桥臂并联连接。V相噪声抑制用电容器30Vb与由V相上桥臂开关元件31Vb和V相下桥臂开关元件32Vb构成的V相桥臂并联连接。并且,W相噪声抑制用电容器30Wb与由W相上桥臂开关元件31Wb和W相下桥臂开关元件32Wb构成的W相桥臂并联连接。
U相分流电阻33Ub、V相分流电阻33Vb与W相分流电阻33Wb的两端间的电位差、以及第2电枢绕组2b的各绕组端子的电压传输至第2控制电路部4b并输入至第2CPU10b。第2CPU10b对由其本身基于驾驶员的转向转矩等而计算出的电流指令值、与基于所输入的各分流电阻33Ub、33Vb、33Wb的两端间的电位差而计算出的电流检测值之间的偏差进行运算,并将设该偏差为零的第2驱动指令提供给第2驱动电路11b。
第2驱动电路11b基于来自第2CPU10b的第2驱动指令,向第2逆变器电路3b的U相上桥臂开关元件31Ub和U相下桥臂开关元件32Ub、V相上桥臂开关元件31Vb和V相下桥臂开关元件32Vb以及W相上桥臂开关元件31Wb和W相下桥臂开关元件32Wb的各栅极电极提供驱动信号,并对这些开关元件进行PWM控制。
由此,第2控制单元1b构成为通过进行反馈控制以使得电流指令值与电流检测值的偏差为零,从而将所希望的电动机电流提供给第2电枢绕组2b,并使电动机2产生对驾驶员的转向转矩进行辅助的辅助转矩。
此外,在第2控制单元1b中设置有对从电池9的+B电源向第2逆变器电路3b的电源提供进行导通/断开的第2电源继电器5b。第2电源继电器5b由互相串联连接的电源继电器用开关元件Qb1和电源继电器用开关元件Qb2构成。电源继电器用开关元件Qb1和电源继电器用开关元件Qb2分别具有并联连接的寄生二极管,与电源继电器用开关元件Qb1并联连接的寄生二极管和与电源继电器用开关元件Qb2并联连接的寄生二极管彼此连接成极性相反。
第2电源继电器5b利用来自第2控制电路部4b的驱动信号来对电源继电器用开关元件Qb1、Qb2进行导通/断开,从而能够导通/断开提供给电动机2的第2电枢绕组2b的电流。另外,第2电源继电器5b的电源继电器用开关元件Qb1、Qb2由于有大电流流过而伴随着发热,因此也能够构成为包含于第2逆变器电路3b中的功率模块。
设置于第2逆变器电路3b的U相电动机继电器用开关元件34Ub、V相电动机继电器用开关元件34Vb、W相电动机继电器用开关元件34Wb利用来自第2控制电路4b的驱动信号进行导通/断开,从而能够独立地对从第2逆变器电路3b向第2电枢绕组2b的U相绕组U2、V相绕组V2、W相绕组W2提供的电流进行导通/断开。
除了所输入的来自传感器组8的转向转矩检测值、车速等各种信息以外,第2CPU10b还具有对第2驱动电路11b、第2逆变器电路3b、第2电枢绕组2b等的异常进行检测的异常检测功能,在检测到它们的异常的情况下,为了根据该异常而仅切断例如对规定的相的电流供给,能够将检测出异常的相中的上桥臂开关元件、下桥臂开关元件及电动机继电器用开关元件断开。或者,在检测到上述异常的情况下,为了切断向第2控制单元1b提供的电源本身,也能够将第2电源继电器5b断开。
此外,如上所述,基于来自第2CPU10b的第2驱动指令,利用由第2驱动电路11b提供的驱动信号来对第2逆变器电路3b进行PWM驱动,然而,由于该PWM驱动中的第2逆变器电路3b的各开关元件的导通/断开,会导致开关噪声的产生。因此,以抑制该开关噪声的产生为目的,将由滤波电容器Cb和滤波线圈CLb构成的第2滤波器6b经由第2电源继电器5b而配置在第2逆变器电路3b的输入侧。
如上所述,电动机2由两组电枢绕组分别进行三角形接线而得的无刷电动机构成,该两组电枢绕组由三相的第1电枢绕组2a和三相的第2电枢绕组2b构成。由于是无刷电动机,因此,为了对转子的旋转位置进行检测而搭载有第1旋转传感器17a和第2旋转传感器17b。由此,为了确保冗余性,搭载有实质上为相同结构的两组旋转传感器。将表示第1旋转传感器17a所检测出的转子的旋转位置的信息传输至第1控制电路部4a,并输入至第1输入电路12a。将表示第2旋转传感器17b所检测出的转子的旋转位置的信息传输至第2控制电路部4b,并输入至第2输入电路12b。
另外,电动机2即使不是三相三角形接线的无刷电动机,也可以是星形接线,或者还可以是两极两对的带电刷电动机。此外,电枢绕组的绕组规格与现有的装置相同,可以为分布绕组、集中绕组中的任一种。此外,也可以是所谓的具有两个定子的串联电动机。该情况下,可以构成为仅设置1组电枢绕组,或者也可以构成为设置两组电枢绕组并利用这些电枢绕组的联动来进行驱动,总之,只要是能输出所希望的电动机转速、转矩的结构即可。
如上所述,基于实施方式1的电动助力转向装置100构成为:电路网、连接器、传感器等全部为独立的两组结构,确保冗余性,并且第1控制单元1a和第2控制单元1b成为分别独立地使用输入信息和控制量的运算值,并能够独立驱动电动机2。
此外,第1控制单元1a和第2控制单元1b利用通信线路14相互连接,以使得能交换对方侧的数据、信息。该通信线路14通过在第1CPU10a和第2CPU10b之间彼此相连接,从而能掌握对方的状况。例如,若第1CPU10a检测出上述异常,其结果是将上述规定的开关元件断开,则能将异常检测的内容、异常元器件、电动机驱动内容等传输至第2CPU10b。若在CPU本身产生异常的情况下,则变得不能交换基于规定格式的定期通信信号,由此一个CPU也能检测另一个CPU本身产生的异常。
接着,对实施方式1所涉及的电动助力转向装置的结构进行说明。图2是示出实施方式1所涉及的电动助力转向装置的整体的局部剖视图,图3是示出实施方式1所涉及的电动助力转向装置的控制基板及其周边的俯视图,图4是实施方式1所涉及的电动助力转向装置的中继构件及其周边的俯视图,图5是表示实施方式1所涉及的电动助力转向装置的外壳的壁面部及其周边的俯视图。
