DE102011056396A1

DE102011056396A1 - Elektrische Motorbaugruppe und elektrische Servolenk-Vorrichtung

Info

Publication number: DE102011056396A1
Application number: DE102011056396A
Authority: DE
Inventors: Masashi Yamasaki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2012-06-28
Anticipated expiration: 2031-12-15
Also published as: US20120160596A1; DE102011056396B4; JP2012143036A; US8646568B2; JP5338804B2; CN102570724B; CN102570724A

Abstract

Eine elektrische Servolenkvorrichtung (9) enthält eine elektrische Motorbaugruppe (1, 2, 3). Die Baugruppe enthält ein Gehäuse (11, 12, 13, 14, 41), einen Motor (40) und eine Steuereinheit (60, 70). Die Steuereinheit steuert den Motor basierend auf zumindest einem Drehmomentsignal, indikativ für ein Lenkdrehmoment, das durch einen Fahrzeugbenutzer auf ein Lenkrad ausgeübt wird. Ein Leistungsverbinder (51) ist derart angeordnet, dass dieser von dem Gehäuse radial nach außen hervorsteht. Ein Signalverbinder (52) ist derart angeordnet, dass dieser radial nach außen von dem Gehäuse hervorsteht. Ein Drehmoment-Signalverbinder (53) ist an einem Gehäuseabschnitt in der Nähe zu der Steuereinheit (60, 70) derart angeordnet, dass dieser von dem Gehäuse radial nach außen hervorsteht. Der Drehmomentsignalverbinder (53) und der Leistungsverbinder (51) sind einen vorbestimmten Abstand zueinander beabstandet und der Drehmomentsignalverbinder (53) weist einen Verbindungsabschnitt (531) auf, der vorbereitet ist, mit der Drehmoment-Signalleitung verbunden zu werden, die in Richtung des Motors (40) entlang der Axialrichtung des Gehäuses ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Motorbaugruppe und eine elektrische Servolenk-Vorrichtung mit der Motorbaugruppe.
JP 2002-120739A offenbart eine elektrische Servolenk-Vorrichtung (EPS), die einen Fahrer beim Lenken unterstützt. Die EPS enthält eine elektrische Motorbaugruppe, die ein Unterstützungsdrehmoment abgibt und weist einen elektrischen Motor und eine Steuereinheit zum Steuern des elektrischen Motors auf. Um die Baugruppe in der Größe kompakt und im Gewicht leicht zu machen, ist die Steuereinheit in der Nähe des elektrischen Motors befestigt.
Die Baugruppe enthält ein Drehmomentsignal-Interface, ein Leistungsquellen-Interface und ein Signal-Interface. Drehmoment-Signalleitungen zum Übertragen eines Drehmomentsignals zu der Steuereinheit sind mit dem Drehmomentsignal-Interface verbunden. Leistungsquellenleitungen, um dem elektrischen Motor und der Steuereinheit elektrische Leistung zuzuführen, sind mit dem Leistungsquellen-Interface verbunden. Signalleitungen sind mit dem Signal-Interface verbunden. Die Signalleitungen übertragen Fahrzeugzustandssignale zu der Steuereinheit. Die Signalleitungen können eine Datenkommunikationsleitung, wie beispielweise CAN (Controller Area Network) enthalten. Das Drehmomentsignal-Interface ist als eine einzelne Einheit mit einem Leistungsquellen-Interface und dem Signal-Interface ausgebildet. Entsprechend wird das einheitlich ausgebildete Interface in seiner Größe groß. Folglich kann ein elektromagnetisches Rauschen der Leistungsquellenleitungen das Drehmoment derart beeinflussen, dass sich die Genauigkeit verringert.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Motorbaugruppe und eine elektrische Servolenk-Vorrichtung vorzusehen, die in der Größe kompakt ist und bei der es möglich ist, eine genaue Steuerung durchzuführen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine elektrische Motorbaugruppe und eine elektrische Servolenk-Vorrichtung vorzusehen, die kompakt in der Größe ist und ein Drehmomentsignal-Interface mit ausreichender Rauschimmunität aufweist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine elektrische Motorbaugruppe vorgesehen. Die elektrische Motorbaugruppe gibt ein Drehmoment basierend auf einem ersten Signal von einem Sensor ab. Die elektrische Motorbaugruppe enthält ein Gehäuse, einen Motor, eine Steuereinheit, ein Leistungsquellen-Interface, ein erstes Signal-Interface und ein zweites Signal-Interface. Das Gehäuse ist in einer zylindrischen Form ausgebildet und sieht eine äußere Hülle vor. Der Motor ist in dem Gehäuse angeordnet und ist in der Lage das Drehmoment über einen Schaft abzugeben. Die Steuereinheit ist an einer axialen Seite des Motors angeordnet und ist in dem Gehäuse angeordnet. Die Steuereinheit ist in der Lage den Motor basierend auf zumindest dem ersten Signal zu steuern. Das Leistungsquellen-Interface ist an dem Gehäuse derart angeordnet, dass dieses von dem Gehäuse radial nach außen hervorsteht. Das Leistungsquellen-Interface ist vorbereitet, mit einer Leistungsquellenleitung zum Zuführen von elektrischer Leistung zu dem Motor und der Steuereinheit verbunden zu werden. Das erste Signal-Interface ist derart an dem Gehäuse angeordnet, dass dieses von dem Gehäuse radial nach außen hervorsteht. Das erste Signal-Interface ist vorbereitet, mit einer ersten Signalleitung zum Übertragen des ersten Signals zu der Steuereinheit verbunden zu werden. Das erste Signal-Interface ist an einer axialen Seite des Motors angeordnet, wo die Steuereinheit angeordnet ist. Das zweite Signal-Interface ist an dem Gehäuse derart angeordnet, dass dieses von dem Gehäuse radial nach außen hervorsteht. Das zweite Signal-Interface ist vorbereitet, mit der zweiten Signalleitung zum Übertragen eines zweiten Signals zum Steuern des Motors zu der Steuereinheit verbunden zu werden. Das erste Signal-Interface und das Leistungsquellen-Interface sind eine vorbestimmte Distanz zueinander beabstandet. Das erste Signal-Interface weist einen Verbindungsabschnitt auf, der vorbereitet ist, mit der ersten Signalleitung verbunden zu werden und ist in Richtung des Motors entlang der axialen Richtung des Gehäuses ausgebildet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine elektrische Servolenk-Vorrichtung mit der elektrischen Motorbaugruppe vorgesehen.
Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen leicht zu erkennen sein, wenn diese zusammen mit der beiliegenden Zeichnung betrachtet werden. Es zeigt:
1 eine Querschnittsansicht einer elektrischen Motorbaugruppe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Querschnittsansicht, die einen Querschnitt entlang II-II von 1 zeigt;
3 eine Draufsicht der elektrischen Motorbaugruppe gemäß der ersten Ausführungsform;
4 eine Seitenansicht der elektrischen Motorbaugruppe gemäß der ersten Ausführungsform;
5 eine perspektivische Explosionsansicht der elektrischen Motorbaugruppe gemäß der ersten Ausführungsform;
6 ein Schaltkreisdiagramm, das einen Schaltkreis in der elektrischen Motorbaugruppe gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
7 ein Blockdiagramm, das eine elektrische Servolenk-Vorrichtung mit der elektrischen Motorbaugruppe gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
8 eine Draufsicht einer elektrischen Motorbaugruppe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 eine Seitenansicht der elektrischen Motorbaugruppe gemäß der zweiten Ausführungsform;
10 eine Draufsicht einer elektrischen Motorbaugruppe gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
11 eine Seitenansicht der elektrischen Motorbaugruppe gemäß der dritten Ausführungsform.
Nachfolgend werden die Ausführungsformen der vorliegenden Formen basierend auf der Zeichnung erläutert. In der folgenden Beschreibung werden gleiche oder ähnliche Komponenten und Teile durch die gleichen Bezugszeichen angegeben und redundante Erläuterungen werden weggelassen.
(Erste Ausführungsform)
Eine erste Ausführungsform wird in Bezug auf die 1 bis 7 erläutert. Die elektrische Motorbaugruppe 1 dieser Ausführungsform wird auf eine elektrische Servolenk-Vorrichtung 9 angewandt, die als EPS 9 bezeichnet werden kann. Die elektrische Motorbaugruppe 1 ist in der Nähe einer Lenksäule 6 angeordnet, die eine Komponente eines Lenksystems zum Übertragen eines Lenkdrehmoments von einem Lenkrad eines Fahrzeugs ist. Die elektrische Motorbaugruppe 1 ist mit einem Getriebe 7 in einer Getriebebox, die an der Lenksäule 6 (siehe 7) vorgesehen ist, in Eingriff. Die elektrische Motorbaugruppe 1 erzeugt ein Unterstützungsdrehmoment, das einen Lenkvorgang eines Fahrzeugbenutzers unterstützt, und führt dieses der Lenksäule 6 zu. Die elektrische Motorbaugruppe 1 kann das Unterstützungsdrehmoment in beide Richtung basierend auf den Eingangssignalen abgeben. Das Eingangssignal enthält ein Drehmomentsignal, das von einem Drehmomentsensor (TRS) 8 abgegeben wird, der das auf das Lenkrad 5 angewandte Drehmoment erfasst und andere Signale einschließlich eines Geschwindigkeitssignals des Fahrzeugs, das von einem Datenkommunikationssystem, wie beispielsweise CAN (Controller Area Network) (siehe 7), erlangt wird.
Wie in 1 gezeigt, enthält die elektrische Motorbaugruppe 1 einen Motor (MTR) 40 und einen Controller 50. Der Controller 50 ist an einer Außenseite des Motors 40 an einem axialen Ende angeordnet. Der Motor 40 enthält ein Motorgehäuse 41, einen Stator 42, einen Rotor 43, und einen Schaft 44.
Das Motorgehäuse 41 ist in einer zylindrischen Form mit einer großen Öffnung an einem axialen Ende und einer kleinen Öffnung an dem anderen axialen Ende ausgebildet. Ein Flammenende 14 ist an dem Motorgehäuse 41 angebracht, um die Öffnung an der axial gegenüberliegenden Seite abzudecken, wo der Controller 50 nicht angeordnet ist. Das Flammenende 14 wird durch Befestigungselemente (wie z. B. Schrauben) befestigt. Der Schaft 44 wird an dem Motorgehäuse 41 und dem Flammenende 14 drehbar gelagert. Der Schaft 44 ist derart angeordnet, dass dieser ein Zentrum auf der axialen Seite durchdringt, wo der Controller 50 angeordnet ist. Ein aus Harz bestehendes Führungselement 13 ist an dem Äußeren des Motorgehäuses 41 auf einer Seite angeordnet, wo der Controller 50 angeordnet ist. Das Führungselement 13 ist annähernd in einer Ringform ausgebildet und weist eine Öffnung in einem Zentrum auf.
Der Stator 42 ist an einem radialen Inneren des Motorgehäuses 41 angeordnet. Der Stator 42 enthält einen geschichteten Eisenkern, der hergestellt wird, in dem eine Mehrzahl von dünnen Platten, die aus einem magnetischen Material hergestellt sind, geschichtet werden, und eine Wicklung 421, die auf den geschichteten Eisenkern gewickelt wird. Die Wicklung 421 ist derart angebracht, dass diese eine Mehrphasen-Wicklung ausbildet. Motorleitungen 422, die sich von der Wicklung 421 erstrecken, treten durch das Führungselement 13 und erreichen eine Seite, wo der Controller 50 angeordnet ist. Jede der Motorleitungen 422 tritt durch ein radial Äußeres der Steuerschaltkreisplatine 71 und das Leistungsmodul 90 und ist elektrisch mit der Leistungsschaltkreisplatine 61 verbunden.
Der Rotor 43 ist an einem radialen Inneren des Motorgehäuses 41 und des Stators 42 angeordnet und ist derart gelagert, dass dieser relativ zu dem Stator 42 drehbar ist. Der Rotor 43 ist beispielsweise in einer zylindrischen Form ausgebildet und aus einem magnetischen Material hergestellt, wie z. B. Eisen Der Rotor 43 enthält einen Rotorkern 431 und Permanentmagneten 432, die an einer radial äußeren Peripherie des Rotorkerns 431 angeordnet sind. Die Permanentmagneten 432 sind derart angebracht, dass diese die N-Pole und die S-Pole abwechselnd entlang einer Umfangsrichtung vorsehen.
Der Schaft 44 ist an einem Schaftloch 433 befestigt, dass in einem Zentrum des Rotorkerns 431 ausgebildet ist. Der Schaft 44 ist in einem Lager 141, dass an dem Motorgehäuse 41 angeordnet ist, und in einem Lager 411, das an dem Flammenende 14 angeordnet ist, drehbar gelagert. Dadurch ist der Schaft 44 mit dem Rotor 43 in Bezug auf den Stator 42 drehbar.
Der Schaft 44 weist an einem axialen Ende einen Magnetgenerator 441 auf, der an der Seite in der Nähe des Controllers 50 platziert ist. Der Magnetgenerator 441 ist an einem Ort angeordnet, der in Richtung des Controllers 50 freigestellt ist und liegt einer Oberfläche der Steuerschaltkreisplatine 71 gegenüber, die dem Motor 40 gegenüberliegt. Andererseits weist der Schaft 44 ein Ausgangsende 442 an dem dem Controller 50 gegenüberliegenden Ende auf. Das Ausgangsende 442 wird gedreht, wenn sich der Schaft 44 dreht. Das Ausgangsende 442 ist mit dem Getriebe 7 in Eingriff und verzahnt und übt eine Antriebskraft auf die Lenksäule 6 aus, indem das Getriebe 7 gedreht wird.
