DE112017001202T5

DE112017001202T5 - Elektrische Antriebsvorrichtung und elektrische Servolenkvorrichtung

Info

Publication number: DE112017001202T5
Application number: DE112017001202.3T
Authority: DE
Inventors: Masao Fujimoto
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2016-03-09
Filing date: 2017-02-16
Publication date: 2018-11-15
Also published as: US11597430B2; CN107921995A; US20200239065A1; CN111845921B; JP6514135B2; CN111845921A; WO2017154498A1; CN107921995B; KR20180023997A; US20180178829A1; US10654517B2; JP2017159768A; KR102112938B1

Abstract

Es wird ein Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 nahe bei einer Drehwelle 50 des elektrischen Motors geschaffen, der benachbart zu einer elektrischen Motoreinheit EM ist und sich in der Richtung einer Drehwelle 50 des elektrischen Motors erstreckt. Eine Platte 24 einer elektronischen Steuerungseinheit eines redundanten Systems ist entlang der Richtung, in die sich der Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 erstreckt, an dem Wärmeabstrahlungssockelkörper befestigt, wobei eine Wärmeleitung zu dem Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 erlaubt ist. Eine Platte 26 der anderen elektronischen Steuerungseinheit eines redundanten Systems ist an dem Wärmeabstrahlungssockelkörper befestigt, um der Platte 24 der einen elektronischen Steuerungseinheit des redundanten Systems zugewandt zu sein, wobei eine Wärmeleitung zu dem Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 erlaubt ist. Eine Größenreduktion der elektrischen Antriebsvorrichtung in radialer Richtung kann erreicht werden. Da Wärme durch den Wärmeabstrahlungssockelkörper zu dem Gehäuse der elektrischen Motoreinheit abgestrahlt wird, kann Wärme von der Platte effizient nach außen abgestrahlt werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Antriebsvorrichtung und eine elektrische Servolenkvorrichtung und insbesondere auf eine elektrische Antriebsvorrichtung und eine elektrische Servolenkvorrichtung, in die eine elektronische Steuerungseinheit montiert ist.
Hintergrund
Auf dem Gebiet von allgemeinen industriellen Geräten wird ein mechanisches Steuerungsbauteil durch einen elektrischen Motor angetrieben. In den letzten Jahren ist eine sogenannte elektrisch-mechanisch-integrierte elektrische Antriebsvorrichtung verwendet worden, die so konfiguriert ist, dass eine elektronische Steuerungseinheit, die aus einem Halbleiterbauteil usw. gebildet ist, das eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment des elektrischen Motors steuert, in dem elektrischen Motor fest eingebaut montiert ist.
Als Beispiel der elektrisch-mechanisch-integrierten elektrischen Antriebsvorrichtung ist eine elektrische Servolenkvorrichtung so konfiguriert, dass eine Einschlagrichtung und ein Einschlagdrehmoment einer Lenkwelle, die sich durch eine Betätigung eines Lenkrads durch den Fahrer dreht, detektiert werden, und auf der Basis dieser Detektionswerte wird der elektrische Motor angetrieben, sich in die gleiche Richtung wie die Einschlagrichtung der Lenkwelle zu drehen, außerdem wird ein Lenkunterstützungsdrehmoment erzeugt. Um diesen elektrischen Motor zu steuern, ist die Servolenkvorrichtung mit einer elektronischen Steuerungseinheit (ECU: Elektronische Steuerungseinheit) versehen.
Als elektrische Servolenkvorrichtung des Standes der Technik ist zum Beispiel eine elektrische Servolenkvorrichtung, die in der japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2013-060119 (Patentdokument 1) offenbart ist, bekannt. Patentdokument 1 offenbart die elektrische Servolenkvorrichtung, die durch eine elektrische Motoreinheit und eine elektronische Steuerungseinheit konfiguriert ist. Ein elektrischer Motor der elektrischen Motoreinheit ist in einem Motorgehäuse untergebracht, das einen zylindrischen Abschnitt aufweist, der aus einer Aluminiumlegierung usw. gefertigt ist. Platten (Substrate), auf denen elektronische Bauteile oder Komponenten der elektronischen Steuerungseinheit montiert sind, sind in einem ECU-Gehäuse untergebracht, das sich auf einer gegenüberliegenden Seite einer Ausgangswelle des Motorgehäuses in einer axialen Richtung des Motorgehäuses befinden. Die Platten, die in dem ECU-Gehäuse untergebracht sind, sind mit einer Leistungsversorgungsschaltungseinheit, einer Leistungsumsetzungsschaltungseinheit, die ein Leistungsschaltbauteil wie einen MOSFET und einen IGBT, das den elektrischen Motor antreibt und steuert, aufweist, und einer Steuerungsschaltungseinheit, die das Leistungsschaltbauteil steuert, versehen. Ausgangsanschlüsse des Leistungsschaltbauteils und Eingangsanschlüsse des elektrischen Motors sind durch eine Sammelschiene elektrisch verbunden.
Leistung wird von einer Leistungsversorgung durch eine Verbinderanschlussbaugruppe, die aus synthetischem Harz gefertigt ist, an die elektronische Steuerungseinheit, die in dem ECU-Gehäuse untergebracht ist, geliefert. Ferner werden Detektionssignale, die einen Betriebszustand usw. betreffen, von Detektionssensoren an die elektronische Steuerungseinheit gesendet. Die Verbinderanschlussbaugruppe dient als ein Deckelelement oder ein Abdeckelement und ist mit der elektronischen Steuerungseinheit verbunden, um eine Öffnung abzudecken, die an dem ECU-Gehäuse gebildet ist. Die Verbinderanschlussbaugruppe ist mit Befestigungsschrauben an einer äußeren Oberfläche des ECU-Gehäuse befestigt.
Als eine weitere elektrische Antriebsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass die elektronische Steuerungseinheit und die elektrische Motoreinheit integriert sind, sind eine elektrische Bremse und eine elektrische Hydraulikdrucksteuereinheit für verschiedene Arten der Hydraulikdrucksteuerung bekannt.
Entgegenhaltungsliste
Patentdokument
Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2013-060119
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Da die elektrische Servolenkvorrichtung, die in Patentdokument 1 offenbart ist, in einem Kraftmaschinenraum des Fahrzeugs platziert ist, ist eine Größenreduktion der Konfiguration der elektrischen Servolenkvorrichtung erforderlich. Insbesondere gab es in den letzten Jahren die Tendenz, verschiedene Hilfsvorrichtungen wie eine Abgassteuerungsvorrichtung und eine Schutzmaßnahmenvorrichtung in dem Kraftmaschinenraum des Fahrzeugs anzuordnen. Es ist deshalb für die Hilfsvorrichtungen, die die elektrische Servolenkvorrichtung umfassen, erforderlich, so klein wie möglich zu sein. Ferner ist eine Reduzierung der Komponentenanzahl der Hilfsvorrichtungen, die die elektrische Servolenkvorrichtung umfassen, erforderlich.
In der elektrischen Servolenkvorrichtung, die eine Konfiguration aufweist, die in Patentdokument 1 offenbart ist, sind die Leistungsversorgungsschaltungseinheit, die Leistungsumsetzungsschaltungseinheit und die Steuerungsschaltungseinheit auf zwei Platten montiert, die in einer radialen Richtung angeordnet sind. Aus diesem Grund nimmt, da die Komponentenanzahl von elektrischen Komponenten, die erforderlich ist, um den elektrischen Motor zu steuern, grob bestimmt ist, wenn diese elektrischen Komponenten auf die beiden Platten montiert sind, die Größe des ECU-Gehäuses, das darin die elektronische Steuerungseinheit aufnimmt, notwendigerweise in der radialen Richtung zu.
Ferner ist Sicherheit besonders für die elektrische Servolenkvorrichtung, die das Fahrzeug lenkt, erforderlich und eine elektronische Steuerungseinheit, die ein redundantes System aufweist, wie ein System mit doppelter Redundanz, ist erforderlich. Deshalb sind zwei Systeme der elektronischen Steuerungseinheit, die zueinander gleich sind, als eine Konfiguration des redundanten Systems notwendig. Außerdem gibt es unter diesem Gesichtspunkt eine Tendenz, die Größe des ECU-Gehäuses weiter zu vergrößern.
Hierbei ist die Grenze einer axialen Länge der elektrischen Servolenkvorrichtung in einer Längsrichtung unter einem strukturellen Gesichtspunkt nicht scharf, aber es gibt eine Tendenz, die Zunahme der Größe der elektrischen Servolenkvorrichtung in der radialen Richtung zu begrenzen. Somit ist unter den vorliegenden Umständen eine Größenreduktion der elektrischen Antriebsvorrichtung in der radialen Richtung erforderlich.
Zusätzlich dazu weist die elektrische Komponente, die die Leistungsversorgungsschaltungseinheit und die Leistungsumsetzungsschaltungseinheit bildet, einen großen Heizwert auf. Deshalb ist es dann, wenn die Größe der elektrischen Antriebsvorrichtung reduziert wird, erforderlich, diese Wärme effizient nach außen abzustrahlen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine neue elektrische Antriebsvorrichtung und eine neue elektrische Servolenkvorrichtung zu schaffen, die die Zunahme der Größe in der radialen Richtung der elektrischen Antriebsvorrichtung, die durch die elektrische Motoreinheit gebildet ist, in die die elektronische Steuerungseinheit integriert ist, die das redundante System aufweist, unterdrücken können und die eine einfache Wärmeabstrahlungsstruktur aufweisen, die durch eine Komponentenanzahl konfiguriert ist, die so klein wie möglich ist.
Lösung des Problems
Eine elektrische Antriebsvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst Folgendes: ein Motorgehäuse, das darin einen elektrischen Motor aufnimmt, der ein mechanisches Steuerungsbauteil antreibt; einen Wärmeabstrahlungssockelkörper, der an einer Endoberfläche, die eine gegenüberliegende Seite von einem Ausgangswellenabschnitt einer Drehwelle des elektrischen Motors ist, des Motorgehäuses befestigt ist und sich in einer Richtung der Drehwelle, die die gegenüberliegende Seite von dem Ausgangswellenabschnitt ist, erstreckt; eine elektronische Steuerungseinheit eines redundanten Systems, wobei die eine elektronische Steuerungseinheit entlang einer Richtung eingerichtet ist, in die sich der Wärmeabstrahlungssockelkörper erstreckt, und eine Platte aufweist, die an dem Wärmeabstrahlungssockelkörper befestigt ist, wobei eine Wärmeleitung zu dem Wärmeabstrahlungssockelkörper erlaubt ist, und die andere elektronische Steuerungseinheit des redundanten Systems, wobei die andere elektronische Steuerungseinheit entlang einer Richtung eingerichtet ist, in die sich der Wärmeabstrahlungssockelkörper erstreckt, und eine Platte aufweist, die an dem Wärmeabstrahlungssockelkörper befestigt ist, wobei eine Wärmeleitung zu dem Wärmeabstrahlungssockelkörper erlaubt ist. Und das Motorgehäuse, der Wärmeabstrahlungssockelkörper und die eine und die andere elektronische Steuerungseinheit sind so konfiguriert, dass Wärme von der Platte der einen elektronischen Steuerungseinheit oder von der Platte der anderen elektronischen Steuerungseinheit oder von den Platten sowohl der einen als auch der anderen elektronischen Steuerungseinheit durch den Wärmeabstrahlungssockelkörper von dem Motorgehäuse abgestrahlt wird.
Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch Befestigen der Platte der elektronischen Steuerungseinheit, die sich entlang der axialen Richtung des elektrischen Motors erstreckt, an dem Wärmeabstrahlungssockelkörper, der sich entlang der axialen Richtung des elektrischen Motors erstreckt, wobei eine Wärmeleitung zwischen der Platte und der Wärmeabstrahlungssockelkörper erlaubt ist, eine Größenreduktion der elektrischen Antriebsvorrichtung in der radialen Richtung erreicht werden. Ferner ist es, da die Wärme von jeder Platte durch den Wärmeabstrahlungssockelkörper an das Gehäuse der elektrischen Motoreinheit abgestrahlt wird, auch wenn die Größenreduktion vorgenommen wird, möglich, die Wärme von der Platte effizient nach außen abzustrahlen.
Figurenliste

1 ist eine allgemeine perspektivische Ansicht einer Lenkvorrichtung als ein Beispiel, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird.
2 ist eine allgemeine perspektivische Ansicht einer elektrischen Servolenkvorrichtung nach dem Stand der Technik.
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem eine Drehwinkeldetektionsplatte in eine elektrische Motoreinheit montiert ist.
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Wärmeabstrahlungssockelkörpers, der an die elektrische Motoreinheit gesichert ist.
6 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Wärmeabstrahlungssockelkörper auf die elektrische Motoreinheit montiert ist.
7 ist ein Querschnitt zum Erläutern einer Befestigungsweise der elektrischen Motoreinheit und des Wärmeabstrahlungssockelkörpers.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein elektronisches Steuerungsmittel (eine elektronische Steuerungseinheit), das ein redundantes System aufweist, an dem Wärmeabstrahlungssockelkörper befestigt ist.
9 ist ein Längsquerschnitt einer A-A-Linie von 8 und erläutert ein abgewandeltes Beispiel.

Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten mit Bezug auf die Zeichnungen ausführlich erläutert werden. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die folgende Ausführungsform beschränkt und umfasst alle Entwurfsabwandlungen und Äquivalente, die zu dem technischen Umfang der vorliegenden Erfindung gehören.
Vor dem Erläutern der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Konfiguration einer Lenkvorrichtung als ein Beispiel, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird, kurz unter Verwendung von 1 erläutert werden. Ferner wird, um das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, auch eine Konfiguration einer elektrischen Servolenkvorrichtung nach dem Stand der Technik kurz unter Verwendung von 2 erläutert werden.
Als erstes wird eine Lenkvorrichtung, um Vorderräder eines Fahrzeugs zu lenken, erläutert werden. Eine Lenkvorrichtung 1 ist konfiguriert, wie in 1 gezeigt ist. Ein Ritzel (nicht gezeigt) ist an einem unteren Ende einer Lenkwelle 2, die mit einem Lenkrad (nicht gezeigt) verbunden ist, vorgesehen. Dieses Ritzel greift in eine Zahnstange (nicht gezeigt) ein, die sich in einer rechten und linken Richtung eines Fahrzeugkörpers erstreckt. Eine Spurstange 3, um die Vorderräder in der rechten und linken Richtung zu lenken, ist mit beiden Enden der Zahnstange verbunden. Die Zahnstange ist in einem Zahnstangengehäuse 4 aufgenommen. Zwischen dem Zahnstangengehäuse 4 und jeder Spurstange 3, ist eine Gummikappe 5 vorgesehen.
Die Lenkvorrichtung 1 ist mit einer elektrischen Servolenkvorrichtung 6 vorgesehen, um das Drehmoment zu unterstützen, wenn eine Einschlagbetätigung des Lenkrads durchgeführt wird. Das heißt, ein Drehmomentsensor 7, der eine Einschlagrichtung und ein Einschlagdrehmoment der Lenkwelle 2 detektiert, ist vorgesehen. Und eine elektrische Motoreinheit 8, die über ein Getriebe 10 auf der Basis eines Detektionswerts des Drehmomentsensors 7 eine Lenkunterstützungskraft bereitstellt, ist vorgesehen. Ferner ist eine elektronische Steuerungsvorrichtungseinheit (ECU) 9 vorgesehen, die einen elektrischen Motor steuert, der in der elektrischen Motoreinheit 8 angeordnet ist. Die elektrische Motoreinheit 8 der elektrischen Servolenkvorrichtung 6 ist mit dem Getriebe 10 an drei Abschnitten einer äußeren Peripherie auf einer Ausgangswellenseite der elektrischen Motoreinheit 8 mit Schrauben (nicht gezeigt) verbunden. Die elektronische Steuerungseinheit 9 ist auf einer gegenüberliegenden Seite der Ausgangswellenseite der elektrischen Motoreinheit 8 angeordnet.
Wie in 2 gezeigt, ist die elektrische Motoreinheit 8 der elektrischen Servolenkvorrichtung nach dem Stand der Technik aus einem Motorgehäuse 11a, das einen zylindrischen Abschnitt aufweist, der aus einer Aluminiumlegierung usw. gefertigt ist, und dem elektrischen Motor (nicht gezeigt), der in der elektrischen Motoreinheit 8 angeordnet ist, gebildet. Die elektronische Steuerungseinheit 9 ist aus einem ECU-Gehäuse 11B, das sich auf einer gegenüberliegenden Seite einer Ausgangswelle des Motorgehäuses 11A in einer axialen Richtung des Motorgehäuses 11A befindet und aus einer Aluminiumlegierung usw. gefertigt ist, und einer elektronischen Steuerungsbaugruppe (nicht gezeigt), die in dem ECU-Gehäuse untergebracht ist, gebildet.
Das Motorgehäuse 11A und das ECU-Gehäuse 11B sind auf ihren gegenüberliegenden Endoberflächen mit Befestigungsschrauben fest miteinander verbunden. Die elektronische Steuerungsbaugruppe, die in dem ECU-Gehäuse 11B untergebracht ist, ist durch eine Leistungsversorgungsschaltungseinheit, die eine geforderte Leistung erzeugt, eine Leistungsumsetzungsschaltungseinheit, die ein Leistungsschaltbauteil aufweist, das aus einem MOSFET oder einem IGBT gebildet ist, das den elektrischen Motor der elektrischen Motoreinheit 8 steuert, und einer Steuerungsschaltungseinheit, die das Leistungsschaltbauteil steuert, konfiguriert. Ausgangsanschlüsse des Leistungsschaltbauteils und Eingangsanschlüsse des elektrischen Motors sind durch eine Sammelschiene elektrisch verbunden.
Ein aus synthetischem Harz gefertigtes Deckelelement (oder Abdeckelement) 12, das auch als eine Verbinderanschlussbaugruppe verwendet wird, ist an einer Endoberfläche des ECU-Gehäuses 11B mit Befestigungsschrauben befestigt. Das Deckelelement 12 ist mit einem Verbinderanschlussbildungsabschnitt 12A für eine Leistungsversorgung, einem Verbinderanschlussbildungsabschnitt 12B für Detektionssensoren und einem Verbinderanschlussbildungsabschnitt 12C für eine Steuerungszustandsausgabe, durch die ein Steuerungszustand an eine externe Vorrichtung ausgegeben wird, vorgesehen. Die elektronische Steuerungsbaugruppe, die in dem ECU-Gehäuse 11B untergebracht ist, wird durch den Verbinderanschlussbildungsabschnitt 12A für eine Leistungsversorgung des aus synthetischem Harz gefertigten Deckelelements 12 mit Leistung versorgt. Ferner werden der elektronischen Steuerungsbaugruppe Detektionssignale eines Betriebszustands usw. von den Detektionssensoren durch den Verbinderanschlussbildungsabschnitt 12B für Detektionssensoren zur Verfügung gestellt. Ein Stromsteuerungszustandssignal der elektrischen Servolenkvorrichtung wird durch den Verbinderanschlussbildungsabschnitt 12C für eine Steuerungszustandsausgabe von der elektronischen Steuerungsbaugruppe ausgegeben.
Hierbei ist das Deckelelement 12 so gestaltet, dass die gesamte Öffnung des ECU-Gehäuses 11B abgedeckt ist. Die Größe von jedem der Verbinderanschlüsse könnte jedoch reduziert werden, außerdem könnte jeder Verbinderanschluss durch Einführlöcher, die an dem ECU-Gehäuse 11B gebildet sind, mit der elektronischen Steuerungsbaugruppe verbunden sein.
In der elektrischen Servolenkvorrichtung 6 detektiert der Drehmomentsensor 7 dann, wenn die Lenkwelle 2 durch die Lenkradbetätigung in eine Einschlagrichtung gedreht wird, die Einschlagrichtung und das Einschlagdrehmoment der Lenkwelle 2. Die Steuerungsschaltungseinheit berechnet einen Antriebsbetriebsbetrag des elektrischen Motors auf der Basis dieser Detektionswerte. Der elektrische Motor wird dann durch das Leistungsschaltbauteil der Leistungsumsetzungsschaltungseinheit auf der Basis des berechneten Antriebsbetriebsbetrags angetrieben. Und eine Ausgangswelle des elektrischen Motors dreht sich, um die Lenkwelle 2 in die gleiche Richtung wie eine Richtung der Lenkradbetätigung anzutreiben und zu drehen. Diese Drehung der Ausgangswelle des elektrischen Motors wird durch das Ritzel (nicht gezeigt) und das Getriebe 10 an die Zahnstange (nicht gezeigt) übertragen. Da eine solche Konfiguration und Tätigkeiten gut bekannt sind, wird eine weitere Erläuterung hier ausgelassen werden.
In einer solchen elektrischen Servolenkvorrichtung hat es, wie oben erwähnt, in den letzten Jahren eine Tendenz für verschiedene Hilfsvorrichtungen wie die Abgassteuerungsvorrichtung und die Schutzmaßnahmenvorrichtung gegeben, die in dem Kraftmaschinenraum des Fahrzeugs angeordnet sind. Es ist deshalb für die Hilfsvorrichtungen, die die elektrische Servolenkvorrichtung umfassen, erforderlich, so klein wie möglich zu sein.
In der elektrischen Servolenkvorrichtung, die eine solche Konfiguration aufweist, sind die Leistungsversorgungsschaltungseinheit, die Leistungsumsetzungsschaltungseinheit und die Steuerungsschaltungseinheit auf zwei Platten montiert und sind in der radialen Richtung angeordnet, um senkrecht zu einer Achse des ECU-Gehäuses zu sein. Aus diesem Grund nimmt, da die Komponentenanzahl der elektrischen Komponenten, die erforderlich ist, um den elektrischen Motor zusteuern, grob bestimmt ist, wenn diese elektrischen Komponenten auf die beiden Platten montiert sind, die Größe des ECU-Gehäuses, das darin die elektronische Steuerungseinheit aufnimmt, notwendigerweise in der radialen Richtung zu.