在图2、图3、图4和图5中,电动助力转向装置100中,电动机2和控制单元1在电动机2的输出轴21的延伸方向上层叠并固定为一体。电动机2主要由内置于壳体27的输出轴21、固定于输出轴21的转子22、以及具有隔着间隙与转子22的外周部相对的内周面的定子23构成。转子22在其外周部配置有由永磁体构成的多对励磁极。定子23包括由三相第1电枢绕组2a和三相第2电枢绕组2b构成的两组电枢绕组。输出轴21的反输出侧的端部被固定于端壁部271的第1轴承26a旋转自如地支承,其中,该端壁部271对壳体27的轴方向的一端部密封,输出轴21的输出侧的端部被固定于后述的控制单元1的外壳1c的第2轴承26b旋转自如地支承。
形成为环状的终端部25以其平面与电动机2的输出轴21的延伸方向正交的方式配置,并固定在定子23的轴方向端部。环状的端子部25包括形成为环状的树脂制的绝缘板251、固定在绝缘板251上并在绝缘板251的电动机侧的表面露出的多个连接导体252、以及固定在绝缘板251上并在绝缘板251的电动机相反侧的表面露出的多个连接导体253。设置于端子部25的中央的贯通孔25c被输出轴21贯穿。例如,如图2所示,连接导体252与形成在绝缘板251的边缘部的凹部相嵌合,从而使其表面与绝缘板251的表面成为同一平面。
设置在端子部25的多个连接导体252将第1电枢绕组2a的U相绕组U1、V相绕组V1、W相绕组W1的各绕组端子相互连接以使得第1电枢绕组2a例如成为三相三角形接线,并且将第2电枢绕组2b的U相绕组U2、V相绕组V2和W相绕组W2的各绕组端子相互连接以使得第2电枢绕组2b例如成为三相三角形接线。
设置在端子部25上的多个连接导体253构成连接到电动机2的第1电枢绕组2a的绕组端部(未图示)的三根第1绕组端子、和连接到电动机2的第2电枢绕组2b的绕组端部(未图示)的三根第2绕组端子。由连接导体253构成的三根第1绕组端子集中地从端子部25导出到控制单元1的内周部的附近。由连接导体253构成的三根第2绕组端子集中地从端子部25导出到控制单元1的内周部的附近。从端子部25导出的上述第1绕组端子和第2绕组端子例如分别集中配置在控制单元1的内周部的相互对称的位置。
控制单元1包括轴方向的一端部被固定到电动机2的壳体27的轴方向的开放端部的树脂制的环状绝缘框体80、以及轴方向的一端部被固定到绝缘框体80的轴方向的另一端部的金属制的外壳1c,绝缘框体80和外壳1c的内部形成控制单元1的内部空间。由绝缘框体80和外壳1c形成的控制单元1的内部空间收纳有控制基板4和中继构件28。外壳1c在其外周部形成有4个安装孔1d1、1d2、1d3和1d4。外壳1c和电动机2的壳体27通过穿过外壳的安装孔1d1、1d2、1d3、1d4和设置在电动机2的壳体27上的安装部(未图示)之间的螺栓等固定件(未图示)而固定为一体。绝缘框体80通过被壳体27和外壳1c夹持而与外壳27和外壳1c固定为一体。
形成为圆板状的控制基板4以其平面与电动机2的输出轴21的延伸方向正交的方式配置。设置在控制基板4的中央部的贯通孔4c被输出轴21贯穿。控制基板4中,如图3中所示,例如,第1控制电路部4a的第1CPU10a和第2控制电路部4b的第2CPU10b实质上相对于贯穿贯通孔4c的输出轴21的轴心以点对称的方式进行配置,第1控制电路部4a的第1驱动电路11a和第2控制电路部4b的第2驱动电路11b实质上相对于贯穿贯通孔4c的输出轴21的轴心以点对称的方式进行配置。
形成为圆板状的中继构件28以其平面与电动机2的输出轴21的延伸方向正交的方式配置,经由多个支承构件15固定在外壳1c的电动机侧的内壁面上。另外,中继构件28经由多个支承构件16来对控制基板4进行固定。设置在中继构件28的中央部的贯通孔28c被输出轴21贯穿。
中继构件28由绝缘性树脂形成,在其表面或内部布线有由导电板形成的母线(未图示)。在中继构件28中,作为较大型元器件的第1滤波器6a、U相噪声抑制用电容器30Ua、V相噪声抑制用电容器30Va、W相噪声抑制用电容器30Wa配置在第1电源用连接器40a的附近。另外,在中继构件28中,作为较大型元器件的第2滤波器6b、U相噪声抑制用电容器30Ub、V相噪声抑制用电容器30Vb、W相噪声抑制用电容器30Wb配置在第2电源用连接器40b的附近。
如图4所示,在中继构件28中,例如,第1滤波器6a和第2滤波器6b实质上相对于贯通孔28c的中心、即贯穿贯通孔28c的输出轴21的轴心以点对称的方式进行配置,并且,第1逆变器电路3a的U相噪声抑制用电容器30Ua、V相噪声抑制用电容器30Va和W相噪声抑制用电容器30Wa、以及第2逆变器电路3b的U相噪声抑制用电容器30Ub、V相噪声抑制用电容器30Vb和W相噪声抑制用电容器30Wb实质上分别相对于输出轴21的轴心以点对称的方式进行配置。
外壳1c例如在其外周部彼此相对的位置上具备在径向上伸出的第1外壳伸出部1c1和第2外壳伸出部1c2。第1外壳伸出部1c1和第2外壳伸出部1c2实质上相对于输出轴21的轴心以点对称的方式进行配置。
如图3和图4所示,绝缘框体80例如在其外周部的彼此相对的位置上具备在径向上伸出的第1绝缘框体伸出部80a和第2绝缘框体伸出部80b。第1绝缘框体伸出部80a和第2绝缘框体伸出部80b实质上相对于输出轴21的轴心以点对称的方式进行配置。