Der Controller 50 ist an dem Motor 40 auf einer Seite gegenüberliegend dem Flammenende 14 in der axialen Richtung angeordnet. Wie in 1 und 5 gezeigt, enthält der Controller 50 elektronische Komponenten, wie z. B. Schaltkreisplatinen 61, 71, elektronische Vorrichtungen bzw. elektronische Elemente, die auf den Platinen 61, 71 befestigt sind, einen Kühlkörper 80, Leistungsmodule 90, einen Leistungsverbinder 51, einen Signalverbinder 52 und einen Drehmoment-Signalverbinder 53. Die elektronischen Komponenten, wie z. B. die Schaltkreisplatinen 61, 71, die elektronischen Elemente, die auf den Platinen 61, 71 befestigt sind und die Leistungsmodule 9, sehen eine Steuereinheit vor. Die Steuereinheit ist an einer axialen Seite des Motors 40 angeordnet. Die Steuereinheit ist in einem Gehäuse angeordnet. Die Steuereinheit ist in der Lage den Motor basierend auf dem ersten Signal, d. h. dem Drehmomentsignal zu steuern.
Der Leistungsverbinder 51 sieht ein Leistungsquellen-Interface vor. Der Drehmoment-Signalverbinder 53 sieht ein erstes Signal-Interface vor, d. h. ein Drehmomentsignal-Interface. Der Signalverbinder 52 sieht ein zweites Signal-Interface vor. Der Leistungsverbinder 51 ist an einem Gehäuse derart angeordnet, dass dieser radial nach außen hervorsteht und ist vorbereitet, mit einer Leistungsquellenleitung zum Zuführen von elektrischer Leistung zu dem Motor 40 und der Steuereinheit verbunden zu werden. Der Drehmoment-Signalverbinder 53 ist an dem Gehäuse derart angeordnet, dass dieser radial nach außen hervorsteht und ist vorbereitet, mit einer ersten Signalleitung zum Übertragen des ersten Signals zu der Steuereinheit verbunden zu werden. Das erste Signal ist ein wesentliches oder fundamentales Signal, das erforderlich ist, die elektrische Motorbaugruppe 1 für eine Anwendung zu steuern. In der EPS ist das erste Signal ein Drehmomentsignal. Der Drehmoment-Signalverbinder 53 ist an einem Ort angeordnet, der sich näher zu der Steuereinheit als zu dem Motor 40 in der axialen Richtung befindet. Der Drehmoment-Signalverbinder 53 ist an einem radial Äußeren einer Grenze zwischen dem Motorgehäuse 41 und dem Schaltkreisgehäuse, das aus den Elementen 11, 12, 13 hergestellt ist, angeordnet. Der Drehmoment-Signalverbinder 53 befindet sich an einer axialen Seite des Motors 40, wo die Steuereinheit angeordnet ist. Der Signalverbinder 52 ist derart an dem Gehäuse angeordnet, dass dieser radial nach außen hervorsteht und ist vorbereitet, mit einer zweiten Signalleitung zum Übertragen eines zweiten Signals zum Steuern des Motors 40 zu der Steuereinheit verbunden zu werden. Das zweite Signal ist ein anderes Signal als das erste Signal. Das zweite Signal ist ein zusätzliches oder unterstützendes Signal, das vorzuziehen ist, verwendet zu werden, um die elektrische Motorbaugruppe 1 für die Anwendung zu steuern. In der EPS kann das zweite Signal ein Geschwindigkeitssignal enthalten.
Der Kühlkörper 80 ist beispielsweise in einer einheitlichen Form ausgebildet und besteht aus einem Material mit einer guten thermischen Leitfähigkeit, wie zum Beispiel Aluminium. Der Kühlkörper 80 weist zwei Wärmeabstrahlungsblöcke 82 und ein Verbindungsteil 82 auf, das zwischen den Wärmeabstrahlungsblöcken 81 ausgebildet ist (siehe 2). Der Kühlkörper 80 ist an dem Motorgehäuse 4l mit den Schrauben 16 befestigt (siehe 5).
Wie in 2 gezeigt, sind die Leistungsmodule 90 in einer Form ähnlich einer flachen Platte ausgebildet. Die Leistungsmodule 90 sind in einer vertikalen Art und Weise in Bezug auf die Schaltkreisplatinen im Wesentlichen parallel zu dem Schaft 44 angeordnet. Die Leistungsmodule 90 sind jeweils radial außen an den Wärmeabstrahlungsblöcken 81 angeordnet (siehe 5). Das Leistungsmodul 90 enthält elektronische Elemente wie z. B. einen Halbleiterchip, der den MOS und einen Shunt-Widerstand 99 vorsieht. Das Leistungsmodul 90 wird ausgebildet, in dem die elektronischen Elemente in das aus Harz hergestellte Formteil 95 eingegossen werden. Die Steuereinheit enthält zwei Leistungsmodule 90, die jeweils ein Paar von Inverterschaltkreisen 91 und 92 vorsehen (siehe 6). Eines der Leistungsmodule 90 ist an einem der Wärmeabstrahlungsblöcke 81 angeordnet. Jedes der Leistungsmodule 90 weist Leistungsanschlüsse 96, die von einem Ende des Formteils 95 hervorstehen, und Steueranschlüsse 97, die von dem anderen Ende des Formteils 95 hervorstehen, auf. Die Steueranschlüsse 97 stehen von einem Seitenende des Formteils 95 hervor, wo die Steuerschaltkreisplatine 71 angeordnet ist, und sind elektrisch mit der Steuerschaltkreisplatine 71 verbunden. Die Leistungsanschlüsse 96 stehen von einem Seitenende des Formteils 95 hervor, wo die Leistungsschaltkreisplatine 61 angeordnet ist, und sind mit der Leistungsschaltkreisplatine 61 verbunden.
Die Steuerschaltkreisplatine 71 ist eine vier-lagige Schaltkreisplatine, z. B. die aus Glas-Epoxidharz-Platinen bzw. Glas-Epoxidharz-Platten besteht. Die Steuerschaltkreisplatine 71 ist in einer im Wesentlichen rechteckigen Form ausgebildet, die in dem Gehäuse aufgenommen ist. Die Steuerschaltkreisplatine 71 ist an dem Kühlkörper 80 von einer Seite angebracht, wo der Motor 40 mit Schrauben angeordnet ist.
Ein Mikrocomputer 72, ein Pre-Driver 73, ein Positionsfühler 74 und ein kundenspezifischer IC75 sind auf der Steuerschaltkreisplatine montiert. Der Positionsfühler 74 ist im wesentlichen Zentrum der Steuerschaltkreisplatine 71 derart angeordnet, dass dieser dem Magnetgenerator 441 an dem Schaft 44 gegenüberliegt. Der Positionsfühler 74 erfasst eine Drehposition des Schafts 44, in dem eine Änderung des magnetischen Felds erfasst wird, das durch den Magnetgenerator 441 erzeugt wird und das sich mit dem Schaft 44 dreht.