Ferner ist Sicherheit besonders für die elektrische Servolenkvorrichtung, die das Fahrzeug lenkt, erforderlich und eine elektronische Steuerungseinheit, die ein redundantes System aufweist, wie ein System mit doppelter Redundanz, ist erforderlich. Deshalb sind zwei Systeme der elektronischen Steuerungseinheit, die zueinander gleich sind, als eine Konfiguration notwendig, um das redundante System zu verbessern, und die Anzahl von elektronischen Bauteilen oder Komponenten ist verdoppelt. Außerdem nimmt die Größe des ECU-Gehäuses unter diesem Gesichtspunkt weiter zu.
Hierbei ist die Grenze der axialen Länge der elektrischen Servolenkvorrichtung in der Längsrichtung unter einem strukturellen Gesichtspunkt nicht scharf, aber es gibt eine Tendenz, die Zunahme der Größe der elektrischen Servolenkvorrichtung in der radialen Richtung zu begrenzen. Somit ist unter den vorliegenden Umständen eine Größenreduktion der elektrischen Antriebsvorrichtung in der radialen Richtung erforderlich. Zusätzlich dazu weist die elektrische Komponente, die die Leistungsversorgungsschaltungseinheit und die Leistungsumsetzungsschaltungseinheit bildet, einen großen Heizwert auf. Deshalb ist es dann, wenn die Größe der elektrischen Antriebsvorrichtung reduziert wird, erforderlich, diese Wärme effizient nach außen abzustrahlen.
Vor einem solchen Hintergrund schlägt die vorliegende Ausführungsform die elektrische Servolenkvorrichtung vor, die die folgende Konfiguration aufweist.
Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform ist ein Wärmeabstrahlungssockelkörper, der benachbart zu einer elektrischen Motoreinheit ist und sich in der Richtung einer Drehwelle eines elektrischen Motors erstreckt, nahe bei der Drehwelle des elektrischen Motors vorgesehen. Und eine Platte eines elektronischen Steuerungsmittels (einer elektronischen Steuerungseinheit) des redundanten Systems ist an dem Wärmeabstrahlungssockelkörpers entlang einer Richtung, in der sich der Wärmeabstrahlungssockelkörper erstreckt, befestigt, wobei eine Wärmeleitung zwischen der Platte und dem Wärmeabstrahlungssockelkörper erlaubt ist. Ferner ist eine Platte eines anderen elektronischen Steuerungsmittels (der anderen elektronischen Steuerungseinheit) des redundanten Systems an dem Wärmeabstrahlungssockelkörpers entlang einer Richtung, in der sich der Wärmeabstrahlungssockelkörper erstreckt, befestigt, um der Platte des einen elektronischen Steuerungsmittels (der einen elektronischen Steuerungseinheit) zugewandt sein, wobei eine Wärmeleitung zwischen der Platte und dem Wärmeabstrahlungssockelkörper erlaubt ist. Dann wird Wärme von der Platte von jedem elektronischen Steuerungsmittel (jeder elektronischen Steuerungseinheit) durch den Wärmeabstrahlungssockelkörper zu einem Gehäuse der elektrischen Motoreinheit abgestrahlt.
In der folgenden Beschreibung wird eine Konfiguration der elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich mit Bezug auf 3 bis 9 erläutert werden. 3 ist eine Zeichnung, die aus einer schrägen Richtung betrachtet wird, wobei Komponenten der elektrischen Servolenkvorrichtung der Ausführungsform abmontiert sind. 4 bis 9 sind Zeichnungen, die jeden Zusammenbauzustand der Komponenten der elektrischen Servolenkvorrichtung zeigen, wenn sie in der Zusammenbaureihenfolge zusammengebaut werden. Die Erläuterung wird mit Bezug auf jede Zeichnung vorgenommen werden, wie es notwendig ist.
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht der elektrischen Servolenkvorrichtung 6. Ein eisengefertigtes ringförmiges seitliches Ankerstück (nicht gezeigt) ist auf einer Innenseite eines Motorgehäuses 20 eingepasst. Der elektrische Motor ist innerhalb dieses seitlichen Gabelstücks aufgenommen. Ein Ausgangswellenabschnitt 21 des elektrischen Motors stellt der Zahnstange über das Getriebe die Lenkunterstützungskraft zur Verfügung. Da die spezielle Struktur des elektrischen Motors gut bekannt ist, wird seine Erläuterung hier ausgelassen werden.
Das Motorgehäuse 20 ist aus einer Aluminiumlegierung gefertigt und dient als eine Wärmesenke, die Wärme, die an dem elektrischen Motor erzeugt wird, und Wärme, die in elektronischen Bauteilen oder Komponenten erzeugt wird, die auf später erwähnten elektronischen Steuerungsplatten montiert sind, zu der äußeren Atmosphäre abstrahlt. Der elektrische Motor und das Motorgehäuse 20 bilden eine elektrische Motoreinheit EM.
Eine elektronische Steuerungseinheit EC ist mit einer Endoberfläche des Motorgehäuses 20 verbunden, die eine gegenüberliegende Seite des Ausgangswellenabschnitts 21 der elektrischen Motoreinheit EM ist. Die elektronische Steuerungseinheit EC ist aus einer Drehpositionsdetektionsschaltungsplatte 22, einem Wärmeabstrahlungssockelkörper 23, einer ersten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24, einer ersten Steuerungsschaltungsplatte 25, einer zweiten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26, einer zweiten Steuerungsschaltungsplatte 27 und einem Leistungsversorgungsverbinder 28 gebildet.
Hierbei bilden die erste Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24, die erste Steuerungsschaltungsplatte 25, die zweite Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 und die zweite Steuerungsschaltungsplatte 27 ein redundantes System. Ein elektronisches Hauptsteuerungsmittel (eine elektronische Hauptsteuerungseinheit) wird durch die erste Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und die erste Steuerungsschaltungsplatte 25 gebildet. Ein elektronisches Untersteuerungsmittel (eine Untersteuerungseinheit) wird durch die zweite Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 und die zweite Steuerungsschaltungsplatte 27 gebildet.
Unter normalen Bedingungen wird der elektrische Motor durch die elektronische Hauptsteuerungseinheit angetrieben und gesteuert. Falls der ersten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 oder der ersten Steuerungsschaltungsplatte 25 der elektronischen Hauptsteuerungseinheit jedoch eine anormale Bedingung oder ein Versagen zustößt, wird die Steuerung auf die elektronische Untersteuerungseinheit umgeschaltet und der elektrische Motor wird durch die zweite Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 und die zweite Steuerungsschaltungsplatte 27 der elektronischen Untersteuerungseinheit angetrieben und gesteuert.
Deshalb wird normalerweise Wärme von der elektronischen Hauptsteuerungseinheit an den Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 übertragen. Falls die anormale Bedingung oder das Versagen der elektronischen Hauptsteuerungseinheit zustößt, hält die elektronische Hauptsteuerungseinheit an und die elektronische Untersteuerungseinheit arbeitet, außerdem wird Wärme von der elektronischen Untersteuerungseinheit an den Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 übertragen. Dies wird später beschrieben werden.
Sowohl die elektronische Hauptsteuerungseinheit als auch die elektronische Untersteuerungseinheit könnten jedoch als eine normale elektronische Steuerungseinheit arbeiten, obwohl die vorliegende Erfindung diese Konfiguration nicht anwendet. Und falls der einen der elektronischen Steuerungseinheiten die anormale Bedingung oder das Versagen zustößt, treibt die andere elektronische Steuerungseinheit den elektrischen Motor mit halbem Vermögen an. In diesem Fall ist, obwohl das Vermögen des elektrischen Motors halbiert ist, eine so genannte Notlauffunktion gesichert. Deshalb wird bei unter normalen Bedingungen Wärme von der elektronischen Hauptsteuerungseinheit und der elektronischen Untersteuerungseinheit an den Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 übertragen.
Die elektronische Steuerungseinheit EC ist nicht in dem ECU-Gehäuse nach dem Stand der Technik untergebracht, wie in 2 gezeigt ist. Deshalb wird die Wärme der elektronischen Steuerungseinheit EC nicht von dem ECU-Gehäuse abgestrahlt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die elektronische Steuerungseinheit EC konfiguriert, an dem Motorgehäuse 20 befestigt und dadurch gestützt zu sein. Und Wärme von der elektronischen Steuerungseinheit EC wird hauptsächlich von dem Motorgehäuse 20 abgestrahlt. Wenn das Zusammenbauen der elektrischen Steuerungseinheit EC und der elektrischen Motoreinheit EM abgeschlossen ist, ist die elektronische Steuerungseinheit EC durch eine Abdeckung 29 abgedeckt. Die Abdeckung 29 und das Motorgehäuse 20 sind miteinander verbunden, wobei die Abdeckung 29 der Endoberfläche des Motorgehäuses 20 zugewandt ist.
Die Abdeckung 29 könnte aus einem synthetischem Harz oder Metall hergestellt sein. Die Abdeckung ist durch einen Befestigungsweg oder Befestigungsmittel wie Haftung (Haftmittel), Schweißen und Schraube fest mit dem Motorgehäuse 20 verbunden. Auf diese Weise ist in der vorliegenden Ausführungsform in der elektrischen Servolenkvorrichtung ein Abdichtungsteil nur ein Verbindungsabschnitt zwischen dem Motorgehäuse 20 und der Abdeckung 29. Deshalb kann eine zusätzliche Struktur des Abdichtungsteils und einer Abdichtungskomponente, die für die Abdichtung erforderlich ist, reduziert werden.
Ferner kann, da es nicht notwendig ist, dass die Abdeckung 29 die elektronische Steuerungseinheit EC stützt, eine Dicke der Abdeckung dünn sein, was zur Größenreduktion der Steuerungseinheit EC in der radialen Richtung und einer Gewichtsreduktion der Steuerungseinheit EC beiträgt. Falls die Abdeckung 29 aus einem Metall (z. B. einer Aluminiumlegierung oder Eisen) gefertigt ist, weist die Abdeckung 29 eine Wärmeabstrahlungsfunktion auf. Deshalb wird Wärme von dem Motorgehäuse 20 an die Abdeckung 29 übertragen, außerdem wird ein Wärmeabstrahlungseffekt weiter verbessert.
Wie oben beschrieben, ist die Drehpositionsdetektionsschaltungsplatte 22 in der vorliegenden Ausführungsform an der Endoberfläche des Motorgehäuses 20 befestigt. Die erste Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24, die erste Steuerungsschaltungsplatte 25, die zweite Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 und die zweite Steuerungsschaltungsplatte 27 sind an dem Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 befestigt, wobei diese Platten einander zugewandt sind. Ferner ist der Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 an der Endoberfläche des Motorgehäuses 20 befestigt, um die Drehpositionsdetektionsschaltungsplatte 22 abzudecken. Darüber hinaus sind die Abdeckung 29 und das Motorgehäuse 20 so konfiguriert, dass die Abdeckung 29 flüssigkeitsdicht mit der Endoberfläche des Motorgehäuses 20 verbunden ist. Diese Konfiguration ist eines der herausragenden Merkmale der vorliegenden Ausführungsform.
Das heißt, die vorliegende Erfindung erfordert kein ECU-Gehäuse wie die elektrische Servolenkvorrichtung nach dem Stand der Technik, wie in 2 gezeigt ist, die sich auf der gegenüberliegenden Seite der Ausgangswelle des Motorgehäuses in der axialen Richtung des Motorgehäuses befindet und aus einer Aluminiumlegierung usw. gefertigt ist.