第1外壳伸出部1c1的轴方向的端面与第1绝缘框体伸出部80a的轴方向的端面相互抵接,第2外壳伸出部1c2的轴方向的端面与第2绝缘框体伸出部80b的轴方向的端面相互抵接。在外壳1c的中央部,与第2轴承26b相邻地安装有构成第1旋转传感器17a和第2旋转传感器17b的同步旋转变压器17。此外,第1旋转传感器17a和第2旋转传感器17b可以不是同步旋转变压器17,例如可以由利用半导体的磁阻(MR)元件或霍尔元件构成。
第1电源用连接器40a与第1绝缘框体伸出部80a形成为一体,分别与电池9的+B电源端子和接地端子GND连接的一对电源用端子导体40a1、40a2被设置为嵌入成形于绝缘树脂。第2电源用连接器40b与第2绝缘框体伸出部80b形成为一体,分别与电池9的+B电源端子和接地端子GND连接的一对电源用端子导体40b1、40b2被设置为嵌入成形于绝缘树脂。如图3和图4所示,例如,第1电源用连接器40a和第2电源用连接器40b相对于控制基板4的贯通孔4c的中心和中继构件28的贯通孔28c的中心、即贯穿贯通孔4c和贯通孔28c的输出轴的轴心以点对称的方式进行配置。
第1信号用连接器41a与第1绝缘框体伸出部80a形成为一体,与来自传感器组8和第1旋转传感器17a的引线分别连接的多个信号用端子导体41a10被设置为嵌入成形于绝缘树脂。第2信号用连接器41b与第2绝缘框体伸出部80b形成为一体,与来自传感器组8和第2旋转传感器17b的引线分别连接的多个信号用端子导体41b10被设置为嵌入成形于绝缘树脂。如图3和图4所示,例如,第1信号用连接器41a和第2信号用连接器41b相对于控制基板4的贯通孔4c的中心和中继构件28的贯通孔28c的中心、即贯穿贯通孔4c和贯通孔28c的输出轴21的轴心以点对称的方式进行配置。
第1电源用连接器40a和第2电源用连接器40b、以及第1信号用连接器41a和第2信号用连接器41b分别构成为从外壳1c的轴方向的端面向电动机2侧突出,但也可以构成为它们全部或它们中的至少一部分向电动机2相反侧突出。
形成为矩形的第1功率模块3aa构成为将第1逆变器电路3a中的U相上桥臂开关元件31Ua、U相下桥臂开关元件32Ua、V相上桥臂开关元件31Va、V相下桥臂开关元件32Va、W相上桥臂开关元件31Wa、W相下桥臂开关元件32Wa、以及第1电源继电器5a中的电源继电器用开关元件Qa1、Qa2通过树脂模塑成形为一体,并且构成第1逆变器电路3a和第1电源继电器5a,通过具有散热性的粘接剂90固定在形成于金属制的外壳1c的内壁面上的第1突出部1c3a的表面。
形成为矩形的第2功率模块3bb构成为将第2逆变器电路3b中的U相上桥臂开关元件31Ub、U相下桥臂开关元件32Ub、V相上桥臂开关元件31Vb、V相下桥臂开关元件32Vb、W相上桥臂开关元件31Wb、W相下桥臂开关元件32Wb、以及第2电源继电器5b中的电源继电器用开关元件Qb1、Qb2通过树脂模塑成形为一体,并且构成第2逆变器电路3b和第2电源继电器5b,通过具有散热性的粘接剂(未图示)固定在形成于金属制的外壳1c的内壁面上的第2突出部1c3b的表面。
如图5所示,第1功率模块3aa和第2功率模块3bb相对于设置在外壳1c的中央部的贯通孔1cc的中心、即贯穿贯通孔1cc的输出轴21的轴心以点对称的方式进行配置。
具有作为散热器的功能的外壳1c由铝合金形成以提高散热性,并且将第1功率模块3aa和第2功率模块3bb产生的热量释放到控制单元1的外部从而冷却它们。另外,第1突出部1c3a和第2突出部1c3b可以形成为一体,或者也可以如图5所示那样相互分离地形成。
如图2所示,在由外壳1c和绝缘框体80形成的控制单元1的内部空间中,从电动机2侧开始依次以控制基板4、中继构件28、以及第1功率模块3aa和第2功率模块3bb的顺序并按照彼此层叠的方式进行配置。
第1功率模块3aa的三根第1输出端子3au、3av、3aw与第1功率模块3aa的主表面平行地从第1功率模块3aa的长边侧的一个侧面导出到第1功率模块3aa的外部,并在规定的位置上,以实质上为直角的方式弯曲到电动机2侧,并贯穿中继构件28向电动机2侧延伸,经由设置在端子部25上的多个连接导体253,与第1电枢绕组2a的绕组端子分别连接。
第1功率模块3aa的两根第1电源端子3ap、3an与第1功率模块3aa的主表面平行地从第1功率模块3aa的短边侧的一个侧面导出到第1功率模块3aa的外部,并在规定的位置上,以实质上为直角的方式弯曲到电动机2侧并向电动机2侧延伸,并与贯穿中继构件28和绝缘框体80的第1电源用连接器40a的一对电源用端子导体40a1、40a2分别连接。
第1功率模块3aa的多个第1信号端子3as与第1功率模块3aa的主表面平行地从第1功率模块3aa的长边侧的另一个侧面导出到第1功率模块3aa的外部,并在规定的位置上,以实质上为直角的方式弯曲到电动机2侧,并贯穿中继构件28向电动机2侧延伸,与固定在控制基板4的第1驱动电路11a分别连接。
第2功率模块3bb的三根第2输出端子3bu、3bv、3bw与第2功率模块3bb的主表面平行地从第2功率模块3bb的长边侧的一个侧面导出到第2功率模块3bb的外部,并在规定的位置上,以实质上为直角的方式弯曲到电动机2侧,并贯穿中继构件28向电动机2侧延伸,经由设置在端子部25上的多个连接导体253,与第2电枢绕组2b的绕组端子分别连接。
第2功率模块3bb的两根第1电源端子3bp、3bn与第2功率模块3bb的主表面平行地从第2功率模块3bb的短边侧的一个侧面导出到第2功率模块3bb的外部,并在规定的位置上,以实质上为直角的方式弯曲到电动机2侧并向电动机2侧延伸,并与贯穿中继构件28和绝缘框体80的第2电源用连接器40b的一对电源用端子导体40b1、40b2分别连接。