Die Leistungsschaltkreisplatine 61 ist eine vier-lagige Schaltkreisplatine, z. B., die aus Glas-Epoxidharz-Platinen bzw. Glas-Epoxidharz-Platten besteht. Die Leistungsschaltkreisplatine 61 weist dickere leitfähige Lagen als die Steuerschaltkreisplatine 71 auf, die aus gemusterten Kupferfolien hergestellt sind. Die Leistungsschaltkreisplatine 61 ist in einer in der Wesentlich rechteckigen Form, z. B., einer Rechteckform, ausgebildet, die im inneren des Gehäuses aufgenommen werden kann. Ein erster Glättungskondensator 62, vier zweite Glättungskondensatoren 63 und eine Drosselspule 64 sind auf der Leistungsschaltkreisplatine 61 montiert. Die Motorleitungen 422 sind elektrisch mit der Leistungsschaltkreisplatine 61 durch ein Verbindungsverfahren, wie z. B. dem Löten etc., verbunden.
Der erste Glättungskondensator 62, der zweite Glättungskondensator 63 und die Drosselspule 64 sind an einem Ort angeordnet, der zwischen den beiden Wärmeabstrahlungsblöcken 81 und dem Kühlkörper 80 ausgebildet ist. Diese großvolumigen elektronischen Elemente sind auf einer Endfläche der Leistungsschaltkreisplatine 61 an einer Seite angeordnet, wo der Motor 40 angeordnet ist.
Bei dieser Ausführungsform ist ein zylindrisches Element 12 an dem Motor 40 an einer gegenüberliegenden Seite des Flammenendes 14 in Bezug auf eine axiale Richtung angeordnet. Das zylindrische Element ist in einer zylindrischen Form ausgebildet und ist z. B. aus Harz ausgebildet. Eine Abdeckung 11 ist an dem zylindrischen Element 12 an einer gegenüberliegenden Seite des Motors 40 in Bezug auf die axiale Richtung angeordnet. Die Abdeckung 11 ist an das zylindrische Element 12 mit Schrauben 17 angebracht. Die Abdeckung 11, das zylindrische Element 12, das Führungselement 13 und das Motorgehäuse 41 bilden einen zylindrischen Container aus. Der zylindrische Container nimmt die elektronischen Komponenten auf, wie z. B. die Schaltkreisplatinen 61 und 71, die elektronischen Elemente, die auf den Platinen 61 und 71 befestigt sind, und die Leistungsmodule 90, etc. Die Abdeckung 11, das zylindrische Element 12, das Führungselement 13, das Motorgehäuse 41 und das Flammenende 14 bilden und sehen ein Gehäuse für die elektrische Motorbaugruppe 1 aus und vor. Das Gehäuse ist grundsätzlich ein zylindrischer Container, der zwei teilweise oder vollständig separate Kavitäten definiert. Die Kavitäten sind axial entlang einer Axialrichtung des Gehäuses in einer Tandem-Art und Weise angebracht. Eine der Kavitäten sieht einen Raum für den Motor 40 vor. Die andere der Kavitäten sieht einen Raum für die elektrischen Schaltkreiskomponenten vor. Das Motorgehäuse 41 definiert eine Achse, die einer Drehachse des Motors 40 entspricht. Die Achse des Motorgehäuses 41 kann auch als eine Achse des Gehäuses für die elektrische Motorbaugruppe 1 bezeichnet werden.
Der Leistungsverbinder 51, der Signalverbinder 52, und der Drehmoment-Signalverbinder 53 sind an einem radial Äußeren des zylindrischen Elements 12 ausgebildet. Der Leistungsverbinder 51, der Signalverbinder 52, und der Drehmoment-Signalverbinder 53 werden mit dem zylindrischen Element 12 in ein einheitliches Element einheitlich ausgebildet. Der Signalverbinder 52 und der Leistungsverbinder 51 sind einheitlich als ein einzelner, einstückiger Verbinder ausgebildet. Der Drehmoment-Signalverbinder 53 und der Leistungsverbinder 51 sind eine vorbestimmte Entfernung zueinander beabstandet. Der Drehmoment-Signalverbinder 53 und der Leistungsverbinder 51 sehen eine punktsymmetrische Anordnung in Bezug auf einen vorbestimmten Punkt auf der Achse des Motorgehäuses 41 vor.
Der Leistungsverbinder 51 weist einen Verbindungsabschnitt 511 vor, der vorbereitet ist, mit der Stromquellenleitung 510 verbunden zu werden. Der Leistungsverbinder 51 führt dem Motor 40, einem Leistungsteil 60 und einem Steuerteil 70 elektrische Leistung von der Leistungsquelle 100 zu (siehe 6).
Der Signalverbinder 52 weist einen Verbindungsabschnitt 521 auf, der vorbereitet ist, mit der Signalleitung 520 verbunden zu werden. Der Signalverbinder 52 führt Signale, wie z. B. ein Geschwindigkeitssignal etc. zu dem Steuerteil 70 (siehe 6). 3 und 4 zeigen Öffnungs- und Erweiterungsrichtungen der Verbindungsabschnitte 511 und 521. Der Leistungsverbinder 51 ist derart ausgebildet, dass dieser den Verbindungsabschnitt 511 in Richtung einer axialen Seite richtet, wo der Motor 40 nicht angeordnet ist. In anderen Worten, ist der Leistungsverbinder 51 derart ausgebildet, dass der Verbindungsabschnitt 511 in Richtung einer entgegengesetzten Seite des Motors 40 entlang der axialen Richtung des Gehäuses gerichtet wird. Der Signalverbinder 52 ist derart ausgebildet, dass dieser den Verbindungsabschnitt 521 in Richtung einer axialen Seite richtet, wo der Motor 40 nicht angeordnet ist. In anderen Worten ist der Signalverbinder 52 derart ausgebildet, dass der Verbindungsabschnitt 521 in Richtung einer entgegengesetzten Seite des Motors 40 entlang der axialen Richtung des Gehäuses gerichtet wird. Der Verbindungsabschnitt 511 und der Verbindungsabschnitt 521 sind beide in Richtung der axialen Rückseite ausgebildet, wo die Abdeckung 11 auf der elektrischen Motorbaugruppe 1 angeordnet ist. Andererseits ist der Verbindungsabschnitt 531 in Richtung der axialen Vorderseite ausgebildet, wo das Ausgangsende 442 an der elektrischen Motorbaugruppe 1 angeordnet ist.