Folglich sind das ECU-Gehäuse wie nach dem Stand der Technik, eine Abdichtung, um eine Flüssigkeitsdichtheit des ECU-Gehäuses zu sichern, und eine Schraube, um das Motorgehäuse und das ECU-Gehäuse zu befestigen, in der vorliegenden Ausführungsform nicht notwendig. Es ist deshalb möglich, die gesamte Körpergröße der elektrischen Servolenkvorrichtung zu reduzieren. Ferner kann die Komponentenanzahl reduziert werden, wodurch Arbeitsstunden für Zusammenbau oder Zusammenbauprozesse reduziert werden. Damit kann ein Abschlussproduktakkordsatz (oder ein Abschlussprodukteinheitspreis) gedrückt werden und dies führt zu einer Verbesserung der Produktwettbewerbsfähigkeit.
Zurückkehrend zu 3 ist ein Rotorabschnitt (nicht gezeigt) des elektrischen Motors in einem mittleren Abschnitt des Motorgehäuses 20 angeordnet. Eine Statorwicklung ist um diesen Rotorabschnitt gewickelt. Die Statorwicklung ist durch eine Sternschaltung verbunden. Ein Eingangsanschluss 30 der Wicklung von jeder Phase und ein neutraler Anschluss 31 von jeder Phase, für eines des redundanten Systems, steht von einer Öffnung, die an dem Motorgehäuse 20 gebildet ist, über. In der vorliegenden Ausführungsform stehen, da das redundante System für das andere des redundanten Systems konfiguriert ist, der andere Eingangsanschluss 30 der Wicklung von jeder Phase und der andere neutrale Anschluss 31 von jeder Phase von einer Öffnung, die an dem Gehäuse 20 gebildet ist, über. Diese Eingangsanschlüsse 30 und neutralen Anschlüsse 31 stehen von den Öffnungen 32 über, wobei die Anschlüsse 30 und 31 für eines des redundanten Systems und die Anschlüsse 30 und 31 für das andere des redundanten Systems mit einem Winkelabstand von 180° eingerichtet sind.
Der Eingangsanschluss 30 der Wicklung ist mit einem Ausgangsanschluss der ersten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24, die die elektronische Hauptsteuerungseinheit für jede Phase bildet, verbunden. Der neutrale Anschluss 31 für jede Phase ist durch ein Verdrahtungsmuster auf der Verdrahtungsplatte 22 mit der Drehpositionsdetektionsschaltungsplatte 22 verbunden und bildet einen Neutralpunkt. Ebenso ist für das andere des redundanten Systems der Eingangsanschluss 30 der Wicklung mit einem Ausgangsanschluss der zweiten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26, die die elektronische Untersteuerungseinheit für jede Phase bildet, verbunden. Außerdem ist für das andere des redundanten Systems der neutrale Anschluss 31 für jede Phase durch ein Verdrahtungsmuster auf der Verdrahtungsplatte 22 mit der Drehpositionsdetektionsschaltungsplatte 22 verbunden und bildet den Neutralpunkt. Diese Konfigurationen sind aufgrund des redundanten Systems grundsätzlich fast die gleichen.
Diese Konfigurationen sind außerdem eines der herausragenden Merkmale der vorliegenden Ausführungsform. Da die neutralen Anschlüsse 31 der elektronischen Hauptsteuerungseinheit und der elektronischen Untersteuerungseinheit für jede Phase auf diese Weise durch das Verdrahtungsmuster auf der Verdrahtungsplatte 22 mit der Drehpositionsdetektionsschaltungsplatte 22 verbunden sind, ist kein komplizierter Verdrahtungsweg der neutralen Anschlüsse 31 erforderlich, außerdem ist die Verdrahtungsstruktur außerordentlich einfach. Zudem ist, da kein komplizierter Verdrahtungsweg der Eingangsanschlüsse 30 an die jeweiligen Leistungsumsetzungsschaltungsplatten 24 und 26 erforderlich ist, auch kein Raum für diesen komplizierten Verdrahtungsweg erforderlich. Eine Größenreduktion der elektronischen Steuerungseinheit EC kann deshalb erreicht werden. Dies wird unter Verwendung von 8 erläutert werden.
Hierbei ist ein Lager, das eine Drehwelle stützt, die den Rotorabschnitt bildet, zwischen den beiden Öffnungen 32 des Motorgehäuses 20 vorgesehen, obwohl dies nicht in der Zeichnung dargestellt ist. Eine Abdichtungsplatte 33 ist an der Endoberflächenseite des Motorgehäuses 20 vorgesehen, um diesen Lagerabschnitt von außen abzudecken. Die Abdichtungsplatte 33 ist eine Platte, die den Rotorabschnitt von außen abschirmt, und ist so vorgesehen, dass, nachdem die Abdeckung 29 befestigt ist, ein Füllmittel, das eine Innenseite der Abdeckung füllt, nicht in den Rotorabschnitt eintritt. Hierbei produziert dies, obwohl das Füllmittel durch die Öffnung 32 zu der Wicklungsseite fließt, da sich die Wicklungen nicht drehen, keinen schlimmen Effekt.
Wie in 3 und 4 gezeigt, ist die Drehpositionsdetektionsschaltungsplatte 22 mit Schrauben 34 an der Endoberfläche des Motorgehäuses 20 befestigt. Der neutrale Anschluss 31 für jede Phase ist durch das Verdrahtungsmuster auf der Verdrahtungsplatte 22 mit der Drehpositionsdetektionsschaltungsplatte 22 verbunden und bildet außerdem den Neutralpunkt. Ferner erstreckt sich der Eingangsanschluss 30 der Wicklung für jede Phase entlang einer axialen Richtung von einem Spalt zwischen der Öffnung 32 und der Drehpositionsdetektionsschaltungsplatte 22. Wie später beschrieben ist, sind die Eingangsanschlüsse 30 für jede Phase mit den Ausgangsanschlüssen der jeweiligen Leistungsumsetzungsschaltungsplatten 24 und 26 verbunden.
Ein GMR-Bauteil (Bauteil des Riesen-Magnetwiderstandseffekts) (nicht gezeigt) ist auf einer Oberfläche an der Seite der Abdichtungsplatte 33 der Drehpositionsdetektionsschaltungsplatte 22 vorgesehen. Das GMR-Bauteil ist konfiguriert, Magnetpolpositionsinformationen des Rotorabschnitts in Zusammenarbeit mit einem Positionsdetektionspermanentmagneten zu erhalten, der an einer Drehwelle befestigt ist, die sich an einer gegenüberliegenden Seite des Ausgangswellenabschnitts 21 befindet. Ferner ist eine magnetische Abschirmungsplatte 35 auf einer Oberfläche gegenüber von der Oberfläche vorgesehen, auf der das GMR-Bauteil der Drehpositionsdetektionsschaltungsplatte 22 vorgesehen ist.
Diese magnetische Abschirmungsplatte 35 weist die Funktion des Unterdrückens eines Einflusses von Magnetismus auf das GMR-Bauteil auf, der durch den Betrieb der elektronischen Bauteile oder Komponenten bewirkt wird, die auf die erste Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24, die erste Steuerungsschaltungsplatte 25, die zweite Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 und die zweite Steuerungsschaltungsplatte 27 montiert sind.
Stützstiele 36, die auf der Endoberfläche des Motorgehäuses 20 zu einer gegenüberliegenden Seite des Ausgangswellenabschnitts 21 in der axialen Richtung stehen, sind einteilig mit dem Motorgehäuse 20 gebildet. Deshalb ist der Stützstiel 36 aus einer Aluminiumlegierung gefertigt und seine Wärmeleitfähigkeit ist hoch. Die Stützstiele 36 sind mit einem Winkelraum von 180° auf gegenüberliegenden Seiten der Drehpositionsdetektionsschaltungsplatte 22 eingerichtet. Wie später beschrieben ist, weisen die Stützstiele 36 nicht nur die Funktion des Befestigens und Stützens des Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 auf, sondern auch des Übertragens von Wärme von dem Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 zu dem Motorgehäuse 20 auf.
Die Stützstiele 36 sind in einer Gestalt gebildet, die den Wärmeabstrahlungssockelkörper an drei Oberflächen der Stützstiele thermisch berühren oder kontaktieren, die eine vordere Oberfläche und seitliche Oberflächen sind, die an beiden Seiten der vorderen Oberfläche des Stützstiels 36 gebildet sind. Außerdem sind, um eine wärmeleitfähige Fläche des Stützstiels 36 zu erhöhen, die seitlichen Oberflächen des Stützstiels 36 in einer schrägen Oberfläche gestaltet, die sich schräg zu einem Spitzenende der axialen Richtung erstrecken. Mit dieser Gestalt ist eine Länge der seitlichen Oberfläche des Stützstiels 36 länger und eine große wärmeleitfähige Fläche kann gesichert werden. Auf der vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche der Stützstiele 36 sind Einführlöcher, in die eine Befestigungsschraube eingeführt wird, gebildet.
In 3, 5 und 6 ist der Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 aus einer Aluminiumlegierung gefertigt, die eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist, und ist als ein im Wesentlichen rechteckiges Parallelepiped gebildet. Grundsätzlich ist der Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 im Wesentlichen in einer Mitte der Endoberfläche des Motorgehäuses 20 platziert. Mit anderen Worten der Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 ist auf dem Motorgehäuse 20 angeordnet, um durch eine Fläche auf einer Ausdehnungslinie der Drehwelle des Rotorabschnitts durchzugehen und um sich zu einer gegenüberliegenden Seite des Ausgangswellenabschnitts 21 in der axialen Richtung zu erstrecken. Die später genannten elektronischen Steuerungsplatten des redundanten Systems sind in der axialen Richtung eingerichtet, wobei dieser Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 ein Zentrum oder eine Mitte ist. Diese Konfiguration ist auch eines der herausragenden Merkmale der vorliegenden Ausführungsform.
An einer unteren Seite von jeder der beiden seitlichen Oberflächen 23S des Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 ist ein Stützstielbefestigungsabschnitt 38, an dem der Stützstiel 36 befestigt wird, gebildet. An einer oberen Seite von jeder der beiden seitlichen Oberflächen 23S ist ein Verbinderbefestigungsabschnitt 39 gebildet. Der Stützstielbefestigungsabschnitt 38 ist in einer vertieften Gestalt gebildet, die eine Oberfläche, die der oberen Oberfläche des Stützstiels 36 zugewandt ist, und Oberflächen, die den jeweiligen seitlichen Oberflächen des Stützstiels 36 zugewandt sind, aufweist. Der Stützstiel 36 ist in diesem vertieft gestalteten Abschnitt aufgenommen und eingepasst. Auf der Oberfläche des Stützstielbefestigungsabschnitts 38, der der vorderen Oberfläche des Stützstiels 36 zugewandt ist, sind Schraubeneinführlöcher 40 gebildet, in die die Befestigungsschraube eingeschraubt ist.