第2功率模块3bb的多个第2信号端子3bs与第2功率模块3bb的主表面平行地从第2功率模块3bb的长边侧的另一个侧面导出到第2功率模块3bb的外部,并在规定的位置上,以实质上为直角的方式弯曲到电动机2侧,并贯穿中继构件28向电动机2侧延伸,与固定在控制基板4的第2驱动电路11b分别连接。
如图3所示,控制基板4设置有用于使从第1功率模块3aa导出的多个信号端子3as分别贯穿的排列成一排的多个信号端子用贯通孔4as、和用于使从第2功率模块3bb导出的多个信号端子3bs分别贯穿的排列成一排的多个信号端子用贯通孔4bs。
如图4所示,中继构件28设置有用于使从第1功率模块3aa导出的三根第1输出端子3au、3av、3aw或第1电枢绕组2a的三根绕组端子贯穿的排列成一排的三个第1输出端子用贯通孔28a1、用于使从第1功率模块3aa导出的两根第1电源端子3ap、3an分别贯穿的两个第1电源端子用贯通孔28a2、以及用于使从第1功率模块3aa导出的多个第1信号端子3as分别贯穿的排列成一排的多个第1信号端子用贯通孔28a3。
此外,中继构件28设置有用于使从第2功率模块3bb导出的三根第2输出端子3bu、3bv、3bw或第2电枢绕组2b的三根绕组端子分别贯穿的排列成一排的三个第2输出端子用贯通孔28b1、用于使从第2功率模块3bb导出的两根第2电源端子3bp、3bn分别贯穿的两个第2电源端子用贯通孔28b2、以及用于使从第2功率模块3bb导出的多个第2信号端子3bs分别贯穿的排列成一排的多个第2信号端子用贯通孔28b3。
第1输出端子用贯通孔28a1和第2输出端子用贯通孔28b1实质上相对于贯通孔28c的中心即贯穿贯通孔28c的输出轴21的轴心以点对称的方式进行配置,第1电源端子用贯通孔28a2和第2电源端子用贯通孔28b2实质上相对于贯通孔28c的中心即贯穿贯通孔28c的输出轴21的轴心以点对称的方式进行配置。此外,第1信号端子用贯通孔28a3和第2信号端子用贯通孔28b3实质上相对于贯通孔28c的中心即贯穿贯通孔28c的输出轴21的轴心以点对称的方式进行配置。
由于流过较大电流的第1输出端子3au、3av、3aw或第1电枢绕组2a的绕组端子的截面积形成得较大,因此使它们贯穿的三个第1输出端子用贯通孔28a1与之对应地形成得较大,并且,同样地,由于流过较大电流的两个第1电源端子3ap、3an的截面积形成得较大,因此使它们贯穿的两个第1电源端子用贯通孔28a2与之对应地形成得较大。另外,由于流过较大电流的第2输出端子3bu、3bv、3bw或第2电枢绕组2b的绕组端子的截面积形成得较大,因此使它们贯穿的三个第2电源端子用贯通孔28b1与之对应地形成得较大,并且,同样地由于流过较大电流的两个第2电源端子3bp、3bn的截面积形成得较大,因此使它们贯穿的两个第2电源端子用贯通孔28b2与之对应地形成得较大。
另一方面,由于流过较小信号电流的第1信号端子3as的截面积形成得较小,因此使它们贯穿的多个第2信号端子用贯通孔28a3与之对应地形成得较小,并且,同样地,由于流过较小信号电流的第2信号端子3bs的截面积形成得较小,因此使它们贯穿的多个第2信号端子用贯通孔28b3与之对应地形成得较小。
在如上所述构成的实施方式1所涉及的电动助力转向装置100中,为了实现小型化,将控制单元1的最大外径构成为与电动机2的最大外径实质上相同。因此,如上所述,控制单元1的主要结构要素收纳于由绝缘框体80和外壳1c构成的控制单元1的内部空间。其中,用于与车辆侧线束连接的后述的第1电源用连接器40a和第2电源用连接器40b、以及第1信号用连接器41a和第2信号用连接器41b未配置在电动机2的最大外径的范围内。
另外,有时第1控制电路部4a和第2控制电路部4b也为相同的电路结构,安装在控制基板4上的第1PU10a和第2CPU10b也如上所述,实质上相对于贯通孔4c的中心即贯穿贯通孔4c的输出轴21的轴心以点对称的方式进行配置,并且第1驱动电路11a和第2驱动电路11b也实质上相对于贯通孔4c的中心、即贯穿贯通孔4c的输出轴21的轴心以点对称的方式进行配置。
如上所述,第1电源用连接器40a、第2电源用连接器40b、以及安装在控制基板4和中继构件28上的控制单元1的主要结构要素相对于输出轴21的轴心以点对称的方式配置,因此能够集中配置电动助力转向装置100的结构要素,并且能够使电流的流动均匀统一,控制基板4中未图示的布线也能够缩小化从而实现小型化。
如上所述,由于中继构件28的结构、以及安装在中继构件28上的元器件、以及使各端子贯通的贯通孔实质上相对于贯通孔4c的中心、即贯穿贯通孔4c的输出轴21的轴心以点对称的方式进行配置,因此能够使布线长度缩短并能够确保较大型元器件的配置空间。
如上所述,第1功率模块3aa和第2功率模块3bb实质上相对于外壳1c的贯通孔1cc,即贯穿贯通孔1cc的输出轴21的轴心以点对称的方式配置,因此能够力图实现布线的缩短化、集中化从而有助于装置的小型化。另外,各元器件、各连接器、电路元器件、各功率模块由具有相同功能且设为相同配置的两组构成,因此作为各自的种类是1个种类。
此外,在以上说明中,第1电源用连接器40a和第1信号用连接器41a相邻配置,并且第2电源用连接器40b和第2信号用连接器41b相邻配置,但也能够分别隔开配置,可以考虑与车体侧连接器的连接方向、与控制基板的连接结构等来决定它们的配置。
如上所述,根据实施方式1所涉及的电动助力转向装置,由于针对第1控制单元1a和第2控制单元1b的相互对应的每个结构要素,相对于电动机的输出轴的轴心均以点对称的方式配置,因此成为控制单元1的各结构要素围绕输出轴的配置,能够实现电动助力转向装置的小型化。另外,由于两组控制电路、两组逆变器电路等大致相同地进行配置、布线,因此电路阻抗也相同,也具有抑制各组之间差异的效果。
实施方式2.