Der Drehmoment-Signalverbinder 53 weist einen Verbindungsabschnitt 531 auf, der vorbereitet ist, mit einer Drehmoment-Signalleitung 530 verbunden zu werden. Der Drehmoment-Signalverbinder 53 führt ein Drehmomentsignal, das von dem Drehmomentsensor 8 erfasst und abgegeben wird, über den Verbindungsabschnitt 531 zu der Steuersektion 70 (6). Wie in 3 und 4 gezeigt, ist der Drehmoment-Signalverbinder 53 derart ausgebildet, dass der Verbindungsabschnitt 531 in Richtung einer axialen Seite gerichtet ist, wo der Motor 40 entlang der axialen Richtung des Gehäuses angeordnet ist. In anderen Worten, weist der Drehmoment-Signalverbinder 53 den Verbindungsabschnitt 531 auf, der vorbereitet ist, mit der Drehmoment-Signalleitung verbunden zu werden, und ist entlang der axialen Richtung des Gehäuses in Richtung des Motors ausgebildet.
Folgend wird die Anordnung der elektrischen Motorbaugruppe 1 dieser Ausführungsform basierend auf 6 erläutert. Wie in 6 gezeigt, enthält die elektrische Motorbaugruppe 1 den Motor (MTR) 40 und den Controller 50. Der Motor 40 ist ein bürstenloser Motor. Der Controller 50 steuert den Antrieb des Motors 40 und die Stromversorgung zu dem Motor 40.
Der Controller 50 enthält den Leistungsteil 60 zum Zuführen eines großen Stroms zu dem Motor 40, den Steuerteil 70 zum Steuern des Leistungsteils 60, den Leistungsverbinder 51, den Signalverbinder 52, und den Drehmoment-Signalverbinder 53. Der Leistungsteil (PWS) 60 und der Steuerteil (CTS) 70 sehen die Steuereinheit vor.
Der Leistungsteil 60 enthält einen ersten Glättungskondensator 62, eine Drosselspule 64, und zwei Inverterschaltkreise 91 und 92. Der Leistungsteil 60 enthält den ersten Inverterschaltkreis (INV1) 91 und den zweiten Inverterschaltkreis (TNV2) 92. Der erste Glättungskondensator 62 und die Drosselspule 64 bilden einen Filterschaltkreis aus, der das Rauschen verringert, das von anderen Vorrichtungen übertragen wird, die die Leistungsquelle 100 teilen. Der Filterschaltkreis reduziert auch das Rauschen, das von der elektrischen Motorbaugruppe 1 zu anderen Vorrichtungen übertragen wird, die die Leistungsquelle 100 teilen. Die Drosselspule 64 wird in eine Verbindungsleitung zwischen der Leistungsquelle 100 und den Leistungsrelais 97, 98 eingefügt, um eine Schwankung der Leistungsversorgung zu unterdrücken.
Der erste Inverterschaltkreis 91 enthält eine Mehrzahl von Schaltvorrichtungen bzw. Schaltelementen. Das Schaltelement kann durch einen MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter Feldeffekttransistor) 911 bis 916 vorgesehen werden, der eine Art eines Feldeffekttransistors ist. Der MOSFET kann auch als MOS bezeichnet werden. Der MOS 911 bis 916 schaltet ein elektrisches Leitvermögen zwischen einer Source und einem Drain als Antwort auf ein Gate-Potential an und aus.
Die MOS 911, 912, 913 sehen obere Zweige vor. Die MOS 914, 915, 916 sehen untere Zweige vor. Jeder der Drains der MOS 911, 912, 913 ist mit einer Leistungsquellenleitung verbunden. Jede der Sources der MOS 911, 912, 913 ist mit einer entsprechenden der Drains der MOS 914, 915, 916 verbunden. Jede der Sources der MOS 914, 915, 916 ist mit einer Massenleitung verbunden. Jede der Verbindungsabschnitte zwischen den entsprechenden Paaren der MOS 911, 912, 913 und der MOS 914, 915, 916 ist mit dem Motor 40 verbunden. Der andere Inverterschaltkreis 92 weist eine Anordnung auf, die ähnlich dem oben beschriebenen Inverterschaltkreis 91 ist.
Der Leistungsteil 60 enthält Leistungsrelais 97 und 98 jeweils entsprechend den Inverterschaltkreisen 91 und 92. Die Leistungsrelais 97 und 98 sind durch die Verwendung der MOSFET ebenso wie die MOS 911 bis 916 vorgesehen. Die Leistungsrelais 97 und 98 sind zwischen den MOS 911 bis 913 und der Drosselspule 64 angeordnet. Die Leistungsrelais 97 und 98 können den Strom abschalten, der über die MOS 911 bis 916 in den Motor bei einem abnormalen Zustand fließt.
Der Shunt-Widerstand 99 ist elektrisch zwischen dem MOS 914 bis 916 und der Masse verbunden. Die Steuereinheit erfasst den Strom, der durch den Motor 40 fließt, indem die Spannung oder der Strom über den Shunt-Widerstand 99 erfasst wird.
Der zweite Glättungskondensator 62 ist zwischen der Leistungsquellenleitung der MOS 911 bis 913 und der Massenleitung der MOS 914 bis 916 verbunden. Das heißt, der zweite Glättungskondensator 63 ist parallel zu einem Brückenschaltkreis der MOS 911 bis 916 verbunden. Der zweite Glättungskondensator 63 unterstützt die elektrische Leistungsversorgung zu dem MOS 911 bis 916 und absorbiert einen Rippelstrom, der durch einen elektrischen Schaltvorgang verursacht wird, in dem eine elektrische Ladung auf- und entladen wird.
Der Steuerteil 70 enthält die Vor-Verstärker 73 bzw. Pre-Driver (PRD1, PRD2) 73, den kundenspezifischen IC (CIC) 75, den Positionsfühler (PSN) 74 und den Mikrocomputer (COM) 72. Der kundenspezifische CIC 75 enthält funktionale Blöcke, wie z. B. einen Positionssignalverstärker (AMG1) 751, einen Reglerteil (RGL) 752 und einen Spannungsverstärker (AMP2) 753.
Der Reglerteil 752 ist ein Spannungsreglerschaltkreis zum Stabilisieren der Spannung, die von der Leistungsquelle zugeführt wird und führt die stabilisierte Spannung Schaltkreisen in der Steuereinheit zu. Zum Beispiel, kann der Mikrocomputer 72 bei einer vorbestimmten stabilisierten Spannung, z. B., 5 V arbeiten, die diesem von dem Reglerteil 752 zugeführt wird.
Der Positionssignalverstärker 751 gibt das Signal von dem Positionsfühler 74 ein. Der Positionsfühler 74 erzeugt ein und gibt ein Drehpositionssignal des Motors 40 ab. Das Drehpositionssignal wird zu dem Positionssignalverstärker 751 übertragen. Der Positionssignalverstärker 751 verstärkt das Drehpositionssignal und gibt es zu dem Mikrocomputer 72 ab. Der Spannungsverstärker 753 erfasst eine Spannung zwischen den Enden des Shunt-Widerstands 99, verstärkt die Spannung und gibt diese zu dem Mikrocomputer 72 ab.