Die Oberflächen des Stützstielbefestigungsabschnitts 38, die den jeweiligen Seitenoberflächen des Stützstiels 36 zugewandt sind, sind als schräge Oberflächen gebildet, um sich zu einer oberen Seite ausgerichtet auf den schrägen Stützstiel 36 zu verengen. Mit dieser Gestalt kann eine große wärmeleitfähige Fläche für Wärme, die von dem Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 zu dem Stützstiel 36 übertragen wird, gesichert werden. Zudem kann diese Gestalt als eine Führung dienen, wenn der Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 (die Stützstielbefestigungsabschnitte 38) auf den Stützstiel 36 eingeführt oder an ihn eingepasst werden.
Ferner sind, da die seitlichen Oberflächen des Stützstiels 36 und die Oberflächen des Stützstielbefestigungsabschnitt 38, die diesen seitlichen Oberflächen des Stützstiels 36 zugewandt sind, schräge Oberflächen sind, die jeweiligen gegenüberliegenden Oberflächen eng eingepasst, außerdem kann Spiel oder Vibration zwischen dem Stützstiel 36 und dem Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 unterdrückt werden. Es ist deshalb möglich, unnötige Vibration des Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 zu unterdrücken.
Der Verbinderbefestigungsabschnitt 39, der an der oberen Seite des Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 vorgesehen ist, ist in einer Gestalt gebildet, an die der Leistungsversorgungsverbinder 28 eingepasst wird. Dies wird unter Verwendung von 8 erläutert werden.
6 zeigt einen Zusammenbauzustand des Wärmeabstrahlungssockelkörper 23, der von einer gegenüberliegenden Seite der seitlichen Oberflächen 23S des Wärmeabstrahlungssockelkörpers 23, die in 5 gezeigt ist, betrachtet wird.
Wie in 6 gezeigt, werden die Stützstielbefestigungsabschnitte 38 des Wärmeabstrahlungssockelkörpers 23 entlang des Stützstiels 36, der an dem Motorgehäuse 20 gebildet ist, nach unten bewegt. Dann, wenn die Stützstielbefestigungsabschnitte.38 eine vorbestimmte Position erreichen, werden der Stützstiel 36 und der Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 fest mit den Befestigungsschrauben 41 befestigt. In diesem Zustand ist der Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 auf der Endoberfläche des Motorgehäuses 20 an der im Wesentlichen mittleren Position auf der Endoberfläche des Motorgehäuses gesichert. Hierbei ist in der vorliegenden Ausführungsform, da die Länge einer Befestigungsoberfläche des Wärmeabstrahlungssockelkörpers 23, die an der Endoberfläche des Motorgehäuses 20 befestigt ist, im Wesentlichen identisch zu Größen der später genannten Steuerungsschaltungsplatten 25 und 27 ist, der Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 befestigt, um die Mitte der Endoberfläche des Motorgehäuses 20 zu kreuzen.
Außerdem ist es mit dieser Struktur möglich, Wärme von den später genannten elektronischen Steuerungsplatten zu dem Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 zu übertragen und ferner Wärme des Wärmeabstrahlungssockelkörpers 23 an den Stützstiel 36 zu übertragen. Hierbei ist es, da die Wärme von den elektronischen Steuerungsplatten von dem Motorgehäuse 20 abgestrahlt werden kann, ohne das herkömmliche ECU-Gehäuse nach dem Stand der Technik zu verwenden, möglich, die gesamte Körpergröße der elektrischen Servolenkvorrichtung zu reduzieren. Ferner kann die Komponentenanzahl reduziert werden, wodurch Arbeitsstunden für Zusammenbau oder Zusammenbauprozesse reduziert werden. Hierbei könnte hinsichtlich eines Kontaktabschnitts zwischen dem Stützstiel 36 und dem Wärmeabstrahlungssockelkörper 23, um den Wärmekontakt zu erhöhen (um den Schnittstellenwärmewiderstandswert zu verringern), ein Wärmeabstrahlungsfunktionselement wie ein Haftmittel, das eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist, eine Wärmeabstrahlungslage und ein Wärmeabstrahlungsfett zwischen dem Stützstiel 36 und dem Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 eingefügt sein.
Zurückkehrend zu 5 ist auf einer Plattenbefestigungsoberfläche 23F, die einer vorderen Oberflächenseite des Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 entspricht, eine Befestigungsoberfläche gebildet, an der die erste Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und die erste Steuerungsschaltungsplatte 25 befestigt sind. Wie in 3 und 8 gezeigt, ist die erste Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 auf der vorderen Oberflächenseite des Wärmeabstrahlungssockelkörpers 23 befestigt und die erste Steuerungsschaltungsplatte 25 ist von einer Außenseite der ersten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 befestigt.
Ebenso ist auf einer Plattenbefestigungsoberfläche 23F, die einer hinteren Oberflächenseite des Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 entspricht, eine Befestigungsoberfläche gebildet, an der die zweite Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 und die zweite Steuerungsschaltungsplatte 27 befestigt sind. Wie in 3 und 8, ist die zweite Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 auf der hinteren Oberflächenseite des Wärmeabstrahlungssockelkörpers 23 befestigt und die zweite Steuerungsschaltungsplatte 27 ist von einer Außenseite der zweiten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 befestigt.
Die erste Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und die zweite Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 sind jeweils auf ihren Metallsubstraten, die aus einem Metall wie Aluminium gefertigt sind, das eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist, mit einem Leistungsschaltbauteil, das aus mehreren MOSTFETs konfiguriert ist, das eine Leistungsumsetzungsschaltung und einen Ausgangsverbinder für die Ausgabe dieses Leistungsschaltbauteils bildet, vorgesehen. Ferner sind die erste Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und die zweite Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 jeweils mit Spulen, die eine Leistungsversorgungsschaltung bilden, Schaltbauteilen, die aus MOSTFETs konfiguriert sind, und verschiedenen Verbinderanschlüssen vorgesehen. Da eine große Anzahl von Schaltbauteilen, von denen jedes das Schalten eines großen Stroms ausführt, auf diese erste Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und zweite Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 montiert sind, ist ein Heizwert von jeder der ersten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und der zweiten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 hoch. Die erste Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und die zweite Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 sind deshalb die Hauptwärmeerzeugungsquellen. Obwohl auch Wärme von der ersten Steuerungsschaltungsplatte 25 und der zweiten Steuerungsschaltungsplatte 27 erzeugt wird, wird diese Wärme an den Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 übertragen und strahlt diese von dem Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 ab. Dies wird später beschrieben werden.
Die Metallsubstrate dieser ersten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und der zweiten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 sind mit Befestigungsschrauben an vertieften Aufnahmeabschnitten 42 befestigt, die auf der vorderen und der hinteren Oberfläche des Wärmeabstrahlungssockelkörpers 23 gebildet sind, wie in 5 und 6 gezeigt ist. Das Leistungsschaltbauteil ist zwischen dem Metallsubstrat und dem vertieften Aufnahmeabschnitt 42 positioniert. Um das Leistungsvermögen der Wärmeleitfähigkeit zu verbessern, ist ein Wärmeabstrahlungsfunktionselement wie ein Haftmittel, das eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist, eine Wärmeabstrahlungslage und ein Wärmeabstrahlungsfett zwischen dem Leistungsschaltbauteil und dem vertieften Aufnahmeabschnitt 42 eingefügt.
Hierbei ist es natürlich möglich, eine Konfiguration einzusetzen, bei der das Metallsubstrat den vertieften Aufnahmeabschnitt 42 kontaktiert, wobei das Leistungsschaltbauteil auf einer gegenüberliegenden Seite von dem vertieften Aufnahmeabschnitt 42 positioniert ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch, um Wärme des Leistungsschaltbauteils effizient an den Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 zu übertragen, die Konfiguration eingesetzt, bei der das Leistungsschaltbauteil den vertieften Aufnahmeabschnitt 42 kontaktiert.
Auf diese Weise sind in der vorliegenden Ausführungsform durch Einsetzen der Konfiguration, bei der die erste Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und die zweite Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 in den jeweiligen vertieften Aufnahmeabschnitten 42, die an dem Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 gebildet sind, aufgenommen sind, die erste Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und die zweite Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 in dem Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 aufgenommen, wodurch die Zunahme der Größe in der radialen Richtung der elektronischen Steuerungseinheit EC unterdrückt wird.
Ferner sind, wie in 3 gezeigt, die erste Steuerungsschaltungsplatte 25 und die zweite Steuerungsschaltungsplatte 27 mit Befestigungsschrauben 47 an den jeweiligen Plattenbefestigungsoberflächen 23F des Wärmeabstrahlungssockelkörpers 23 befestigt, um die erste Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und die zweite Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 abzudecken. Das heißt, jede der ersten Steuerungsschaltungsplatte 25 und der zweiten Steuerungsschaltungsplatte 27 ist mit Befestigungsschrauben 47 an einem flachen Oberflächenbefestigungsabschnitt 44 befestigt, der den vertieften Aufnahmeabschnitt 42 umschließt, der auf der Plattenbefestigungsoberfläche 23F des Wärmeabstrahlungssockelkörpers 23 gebildet ist.
Ein Mikrocomputer 48, der die Schaltbauteile der Leistungsumsetzungsschaltung steuert, und seine periphere Vorrichtung 49 sind auf eine Harzplatte, die aus synthetischem Harz usw. gefertigt ist, von jeder der ersten Steuerungsschaltungsplatte 25 und der zweiten Steuerungsschaltungsplatte 27 montiert. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Elektrolytkondensator 43, der die Leistungsversorgungsschaltung bildet, auf jede der ersten Steuerungsschaltungsplatte 25 und der zweiten Steuerungsschaltungsplatte 27 montiert.
Da eine Körpergröße des Elektrolytkondensators 32 groß ist, ist es schwierig, dass der Elektrolytkondensator 32 in dem vertieften Aufnahmeabschnitt 42 aufgenommen ist. Deshalb ist der Elektrolytkondensator 32 auf jede der ersten Steuerungsschaltungsplatte 25 und der zweiten Steuerungsschaltungsplatte 27 montiert. Da ein ausreichender Raum von der Abdeckung 29 besteht, wie in 3 gezeigt, produziert dies, auch wenn die Elektrolytkondensatoren 43 eingerichtet sind, keinen schlimmen Effekt.
Hierbei ist zwischen dem vertieften Aufnahmeabschnitt 42 und dem flachen Oberflächenbefestigungsabschnitt 44 ein Durchgangsraum 45 gebildet, der ein Durchgang wird, wenn die erste Steuerungsschaltungsplatte 25 und die zweite Steuerungsschaltungsplatte 27 an dem Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 befestigt sind. Dieser Durchgangsraum 45 ist gebildet, um den vertieften Aufnahmeabschnitt 42 durch Luft zu kühlen. Deshalb fließt Wärme von der ersten Steuerungsschaltungsplatte 25 und der zweiten Steuerungsschaltungsplatte 27 oder wird an die Luft in dem Durchgangsraum 45 übertragen und auch durch den flachen Oberflächenbefestigungsabschnitt 44 an den Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 übertragen.
Wie in 5 gezeigt, ist ein vertiefter Verbinderaufnahmeabschnitt 46 auf einer oberen Endoberfläche des Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 an einer gegenüberliegenden Seite von einer Befestigungsseite des Wärmeabstrahlungssockelkörpers 23 gebildet. Dieser vertiefte Verbinderaufnahmeabschnitt 46 nimmt darin ein inneres Seitenende des Leistungsversorgungsverbinders 28 auf und weist die Funktion des Positionierens des Leistungsversorgungsverbinders 28 auf.
7 ist ein Querschnitt zum Erläutern eines Befestigungszustands des Stützstiels 36 und des Wärmeabstrahlungssockelkörpers 23. Ein Endabschnitt einer Drehwelle 50, der eine gegenüberliegende Seite zu dem Ausgangswellenabschnitt 21 ist, ist auf der Endoberfläche des Motorgehäuses 20 positioniert. Ein Magnethalteelement 51 ist an diesem Endabschnitt der Drehwelle 50 befestigt. Das Magnethalteelement 51 nimmt darin den Positionsdetektionspermanentmagneten 52 auf, der einen Positionsdetektionssensor bildet. Dieser Positionsdetektionspermanentmagnet 52 ist polarisiert, so dass mehrere Einheitsmagneten ringförmig eingerichtet sind.
Die Abdichtungsplatte 33 ist zwischen dem Positionsdetektionspermanentmagneten 52 und der Drehpositionsdetektionsschaltungsplatte 22 angeordnet. Diese Abdichtungsplatte 33 ist an die Endoberfläche des Motorgehäuses 20 gesichert und schirmt einen Raum, in dem die Drehwelle 50 angeordnet ist, von einem Raum, der sich auf der Seite der Drehpositionsdetektionsschaltungsplatte 22 befindet, ab. Damit kann der Raum, indem die Drehwelle 50 angeordnet ist, flüssigkeitsdicht oder hermetisch von dem Raum auf der Seite der Drehpositionsdetektionsschaltungsplatte 22 abgedichtet werden.
Deshalb wird Wasser oder Feuchtigkeit, die durch die Drehwelle 50 kommt, blockiert, sich zu einem Raum zu bewegen oder in ihn einzutreten, in dem die elektronischen Steuerungsplatten eingerichtet sind, wodurch ein schlimmer Effekt aufgrund des Wassers oder der Feuchtigkeit auf die elektronischen Bauteile oder Komponenten, die auf die elektronischen Steuerungsplatten montiert sind, unterdrückt wird. Selbstverständlich kann verhindert werden, dass Staub oder Partikel, die durch die Drehung des elektrischen Motors erzeugt werden, eintreten. Dies hat den Effekt des Verhinderns eines Versagens der elektronischen Bauteile oder Komponenten zur Folge.
Hierbei könnte ein Sensor, der Wasser oder Feuchtigkeit erfasst, auf der Drehpositionsdetektionsschaltungsplatte 22 vorgesehen sein, außerdem erfasst er das Eintreten von Wasser oder Feuchtigkeit. In der vorliegenden Ausführungsform ist es, da der Verbindungsabschnitt nur an einer zugewandten Oberfläche zwischen dem Motorgehäuse 20 und der Abdeckung 29 gebildet ist, denkbar, dass Wasser oder Feuchtigkeit von diesem Verbindungsabschnitt in das Innere eintritt. Da die Drehpositionsdetektionsschaltungsplatte 22 nahe bei der Endoberfläche des Motorgehäuses 20 befestigt ist, ist es dann, falls der Sensor, der Wasser oder Feuchtigkeit erfasst, auf der Drehpositionsdetektionsschaltungsplatte 22 angeordnet ist, möglich, Wasser oder Feuchtigkeit am frühesten zu erfassen.
Das GMR-Bauteil 53 ist an der Seite des Positionsdetektionspermanentmagneten 52 auf die Oberfläche der Drehpositionsdetektionsschaltungsplatte 22 montiert und an einer Position eingerichtet, die dem Positionsdetektionspermanentmagneten 52 zugewandt ist. Deshalb ist das GMR-Bauteil 53 fest mit dem Motorgehäuse 20 verbunden. Das heißt, die Drehwelle 50, an der der Positionsdetektionspermanentmagnet 52 befestigt ist, wird durch die Endoberfläche des Motorgehäuses 20 gestützt und die Drehpositionsdetektionsschaltungsplatte 22, auf die das GMR-Bauteil 53 montiert ist, ist auch an der Endoberfläche des Motorgehäuses 20 befestigt. Deshalb kann, da Positionen des Positionsdetektionspermanentmagneten 52 und der Drehpositionsdetektionsschaltungsplatte 22 auf der Endoberfläche des Motorgehäuses 20 bestimmt werden, eine Genauigkeit des Zusammenbaus des GMR-Bauteils 53 verbessert werden und ein präzises Detektionssignal kann erhalten werden.
In 7 sind in einem Zustand, indem die Stützstielbefestigungsabschnitte 38 des Wärmeabstrahlungssockelkörpers 23 zu den jeweiligen Stützstielen 36 bewegt und auf sie eingepasst sind, die Befestigungsschrauben 41 von einer radial äußeren Seite durch die Stützstiele 36 zu einer radial inneren Seite eingeschraubt und die Stützstiele 36 und der Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 sind mit den Befestigungsschrauben 41 stabil befestigt.
Diese Befestigungsrichtung der Befestigungsschraube 41 ist auch eines der herausragenden Merkmale der vorliegenden Ausführungsform. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Befestigungsschrauben 41 von der radial äußeren Seite durch die Stützstiele 36 zu der radial inneren Seite in den Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 geschraubt. Damit kann die Größenreduktion der Steuerungseinheit EC verwirklicht werden. Als diese Art der Befestigungsweise ist eine Befestigungsweise bekannt, bei der ein Befestigungsflansch an einem äußeren Umfang des Wärmeabstrahlungssockelkörpers gebildet ist und dieser Befestigungsflansch ist mit Befestigungsschrauben an einem äußeren Umfang des Motorgehäuses 20 befestigt. Wenn jedoch der Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 und das Motorgehäuse 20 an ihren äußeren Umfangsseiten befestigt sind, neigt die Größe dazu, in der radialen Richtung um einen Betrag der Befestigung der äußeren Umfangsseiten zuzunehmen.
Im Gegensatz dazu nutzt die vorliegende Ausführungsform den Raum, der durch den Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 und die Abdeckung 29 gebildet ist, und die Befestigungsschrauben 41 sind in diesem Raum positioniert. Deshalb sind, da die Befestigungsschrauben 41 von der radial äußeren Seite durch die Stützstiele 36 zu der radial inneren Seite des Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 geschraubt sind, der Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 und das Motorgehäuse 20 nicht an ihren äußeren Umfangsseiten befestigt. Damit kann die Größenreduktion der Steuerungseinheit EC verwirklicht werden.
Ferner sind die beiden Stützstiele 36 an dem Motorgehäuse 20 Auskragungen. Deshalb ist dann, wenn der Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 und der Stützstiel 36 mit der Befestigungsschraube 41 befestigt sind, der Stützstiel 36 mit einer leichten Biegung, die dem Stützstiel 36 gegeben ist, befestigt. Da durch diese leichte Biegung immer eine Last in einer axialen Richtung auf ein Schraubengewinde der Befestigungsschraube 41 wirkt, kann verhindert werden, dass sich die Befestigungsschraube 41 löst.
Nachdem der Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 an dem Motorgehäuse 20 befestigt ist, werden anschließend die elektronischen Steuerungsplatten des redundanten Systems befestigt.
In 8 sind die Metallsubstrate der ersten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und der zweiten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 mit Befestigungsschrauben an vertieften Aufnahmeabschnitten 42 befestigt, die auf der vorderen und der hinteren Oberfläche des Wärmeabstrahlungssockelkörpers 23 gebildet sind. In dieser 8 sind, da die erste Steuerungsschaltungsplatte 25 und die zweite Steuerungsschaltungsplatte 27 zusammengebaut sind, die erste Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und die zweite Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 nicht dargestellt. Durch Einsetzen der Konfiguration, bei der die erste Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und die zweite Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 in den jeweiligen vertieften Aufnahmeabschnitten 42, die an dem Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 gebildet sind, aufgenommen sind, sind in der vorliegenden Ausführungsform die erste Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und die zweite Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 in dem Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 aufgenommen, wodurch die Zunahme der Größe in der radialen Richtung der elektronischen Steuerungseinheit EC unterdrückt wird.
Ferner sind die erste Steuerungsschaltungsplatte 25 und die zweite Steuerungsschaltungsplatte 27 mit Befestigungsschrauben 47 an den jeweiligen Plattenbefestigungsoberflächen 23F des Wärmeabstrahlungssockelkörpers 23 befestigt, um die erste Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und die zweite Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 abzudecken. Der Elektrolytkondensator 43, der für die Leistungsversorgungsschaltung verwendet wird, der Mikrocomputer 48, der die Schaltbauteile der Leistungsumsetzungsschaltung steuert, und seine periphere Vorrichtung 49 sind auf jede der ersten Steuerungsschaltungsplatte 25 und der zweiten Steuerungsschaltungsplatte 27 montiert.
Der Leistungsversorgungsverbinder 28 ist mit der oberen Endoberfläche des Wärmeabstrahlungssockelkörpers 23 verbunden und mit Befestigungsschrauben 56 an den Verbinderbefestigungsabschnitten 39 befestigt, die in 5 gezeigt sind. Der Leistungsversorgungsverbinder 28 ist durch ein Kabel (nicht gezeigt) mit einer fahrzeugmontierten Batterie (nicht gezeigt) verbunden. Deshalb wird Leistung, die von dem Leistungsversorgungsverbinder 28 geliefert wird, an die erste Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24, die erste Steuerungsschaltungsplatte 25, die zweite Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 und die zweite Steuerungsschaltungsplatte 27 geliefert und ferner an den elektrischen Motor geliefert, außerdem wird der elektrische Motor angetrieben. Anschließend wird die Abdeckung 29 an der Endoberfläche des Motorgehäuses 20 befestigt, um die elektronische Steuerungseinheit EC abzudichten.
Wie oben erläutert, sind die erste Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und die erste Steuerungsschaltungsplatte 25 auf der vorderen Oberfläche des Wärmeabstrahlungssockelkörpers 23 vorgesehen und die zweite Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 und die zweite Steuerungsschaltungsplatte 27 sind auf der hinteren Oberfläche des Wärmeabstrahlungssockelkörpers 23 vorgesehen. Deshalb wird unter normalen Bedingungen ein Teil der Wärme, die im Betriebszustand der ersten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und der ersten Steuerungsschaltungsplatte 25 erzeugt wird, durch den Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 in der zweiten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 und der zweiten Steuerungsschaltungsplatte 27 gespeichert (oder angesammelt). Es ist somit möglich, die Wärme der ersten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und der ersten Steuerungsschaltungsplatte 25 schnell und effizient zu entfernen. Selbstverständlich wird natürlich das meiste der Wärme außer dieser Wärme durch den Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 von dem Motorgehäuse 20 abgestrahlt.
Ferner steht ein Ausgangsanschluss 54 für jede Phase von jeder der ersten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und der zweiten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 von einer oberen Oberfläche der Drehpositionsdetektionsschaltungsplatte 22 zu der radial äußeren Seite über. Die Ausgangsanschlüsse 54 sind mit den Eingangsanschlüssen 30 der Wicklung für die jeweiligen Phasen verbunden. Da die Eingangsanschlüsse 30 der Wicklung, die von den Öffnungen 32 überstehen, direkt mit den Ausgangsanschlüssen 54 für die jeweiligen Phasen um die Öffnungen 32 verbunden sind, ohne auf diese Weise einen komplizierten Verdrahtungsweg zu erfordern, ist ein unnötiger Raum für diesen komplizierten Verdrahtungsweg nicht erforderlich. Eine Größenreduktion der elektronischen Steuerungseinheit EC kann deshalb erreicht werden.
Ferner ist der neutrale Anschluss 31 für jede Phase durch das Verdrahtungsmuster auf der Verdrahtungsplatte 22 mit der Drehpositionsdetektionsschaltungsplatte 22 verbunden und bildet den Neutralpunkt. Ebenso ist für das andere des redundanten Systems der neutrale Anschluss 31 für jede Phase durch das Verdrahtungsmuster auf der Verdrahtungsplatte 22 mit der Drehpositionsdetektionsschaltungsplatte 22 verbunden und bildet den Neutralpunkt. Da die neutralen Anschlüsse 31 der elektronischen Hauptsteuerungseinheit und der elektronischen Untersteuerungseinheit für jede Phase auf diese Weise durch das Verdrahtungsmuster 55 auf der Verdrahtungsplatte 22 mit der Drehpositionsdetektionsschaltungsplatte 22 verbunden sind, ist kein komplizierter Verdrahtungsweg der neutralen Anschlüsse 31 erforderlich, außerdem ist die Verdrahtungsstruktur außerordentlich einfach. Zudem ist, da kein komplizierter Verdrahtungsweg der Eingangsanschlüsse 30 an die jeweiligen Leistungsumsetzungsschaltungsplatten 24 und 26 erforderlich ist, auch kein Raum für diesen komplizierten Verdrahtungsweg erforderlich. Eine Größenreduktion der elektronischen Steuerungseinheit EC kann deshalb erreicht werden.
Darüber hinaus wird in der elektronischen Steuerungseinheit EC, die wie oben beschrieben zusammengebaut ist, insbesondere ein Teil der Wärme, die in der ersten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 (oder der zweiten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26) erzeugt wird, durch den Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 in der zweiten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 (oder der ersten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24) gespeichert (oder angesammelt) und das meiste der Wärme, die an den Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 übertragen wird, wird durch die Stützstiele 36 an das Motorgehäuse 20 übertragen und von dem Motorgehäuse 20 abgestrahlt.
In der oben erläuterten Konfiguration ist die Befestigungsoberfläche, auf der die erste Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und die erste Steuerungsschaltungsplatte 25 befestigt sind, auf der Plattenbefestigungsoberfläche 23F gebildet, die der vorderen Oberflächenseite des Wärmeabstrahlungssockelkörpers 23 entspricht. Die Befestigungsoberfläche, auf der die zweite Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 und die zweite Steuerungsschaltungsplatte 27 befestigt sind, ist auf der Plattenbefestigungsoberfläche 23F gebildet, die der hinteren Oberflächenseite des Wärmeabstrahlungssockelkörpers 23 entspricht. Außerdem sind die Plattenbefestigungsoberfläche 23F, die der vorderen Oberflächenseite des Wärmeabstrahlungssockelkörpers 23 entspricht, und die Plattenbefestigungsoberfläche 23F, die der hinteren Oberflächenseite des Wärmeabstrahlungssockelkörpers 23 entspricht, gebildet, um im Wesentlichen parallel zueinander zu sein. Deshalb sind die erste Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24, die erste Steuerungsschaltungsplatte 25, die zweite Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 und die zweite Steuerungsschaltungsplatte 27 auch eingerichtet, im Wesentlichen parallel zueinander zu sein.
Es ist jedoch vorteilhaft für die Wärmekapazität der Platte, die die Wärme, die in den elektronischen Bauteilen oder Komponenten erzeugt wird, schnell speichert (oder ansammelt), zum effizienten Entfernen der Wärme, die in den elektronischen Bauteilen oder Komponenten der elektronischen Steuerungseinheit erzeugt wird, groß zu sein. Ferner ist es für die Wärmekapazität der anderen elektronischen Steuerungseinheit (z. B. der elektronischen Untersteuerungseinheit) vorteilhaft, zum effizienten Entfernen der Wärme, die in einer elektronischen Steuerungseinheit (z. B. der elektronischen Hauptsteuerungseinheit) erzeugt wird, groß zu sein. Aus dem gleichen Grund ist es für eine Kontaktfläche, die den Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 kontaktiert, zum effizienten Entfernen der Wärme, die in der elektronischen Steuerungseinheit erzeugt wird, vorteilhaft, groß zu sein. Aus solchen Gründen setzt die vorliegende Ausführungsform die folgende Konfiguration ein. Diese Konfiguration ist auch eines der herausragenden Merkmale der vorliegenden Ausführungsform.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die erste Steuerungsschaltungsplatte 25 und die zweite Steuerungsschaltungsplatte 27 an dem Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 befestigt, wobei diese Platten 25 und 27 schräg liegen oder lehnen, und eine Plattenfläche von jeder ersten Steuerungsschaltungsplatte 25 und der zweiten Steuerungsschaltungsplatte 27 gesetzt ist, groß zu sein, außerdem wird eine große Wärmekapazität, um die Wärme zu speichern (oder anzusammeln), gesichert. Ferner sind die erste Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und die zweite Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 an dem Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 befestigt, wobei diese Platten 24 und 26 schräg liegen oder lehnen, und eine Kontaktfläche von jeder der ersten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und der zweiten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 mit dem Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 gesetzt ist, groß zu sein, außerdem ist die schnelle Entfernung der Wärme von der ersten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und der zweiten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 zu dem Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 gesichert.
In 9 sind die erste Steuerungsschaltungsplatte 25 und die zweite Steuerungsschaltungsplatte 27 an dem Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 befestigt, wobei diese Platten 25 und 27 schräg liegen oder lehnen, um sich in Bezug auf den Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 zu einer unteren Seite auszudehnen oder zu verbreitern. Wenn die erste Steuerungsschaltungsplatte 25 und die zweite Steuerungsschaltungsplatte 27 auf diese Weise schräg liegen oder lehnen, ist im Vergleich mit einem Fall, in dem, wie in 3 gezeigt, die erste Steuerungsschaltungsplatte 25 und die zweite Steuerungsschaltungsplatte 27 eingerichtet sind, im Wesentlichen parallel zueinander zu sein, die Plattenfläche vergrößert. Deshalb ist es, da durch diese vergrößerte Plattenfläche eine zusätzliche Wärmespeicherung oder -ansammlung vorgenommen kann, möglich, die Wärme, die in den elektronischen Bauteilen oder Komponenten, die auf die Platten montiert sind, erzeugt wird, schnell zu den Platten zu entfernen. Der Wärmewiderstandswert der elektronischen Bauteile oder Komponenten kann deshalb verbessert werden.
Ferner sind die erste Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und die erste Steuerungsschaltungsplatte 25 auf der vorderen Oberfläche des Wärmeabstrahlungssockelkörpers 23 vorgesehen und die zweite Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 und die zweite Steuerungsschaltungsplatte 27 sind auf der hinteren Oberfläche des Wärmeabstrahlungssockelkörpers 23 vorgesehen. Deshalb wird unter normalen Bedingungen ein Teil der Wärme, die im Betriebszustand der ersten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und der ersten Steuerungsschaltungsplatte 25 erzeugt wird, durch den Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 in der zweiten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 und der zweiten Steuerungsschaltungsplatte 27 gespeichert (oder angesammelt). Es ist somit möglich, die Wärme der ersten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und der ersten Steuerungsschaltungsplatte 25 schnell und effizient zu entfernen.
Zudem kann durch Lehnen der ersten Steuerungsschaltungsplatte 25 und der zweiten Steuerungsschaltungsplatte 27 ein Abstand zwischen einer inneren Oberfläche der Abdeckung 29 und jeder der ersten Steuerungsschaltungsplatte 25 und der zweiten Steuerungsschaltungsplatte 27 verkürzt werden und die Wärme von der ersten Steuerungsschaltungsplatte 25 und der zweiten Steuerungsschaltungsplatte 27 wird leicht an die Abdeckung 29 übertragen, wodurch ein Wärmeabstrahlungsbetrag von der Abdeckung 29 erhöht wird.
Als nächstes könnte, obwohl die folgende Konfiguration nicht in 9 dargestellt ist, der Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 in einer Gestalt gebildet sein, die schräg liegt oder lehnt, um sich ausgerichtet auf die lehnenden Gestalten der ersten Steuerungsschaltungsplatte 25 und der zweiten Steuerungsschaltungsplatte 27 zu einer unteren Seite auszudehnen oder zu verbreitern, und die erste Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und die zweite Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 könnten an den lehnenden Oberflächen des Wärmeabstrahlungssockelkörpers 23 befestigt sein, wobei diese Platten 24 und 26 lehnen. Wenn die erste Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und die zweite Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 auf diese Weise schräg liegen oder lehnen, kann im Vergleich mit einem Fall, in dem, wie in 3 gezeigt, die erste Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und die zweite Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 eingerichtet sind, im Wesentlichen parallel zueinander zu sein, eine Kontaktfläche von jeder der ersten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und der zweiten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 zu dem Wärmeabstrahlungssockelkörper 23 vergrößert sein. Deshalb kann, da durch diese vergrößerte Kontaktfläche eine zusätzliche schnelle Wärmeentfernung von der ersten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 24 und der zweiten Leistungsumsetzungsschaltungsplatte 26 vorgenommen werden kann, der Wärmewiderstandswert der elektronischen Bauteile oder Komponenten verbessert werden.
Wie oben beschrieben, kann in der vorliegenden Ausführungsform durch Befestigen der Platte des elektronischen Steuerungsmittels (der elektronischen Steuerungseinheit), das sich entlang der axialen Richtung des elektrischen Motors erstreckt, an dem Wärmeabstrahlungssockelkörper, der sich entlang der axialen Richtung des elektrischen Motors erstreckt, wobei eine Wärmeleitung zwischen der Platte und dem Wärmeabstrahlungssockelkörper erlaubt oder gesichert ist, eine Größenreduktion der elektrischen Antriebsvorrichtung in der radialen Richtung erreicht werden. Ferner ist es, da die Wärme von jeder Platte durch den Wärmeabstrahlungssockelkörper an das Gehäuse der elektrischen Motoreinheit abgestrahlt wird, auch wenn die Größenreduktion vorgenommen wird, möglich, die Wärme von der Platte effizient nach außen abzustrahlen.
Wie oben erläutert, weist die vorliegende Erfindung die folgende Konfiguration auf. Der Wärmeabstrahlungssockelkörper, der benachbart zu der elektrischen Motoreinheit ist und sich in der Richtung der Drehwelle des elektrischen Motors erstreckt, nahe bei der Drehwelle des elektrischen Motors vorgesehen. Und die Platte eines elektronischen Steuerungsmittels (einer elektronischen Steuerungseinheit) des redundanten Systems ist an dem Wärmeabstrahlungssockelkörpers entlang einer Richtung, in der sich der Wärmeabstrahlungssockelkörper erstreckt, befestigt, wobei eine Wärmeleitung zwischen der Platte und dem Wärmeabstrahlungssockelkörper erlaubt oder gesichert ist. Ferner ist die Platte eines anderen elektronischen Steuerungsmittels (der anderen elektronischen Steuerungseinheit) des redundanten Systems an dem Wärmeabstrahlungssockelkörpers entlang einer Richtung, in der sich der Wärmeabstrahlungssockelkörper erstreckt, befestigt, um der Platte des einen elektronischen Steuerungsmittels (der einen elektronischen Steuerungseinheit) zugewandt sein, wobei eine Wärmeleitung zwischen der Platte und dem Wärmeabstrahlungssockelkörper erlaubt oder gesichert ist. Dann wird Wärme von der Platte von jedem elektronischen Steuerungsmittel (jeder elektronischen Steuerungseinheit) durch den Wärmeabstrahlungssockelkörper zu dem Gehäuse der elektrischen Motoreinheit abgestrahlt.
Gemäß der Konfiguration der vorliegenden Erfindung kann durch Befestigen der Platte des elektronischen Steuerungsmittels (der elektronischen Steuerungseinheit), das sich entlang der axialen Richtung des elektrischen Motors erstreckt, an dem Wärmeabstrahlungssockelkörper, der sich entlang der axialen Richtung des elektrischen Motors erstreckt, wobei eine Wärmeleitung zwischen der Platte und der Wärmeabstrahlungssockelkörper erlaubt oder gesichert ist, eine Größenreduktion der elektrischen Antriebsvorrichtung in der radialen Richtung erreicht werden. Ferner ist es, da die Wärme von jeder Platte durch den Wärmeabstrahlungssockelkörper an das Gehäuse der elektrischen Motoreinheit abgestrahlt wird, auch wenn die Größenreduktion vorgenommen wird, möglich, die Wärme von der Platte effizient nach außen abzustrahlen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt und umfasst alle Entwurfsabwandlungen. Die obige Ausführungsform ist eine Ausführungsform, die ausführlich erläutert ist, um die vorliegende Erfindung leicht zu verstehen, und die vorliegende Erfindung ist nicht notwendigerweise auf die Ausführungsform beschränkt, die alle oben beschriebenen Bauteile oder Komponenten aufweist. Ferner kann ein Teil der Konfiguration der Ausführungsform durch eine Konfiguration von anderen Ausführungsformen ersetzt werden. Außerdem könnte die Konfiguration von anderen Ausführungsformen zu der Konfiguration der Ausführungsform hinzugefügt werden. Zudem könnte hinsichtlich eines Teils der Konfiguration der Ausführungsform die Konfiguration von anderen Ausführungsformen hinzugefügt, entfernt und ersetzt werden.

Claims

Elektrische Antriebsvorrichtung, die Folgendes umfasst: ein Motorgehäuse, das darin einen elektrischen Motor aufnimmt, der ein mechanisches Steuerungsbauteil antreibt; einen Wärmeabstrahlungssockelkörper, der an einer Endoberfläche, die eine gegenüberliegende Seite von einem Ausgangswellenabschnitt einer Drehwelle des elektrischen Motors ist, des Motorgehäuses befestigt ist und sich in einer Richtung der Drehwelle, die die gegenüberliegende Seite von dem Ausgangswellenabschnitt ist, erstreckt; eine elektronische Steuerungseinheit eines redundanten Systems, wobei die eine elektronische Steuerungseinheit entlang einer Richtung eingerichtet ist, in die sich der Wärmeabstrahlungssockelkörper erstreckt, und eine Platte aufweist, die an dem Wärmeabstrahlungssockelkörper befestigt ist, wobei eine Wärmeleitung zu dem Wärmeabstrahlungssockelkörper erlaubt ist, und die andere elektronische Steuerungseinheit des redundanten Systems, wobei die andere elektronische Steuerungseinheit entlang einer Richtung eingerichtet ist, in die sich der Wärmeabstrahlungssockelkörper erstreckt, und eine Platte aufweist, die an dem Wärmeabstrahlungssockelkörper befestigt ist, wobei eine Wärmeleitung zu dem Wärmeabstrahlungssockelkörper erlaubt ist, und wobei das Motorgehäuse, der Wärmeabstrahlungssockelkörper und die eine und die andere elektronische Steuerungseinheit so konfiguriert sind, dass Wärme von der Platte der einen elektronischen Steuerungseinheit oder von der Platte der anderen elektronischen Steuerungseinheit oder von den Platten sowohl der einen als auch der anderen elektronischen Steuerungseinheit durch den Wärmeabstrahlungssockelkörper von dem Motorgehäuse abgestrahlt wird.
Elektrische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: der Wärmeabstrahlungssockelkörper an der Endoberfläche des Motorgehäuses an einer Position nahe bei einer Fläche, an der die Drehwelle angeordnet ist, befestigt ist und die eine elektronische Steuerungseinheit und die andere elektronische Steuerungseinheit auf gegenüberliegenden Seiten des Wärmeabstrahlungssockelkörpers eingerichtet sind.
Elektrische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei: der Wärmeabstrahlungssockelkörper Befestigungsoberflächen der Platten der einen elektronischen Steuerungseinheit und der anderen elektronischen Steuerungseinheit, vertiefte Aufnahmeabschnitte, die auf den jeweiligen Befestigungsoberflächen gebildet sind, und flache Oberflächenbefestigungsabschnitte, die die jeweiligen vertieften Aufnahmeabschnitte umschließen, aufweist, Leistungsumsetzungsschaltungsplatten, die die eine und die andere elektronische Steuerungseinheit bilden, an den vertieften Aufnahmeabschnitten befestigt sind und Steuerungsschaltungsplatten, die die eine und die andere elektronische Steuerungseinheit bilden, an den flachen Befestigungsoberflächenabschnitten befestigt sind, um die jeweiligen Leistungsumsetzungsschaltungsplatten abzudecken.
Elektrische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei: eine Positionsdetektionsschaltungsplatte, die eine Drehposition eines Rotors des elektrischen Motors detektiert, an der Endoberfläche des Motorgehäuses befestigt ist, Stützstiele, die den Wärmeabstrahlungssockelkörper stützen, einteilig mit der Endoberfläche des Motorgehäuses gebildet und an gegenüberliegenden Seiten der Positionsdetektionsschaltungsplatte eingerichtet sind und der Wärmeabstrahlungssockelkörper an den Stützstielen befestigt ist.
Elektrische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei: eine Leistungsumsetzungsschaltung und eine Leistungsversorgungsschaltung außer einem Elektrolytkondensator auf die Leistungsumsetzungsschaltungsplatten, die die eine und die andere elektronische Steuerungseinheit bilden, montiert sind und ein Mikrocomputer, der die Leistungsumsetzungsschaltung steuert, eine periphere Vorrichtung und der Elektrolytkondensator der Leistungsversorgungsschaltung auf die Steuerungsschaltungsplatten, die die eine und die andere elektronische Steuerungseinheit bilden, montiert sind.
Elektrische Servolenkvorrichtung, die Folgendes umfasst: einen elektrischen Motor, der einer Lenkwelle auf der Basis einer Ausgabe von einem Drehmomentsensor, der eine Einschlagrichtung und ein Einschlagdrehmoment der Lenkwelle detektiert, eine Lenkunterstützungskraft bereitstellt; ein Motorgehäuse, das darin den elektrischen Motor aufnimmt; einen Wärmeabstrahlungssockelkörper, der an einer Endoberfläche, die eine gegenüberliegende Seite von einem Ausgangswellenabschnitt einer Drehwelle des elektrischen Motors ist, des Motorgehäuses befestigt ist und sich in einer Richtung der Drehwelle, die die gegenüberliegende Seite von dem Ausgangswellenabschnitt ist, erstreckt; eine elektronische Steuerungseinheit eines redundanten Systems, wobei die eine elektronische Steuerungseinheit entlang einer Richtung eingerichtet ist, in die sich der Wärmeabstrahlungssockelkörper erstreckt, und eine Platte aufweist, die an dem Wärmeabstrahlungssockelkörper befestigt ist, wobei eine Wärmeleitung zu dem Wärmeabstrahlungssockelkörper erlaubt ist, und die andere elektronische Steuerungseinheit des redundanten Systems, wobei die andere elektronische Steuerungseinheit entlang einer Richtung eingerichtet ist, in die sich der Wärmeabstrahlungssockelkörper erstreckt, und eine Platte aufweist, die an dem Wärmeabstrahlungssockelkörper befestigt ist, wobei eine Wärmeleitung zu dem Wärmeabstrahlungssockelkörper erlaubt ist, und wobei das Motorgehäuse, der Wärmeabstrahlungssockelkörper und die eine und die andere elektronische Steuerungseinheit so konfiguriert sind, dass Wärme von der Platte der einen elektronischen Steuerungseinheit oder von der Platte der anderen elektronischen Steuerungseinheit oder von den Platten sowohl der einen als auch der anderen elektronischen Steuerungseinheit durch den Wärmeabstrahlungssockelkörper von dem Motorgehäuse abgestrahlt wird.
Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 6, wobei: der Wärmeabstrahlungssockelkörper an der Endoberfläche des Motorgehäuses an einer Position nahe bei einer Fläche, an der die Drehwelle angeordnet ist, befestigt ist und die eine elektronische Steuerungseinheit und die andere elektronische Steuerungseinheit auf gegenüberliegenden Seiten des Wärmeabstrahlungssockelkörpers eingerichtet sind.
Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 7, wobei: der Wärmeabstrahlungssockelkörper Befestigungsoberflächen der Platten der einen elektronischen Steuerungseinheit und der anderen elektronischen Steuerungseinheit, vertiefte Aufnahmeabschnitte, die auf den jeweiligen Befestigungsoberflächen gebildet sind, und flache Oberflächenbefestigungsabschnitte, die die jeweiligen vertieften Aufnahmeabschnitte umschließen, aufweist, Leistungsumsetzungsschaltungsplatten, die die eine und die andere elektronische Steuerungseinheit bilden, an den vertieften Aufnahmeabschnitten befestigt sind und Steuerungsschaltungsplatten, die die eine und die andere elektronische Steuerungseinheit bilden, an den flachen Befestigungsoberflächenabschnitten befestigt sind, um die jeweiligen Leistungsumsetzungsschaltungsplatten abzudecken.
Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 8, wobei: eine Positionsdetektionsschaltungsplatte, die eine Drehposition eines Rotors des elektrischen Motors detektiert, an der Endoberfläche des Motorgehäuses befestigt ist, Stützstiele, die den Wärmeabstrahlungssockelkörper stützen, einteilig mit der Endoberfläche des Motorgehäuses gebildet und an gegenüberliegenden Seiten der Positionsdetektionsschaltungsplatte eingerichtet sind und der Wärmeabstrahlungssockelkörper an den Stützstielen befestigt ist.
Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 8, wobei: eine Leistungsumsetzungsschaltung und eine Leistungsversorgungsschaltung außer einem Elektrolytkondensator auf die Leistungsumsetzungsschaltungsplatten, die die eine und die andere elektronische Steuerungseinheit bilden, montiert sind und ein Mikrocomputer, der die Leistungsumsetzungsschaltung steuert, eine periphere Vorrichtung und der Elektrolytkondensator der Leistungsversorgungsschaltung auf die Steuerungsschaltungsplatten, die die eine und die andere elektronische Steuerungseinheit bilden, montiert sind.