接着,对实施方式2所涉及的电动助力转向装置进行说明。图6是示出实施方式2所涉及的电动助力转向装置的外壳的壁面部及其周边的俯视图,与上述实施方式1中的图5相对应。实施方式2所涉及的电动助力转向装置的整体电路图与图1相同。在图6中,在外壳1e的底部即内壁面上安装有构成第1逆变器电路3a和第1电源继电器5a的第1功率模块3aa、以及构成第2逆变器电路3b和第2电源继电器5b的第2功率模块3cc。
这里,第2功率模块3cc构成为电源端子3cp、3cn的导出位置与上述实施方式1中的第2功率模块3bb不同。即,在实施方式1中,从与导出有图5所示的第2输出端子3bu、3bv、3bw的第2功率模块3bb的长边的右侧相邻的短边引出电源端子3bp、3bn,但在实施方式2中的第2功率模块3cc中构成为从与引出有图6所示的第2输出端子3cu、3cv、3cw的第2功率模块3cc的长边的左侧相邻的短边引出电源端子3cp和3cn。
第1功率模块3aa和第2功率模块3cc相对于通过外壳1e的贯通孔1ec的轴心、即贯穿贯通孔1ec的电动机2的输出轴(未图示)的轴心的虚拟直线(未图示)以线对称的方式进行配置。
相对于第1电源用连接器40c和第2电源用连接器40d,第1信号用连接器41c和第2信号用连接器41d相对于通过外壳1e的贯通孔1ec的中心、即贯穿贯通孔1ec的电动机2的输出轴21的轴心的虚拟直线(未图示)以线对称的方式配置。即,第1电源用连接器40c和第2电源用连接器40d配置在相对于通过贯通孔1ec的中轴心、即贯穿贯通孔1ec的电动机2的输出轴21的轴心的虚拟直线(未图示)的一侧(图6中为上侧),第1电源用连接器40c和第2电源用连接器40d配置在相对于通过贯通孔1ec的中心、即贯穿贯通孔1ec的电动机2的输出轴21的轴心的虚拟直线的另一侧(图6中为下侧)。
从图1可知,流过第1电源用连接器40c和第2电源用连接器40d的电流和流过第1信号用连接器41c和第2信号用连接器41d的电流是完全不同的,很少需要将电源用连接器和信号用连接器相邻配置。因此,在实施方式2中,将电源用连接器彼此与信号用连接器彼此分开配置。其中,用于从车辆侧连接到电动助力转向装置的车辆侧连接器并不是分别隔开引出的,因此,将第1电源用连接器40c和第2电源用连接器40d彼此相邻配置,以及将第1信号用连接器41c和第2信号用连接器40c彼此相邻配置。另外,也能够将第1电源用连接器40c和第1信号用连接器41c相邻配置,与此同时将第2电源用连接器40d和第2信号用连接器41d相邻配置。
依赖于第1电源用连接器40c和第2电源用连接器40d、以及第1信号用连接器41c和第2信号用连接器41d的配置,会对第1控制电路部4a、第2控制电路部4b以及中继构件28的配置产生影响,其结果是如图6所示配置第1功率模块3aa和第2功率模块3cc。即,第1功率模块3aa的第1信号端子3as和第2功率模块3cc的第2信号端子3cs与实施方式1同样地配置在外壳1e的内径侧,第1功率模块3aa的第1电源端子3ap、3an、第2功率模块3cc的第2电源端子3cp和3cn排列配置在外壳1e的外径侧。
另外,第1功率模块3aa的第1电源端子3ap、3an和第2功率模块3cc的第2电源端子3cp、3cn分别配置在第1电源用连接器40c和第2电源用连接器40d的附近。其结果是虽然第1功率模块3aa和第2功率模块3cc的电路网是相同的,且其内置元器件也是相同的,但如上所述,第1功率模块3aa的第1电源端子3ap、3an和第2功率模块3cc的第2电源端子3cp、3cn的配置相对于通过贯通孔1ec的中心即贯穿贯通孔1ec的输出轴21的轴心的虚拟直线(未图示)成为线对称。其结果是在实施方式1中能够使用两个一个种类的功率模块,但在实施方式2中,分别需要一个虽然是相同电路、相同功能但端子配置不同的两个种类的功率模块。
第1电源用连接器40c和第2电源用连接器40d为相同的电源用连接器,第1信号用连接器41c和第2信号用连接器41d为相同的信号用连接器,但各连接器的电连接如图6所示相对于通过贯通孔1ec的中心、即贯穿贯通孔1ec的输出轴21的轴心的虚拟直线(未图示)在其左右以线对称的方式进行配置。此外,所有连接器的突出方向与实施方式1同样地设为电动机2侧的方向,但也可以使所有连接器或使其中的至少一个向电动机2相反侧的方向即电动机2的输出轴21的输出侧的方向突出。
如上所述,根据实施方式2,将各连接器实质上相对于通过输出轴21的轴心的虚拟直线以线对称的方式进行配置,各组电流的流动能够整齐地且左右对称地布线,其结果是在控制电路、中继构件中也能够对各元器件、布线进行配置以作为同样的线对称配置,因此能够实现小型化。
另外,根据实施方式2,不仅电路结构、尤其是构成第1逆变器电路3a的第1功率模块3aa和构成第2逆变器电路3b的第2功率模块3cc的阻抗在各组中都能够相同,而且向电动机2提供大电流所导致产生的噪声也不会相互叠加,反而是电流会在相互抵消的方向上流动,从而能够起到降低噪声的效果。
实施方式3.