Der Mikrocomputer 72 gibt Information, wie z. B. das Drehpositionssignal des Motors 40, die Spannung zwischen den Enden des Shunt-Widerstands 99, das Drehmomentsignal von dem Drehmoment-Signalverbinder 53 und das Geschwindigkeitssignal von dem Signalverbinder 52, etc. ein. Der Mikrocomputer 72 steuert den Inverterschaltkreis 91 über die Pre-Driver 73 entsprechend dem Drehpositionssignal als Antwort auf die eingegebenen Signale. Im einzelnen steuert der Mikrocomputer 72 den Inverterschaltkreis 91, indem die Spannung der Gates von sechs MOS 911 bis 916 mittels des Pre-Driver 73 geändert wird, um den MOS 911 bis 916 zwischen AN und AUS umzuschalten.
Der Mikrocomputer 72 steuert den Inverterschaltkreis 91, um den Strom, der dem Motor 40 zugeführt wird, ähnlich einer Sinuswelle basierend auf der Spannung über dem Shunt-Widerstand 99, die von dem Spannungsverstärker 753 eingegeben wird, einzustellen. Zusätzlich steuert der Mikrocomputer 72 den Inverterschaltkreis 92 ebenso wie den Inverterschaltkreis 91.
Der Betrieb der elektrischen Motorbaugruppe 1 wird im Detail beschrieben. Der Mikrocomputer steuert die Pre-Driver 73, um Pulssignale mittels des PWM-Steuerverfahrens zu erzeugen. Der Mikrocomputer 72 steuert den Motor 40 derart, dass dieser ein Unterstützungsdrehmoment abgibt, das entsprechend der Eingangssignale, wie z. B. Signale von dem Positionsfühler 74, dem Drehmomentsensor 8, den Shunt-Widerstand 99 und dem Signalverbinder 52, eingestellt ist. Der Mikrocomputer 72 steuert den Motor 40 derart, dass dieser ein Unterstützungsdrehmoment abgibt, das entsprechend dem Drehmomentsignal von dem Drehmomentsensor 8 eingestellt ist. Das Unterstützungsdrehmoment wird ebenso entsprechend dem Geschwindigkeitssignal zusätzlich zu dem Drehmomentsignal eingestellt. Das Unterstützungsdrehmoment wird ebenso basierend auf anderen Signalen, die dem Mikrocomputer 72 eingegeben werden, eingestellt.
Die Leistungsmodule 90 sehen zwei Systeme von Inverterschaltkreisen vor. Deshalb enthält die Steuereinheit 60, 70 zwei Systeme an Inverterschaltkreisen, die dem Motor elektrische Leistung zuführen. Das Pulssignal wird zu dem Leistungsmodul 90 über den Steueranschluss 64 ausgegeben und wird verwundet, um AN/AUS-Schaltvorgänge der MOS-Elemente in den Leistungsmodulen 90 zu steuern. Im Ergebnis werden den Phasenwicklungen auf der Wicklung 421 Sinuswellenströme zugeführt, deren Phasen versetzt sind und ein drehendes magnetisches Feld erzeugen. Der Rotor 43 und der Schaft 44 werden als Antwort auf das drehende magnetische Feld, das auf den Rotor 43 angewandt wird, gedreht. Die elektrische Motorbaugruppe 1 unterstützt die Lenkarbeit an dem Lenkrad 5 durch den Benutzer, in dem eine Antriebskraft zu dem Getriebe 7 an der Lenksäule 6 durch das Ausgangsende 442 abgegeben wird, indem das Ausgangsende 442 gedreht wird.
Die Vorteile der elektrischen Motorbaugruppe 1 werden erläutert. Der Leistungsverbinder 51, der Signalverbinder 52 und der Drehmoment-Signalverbinder 53 sind an einem radial Äußeren der elektrischen Motorbaugruppe 1 ausgebildet. Dadurch ist es möglich, die elektrische Motorbaugruppe 1 insbesondere in Axialrichtung in der Größe klein herzustellen. Der Leistungsverbinder 51, der Signalverbinder 52 und der Drehmoment-Signalverbinder 53 werden in einer Kopplerform ausgebildet, die verbundene Leitungen nur in einer begrenzten Richtung erlaubt, in die die Verbinder 51, 51, 53 gerichtet sind. Der Leistungsverbinder 51 und der Signalverbinder 52 sind auf eine Rückseite gegenüberliegend dem Ende, wo das Ausgangsende 442 platziert ist, gerichtet. Der Drehmoment-Signalverbinder 53 ist auf eine Vorderseite gerichtet, wo das Ausgangsende 442 platziert ist. Der Drehmoment-Signalverbinder 53 ist auf einer Oberfläche des Gehäuses angeordnet und ist derart ausgebildet, dass sich dieser entlang der Axialrichtung des Gehäuses öffnet. Der Leistungsverbinder 51 und der Signalverbinder 52 sind einheitlich in einem Verbinder ausgebildet, der in seiner Größe größer ist, als der Drehmoment-Signalverbinder 53, der von dem einheitlich ausgebildeten Verbinder in Umfangsrichtung separat platziert ist. Der Leistungsverbinder 51 und der Signalverbinder 52 definiert eine Öffnung, die sich von dem Gehäuse nach außen öffnet.
Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, den Einfluss von elektromagnetischem Rauschen der Leistungsquellenleitungen auf das Drehmomentsignal zu unterdrücken, da der Drehmoment-Signalverbinder 53 von dem Leistungsverbinder 51 entfernt angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, eine genaue Steuerung der elektrischen Motorbaugruppe 1 durchzuführen. Zusätzlich ist es möglich, eine genaue Steuerung der elektrischen Servolenk-Vorrichtung 9 durchzuführen.
Der Drehmoment-Signalverbinder 53 ist derart ausgebildet, dass dieser den Verbindungsabschnitt 531 in Richtung einer axialen Seite richtet, wo der Motor 40 angeordnet ist. In anderen Worten, ist der Drehmoment-Signalverbinder 53 derart ausgebildet, dass der Verbindungsabschnitt 531 in Richtung des Motors 40 entlang der axialen Richtung des Gehäuses gerichtet ist. Aus diesem Grund kann die Drehmoment-Signalleitung 530 entlang der äußeren Wand des Motors 40 und der Lenksäule 6, wie in 7 gezeigt, angebracht werden. Daher ist es möglich, eine Interferenz zwischen der Drehmoment-Signalleitung 530 und anderen Komponenten zu vermeiden.
Bei dieser Ausführungsform sind der Leistungsverbinder 51 und der Signalverbinder 52 in einer einheitlichen Form ausgebildet. Der Leistungsverbinder 51 und der Signalverbinder 52 sind in einem einzelnen Verbinder vorgesehen, der in der Lage ist, mit einem entsprechenden Verbinder durch eine einzelne Verbindungsaktion verbunden zu werden. Es ist möglich, die Baugruppe in der Größe klein zu gestalten. Zusätzlich ermöglicht es diese Anordnung, den Herstellprozess der Baugruppe 1 zu vereinfachen. Es ist ebenso möglich, die Herstellkosten zu reduzieren. Entsprechend der Anordnung können sowohl eine Arbeit zum Verbinden der Leistungsquellenleitung mit dem Leistungsverbinder 51 also auch eine Arbeit zum Verbinden der Signalleitung 520 mit dem Signalverbinder 52 mit einer einzigen Aktion verrichtet werden. Es ist möglich, die Verbindungsschritte zu reduzieren und die Arbeitszeit zum Verbinden zu verkürzen, Bei dieser Ausführungsform ist das Geschwindigkeitssignal in der Signalstärke stärker als das Drehmomentsignal. Zum Beispiel variiert das Drehmomentsignal in einem Bereich von 0 bis 200 mV. Das Geschwindigkeitssignal variiert in einem Bereich von 0 bis 5 V. Daher ist das Drehmomentsignal empfindlicher gegenüber einem elektromagnetischen Rauschen auf der Leistungsquellenleitung als das Geschwindigkeitssignal. In anderen Worten, ist das Geschwindigkeitssignal weniger beeinflussbar und robuster gegenüber dem elektromagnetischen Rauschen auf der Leistungsquellenleitung als das Drehmomentsignal. Daher können die voranstehend erwähnten Vorteile erzielt werden, indem der Leistungsverbinder 51 und der Signalverbinder 52 in einer einheitlichen Form gestaltet werden.
Bei dieser Ausführungsform sehen der Drehmoment-Signalverbinder 53 und der Leistungsverbinder 51 eine punktsymmetrische Anordnung in Bezug auf einen vorbestimmten Punkt auf der Achse des Motorgehäuses 41 vor. Daher kann der Abstand zwischen dem Drehmoment-Signalverbinder 53 und dem Leistungsverbinder 51 soweit wie möglich vergrößert werden. Im Ergebnis ist es möglich, den Unterdrückungseffekt zu verbessern, der den Einfluss des elektromagnetischen Rauschens der Leistungsquellenleitung auf das Drehmomentsignal unterdrückt. Zusätzlich erlaubt diese Anordnung das Anordnen des Leistungsteils 60 und des Steuerteils 70 an einem Ort zwischen dem Drehmoment-Signalverbinder 53 und dem Leistungsverbinder 51, da der Drehmoment-Signalverbinder 53 und der Leistungsverbinder 51 an symmetrischen Orten in dem Gehäuse angebracht sind. Dadurch ist es möglich, die Verdrahtung, wie zum Beispiel die Verdrahtungen von dem Leistungsverbinder 51 zu dem Leistungsteil 60 und dem Steuerteil 70 und die Verdrahtungen von dem Drehmoment-Signalverbinder 53 zu dem Steuerteil 79 soweit wie möglich zu verkürzen. Im Ergebnis ist es möglich, das Gewicht und die Kosten für diese Verdrahtungen zu reduzieren.
Diese Ausführungsform weist die zwei Leistungsmodule 90 auf, die ein Paar an Inverterschaltkreisen 91 und 92 vorsehen. Daher können die Komponenten für den Controller 3 an einem Ort zwischen den zwei Leistungsmodulen 90 angeordnet werden. Es ist möglich, eine kompakte Anordnung für diese Komponenten vorzusehen und den Platz zwischen den Modulen 90 effektiv zu nutzen.
(Zweite Ausführungsform)
8 und 9 zeigen eine zweite Ausführungsform. Ein Leistungsverbinder 55, der als das Leistungsquellen-Interface vorgesehen ist, weist einen Verbindungsabschnitt 551 auf, der vorbereitet ist, mit der Leistungsquellenleitung verbunden zu werden. Der Verbindungsabschnitt 551 ist von dem Gehäuse radial nach außen ausgebildet. Ein Signalverbinder 56, der als zweites Signal-Interface vorgesehen ist, weist einen Verbindungsabschnitt 561 auf, der vorbereitet ist, mit der zweiten Signalleitung verbunden zu werden. Der Verbindungsabschnitt 561 ist von dem Gehäuse radial nach außen ausgebildet, d. h. in Richtung des zylindrischen Elements 12. Bei dieser Ausführungsform sind der Verbindungsabschnitt 551 des Leistungsverbinders 55 und der Verbindungsabschnitt 561 des Signalverbinders 56 von dem Gehäuse radial nach außen ausgebildet, d. h. in Richtung des zylindrischen Elements 12. Es ist möglich, die elektrische Motorbaugruppe 2 in ihrer Größe klein auszubilden.
(Dritte Ausführungsform)
10 und 11 zeigen eine dritte Ausführungsform. Ein Leistungsverbinder 57, der als Leistungsquellen-Interface vorgesehen ist, weist einen Verbindungsabschnitt 571 auf, der vorbereitet ist, mit der Leistungsquellenleitung verbunden zu werden. Der Verbindungsabschnitt 571 ist in Richtung des Motors 40 in der axialen Richtung ausgebildet. Ein Signalverbinder 58, der als das zweite Signal-Interface vorgesehen ist, weist einen Verbindungsabschnitt 481 auf, der vorbereitet ist, mit der zweiten Signalleitung verbunden zu werden. Der Verbindungsabschnitt 581 ist in Richtung des Motors 40 in der axialen Richtung ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform ist die axiale Größe der elektrischen Motorbaugruppe 3 kleiner als die der ersten Ausführungsform ausgebildet. Eine radiale Größe der elektrischen Motorbaugruppe 3 ist kleiner ausgebildet, als die der zweiten Ausführungsform. Daher ist es möglich, die elektrische Motorbaugruppe 3 in der Größe sogar kleiner zu gestalten.
Andere Ausführungsformen
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist der Controller auf der anderen Endseite der Getriebebox an dem Motor angebracht. Alternativ kann der Controller zwischen dem Motor und der Getriebebox angeordnet sein. In diesem Fall ist der Schaft des Motors derart angebracht, dass dieser die elektrischen Schaltkreisplatinen für die Steuerkomponenten und die Leistungskomponenten durchdringt und das dieser durch eine Kavität, die zwischen den sich gegenüberliegenden Kühlkörpern ausgebildet ist, durchtritt. Der Schaft erstreckt sich von dem Motor durch den Controller zu der Getriebebox.
In den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen enthält die Steuereinheit 60, 70 zwei Systeme von Inverterschaltkreisen, die dem Motor 40 elektrische Leistung zuführen. Allerdings kann die vorliegende Erfindung auch auf eine Vorrichtung angewandt werden, die den Motor mittels eines einzelnen Inverterschaltkreises oder drei oder mehr Inverterschaltkreisen antreibt.
In den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen sind der Leistungsverbinder und der Signalverbinder einheitlich ausgebildet, um ein Verbindermodul vorzusehen. Alternativ können der Leistungsverbinder und der Signalverbinder getrennt angebracht sein.
In den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen sehen der Drehmoment-Signalverbinder und der Leistungsverbinder eine punktsymmetrische Anordnung im Bezug auf einen vorbestimmten Punkt auf einer Achse des Gehäuses vor. Allerdings können die Positionen des Drehmoment-Signalverbinders und des Leistungsverbinders variabel sein. Der Drehmoment-Signalverbinder und der Leistungsverbinder können irgendwo auf einem Umfangsabschnitt des zylindrischen Elements 12 bei dem Gehäuse angeordnet sein. Die oben beschriebenen Ausführungsformen sehen die ersten und zweiten Glättungskondensatoren mittels Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren vor. Die vorliegende Erfindung kann auf eine Vorrichtung angewandt werden, die verschiedene Arten von Kondensatoren verwendet, wie zum Beispiel einen Film-Kondensator. Zusätzlich können die Anschlüsse des Kondensators und des Leistungsmoduls direkt verbunden sein.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird die elektrische Motorbaugruppe für das EPS verwendet. Alternativ kann die elektrische Motorbaugruppe für andere Vorrichtungen verwendet werden, die einen Motor als Antriebsleistungsquelle verwenden.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen in Bezug auf die beiliegende Zeichnung vollständig beschrieben wurde, sei angemerkt, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen für den Fachmann offensichtlich sind. Derartige Änderungen und Modifikationen sind im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung enthalten, der durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2002-120739 A [0002]

Claims

Elektrische Motorbaugruppe (1, 2, 3), die ein Drehmoment basierend auf einem ersten Signal von einem Sensor (6) abgibt, wobei die elektrische Motorbaugruppe aufweist: ein Gehäuse (11, 12, 13, 14, 41), das in einer zylindrischen Form ausgebildet ist und eine äußere Hülle vorsieht; einen Motor (40), der in dem Gehäuse angeordnet und in der Lage ist, das Drehmoment durch einen Schaft (44) abzugeben; eine Steuereinheit (60, 70), die auf einer axialen Seite des Motors und in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei die Steuereinheit in der Lage ist, den Motor basierend auf zumindest dem ersten Signal zu steuern; ein Leistungsquelleninterface (51, 55, 57), das an dem Gehäuse derart angeordnet ist, dass dieses radial nach außen hervorsteht, und vorbereitet ist, mit einer Leistungsquellenleitung verbunden zu werden, um dem Motor und der Steuereinheit elektrische Leistung zuzuführen; ein erstes Signalinterface 53, das an dem Gehäuse derart angeordnet ist, dass dieses radial nach außen hervorsteht, und vorbereitet ist, mit einer ersten Signalleitung verbunden zu werden, um das erste Signal zu der Steuereinheit zu übertragen, wobei das erste Signalinterface an einer axialen Seite des Motors angeordnet ist, wo die Steuereinheit angeordnet ist; und ein zweites Signalinterface (52, 56, 58), das an dem Gehäuse derart angeordnet ist, dass dieses radial nach außen hervorsteht, und vorbereitet ist, mit einer zweiten Signalleitung verbunden zu werden, um ein zweites Signal zu der Steuereinheit zum Steuern des Motors zu übertragen, wobei das erste Signalinterface (53) und das Leistungsquelleninterface (51, 55, 57) in einem vorbestimmten Abstand zueinander beabstandet sind, und wobei das erste Signalinterface (53) einen Verbindungsabschnitt aufweist, der vorbereitet ist, mit der ersten Signalleitung verbunden zu werden und in Richtung des Motors entlang der axialen Richtung des Gehäuses (11, 12, 13, 14, 41) ausgebildet ist.
Elektrische Motorbaugruppe gemäß Anspruch 1, wobei das zweite Signalinterface (52, 56, 58) und das Leistungsquelleninterface (51, 55, 57) einheitlich ausgebildet sind.
Elektrische Motorbaugruppe gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Leistungsquelleninterface (55) einen Verbindungsabschnitt aufweist, der vorbereitet ist, mit der Leistungsquellenleitung verbunden zu werden und in Richtung des radial Äußeren des Gehäuses ausgebildet ist.
Elektrische Motorbaugruppe gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Leistungsquelleninterface (51, 57) einen Verbindungsabschnitt aufweist, der vorbereitet ist, mit der Leistungsquellenleitung verbunden zu werden und in der axialen Richtung des Gehäuses ausgebildet ist.
Elektrische Motorbaugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das erste Signalinterface (53) und das Leistungsquelleninterface (51, 55, 57) eine punktsymmetrische Anordnung in Bezug auf einen vorbestimmten Punkt auf einer Achslinie des Gehäuses vorsehen.
Elektrische Motorbaugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuereinheit (60, 70) zwei Systeme von Inverterschaltkreisen enthält, die dem Motor elektrische Antriebsleistung zuführen.
Elektrische Motorbaugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das erste Signal ein Drehmomentsignal von einem Drehmomentsensor (6) ist, der ein Eingangsdrehmoment erfasst, und wobei das erste Signalinterface ein Drehmoment-Signalinterface (53) ist, das vorbereitet ist, mit einer Drehmomentsignalleitung verbunden zu sein, um das Drehmomentsignal zu der Steuereinheit au übertragen, und wobei die elektrische Motorbaugruppe (1, 2, 3) ein Unterstützungsdrehmoment basierend auf dem ersten Signal abgibt.
Elektrische Motorbaugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Motor beinhaltet: einen Stator (42), der radial innen im Gehäuse angeordnet ist und eine Wicklung aufweist, die derart angeordnet ist, dass diese eine Mehr-Phasen-Wicklung ausbildet; und einen Rotor (43), der radial innen des Gehäuses angeordnet und derart gelagert ist, dass dieser relativ zu dem Stator drehbar ist, wobei der Schaft (44) in einem Zentrum des Rotors angeordnet und mit dem Rotor drehbar ist, und wobei der Motor in der Lage ist, das Unterstützungsdrehmoment über den Schaft durch das Drehen des Rotors abzugeben.
Elektrische Servolenkvorrichtung, aufweisend: die elektrische Motorbaugruppe (1, 2, 3) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Drehmomentsensor ein Lenkdrehmoment, das durch einen Fahrzeugbenutzer ausgeübt wird, als das Eingangsdrehmoment erfasst.
Elektrische Motorbaugruppe gemäß Anspruche 9, wobei die elektrische Motorbaugruppe (1, 2, 3) in der Nähe einer Lenksäule angeordnet ist und der Lenksäule das Unterstützungsdrehmoment zuführt.