接着,对实施方式3所涉及的电动助力转向装置进行说明。图7是示出实施方式3所涉及的电动助力转向装置的外壳的壁面部及其周边的俯视图,与上述实施方式2中的图6相对应。在作为外壳1f的底部的内壁面上安装有构成第1逆变器电路3a和第1电源继电器5a的第1功率模块3dd、以及构成第2逆变器电路3b和第2电源继电器5b的第2功率模块3ee。
在实施方式3中,仅设置有一个电源用连接器40e,车辆的电池9的+B线和GND线与该一个电源用连接器40e相连接,在它们被输入到电动助力转向装置100后,被分成两组(未图示)。因此,与实施方式1、2相比较为大型化。此外,电源用连接器的外壳为1个,并可以将电源用端子导体设为2组,将电源用端子导体设为合计4个。
第1功率模块3dd和第2功率模块3ee的端子配置与实施方式1、2不同。即,第1功率模块3dd向电动机2供电用的第1输出端子3du、3dv和3dw分散配置在多个第1信号端子3ds中,并且第2功率模块3ee向电动机2供电用的第2输出端子3eu、3ev和3dw分散配置在多个第2信号端子3es中。即,各功率模块的输出端子和信号端子从功率模块的相同一侧的长边侧导出,各输出端子分散配置在各信号端子列中。
从第1功率模块3dd的另一侧的长边侧导出的构成电源线和接地线的导体3dn以3相的方式共设置6根。同样地,从第2功率模块3ee的另一侧的长边侧导出的构成电源线和接地线的端子3en以3相的方式共设置6根。
第1功率模块3dd的6根端子3dn分别与安装在上述中继构件28上的第1逆变器电路3a的U相噪声抑制用电容器30Ua、V相噪声抑制用电容器30Va、W相噪声抑制用电容器30Wa连接。第2功率模块3ee的6根端子3en分别与安装在上述中继构件28上的第2逆变器电路3b的U相噪声抑制用电容器30Ub、V相噪声抑制用电容器30Vb、W相噪声抑制用电容器30Wb连接。
其它结构与实施方式2相同。这样构成的实施方式3所涉及的电动助力转向装置中,上述各结构要素相对于通过电动机的输出轴的轴心的虚拟直线以线对称的方式进行配置,因此,与电源用连接器40e、第1信号用连接器41c和第2信号用连接器41d连接的布线实质上以线对称的方式进行配置,通过这些布线向第1功率模块3dd和第2功率模块3ee提供电流的路径、进而向电动机2提供电流的路径实质上成为线对称电流的流动。
其结果是各组的阻抗几乎相同,电流朝向也分别为一个方向,能够力图实现噪声抑制、实现小型化。
另外,对于采用实施方式1所涉及的点对称配置的电动助力转向装置和实施方式2、3所涉及的线对称配置的电动助力转向装置中的哪一个,可以考虑对车辆的搭载性、与车体侧连接器的连接等来决定。
虽然本申请记载了各种示例性实施方式和实施例,但是在多个实施方式中记载的各种特征、方式和功能不限于特定实施方式的应用,而是能单独地或以各种组合地应用于实施方式。因此,在本申请所公开的技术范围内可以设想无数未举例示出的变形例。例如,假设包括对至少一个结构要素进行变形、添加或省略的情况,以及提取至少一个结构要素并与其他实施方式的结构要素进行组合的情况。
工业上的实用性
本申请可以用于车辆所使用的电动助力转向装置的领域,进而用于车辆声音领域。
标号说明
100电动助力转向装置、1控制单元、1a第1控制单元、1b第2控制单元、1c、1e外壳、1c1第1外壳伸出部、1c2第2外壳伸出部、1c3a第1突出部、1c3b第2突出部、2电动机、2a第1电枢绕组、2b第2电枢绕组、3a第1逆变器电路、3b第2逆变器电路、4控制基板、4a第1控制电路部、4b第2控制电路部、4c贯通孔、5a第1电源继电器、5b第2电源继电器、6a第1滤波器、6b第2滤波器、7点火开关、8传感器组、9电池、10a第1CPU、10b第2CPU、11a第1驱动电路、11b第2驱动电路、12a第1输入电路、12b第2输入电路、13a第1电源电路、13b第2电源电路、14通信线、15、16支承构件、17同步旋转变压器、17a第1旋转传感器、17b第2旋转传感器、21输出轴、22转子、23定子、25端子部、251绝缘板、252、253连接导体、26a第1轴承、26b第2轴承、27壳体、271端壁部、28中继构件、40a、40c第1电源用连接器、40b、40d第2电源用连接器、40a1、40a2、40b1、40b2电源用端子导体、41a、41c第1信号用连接器、41b、41d第2信号用连接器、41a10、41b10信号用端子导体、80绝缘框体、80a第1绝缘框体伸出部、80b第2绝缘框体伸出部、90粘接剂、3aa、3dd第1功率模块、3bb、3cc、3ee第2功率模块。
Claims (9)
1.一种电动助力转向装置,
包括具有定子和固定到输出轴的转子的电动机以及控制所述电动机的控制单元,所述电动机和所述控制单元在所述电动机的输出轴的延伸方向并排配置并固定为一体,该电动助力转向装置的特征在于,
所述电动机包括第1电枢绕组和第2电枢绕组,
所述控制单元包括控制所述第1电枢绕组的第1控制单元和控制所述第2电枢绕组的第2控制单元,
所述第1控制单元的至少一部分结构要素和所述第2控制单元的至少一部分结构要素配置在所述输出轴的周边部,
所述第1控制单元的所述结构要素和与所述第1控制单元的所述结构要素相对应的所述第2控制单元的所述结构要素相对于所述输出轴的轴心以点对称的方式进行配置,或者相对于与所述输出轴的延伸方向正交的虚拟直线以线对称的方式进行配置。
2.如权利要求1所述的电动助力转向装置,其特征在于,包括:
向所述控制单元提供电源的多个电源用连接器;以及
向所述控制单元提供控制信号的多个信号用连接器,
多个所述电源用连接器相对于所述输出轴的轴心以点对称的方式进行配置或相对于与所述输出轴的延伸方向正交的虚拟直线以线对称的方式进行配置。
3.如权利要求1或2所述的电动助力转向装置,其特征在于,包括:
向所述控制单元提供电源的多个电源用连接器;以及
向所述控制单元提供控制信号的多个信号用连接器,
多个所述信号用连接器相对于所述输出轴的轴心以点对称的方式进行配置或相对于与所述输出轴的延伸方向正交的虚拟直线以线对称的方式进行配置。
4.如权利要求1至3中任一项所述的电动助力转向装置,其特征在于,
所述控制单元包括控制基板,该控制基板具有在与所述输出轴的延伸方向正交的方向上延伸的平面,
作为所述第1控制单元的所述结构要素的一部分的CPU和作为所述第2控制单元的所述结构要素中的一部分的CPU搭载于所述控制基板的所述平面,
所述第1控制单元的所述CPU和所述第2控制单元的所述CPU相对于所述输出轴的轴心以点对称的方式进行配置或相对于与所述输出轴的延伸方向正交的虚拟直线以线对称的方式进行配置。
5.如权利要求1至4中任一项所述的电动助力转向装置,其特征在于,
所述控制单元包括:
覆盖所述控制单元的内部的外壳;
第1功率模块,该第1功率模块包括作为所述第1控制单元的所述结构要素的一部分的逆变器电路;以及
第2功率模块,该第2功率模块包括作为所述第2控制单元的所述结构要素的一部分的逆变器电路,
所述第1功率模块和所述第2功率模块搭载于所述外壳的与所述输出轴的延伸方向正交的壁面,并且相对于所述输出轴的轴心以点对称的方式进行配置或相对于与所述输出轴的延伸方向正交的虚拟直线以线对称的方式进行配置。
6.如权利要求1至3中任一项所述的电动助力转向装置,其特征在于,
所述控制单元包括:
控制基板,该控制基板具有在与所述输出轴的延伸方向正交的方向上延伸的平面;
覆盖所述控制单元的内部的外壳;
第1功率模块,该第1功率模块包括作为所述第1控制单元的所述结构要素的一部分的逆变器电路;以及
第2功率模块,该第2功率模块包括作为所述第2控制单元的所述结构要素的一部分的逆变器电路,
作为所述第1控制单元的所述结构要素的一部分的CPU和作为所述第2控制单元的所述结构要素中的一部分的CPU搭载于所述控制基板的所述平面,
所述第1控制单元的所述CPU和所述第2控制单元的所述CPU相对于所述输出轴的轴心以点对称的方式进行配置或相对于与所述输出轴的延伸方向正交的虚拟直线以线对称的方式进行配置,
所述第1功率模块和所述第2功率模块搭载于所述外壳的与所述输出轴的延伸方向正交的壁面,并且相对于所述输出轴的轴心以点对称的方式进行配置或相对于与所述输出轴的延伸方向正交的虚拟直线以线对称的方式进行配置,
所述控制基板和所述外壳的所述壁面在所述输出轴的延伸方向并排配置。
7.如权利要求5或6所述的电动助力转向装置,其特征在于,
所述控制单元包括电源用连接器,
所述第1功率模块具有连接到所述电动机的绕组的输出端子和连接到外部电源的电源端子,
所述第2功率模块具有连接到所述电动机的绕组的输出端子和连接到外部电源的电源端子,
所述第1功率模块的所述输出端子和所述第2功率模块的所述输出端子分别配置在所述控制单元的外径侧,
所述第1功率模块的所述电源端子和所述第2功率模块的所述电源端子配置在所述电源用连接器附近。
8.如权利要求1至7中任一项所述的电动助力转向装置,其特征在于,
所述控制单元包括中继构件,该中继构件具有在与所述输出轴的延伸方向正交的方向上延伸的平面,
作为所述第1控制单元的所述结构要素的一部分的滤波器和电容器中的至少一个、以及作为所述第2控制单元的所述结构要素的一部分的滤波器和电容器中的至少一个搭载于所述中继构件的所述平面,
所述第1控制单元的所述滤波器或电容器和所述第2控制单元的滤波器或电容器相对于所述输出轴的轴心以点对称的方式进行配置或相对于与所述输出轴的延伸方向正交的虚拟直线以线对称的方式进行配置。
9.如权利要求1至8中任一项所述的电动助力转向装置,其特征在于,
所述控制单元相对于所述电动机配置在所述输出轴的输出侧。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2018/031310 WO2020039572A1 (ja) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | 電動パワーステアリング装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112567604A true CN112567604A (zh) | 2021-03-26 |
Family
ID=69592916
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201880096532.6A Pending CN112567604A (zh) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | 电动助力转向装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20210075301A1 (zh) |
EP (1) | EP3843250A4 (zh) |
JP (1) | JP7094371B2 (zh) |
CN (1) | CN112567604A (zh) |
WO (1) | WO2020039572A1 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11292508B2 (en) * | 2017-02-06 | 2022-04-05 | Hitachi Astemo, Ltd. | Electric power steering device and rack assist-type steering device |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111713002B (zh) * | 2018-02-15 | 2024-03-08 | 日本电产株式会社 | 电力转换装置、驱动装置以及助力转向装置 |
JP6907991B2 (ja) * | 2018-04-10 | 2021-07-21 | 株式会社デンソー | 駆動装置 |
JP7115934B2 (ja) * | 2018-08-21 | 2022-08-09 | 株式会社デンソー | モータ装置 |
JP7172825B2 (ja) * | 2019-04-16 | 2022-11-16 | 株式会社デンソー | 回転式アクチュエータ |
JP2021069249A (ja) * | 2019-10-28 | 2021-04-30 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置及びモータ制御方法 |
JP7294252B2 (ja) * | 2020-06-22 | 2023-06-20 | 株式会社デンソー | 駆動装置 |
WO2022102146A1 (ja) * | 2020-11-10 | 2022-05-19 | 日立Astemo株式会社 | モータ駆動装置 |
JP7399351B2 (ja) | 2021-04-28 | 2023-12-15 | 三菱電機株式会社 | 制御装置、駆動装置、および電動パワーステアリング装置 |
KR20220154998A (ko) * | 2021-05-14 | 2022-11-22 | 현대자동차주식회사 | 모터 일체형 인버터 |
WO2024095882A1 (ja) * | 2022-10-31 | 2024-05-10 | Nskステアリング&コントロール株式会社 | 電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置 |
JP7479107B1 (ja) | 2022-10-31 | 2024-05-08 | Nskステアリング&コントロール株式会社 | 電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020060105A1 (en) * | 2000-10-18 | 2002-05-23 | Tsutomu Tominaga | Electric power steering apparatus |
CN102570724A (zh) * | 2010-12-28 | 2012-07-11 | 株式会社电装 | 电动机组件以及电动助力转向装置 |
EP2634066A1 (en) * | 2010-10-27 | 2013-09-04 | Mitsubishi Electric Corporation | Device for controlling drive of motor for electric power steering device |
JP5373949B1 (ja) * | 2012-08-24 | 2013-12-18 | 三菱電機株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
CN103987611A (zh) * | 2012-01-25 | 2014-08-13 | 三菱电机株式会社 | 电动动力转向装置 |
CN107041165A (zh) * | 2014-11-14 | 2017-08-11 | 三菱电机株式会社 | 控制单元及使用了该控制单元的电动助力转向装置 |
CN107074268A (zh) * | 2014-10-22 | 2017-08-18 | 三菱电机株式会社 | 电动助力转向装置 |
WO2018070004A1 (ja) * | 2016-10-13 | 2018-04-19 | 三菱電機株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3917313A (en) | 1973-12-17 | 1975-11-04 | Bultaco Compania Espanola Espa | Motorcycle suspension system |
JP2014183615A (ja) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Denso Corp | 回転電機 |
JP6172217B2 (ja) * | 2014-07-31 | 2017-08-02 | 株式会社デンソー | 駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 |
JP6680054B2 (ja) | 2016-04-06 | 2020-04-15 | 株式会社デンソー | 駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 |
JP6680053B2 (ja) * | 2016-04-06 | 2020-04-15 | 株式会社デンソー | 駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 |
-
2018
- 2018-08-24 JP JP2020537985A patent/JP7094371B2/ja active Active
- 2018-08-24 EP EP18930758.0A patent/EP3843250A4/en active Pending
- 2018-08-24 CN CN201880096532.6A patent/CN112567604A/zh active Pending
- 2018-08-24 US US17/050,506 patent/US20210075301A1/en active Pending
- 2018-08-24 WO PCT/JP2018/031310 patent/WO2020039572A1/ja unknown
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020060105A1 (en) * | 2000-10-18 | 2002-05-23 | Tsutomu Tominaga | Electric power steering apparatus |
EP2634066A1 (en) * | 2010-10-27 | 2013-09-04 | Mitsubishi Electric Corporation | Device for controlling drive of motor for electric power steering device |
CN102570724A (zh) * | 2010-12-28 | 2012-07-11 | 株式会社电装 | 电动机组件以及电动助力转向装置 |
CN103987611A (zh) * | 2012-01-25 | 2014-08-13 | 三菱电机株式会社 | 电动动力转向装置 |
JP5373949B1 (ja) * | 2012-08-24 | 2013-12-18 | 三菱電機株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
CN107074268A (zh) * | 2014-10-22 | 2017-08-18 | 三菱电机株式会社 | 电动助力转向装置 |
CN107041165A (zh) * | 2014-11-14 | 2017-08-11 | 三菱电机株式会社 | 控制单元及使用了该控制单元的电动助力转向装置 |
WO2018070004A1 (ja) * | 2016-10-13 | 2018-04-19 | 三菱電機株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11292508B2 (en) * | 2017-02-06 | 2022-04-05 | Hitachi Astemo, Ltd. | Electric power steering device and rack assist-type steering device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3843250A4 (en) | 2021-08-18 |
WO2020039572A1 (ja) | 2020-02-27 |
JP7094371B2 (ja) | 2022-07-01 |
EP3843250A1 (en) | 2021-06-30 |
JPWO2020039572A1 (ja) | 2021-05-13 |
US20210075301A1 (en) | 2021-03-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7094371B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
US10897219B2 (en) | Drive apparatus and electric power steering apparatus using the same | |
JP6580251B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
CN107404196B (zh) | 驱动设备以及使用该驱动设备的电动助力转向设备 | |
CN108137084B (zh) | 一体型电动助力转向装置及其制造方法 | |
JP6940358B2 (ja) | 回路基板、モータ駆動装置および電動パワーステアリング装置 | |
US11345397B2 (en) | Driving device and electric power steering apparatus using the same | |
CN107509392B (zh) | 电机的驱动控制单元 | |
US11565741B2 (en) | Electric power steering device | |
JP7244216B2 (ja) | 回転電機制御装置 | |
JP7188285B2 (ja) | 電源システム | |
JP6503895B2 (ja) | バスバーの接続構造及びモータユニット | |
JP2020141499A (ja) | モータ制御ユニットおよびモータ | |
WO2021065533A1 (ja) | 電子制御装置 | |
WO2020149293A1 (ja) | 駆動装置 | |
JP2020145856A (ja) | モータ制御ユニットおよびモータ | |
WO2022196458A1 (ja) | 駆動装置 | |
WO2024134750A1 (ja) | 電子制御装置および電動パワーステアリング装置 | |
WO2024024244A1 (ja) | 電動駆動装置の制御装置 | |
JP2016226126A (ja) | 端子の接続構造及びモータユニット |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |