JP2004159462A

JP2004159462A - Motor arrangement

Info

Publication number: JP2004159462A
Application number: JP2002324357A
Authority: JP
Inventors: Akira Taketomi; 彰武冨; Yasuharu Terada; 康晴寺田
Original assignee: Minebea Co Ltd; Toyota Motor Corp; Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd; Toyota Motor Corp; Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 2002-11-07
Filing date: 2002-11-07
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2022-11-07
Also published as: JP4088510B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accomplish the prevention of degradation in the accuracy of resolver output due to magnetic fields produced by passage of motor current through a simple constitution with respect to a motor arrangement. <P>SOLUTION: Slots 42 provided in the stator 36 of a motor 34 with windings 44, 46, and 48 are disposed in face to face to one another with the motor axis at the center. Slots 60 provided in the stator 54 of a resolver 52 adjacently disposed in the direction of the axis of the motor 34 with output windings 64 and 66 are disposed in face to face to one another with the motor axis at the center. The windings 44, 46, and 48 in the same phase provided in the slots 42 in the motor 34 are so constituted that their winding directions are identical between the opposite slots 42. The same output windings 64 and 66 provided in the slots 60 in the resolver 52 are so constituted that their winding directions are opposite between the opposite slots 60. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ装置に係り、特に、モータの回転角度位置を検出するためのレゾルバを備えるモータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、モータの回転角度位置検出のためにその回転角度位置に応じた信号を出力するレゾルバを搭載するモータ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。レゾルバは、モータの回転角度位置に応じた信号を出力する出力巻線を有している。モータの有する巻線に電流が流通すると、その電流に応じた磁界が発生し、モータを回転させる力が発生する。しかしながら、この際、モータに発生した磁界に起因してレゾルバの出力巻線に誘導電圧が生じ、レゾルバ出力の精度が低下する事態が生じ得る。
【０００３】
そこで、上記従来のモータ装置においては、モータとレゾルバとの間にモータで発生する電磁ノイズを低減する静電シールドが設けられている。このため、レゾルバ出力がモータで発生する磁界の影響を受けることがなく、その出力精度の低下を防止することが可能となっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１３６０５５公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の如く、レゾルバ出力の精度低下を防止するためにモータとレゾルバとの間に静電シールドを設けた構成では、その静電シールド分の部品点数が増加し、モータ装置全体が大型化すると共に、製造工数の増大が招来してしまう。この点、上記従来のモータ装置では、モータで発生する磁界に起因したレゾルバ出力の精度低下を簡素な構成で防止することは困難である。
【０００６】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で、モータ電流流通時に発生する磁界に起因したレゾルバ出力の精度低下を防止することが可能なモータ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、請求項１に記載する如く、モータ軸中心を挟んで対向する一対のモータ用スロットに同相の巻線が施されたモータと、モータ軸中心を挟んで対向する一対のレゾルバ用スロットに同一の出力巻線が施され、前記モータの回転角度位置に応じた信号を該出力巻線を介して出力するレゾルバと、を備えるモータ装置であって、
前記一対のモータ用スロットに施された前記巻線および前記一対のレゾルバ用スロットに施された前記出力巻線のうちの一方の巻線方向が該一対のスロット間で互いに同一方向であり、かつ、他方の巻線方向が該一対のスロット間で互いに反対方向であるモータ装置により達成される。
【０００８】
本発明において、モータ軸中心を挟んで対向する一対のモータ用スロットに施された同相の巻線の巻線方向、及び、モータ軸中心を挟んで対向する一対のレゾルバ用スロットに施された同一の出力巻線の巻線方向は、一方がその一対のスロット間で互いに同一方向であり、かつ、他方がその一対のスロット間で互いに反対方向である。かかる構成においては、一のモータ用スロットの巻線の巻線方向とその近傍に位置するレゾルバ用スロットの出力巻線の巻線方向とが互いに同一方向である場合、それに対向するモータ用スロットの巻線の巻線方向とレゾルバ用スロットの出力巻線の巻線方向とは互いに反対方向となる。一方、一のモータ用スロットの巻線の巻線方向とその近傍に位置するレゾルバ用スロットの出力巻線の巻線方向とが反対方向である場合、それに対向するモータ用スロットの巻線の巻線方向とレゾルバ用スロットの出力巻線の巻線方向とは同一方向となる。また、一のモータ用スロットとその近傍に位置するレゾルバ用スロットとの相対位置関係と、それに対向するモータ用スロットとレゾルバ用スロットとの相対位置関係とは一致する。
【０００９】
従って、モータの巻線に電流が流れることにより磁界が発生した際にその磁束変化に起因してレゾルバの出力巻線に生ずる誘導電圧は、モータ軸中心を挟んで対向する一対のレゾルバ用スロットの出力巻線間でその大きさが一致し、向きが異なるものとなる。この場合、一対のレゾルバ用スロットの出力巻線で生ずる誘導電圧は互いに打ち消しあうので、発生磁界に起因したレゾルバ出力の精度低下は防止される。尚、この際、レゾルバ出力の精度低下の防止は、モータの巻線の巻線方向とレゾルバの出力巻線の巻線方向との設定のみの簡素な構成で実現される。
【００１０】
この場合、請求項２に記載する如く、請求項１記載のモータ装置において、前記一対のモータ用スロットに施された前記巻線の巻線方向が互いに同一方向であり、かつ、前記一対のレゾルバ用スロットに施された前記出力巻線が互いに反対方向であることとしてもよい。
【００１１】
また、請求項３に記載する如く、請求項１記載のモータ装置において、前記一対のモータ用スロットに施された前記巻線の巻線方向が互いに反対方向であり、かつ、前記一対のレゾルバ用スロットに施された前記出力巻線が互いに同一方向であることとしてもよい。
【００１２】
尚、請求項４に記載する如く、請求項１乃至３の何れか一項記載のモータ装置において、前記レゾルバは、前記モータに対して軸方向に並んで配設されていることとすれば、モータ電流流通時に発生する磁界に起因したレゾルバ出力の著しい精度低下を確実に防止することができる。
【００１３】
また、上記の目的は、請求項５に記載する如く、モータ軸中心を挟んで対向する一対のモータ用スロットに同相の巻線が施されたモータと、モータ軸中心を挟んで対向する一対のレゾルバ用スロットに同一の出力巻線が施され、前記モータの回転角度位置に応じた信号を該出力巻線を介して出力するレゾルバと、を備えるモータ装置であって、
前記一対のモータ用スロットの一方に施された前記巻線の巻線方向と該モータ用スロットに最も近接する前記レゾルバ用スロットに施された前記出力巻線の巻線方向とが互いに同一方向であり、かつ、該一対のモータ用スロットの他方に施された前記巻線の巻線方向と該モータ用スロットに最も近接する前記レゾルバ用スロットに施された前記出力巻線の巻線方向とが互いに反対方向であるモータ装置により達成される。
【００１４】
本発明において、一のモータ用スロットの巻線の巻線方向とそのモータ用スロットに最も近接するレゾルバ用スロットの出力巻線の巻線方向とは互いに同一方向であり、かつ、そのモータ用スロットに対向するモータ用スロットの巻線の巻線方向とそのモータ用スロットに最も近接するレゾルバ用スロットの出力巻線の巻線方向とは互いに反対方向である。従って、モータの巻線に電流が流れることにより磁界が発生した際にその磁束変化に起因してレゾルバの出力巻線に生ずる誘導電圧は、モータ軸中心を挟んで対向する一対のレゾルバ用スロットの出力巻線間でその大きさが一致し、向きが異なるものとなる。この場合、一対のレゾルバ用スロットの出力巻線で生ずる誘導電圧は互いに打ち消しあうので、発生磁界に起因したレゾルバ出力の精度低下は防止される。尚、この際、レゾルバ出力の精度低下の防止は、モータの巻線の巻線方向とレゾルバの出力巻線の巻線方向との設定のみの簡素な構成で実現される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例であるモータ装置２０を備えるシステムの構成図を示す。本実施例のシステムは、車両に搭載されるステアリング装置２２のシステムである。ステアリング装置２２は、運転者が車両を操舵させるために操作するステアリングホイール（図示せず）に接続するステアリングシャフト２４と、ステアリングシャフト２４に設けられたピニオン２６と、ピニオン２６に係合するラック２８と、を備えている。ラック２８の両端には、ボールジョイント、タイロッド、及びナックルアームを介して操舵用車輪（図示せず）が連結されている。
【００１６】
上記の構成において、ステアリングホイールが操作されると、それに伴ってピニオン２６が回転し、ラック２８が回転しながら車幅方向に沿って長手方向に変位する。ラック２８が車幅方向に沿って変位すると、タイロッド及びナックルアームが動作し、車輪が転舵される。すなわち、本実施例のステアリング装置は、ピニオン２６の回転運動をラック２８の長手方向の直進運動に変換することで、運転者によるステアリング操作により車輪を転舵させる。
【００１７】
ステアリング装置２２は、運転者によるステアリング操作の負担を軽減すべく、モータ装置２０を用いて運転者が車輪を転舵させる際に必要なトルクをアシストするパワーステアリング装置である。ステアリング装置２２は、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称す）３０を備えている。ＥＣＵ３０には、操舵トルクセンサ３２が接続されている。操舵トルクセンサ３２は、ステアリングシャフト１２に設けられたトーションバーに配設されており、トーションバーのねじれ角に応じた信号を出力する。ＥＣＵ３０は、操舵トルクセンサ３２の出力信号に基づいて、車両運転者がステアリングシャフト２４を操舵する際の操舵トルクを検出する。
【００１８】
ステアリング装置２２は、また、ラック２８に係合する三相交流ブラシレスモータ（以下、単にモータと称す）３４からなるモータ装置２０を備えている。モータ３４は、ラック２８を覆う車体側のハウジングに固定されたモータステータ３６と、ラック２８に係合しそのラック２８を囲む筒状の部材であってハウジングにベアリングを介して回転可能に支持された非円形状のモータロータ３８と、を有している。モータロータ３８は、ラック２８が長手方向へ変位する際に生ずる回転に伴って回転する。モータロータ３８には、マグネットが取り付けられている。
【００１９】
図２は、図１に示すモータ３４を直線ＩＩＩ−ＩＩＩで切断した際におけるモータステータ３６の軸方向断面図を示す。モータステータ３６は、コアとコイルとを備えている。モータステータ３６のコアは、筒状のヨーク４０と、ヨーク４０の内周側からモータ軸中心（ラック２８の軸中心）側へ向けて延びるモータ用スロット４２と、により構成されている。モータ用スロット４２は、ヨーク４０の内周に例えば１８個設けられている。各モータ用スロット４２は、互いに同一形状を有しており、等角度間隔（具体的には、２０°間隔）で設けられていると共に、モータ軸中心を挟んで対向するモータ用スロット４２を有している。以下、モータ軸中心を挟んで対向するモータ用スロット４２を対角スロット４２´と称す。この点、本実施例においては、一のモータ用スロット４２及びその対角スロット４２´を一組とするモータ用スロット対が９組形成されている。
【００２０】
図３は、本実施例のモータ３４が有する巻線の結線図を示す。モータ３４は上記の如く三相交流ブラシレスモータであるので、モータステータ３６は、コイルとして、Ｕ相を構成する巻線４４、Ｖ相を構成する巻線４６、及びＷ相を構成する巻線４８を備えている。各相の巻線４４〜４８はそれぞれ、例えば６個のモータ用スロット４２（具体的には、３組のモータ用スロット対）に施されている。６個のモータ用スロット４２に施された同相の巻線４４〜４８は、巻線方向が互いに同一方向である４個の巻線４４〜４８と、巻線方向がかかる４個の巻線４４〜４８の巻線方向と反対方向である２個の巻線４４〜４８と、により構成されている。また、一のモータ用スロット４２及びその対角スロット４２´を一組としたモータ用スロット対には、巻線方向が互いに同一方向である同相の巻線４４〜４８が同じ巻数だけ巻かれている。
【００２１】
尚、図２及び図３には、同相の巻線４４〜４８のうち巻線方向が互いに同一方向である４個の巻線４４〜４８をＵ，Ｖ，Ｗで、また、巻線方向がそれら４個の巻線ものと異なる２個の巻線４４〜４８を−Ｕ（インバータＵ），−Ｖ，−Ｗで、それぞれ示していると共に、９組のモータ用スロット対の一方側のモータ用スロット４２に施された巻線４４〜４８を＊１（但し、＊＝Ｕ，Ｖ，Ｗ，−Ｕ，−Ｖ，−Ｗ）で、また、他方側のモータ用スロット４２に施された巻線４４〜４８を＊２で、それぞれ示している。
【００２２】
各相の巻線４４〜４８にはそれぞれ、ＥＣＵ３０が接続されている。ＥＣＵ３０は、操舵トルクセンサ３２による操舵トルクに基づいてラック２８に付与すべきアシストトルクを演算し、そのアシストトルクをラック２８に付与するのに必要なモータ３４を駆動するための目標アシスト電流量を演算する。ＥＣＵ３０は、バッテリを電源としてモータ３４の各相の巻線４４〜４８にそれぞれ電力を供給する駆動回路を有している。この駆動回路は、各相にそれぞれ対応して三対のパワースイッチング素子を有し、モータ３４の各相に目標アシスト電流が流れるように各パワースイッチング素子をＰＷＭ駆動することによりモータ３４の各相に電圧を印加する。
【００２３】
ＥＣＵ３０には、モータ３４の各相と駆動回路との間の各電流経路に対応して設けられた電流センサ（図示せず）が接続されている。各相の電流センサはそれぞれ、自己の電流経路を流れる電流に応じた信号を出力する。ＥＣＵ３０は、各電流センサの出力信号に基づいて各相にそれぞれ流れる電流を検出する。そして、ＥＣＵ３０は、モータ３４の各相に電力を供給する駆動回路を用いて、モータ３４の各相に流れる電流が目標アシスト電流に一致するようにモータ３４をフィードバック制御する。
【００２４】
ＥＣＵ３０には、また、モータ３４に対して軸方向に隣接して並んで配設された回転角センサ５０が接続されている。回転角センサ５０は、モータ３４の回転角度位置を検出するためのレゾルバ５２を備えており、モータロータ３８のモータステータ３６に対する回転角度位置に応じた信号を出力する。回転角センサ５０の出力信号は、ＥＣＵ３０に供給されている。ＥＣＵ３０は、回転角センサ５０の出力信号に基づいてモータ３４の回転角度位置を検出し、その回転角度位置に従った電流指令をモータ３４に対して行う。
【００２５】
上記の構成において、車両乗員によりステアリングホイールが操作された場合、ＥＣＵ３０は、その操舵トルクに応じたアシストトルクがラック１６に付与されるようにモータ３４を駆動する。この際、モータ２４の駆動は、操舵トルクが大きいほど大きなアシストトルクが発生するように行われる。ＥＣＵ３０からモータ３４に対して電流指令がなされると、各相の巻線４４〜４８に励磁電流が流通し、モータロータ３８を回転させる電磁力が発生する。電磁力の発生によりモータロータ３８が回転すると、ステアリング装置２２のラック２８が車幅方向に沿って長手方向に変位する。すなわち、ステアリング装置２２において、モータ３４は、その回転駆動によりラック２８を車幅方向に沿って変位させるトルクを発生する。従って、本実施例のステアリング装置２２によれば、モータ３４を用いて車両乗員によるステアリング操作の負担を軽減することができる。
【００２６】
図４は、図１に示す回転角センサ５０のレゾルバ５２を直線ＩＶ−ＩＶで切断した際におけるレゾルバステータの軸方向断面図を示す。レゾルバ５２は、ラック２８を覆う車体側のハウジングに固定されたレゾルバステータ５４と、ラック２８に係合しそのラック２８を囲む筒状の部材であってハウジングにベアリングを介して回転可能に支持された非円形状のレゾルバロータ５６と、を有している。レゾルバロータ５６は、ラックの回転に伴って回転する。
【００２７】
レゾルバステータ５４は、コアとコイルとを備えている。レゾルバステータ５４のコアは、筒状のヨーク５８と、ヨーク５８の内周側からモータ軸中心側へ向けて延びるレゾルバ用スロット６０と、により構成されている。レゾルバ用スロット６０は、ヨーク５８の内周側に例えば１６個又は１２個設けられている。尚、レゾルバ用スロット６０のスロット数が１６個である場合を図４（Ａ）に、また、そのスロット数が１２個である場合を図４（Ｂ）に、それぞれ示している。
【００２８】
各レゾルバ用スロット６０は、互いに同一形状を有しており、等角度間隔（具体的には、２２．５°間隔または３０°間隔）で設けられていると共に、モータ軸中心を挟んで対向するレゾルバ用スロット６０を有している。以下、モータ軸中心を挟んで対向するレゾルバ用スロット６０を対角スロット６０´と称す。この点、本実施例においては、一のレゾルバ用スロット６０及びその対角スロット６０´を一組（＃，＃´）とするレゾルバ用スロット対が８組（＃＊，＃＊´；＊＝１〜８）または６組（＃＊，＃＊´；＊＝１〜６）形成されている。
【００２９】
図５は、本実施例の回転角センサ５０が備えるレゾルバ５２の原理構成図を示す。また、図６は、本実施例のレゾルバ５２が有する巻線の巻線方向を表した図を示す。レゾルバ５２のレゾルバステータ５４は、コイルとして、一定周波数の励磁信号が印加される励磁巻線６２、並びに、励磁巻線６２へ印加された励磁信号とレゾルバロータ５６の回転角度位置とに応じた信号を発生する２つの出力巻線６４，６６を備えている。
【００３０】
レゾルバ５２は、ラック２８が一回転する過程においてｋ周期の信号、すなわち、３６０°／ｋごとに同一レベルの信号を出力するように構成されている。出力巻線６４，６６はそれぞれ、励磁巻線６２への励磁信号が極大，極小となるタイミングにおいて誘導電圧がレゾルバロータ５６の回転角度位置に応じて正弦波状または余弦波状に変化するように構成されており、互いに９０°だけ位相のずれた電流，電圧を出力する。以下、２つの出力巻線６４，６６のうち一方をｓｉｎ巻線６４と、他方をｃｏｓ巻線６６と、それぞれ称す。
【００３１】
ｓｉｎ巻線６４及びｃｏｓ巻線６６は共に、回転角センサ５０の出力として、ＥＣＵ３０に接続されている。ＥＣＵ３０は、レゾルバ５２のｓｉｎ巻線６４及びｃｏｓ巻線６６の双方から供給される各コイル信号をそれぞれ“０”からオフセットされた出力電圧に変換し、両出力電圧の関係に基づいて０°と３６０°／ｋとの範囲におけるレゾルバロータ５６、すなわち、モータ３４の回転角度位置を検出する。
【００３２】
図６は、本実施例のレゾルバ５２が有するｓｉｎ巻線６４及びｃｏｓ巻線６６の巻線方向を表した図を示す。励磁巻線６２、ｓｉｎ巻線６４、及びｃｏｓ巻線６６はそれぞれ、レゾルバステータ５４の有するレゾルバ用スロット６０のすべて（図４（Ａ）に示すレゾルバステータ５４では１６個，図４（Ｂ）に示すレゾルバステータ５４では１２個）又はその一部に施されている。尚、以下では、各巻線６２，６４，６６がすべてのレゾルバ用スロット６０に施されている場合について説明する。励磁巻線６２、ｓｉｎ巻線６４、及びｃｏｓ巻線６６は、図６に示す如く、レゾルバ用スロット６０に対して径方向に並んで配置されている。
【００３３】
図４（Ａ）及び（Ｂ）に示す如く、全ｓｉｎ巻線６４は、巻線方向が互いに同一方向である半数のｓｉｎ巻線６４と、巻線方向がかかる半数のｓｉｎ巻線６４の巻線方向と反対方向である半数のｓｉｎ巻線６４と、により構成されている。同様に、全ｃｏｓ巻線６６は、巻線方向が互いに同一方向である半数のｃｏｓ巻線６６と、巻線方向がかかる半数のｃｏｓ巻線６６の巻線方向と反対方向である半数のｃｏｓ巻線６６と、により構成されている。
【００３４】
また、一のレゾルバ用スロット６０及びその対角スロット６０´を一組としたレゾルバ用スロット対には、図６に示す如く、巻線方向が互いに反対方向であるｓｉｎ巻線６４が同じ巻数だけ巻かれていると共に、巻線方向が互いに反対方向であるｃｏｓ巻線６６が同じ巻数だけ巻かれている。尚、図４（Ａ）及び（Ｂ）には、ｓｉｎ巻線６４又はｃｏｓ巻線６６のうち巻線方向が互いに所定方向である半数の出力巻線６４，６６をＮで、また、巻線方向が上記所定方向とは異なる半数の出力巻線６４，６６をＳで、それぞれ示している。
【００３５】
ところで、モータ３４の回転角度位置を検出するための回転角センサ５０は、モータ３４に対して軸方向に隣接して並んで配設されている。このため、モータ３４の各相の巻線４４〜４８にラック２８にアシストトルクを付与するための電流が流通された際に生ずる磁界が、レゾルバ５２のステータ５４に作用することがある。かかる磁界がレゾルバステータ５４に作用すると、レゾルバステータ５４の出力巻線６４，６６にその磁束変化に起因した誘導電圧が生じ、励磁巻線６２へ印加された励磁信号とレゾルバロータ５６の回転角度位置とに応じたコイル信号が出力巻線６４，６６から出力されない不都合が生じ得る。
【００３６】
そこで、本実施例においては、かかる不都合を解決し、モータ３４で生ずる磁界がレゾルバ５２に作用する場合にもレゾルバ５２の出力巻線６４，６６から適正な信号を出力させることで、ＥＣＵ３０にモータ３４の回転角度位置を精度よく検出させる点に特徴を有している。以下、図７を参照して、本実施例の特徴部について説明する。尚、ｓｉｎ巻線６４の出力とｃｏｓ巻線６６の出力とは互いに９０°だけ位相がずれていることを除いて異なるところがないため、以下では、主にｓｉｎ巻線６４の出力について説明する。
【００３７】
図７は、本実施例のレゾルバ５２が有する出力巻線６４，６６に生ずる誘導電圧が相殺される状況を説明するための図を示す。本実施例において、モータ３４のモータステータ３６は、筒状のヨーク４０の内周に２０°ごとに設けられた同一形状のモータ用スロット４２を有し、モータ軸中心を挟んで互いに対向するモータ用スロット対を９組有している。各モータ用スロット対には、その対角スロット４２同士間で巻線方向が互いに同一方向でありかつ巻数が同じ同相の巻線４４〜４８が巻かれている。従って、モータ３４の巻線４４〜４８に電流が流れることにより発生する磁界は、一のモータ用スロット４２側とその対角スロット４２´側との間で同相電流の流通によりその大きさ及び向きが共に一致するものとなる。
【００３８】
一方、レゾルバ５２のレゾルバステータ５４は、筒状のヨーク５８の内周に２２．５°又は３０°ごとに設けられた同一形状のレゾルバ用スロット６０を有し、モータ軸中心を挟んで互いに対向するレゾルバ用スロット対を８組又は６組有している。各レゾルバ用スロット対には、その対角スロット６０同士間で巻線方向が互いに反対方向であるｓｉｎ巻線６４が巻かれていると共に、その対角スロット６０同士間で巻線方向が互いに反対方向であるｃｏｓ巻線６６が巻かれている。
【００３９】
かかる構成においては、モータ用スロット４２に施された巻線４４〜４８の巻線方向とレゾルバ用スロット６０に施されたｓｉｎ巻線６４の巻線方向とが互いに同一方向（例えば右巻き方向）である場合、そのモータ用スロット４２に対する対角スロット４２´に施された巻線４４〜４８の巻線方向（右巻き方向）と、その対角スロット４２´に対して上記のモータ用スロット４２とレゾルバ用スロット６０との相対位置関係と同一の相対位置関係にあるレゾルバ用スロット６０、すなわち、その対角スロット６０´に施されたｓｉｎ巻線６４の巻線方向（左巻き方向）とが互いに反対方向となる。
【００４０】
逆に、モータ用スロット４２の巻線４４〜４８の巻線方向とレゾルバ用スロット６０のｓｉｎ巻線６４の巻線方向とが互いに反対方向である場合、その対角スロット４２´の巻線４４〜４８の巻線方向と、その対角スロット４２´に対して上記のモータ用スロット４２とレゾルバ用スロット６０との相対位置関係と同一の相対位置関係にあるレゾルバ用スロット６０、すなわち、その対角スロット６０´のｓｉｎ巻線６４の巻線方向とが互いに同一方向となる。
【００４１】
特に、モータ用スロット４２に施された巻線４４〜４８の巻線方向とそのモータ用スロット４２に最も近接するレゾルバ用スロット６０に施されたｓｉｎ巻線６４の巻線方向とが互いに同一方向である場合、そのモータ用スロット４２に対する対角スロット４２´に施された巻線４４〜４８の巻線方向と、その対角スロット４２´に最も近接するレゾルバ用スロット６０、すなわち、上記のモータ用スロット４２に最も近接するレゾルバ用スロット６０に対する対角スロット６０´に施されたｓｉｎ巻線６６の巻線方向とが互いに反対方向となる。逆に、モータ用スロット４２の巻線４４〜４８の巻線方向とそのモータ用スロット４２に最も近接するレゾルバ用スロット６０のｓｉｎ巻線６４の巻線方向とが互いに反対方向である場合、その対角スロット４２´の巻線４４〜４８の巻線方向とその対角スロット６０´のｓｉｎ巻線６４の巻線方向とが互いに同一方向となる。
【００４２】
このように、本実施例において、モータ３４の巻線４４〜４８に電流が流れることにより発生する磁界は、一のモータ用スロット４２側とその対角スロット４２´側との間でその大きさ及び向きが共に一致するものとなる一方、レゾルバ用スロット対においてｓｉｎ巻線６４の巻線方向が互いに反対方向である。このため、モータ３４における磁束変化に起因してレゾルバ５２のｓｉｎ巻線６４に生ずる誘導電圧は、図７に示す如く、一のレゾルバ用スロット６０側とその対角スロット６０´側との間でその向きが異なるものとなる。また、同様に、モータ３４における磁束変化に起因してレゾルバ５２のｃｏｓ巻線６６に生ずる誘導電圧も、一のレゾルバ用スロット６０側とその対角スロット６０´側との間でその向きが異なるものとなる。
【００４３】
また、各レゾルバ用スロット対には、その対角スロット６０同士間で巻数が同じｓｉｎ巻線６４が巻かれていると共に、その対角スロット６０同士間で巻数が同じｃｏｓ巻線６６が巻かれている。上記の如く、モータ３４の巻線４４〜４８に電流が流れることにより発生する磁界の大きさ及び向きは共に、一のモータ用スロット４２側とその対角スロット４２´側との間で一致する。このため、モータ３４の磁束変化に起因してレゾルバ５２のｓｉｎ巻線６４に生ずる誘導電圧の大きさは、図７に示す如く、一のレゾルバ用スロット６０側とその対角スロット６０´側との間で一致し、また、ｃｏｓ巻線６６に生ずる誘導電圧の大きさは、一のレゾルバ用スロット６０側とその対角スロット６０´側との間で一致する（Ｖ＝Ｖ´＝−Ｎ・ｄΦ／ｄｔ；但し、Ｖ，Ｖ´は誘導電圧であり、Ｎはｓｉｎ巻線６４，ｃｏｓ巻線６６の巻数であり、また、Φは磁束である。）。
【００４４】
従って、モータ３４の磁束変化に起因してレゾルバ５２の出力巻線６４，６６に生ずる誘導電圧は、モータ軸中心を挟んで互いに対抗するレゾルバ用スロット対でその大きさが一致しかつその向きが異なるものとなるので、一のレゾルバ用スロット６０の出力巻線６４，６６で生ずる誘導電圧とその対角スロット６０´の出力巻線６４，６６で生ずる誘導電圧とは互いに打ち消しあう。この場合には、モータ３４で生ずる磁界がレゾルバ５２に作用しても、レゾルバ５２の出力巻線６４，６６からそのモータ磁界の影響を受けない適正なコイル信号が出力されるので、モータ３４で生ずる磁界に起因したレゾルバ出力の精度低下は防止される。
【００４５】
尚、本実施例の構成においては、レゾルバ出力の精度低下を防止するうえで、例えばモータ３４とレゾルバ５２との間にモータで発生する電磁ノイズを低減する静電シールド等の部材を設けることは不要であり、その精度低下の防止はモータ３４の巻線４４〜４８の巻線方向とレゾルバ５２の出力巻線６４，６６の巻線方向とを適当に設定するのみで実現される。従って、本実施例によれば、モータ３４で生ずる磁界に起因したレゾルバ出力の精度低下の防止を、装置の大型化を招くことなく簡素な構成で実現することができる。
【００４６】
このため、本実施例のモータ装置２０によれば、モータ３４で発生する磁界の影響を受けることなくモータ３４の回転角度位置を精度よく検出することができ、これにより、モータ３４のフィードバック制御を適切に行うことが可能となっている。
【００４７】
次に、上記図１と共に、図８乃至図１０を参照して、本発明の第２実施例について説明する。尚、以下では、上記第１実施例における構成部分と同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４８】
上記した第１実施例では、各モータ用スロット対に巻かれた同相の巻線４４〜４８の巻線方向がその対角スロット４２同士間で互いに同一方向であり、かつ、各レゾルバ用スロット対に巻かれたｓｉｎ巻線６４の巻線方向およびｃｏｓ巻線６６の巻線方向が共にその対角スロット６０同士間で互いに反対方向であることとしている。
【００４９】
これに対して、本実施例においては、各モータ用スロット対に巻かれた同相の巻線の巻線方向がその対角スロット同士間で互いに反対方向であり、かつ、各レゾルバ用スロット対に巻かれたｓｉｎ巻線６４の巻線方向およびｃｏｓ巻線６６の巻線方向が共にその対角スロット同士間で互いに同一方向であることとしている。
【００５０】
図８は、本実施例のモータ３４をモータ軸に垂直に切断した際のモータステータ３６の軸方向断面図を示す。本実施例において、モータステータ３６のコアは、筒状のヨーク４０と、ヨーク４０の内周側からモータ軸中心側へ向けて延びるモータ用スロット１００と、により構成されている。モータ用スロット１００は、ヨーク４０の内周に例えば１２個設けられている。各モータ用スロット１００は、互いに同一形状を有しており、等角度間隔（具体的には、３０°間隔）で設けられていると共に、モータ軸中心を挟んで対向する対角スロット１００´を有している。この点、本実施例においては、一のモータ用スロット１００とその対角スロット１００´とを一組とするモータ用スロット対が６組形成されている。
【００５１】
図９は、本実施例のモータ３４が有する巻線の結線図を示す。本実施例において、モータステータ３６は、コイルとして、Ｕ相を構成する巻線１０４、Ｖ相を構成する巻線１０２、及びＷ相を構成する巻線１０６を備えている。各相の巻線１０２〜１０６はそれぞれ、例えば４個のモータ用スロット１００（具体的には、２組のモータ用スロット対）に施されている。４個のモータ用スロット１００に施された同相の巻線１０２〜１０６は、巻線方向が互いに同一である２個の巻線１０２〜１０６と、巻線方向がかかる２個の巻線１０２〜１０６の巻線方向と反対方向である２個の巻線１０２〜１０６と、により構成されている。また、一のモータ用スロット１００及びその対角スロット１００´を一組としたモータ用スロット対には、巻線方向が互いに反対方向である同相の巻線１０２〜１０６が同じ巻数だけ巻かれている。
【００５２】
尚、図８及び図９には、同相の巻線１０２〜１０６のうち巻線方向が互いに同一方向である２個の巻線１０２〜１０６をＵ，Ｖ，Ｗで、また、巻線方向がそれら２個の巻線ものと異なる２個の巻線１０２〜１０６を−Ｕ，−Ｖ，−Ｗで、それぞれ示していると共に、６組のモータ用スロット対の一方側のモータ用スロット１００に施された巻線１０２〜１０６を＊１で、また、他方側のモータ用スロット１００に施された巻線１０２〜１０６を＊２で、それぞれ示している。
【００５３】
各相の巻線１０２〜１０６にはそれぞれ、ＥＣＵ３０が接続されている。ＥＣＵ３０の駆動回路は、バッテリを電源としてモータ３４の各相の巻線１０２〜１０６にそれぞれ電力を供給する。
【００５４】
図１０は、本実施例のモータ３４をモータ軸に垂直に切断した際のレゾルバステータの軸方向断面図を示す。本実施例において、回転角センサ５０のレゾルバ５２は、ラック２８を覆う車体側のハウジングに固定されたレゾルバステータ１１０と、ラック２８に係合しそのラック２８を囲む筒状の部材であってハウジングにベアリングを介して回転可能に支持された非円形状のレゾルバロータ５６と、を有している。
【００５５】
レゾルバステータ１１０のコアは、筒状のヨーク１１２と、ヨーク１１２の内周側からモータ軸中心側へ向けて延びるレゾルバ用スロット１１４と、により構成されている。レゾルバ用スロット１１４は、ヨーク１１２の内周側に例えば１２個又は１０個設けられている。尚、レゾルバ用スロット１１４のスロット数が１２個である場合を図１０（Ａ）に、また、そのスロット数が１０個である場合を図１０（Ｂ）に、それぞれ示している。
【００５６】
各レゾルバ用スロット１１４は、互いに同一形状を有しており、等角度間隔（具体的には、３０°間隔または３６°間隔）で設けられていると共に、モータ軸中心を挟んで対向する対角スロット１１４´を有している。この点、本実施例においては、一のレゾルバ用スロット１１４とその対角スロット１１４´とを一組とするレゾルバ用スロット対が６組又は５組形成されている。
【００５７】
また、レゾルバステータ１１０は、コイルとして、レゾルバステータ５４と同様に、励磁巻線６２および２つの出力巻線６４、６６を備えている。本実施例において、励磁巻線６２、ｓｉｎ巻線６４、及びｃｏｓ巻線６６はそれぞれ、レゾルバステータ１１０の有するレゾルバ用スロット１１４のすべて（図１０（Ａ）に示すレゾルバステータ１１０では１２個，図１０（Ｂ）に示すレゾルバステータ１１０では１０個）又はその一部に施されている。尚、以下では、各巻線６２，６４，６６がすべてのレゾルバ用スロット１１４に施されている場合について説明する。励磁巻線６２、ｓｉｎ巻線６４、及びｃｏｓ巻線６６は、レゾルバ用スロット１１４に対して径方向に並んで配置されている。
【００５８】
図１０（Ａ）に示す構成では、全ｓｉｎ巻線６４は、巻線方向が互いに同一方向である半数のｓｉｎ巻線６４と、巻線方向がかかる半数のｓｉｎ巻線６４の巻線方向と反対方向である半数のｓｉｎ巻線６４と、により構成されており、同様に、全ｃｏｓ巻線６６は、巻線方向が互いに同一方向である半数のｃｏｓ巻線６６と、巻線方向がかかる半数のｃｏｓ巻線６６の巻線方向と反対方向である半数のｃｏｓ巻線６６と、により構成されている。また、図１０（Ｂ）に示す構成では、全ｓｉｎ巻線６４は、巻線方向が互いに同一方向である６個のｓｉｎ巻線６４と、巻線方向がかかる６個のｓｉｎ巻線６４の巻線方向と反対方向である４個のｓｉｎ巻線６４と、により構成されている。同様に、全ｃｏｓ巻線６６は、巻線方向が互いに同一方向である６個のｃｏｓ巻線６６と、巻線方向がかかる６個のｃｏｓ巻線６６の巻線方向と反対方向である４個のｃｏｓ巻線６６と、により構成されている。
【００５９】
また、一のレゾルバ用スロット１１４及びその対角スロット１１４´を一組としたレゾルバ用スロット対には、巻線方向が互いに同一方向であるｓｉｎ巻線６４が同じ巻数だけ巻かれていると共に、巻線方向が互いに同一方向であるｃｏｓ巻線６６が同じ巻数だけ巻かれている。
【００６０】
本実施例において、モータ３４のモータステータ３６は、筒状のヨーク４０の内周に３０°ごとに設けられた同一形状のモータ用スロット１００を有し、モータ軸中心を挟んで互いに対向するモータ用スロット対を６組有している。各モータ用スロット対には、その対角スロット同士間で巻線方向が互いに反対方向でありかつ巻数が同じ同相の巻線１０２〜１０６が巻かれている。従って、モータ３４の巻線１０２〜１０６に電流が流れることにより発生する磁界は、一のモータ用スロット１００側とその対角スロット１００´側との間で同相電流の流通によりその大きさ及び向きが共に一致するものとなる。
【００６１】
一方、レゾルバ５２のレゾルバステータ１１０は、筒状のヨーク１１２の内周に３０°又は３６°ごとに設けられた同一形状のレゾルバ用スロット１１４を有し、モータ軸中心を挟んで互いに対向するレゾルバ用スロット対を６組又は５組有している。各レゾルバ用スロット対には、その対角スロット１１４同士間で巻線方向が互いに同一方向であるｓｉｎ巻線６４が巻かれていると共に、その対角スロット１１４同士間で巻線方向が互いに同一方向であるｃｏｓ巻線６６が巻かれている。
【００６２】
かかる構成においても、上記第１実施例の構成と同様に、モータ用スロット１００に施された巻線１０２〜１０６の巻線方向とレゾルバ用スロット１１４に施されたｓｉｎ巻線６４の巻線方向とが互いに同一方向であれば、そのモータ用スロット１００に対する対角スロット１００´に施された巻線４４〜４８の巻線方向と、その対角スロット１００´に対して上記のモータ用スロット１００とレゾルバ用スロット１１４との相対位置関係と同一の相対位置関係にあるレゾルバ用スロット１１４、すなわち、その対角スロット１１４´に施されたｓｉｎ巻線６４の巻線方向とが互いに反対方向となる。
【００６３】
逆に、モータ用スロット１００の巻線１０２〜１０６の巻線方向とレゾルバ用スロット１１４のｓｉｎ巻線６４の巻線方向とが互いに反対方向である場合、その対角スロット１００´の巻線１０２〜１０６の巻線方向と、その対角スロット１００´に対して上記のモータ用スロット１００とレゾルバ用スロット１１４との相対位置関係と同一の相対位置関係にあるレゾルバ用スロット１１４、すなわち、その対角スロット１１４´のｓｉｎ巻線６４の巻線方向とが互いに同一方向となる。
【００６４】
このように、本実施例において、レゾルバ用スロット対においてｓｉｎ巻線６４の巻線方向は互いに同一方向である一方、モータ３４の巻線１０２〜１０６に電流が流れることにより発生する磁界は、一のモータ用スロット１００側とその対角スロット１００´側との間でその大きさが一致するがその向きが異なるものとなる。このため、モータ３４における磁束変化に起因してレゾルバ５２のｓｉｎ巻線６４に生ずる誘導電圧の向きは、一のレゾルバ用スロット１１４側とその対角スロット１１４´側との間で異なる。また、同様に、モータ３４における磁束変化に起因してレゾルバ５２のｃｏｓ巻線６６に生ずる誘導電圧の向きも、一のレゾルバ用スロット１１４側とその対角スロット１１４´側との間で異なる。
【００６５】
また、各レゾルバ用スロット対には、その対角スロット１１４同士間で巻数が同じｓｉｎ巻線６４が巻かれていると共に、その対角スロット６０同士間で巻数が同じｃｏｓ巻線６６が巻かれている。このため、モータ３４の磁束変化に起因してレゾルバ５２のｓｉｎ巻線６４に生ずる誘導電圧の大きさ、及び、ｃｏｓ巻線６６に生ずる誘導電圧の大きさは共に、一のレゾルバ用スロット１１４側とその対角スロット１１４´側との間で一致する。
【００６６】
従って、モータ３４の磁束変化に起因してレゾルバ５２の出力巻線６４，６６に生ずる誘導電圧は、レゾルバ用スロット対でその大きさが一致しかつその向きが異なるため、一のレゾルバ用スロット１１４におけるものとその対角スロット１１４´におけるものとで互いに打ち消しあう。このため、本実施例においても、上記第１実施例と同様に、モータ３４で生ずる磁界に起因したレゾルバ出力の精度低下を防止することができ、これにより、上記第１実施例の構成と同様の効果を得ることが可能となっている。
【００６７】
ところで、上記第１の実施例においては、モータ用スロット４２を１８個設け、レゾルバ用スロット６０を１６個又は１２個設けることとし、また、第２の実施例においては、モータ用スロット１００を１２個設け、レゾルバ用スロット１１４を１２個又は１０個設けることとしているが、モータ用スロットの個数とレゾルバ用スロットの個数とを共に偶数にすれば互いに同数にすることとしても異なる数にすることとしてもよい。
【００６８】
また、上記第１及び第２の実施例においては、モータ３４を三相モータとしているが、三相以外の複数相や単相のモータとしてもよい。
【００６９】
また、上記第１及び第２の実施例においては、モータ装置２０が車両のステアリング装置に搭載されているが、回転角センサとしてレゾルバを備えるものであれば、他のシステムに搭載したモータ装置に適用することとしてもよい。
【００７０】
更に、上記第１及び第２の実施例においては、各レゾルバ用スロット対に巻かれるｓｉｎ巻線６４の巻数を互いに同一とし、また、ｃｏｓ巻線６６の巻数を互いに同一とするものとしているが、必ずしも同一とする必要はなく、多少だけ異ならせることとしてもよい。この場合には、モータ３４の磁束変化に起因してレゾルバ５２の出力巻線６４，６６に生ずる誘導電圧の大きさがレゾルバ用スロット対で互いに一致しないものとなるが、その向きは依然として反対方向であるので、出力巻線６４，６６からのコイル信号が受けるモータ磁界の影響を軽減することが可能となり、レゾルバ出力の精度低下を抑制することが可能となる。
【００７１】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１乃至５記載の発明によれば、モータ電流の流通により発生する磁界に起因したレゾルバ出力の精度低下の防止を簡素な構成で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるモータ装置を備えるシステムの構成図である。
【図２】図１に示すモータを直線ＩＩＩ−ＩＩＩで切断した際におけるモータステータの軸方向断面図である。
【図３】本実施例のモータが有する巻線の結線図である。
【図４】図１に示すレゾルバを直線ＩＶ−ＩＶで切断した際におけるレゾルバステータの軸方向断面図である。
【図５】本実施例のモータ装置が備えるレゾルバの原理構成図である。
【図６】本実施例のレゾルバが有する巻線の巻線方向を表した図である。
【図７】本実施例のレゾルバが有する出力巻線に生ずる誘導電圧が相殺される状況を説明するための図である。
【図８】本発明の第２実施例であるモータ装置が有するモータステータの軸方向断面図である。
【図９】本実施例のモータが有する巻線の結線図である。
【図１０】本実施例のモータ装置が有するレゾルバステータの軸方向断面図である。
【符号の説明】
２０モータ装置
３０電子制御ユニット（ＥＣＵ）
３４モータ
３６モータステータ
４２，１００モータ用スロット
４４〜４８，１０２〜１０６巻線
５０回転角センサ
５２レゾルバ
５４，１１０レゾルバステータ
６０，１１４レゾルバ用スロット
６４ｓｉｎ巻線（出力巻線）
６６ｃｏｓ巻線（出力巻線）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a motor device, and more particularly to a motor device having a resolver for detecting a rotation angle position of a motor.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a motor device equipped with a resolver that outputs a signal corresponding to the rotation angle position for detecting the rotation angle position of the motor (for example, see Patent Document 1). The resolver has an output winding that outputs a signal according to the rotation angle position of the motor. When a current flows through a winding of the motor, a magnetic field corresponding to the current is generated, and a force for rotating the motor is generated. However, at this time, an induced voltage may be generated in the output winding of the resolver due to the magnetic field generated in the motor, and a situation may occur in which the accuracy of the resolver output is reduced.
[0003]
Therefore, in the above-described conventional motor device, an electrostatic shield for reducing electromagnetic noise generated by the motor is provided between the motor and the resolver. For this reason, the resolver output is not affected by the magnetic field generated by the motor, and it is possible to prevent the output accuracy from lowering.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2002-136055 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, as described above, in the configuration in which the electrostatic shield is provided between the motor and the resolver in order to prevent a decrease in the accuracy of the resolver output, the number of parts for the electrostatic shield increases, and the entire motor device becomes larger. At the same time, the number of manufacturing steps is increased. In this regard, in the above-described conventional motor device, it is difficult to prevent a decrease in the accuracy of the resolver output due to the magnetic field generated by the motor with a simple configuration.
[0006]
The present invention has been made in view of the above points, and provides a motor device capable of preventing a decrease in resolver output accuracy due to a magnetic field generated when a motor current flows, with a simple configuration. Aim.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
An object of the present invention is to provide a motor in which a pair of motor slots facing each other across the center of a motor shaft are provided with in-phase windings, and a pair of resolvers facing each other across the center of the motor shaft. The same output winding is applied to the slot, a resolver that outputs a signal according to the rotation angle position of the motor via the output winding, a motor device comprising:
The winding direction of one of the windings applied to the pair of motor slots and the output winding applied to the pair of resolver slots is the same direction between the pair of slots, and This is achieved by a motor device in which the other winding direction is opposite to each other between the pair of slots.
[0008]
In the present invention, the winding directions of in-phase windings applied to a pair of motor slots opposed to each other across the center of the motor shaft, and the same direction applied to a pair of resolver slots opposed to each other across the center of the motor shaft. The winding directions of the output windings are the same in one direction between the pair of slots and the other direction in the other direction between the pair of slots. In such a configuration, when the winding direction of the winding of one motor slot and the winding direction of the output winding of the resolver slot located near the same direction are the same as each other, the facing motor slot The winding direction of the winding and the winding direction of the output winding of the resolver slot are opposite to each other. On the other hand, when the winding direction of the winding of the motor slot is opposite to the winding direction of the output winding of the resolver slot located in the vicinity thereof, the winding of the winding of the motor slot facing the opposite direction. The line direction and the winding direction of the output winding of the resolver slot are the same. Further, the relative positional relationship between one motor slot and the resolver slot located in the vicinity thereof matches the relative positional relationship between the motor slot and the resolver slot opposed thereto.
[0009]
Therefore, when a magnetic field is generated due to a current flowing through the motor winding, an induced voltage generated in the output winding of the resolver due to a change in the magnetic flux is generated by a pair of resolver slots opposed to each other across the center of the motor shaft. The output coils have the same size and different directions. In this case, the induced voltages generated in the output windings of the pair of resolver slots cancel each other out, so that a decrease in resolver output accuracy due to the generated magnetic field is prevented. At this time, prevention of a decrease in the accuracy of the resolver output is realized by a simple configuration in which only the winding direction of the motor winding and the winding direction of the output winding of the resolver are set.
[0010]
In this case, as described in claim 2, in the motor device according to claim 1, the winding directions of the windings applied to the pair of motor slots are the same as each other, and the pair of resolvers The output windings applied to the application slots may be in opposite directions.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the motor device according to the first aspect, the winding directions of the windings applied to the pair of motor slots are opposite to each other, and the winding direction of the pair of resolvers is different. The output windings applied to the slots may be in the same direction.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, in the motor device according to any one of the first to third aspects, if the resolver is arranged in the axial direction with respect to the motor, It is possible to reliably prevent a remarkable decrease in resolver output caused by a magnetic field generated when the motor current flows.
[0013]
In addition, the above object is achieved by a motor in which a pair of motor slots facing each other across the center of the motor shaft are provided with in-phase windings, and a pair of motors facing each other across the center of the motor shaft. The same output winding is applied to the resolver slot, a resolver that outputs a signal corresponding to the rotation angle position of the motor via the output winding, a motor device comprising:
The winding direction of the winding applied to one of the pair of motor slots and the winding direction of the output winding applied to the resolver slot closest to the motor slot are in the same direction. And the winding direction of the winding applied to the other of the pair of motor slots and the winding direction of the output winding applied to the resolver slot closest to the motor slot. This is achieved by the motor units being in opposite directions.
[0014]
In the present invention, the winding direction of the winding of one motor slot and the winding direction of the output winding of the resolver slot closest to the motor slot are in the same direction as each other, and the motor slot is The winding direction of the motor slot winding facing the motor slot and the winding direction of the output winding of the resolver slot closest to the motor slot are opposite to each other. Therefore, when a magnetic field is generated due to a current flowing through the motor winding, an induced voltage generated in the output winding of the resolver due to a change in the magnetic flux is generated by a pair of resolver slots opposed to each other across the center of the motor shaft. The output coils have the same size and different directions. In this case, the induced voltages generated in the output windings of the pair of resolver slots cancel each other out, so that a decrease in resolver output accuracy due to the generated magnetic field is prevented. At this time, prevention of a decrease in the accuracy of the resolver output is realized by a simple configuration in which only the winding direction of the motor winding and the winding direction of the output winding of the resolver are set.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a configuration diagram of a system including a motor device 20 according to one embodiment of the present invention. The system of the present embodiment is a system of a steering device 22 mounted on a vehicle. The steering device 22 includes a steering shaft 24 connected to a steering wheel (not shown) operated by a driver to steer the vehicle, a pinion 26 provided on the steering shaft 24, and a rack 28 engaged with the pinion 26. And Steering wheels (not shown) are connected to both ends of the rack 28 via ball joints, tie rods, and knuckle arms.
[0016]
In the above configuration, when the steering wheel is operated, the pinion 26 is rotated accordingly, and the rack 28 is rotated and displaced in the longitudinal direction along the vehicle width direction. When the rack 28 is displaced along the vehicle width direction, the tie rod and the knuckle arm operate, and the wheels are steered. That is, the steering device of the present embodiment converts the rotational motion of the pinion 26 into the linear motion of the rack 28 in the longitudinal direction, thereby turning the wheels by the steering operation by the driver.
[0017]
The steering device 22 is a power steering device that assists a torque required when the driver turns the wheels using the motor device 20 in order to reduce the burden of the steering operation by the driver. The steering device 22 includes an electronic control unit (hereinafter, referred to as an ECU) 30. The steering torque sensor 32 is connected to the ECU 30. The steering torque sensor 32 is disposed on a torsion bar provided on the steering shaft 12, and outputs a signal corresponding to the torsion angle of the torsion bar. The ECU 30 detects a steering torque when the vehicle driver steers the steering shaft 24 based on an output signal of the steering torque sensor 32.
[0018]
The steering device 22 further includes a motor device 20 including a three-phase AC brushless motor (hereinafter, simply referred to as a motor) 34 that engages with the rack 28. The motor 34 is a motor stator 36 fixed to a housing on the vehicle body side that covers the rack 28, and a cylindrical member that engages with the rack 28 and surrounds the rack 28 and is rotatably supported by the housing via bearings. And a non-circular motor rotor 38. The motor rotor 38 rotates with the rotation that occurs when the rack 28 is displaced in the longitudinal direction. A magnet is attached to the motor rotor 38.
[0019]
FIG. 2 shows an axial sectional view of the motor stator 36 when the motor 34 shown in FIG. 1 is cut along a straight line III-III. The motor stator 36 has a core and a coil. The core of the motor stator 36 includes a cylindrical yoke 40 and a motor slot 42 extending from the inner peripheral side of the yoke 40 toward the motor shaft center (the shaft center of the rack 28). For example, 18 motor slots 42 are provided on the inner periphery of the yoke 40. The motor slots 42 have the same shape as each other, are provided at equal angular intervals (specifically, 20 ° intervals), and have motor slots 42 opposed to each other with the center of the motor shaft interposed therebetween. are doing. Hereinafter, the motor slot 42 facing the motor shaft center is referred to as a diagonal slot 42 '. In this regard, in the present embodiment, nine sets of motor slots are formed, each set including one motor slot 42 and its diagonal slot 42 '.
[0020]
FIG. 3 shows a connection diagram of windings of the motor 34 of the present embodiment. Since the motor 34 is a three-phase AC brushless motor as described above, the motor stator 36 has, as coils, a winding 44 constituting the U-phase, a winding 46 constituting the V-phase, and a winding 48 constituting the W-phase. It has. Each of the windings 44 to 48 of each phase is applied to, for example, six motor slots 42 (specifically, three pairs of motor slots). The in-phase windings 44 to 48 provided to the six motor slots 42 are composed of four windings 44 to 48 having the same winding direction and four windings 44 having the same winding direction. , And two windings 44 to 48 which are opposite to the winding directions. In addition, a single motor slot 42 and a diagonal slot 42 ′ are a set of motor slot pairs in which the same-phase windings 44 to 48 having the same winding direction are wound by the same number of turns. I have.
[0021]
2 and 3, four windings 44 to 48 having the same winding direction among the windings 44 to 48 having the same phase are denoted by U, V, and W, and the winding directions are denoted by U, V, and W. Two windings 44 to 48 different from those of the four windings are indicated by -U (inverter U), -V, and -W, respectively. The windings 44 to 48 applied to the motor slot 42 are set to * 1 (* = U, V, W, -U, -V, -W), and the windings 44 to 48 are applied to the motor slot 42 on the other side. The windings 44 to 48 are indicated by * 2.
[0022]
The ECU 30 is connected to each of the windings 44 to 48 of each phase. The ECU 30 calculates an assist torque to be applied to the rack 28 based on the steering torque by the steering torque sensor 32, and calculates a target assist current amount for driving the motor 34 necessary to apply the assist torque to the rack 28. Calculate. The ECU 30 has a drive circuit that supplies power to the windings 44 to 48 of each phase of the motor 34 using a battery as a power supply. This drive circuit has three pairs of power switching elements corresponding to each phase, and drives each power switching element by PWM so that a target assist current flows through each phase of the motor 34, thereby controlling each phase of the motor 34. Is applied.
[0023]
The ECU 30 is connected to current sensors (not shown) provided corresponding to each current path between each phase of the motor 34 and the drive circuit. Each phase current sensor outputs a signal corresponding to the current flowing through its own current path. The ECU 30 detects a current flowing through each phase based on an output signal of each current sensor. Then, the ECU 30 performs feedback control on the motor 34 using a drive circuit that supplies power to each phase of the motor 34 so that the current flowing through each phase of the motor 34 matches the target assist current.
[0024]
The ECU 30 is also connected to a rotation angle sensor 50 that is arranged adjacent to the motor 34 in the axial direction. The rotation angle sensor 50 includes a resolver 52 for detecting the rotation angle position of the motor 34, and outputs a signal corresponding to the rotation angle position of the motor rotor 38 with respect to the motor stator 36. The output signal of the rotation angle sensor 50 is supplied to the ECU 30. The ECU 30 detects the rotation angle position of the motor 34 based on the output signal of the rotation angle sensor 50, and issues a current command to the motor 34 according to the rotation angle position.
[0025]
In the above configuration, when the steering wheel is operated by the vehicle occupant, the ECU 30 drives the motor 34 so that the assist torque corresponding to the steering torque is applied to the rack 16. At this time, the driving of the motor 24 is performed such that a larger assist torque is generated as the steering torque is larger. When a current command is issued from the ECU 30 to the motor 34, an exciting current flows through the windings 44 to 48 of each phase, and an electromagnetic force for rotating the motor rotor 38 is generated. When the motor rotor 38 rotates due to the generation of the electromagnetic force, the rack 28 of the steering device 22 is displaced in the longitudinal direction along the vehicle width direction. That is, in the steering device 22, the motor 34 generates a torque for displacing the rack 28 in the vehicle width direction by its rotational drive. Therefore, according to the steering device 22 of the present embodiment, the burden of the steering operation by the vehicle occupant using the motor 34 can be reduced.
[0026]
FIG. 4 is an axial sectional view of the resolver stator when the resolver 52 of the rotation angle sensor 50 shown in FIG. 1 is cut along a straight line IV-IV. The resolver 52 is a cylindrical member that is engaged with the rack 28 and surrounds the rack 28 and is rotatably supported by the housing via a bearing. And a non-circular resolver rotor 56. The resolver rotor 56 rotates with the rotation of the rack.
[0027]
The resolver stator 54 includes a core and a coil. The core of the resolver stator 54 includes a cylindrical yoke 58 and a resolver slot 60 extending from the inner peripheral side of the yoke 58 toward the center of the motor shaft. For example, 16 or 12 resolver slots 60 are provided on the inner peripheral side of the yoke 58. FIG. 4A shows the case where the number of the resolver slots 60 is 16, and FIG. 4B shows the case where the number of the resolver slots 60 is 12.
[0028]
The resolver slots 60 have the same shape as each other, are provided at equal angular intervals (specifically, 22.5 ° intervals or 30 ° intervals), and face each other across the center of the motor shaft. It has a resolver slot 60. Hereinafter, the resolver slot 60 facing the motor shaft center is referred to as a diagonal slot 60 '. In this regard, in the present embodiment, eight resolver slot pairs (# *, # ** '; * = one resolver slot 60 and its diagonal slot 60' as one set (#, # ')). 1 to 8) or 6 sets (# *, # * '; * = 1 to 6).
[0029]
FIG. 5 is a principle configuration diagram of a resolver 52 included in the rotation angle sensor 50 of the present embodiment. FIG. 6 is a diagram showing the winding direction of the winding of the resolver 52 of the present embodiment. The resolver stator 54 of the resolver 52 has, as a coil, an excitation winding 62 to which an excitation signal of a fixed frequency is applied, and a signal corresponding to the excitation signal applied to the excitation winding 62 and the rotation angle position of the resolver rotor 56. Are provided.
[0030]
The resolver 52 is configured to output a signal of k periods, that is, a signal of the same level every 360 ° / k in the course of one rotation of the rack 28. Each of the output windings 64 and 66 is configured such that the induced voltage changes in a sine wave shape or a cosine wave shape according to the rotation angle position of the resolver rotor 56 at the timing when the excitation signal to the excitation winding 62 becomes maximum and minimum. Output currents and voltages that are 90 degrees out of phase with each other. Hereinafter, one of the two output windings 64 and 66 is referred to as a sin winding 64 and the other is referred to as a cos winding 66.
[0031]
The sin winding 64 and the cos winding 66 are both connected to the ECU 30 as the output of the rotation angle sensor 50. The ECU 30 converts each of the coil signals supplied from both the sin winding 64 and the cos winding 66 of the resolver 52 into an output voltage offset from “0”, and sets 0 ° based on the relationship between the two output voltages. The rotational angle position of the resolver rotor 56, that is, the motor 34 in the range of 360 ° / k is detected.
[0032]
FIG. 6 is a diagram illustrating the winding directions of the sin winding 64 and the cos winding 66 included in the resolver 52 of the present embodiment. The excitation winding 62, the sin winding 64, and the cos winding 66 are all provided in the resolver slot 60 of the resolver stator 54 (16 in the resolver stator 54 shown in FIG. 4A, and in FIG. 4B). In the illustrated resolver stator 54, the number is 12 or a part thereof. In the following, a case will be described in which the windings 62, 64, and 66 are provided in all the resolver slots 60. As shown in FIG. 6, the exciting winding 62, the sin winding 64, and the cos winding 66 are arranged in a radial direction with respect to the resolver slot 60.
[0033]
As shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B), all the sin windings 64 are formed by half of the sin windings 64 having the same winding direction and half of the sin windings 64 having the same winding direction. And a half number of sin windings 64 in the direction opposite to the line direction. Similarly, all the cos windings 66 have a half cos winding 66 whose winding direction is the same as the other, and a half cos winding whose winding direction is opposite to the winding direction of the half cos winding 66. And a winding 66.
[0034]
In addition, as shown in FIG. 6, a pair of resolver slots 60 each having one resolver slot 60 and a diagonal slot 60 ′ are provided with sin windings 64 whose winding directions are opposite to each other by the same number of turns. The cos windings 66 which are wound and whose winding directions are opposite to each other are wound by the same number of turns. 4 (A) and 4 (B), half of the output windings 64, 66 of the sine winding 64 or the cos winding 66 whose winding direction is a predetermined direction are denoted by N, and Half of the output windings 64 and 66 whose directions are different from the predetermined direction are indicated by S.
[0035]
Incidentally, the rotation angle sensor 50 for detecting the rotation angle position of the motor 34 is arranged adjacent to the motor 34 in the axial direction. For this reason, a magnetic field generated when a current for applying an assist torque to the rack 28 flows through the windings 44 to 48 of each phase of the motor 34 may act on the stator 54 of the resolver 52. When such a magnetic field acts on the resolver stator 54, an induced voltage is generated in the output windings 64 and 66 of the resolver stator 54 due to the change in the magnetic flux, and the excitation signal applied to the excitation winding 62 and the rotation angle position of the resolver rotor 56 are changed. May not be output from the output windings 64 and 66.
[0036]
Therefore, in the present embodiment, the inconvenience is solved, and even when a magnetic field generated by the motor 34 acts on the resolver 52, the ECU 30 outputs an appropriate signal from the output windings 64 and 66 of the resolver 52 to thereby make the ECU 30 It is characterized in that the rotation angle position of 34 is accurately detected. Hereinafter, with reference to FIG. 7, a characteristic portion of the present embodiment will be described. Since the output of the sin winding 64 and the output of the cos winding 66 have no difference except that they are out of phase with each other by 90 °, the output of the sin winding 64 will be mainly described below.
[0037]
FIG. 7 is a diagram for explaining a situation where induced voltages generated in the output windings 64 and 66 of the resolver 52 of the present embodiment are offset. In the present embodiment, the motor stator 36 of the motor 34 has motor slots 42 of the same shape provided at every 20 ° on the inner periphery of a cylindrical yoke 40, and the motors facing each other across the center of the motor shaft. 9 pairs of slots. In each motor slot pair, windings 44 to 48 having the same winding direction and the same winding number between the diagonal slots 42 are wound in the same direction. Therefore, the magnitude and direction of the magnetic field generated by the current flowing through the windings 44 to 48 of the motor 34 are caused by the flow of the in-phase current between the one motor slot 42 and the diagonal slot 42 ′. Are the same.
[0038]
On the other hand, the resolver stator 54 of the resolver 52 has resolver slots 60 of the same shape provided every 22.5 ° or 30 ° on the inner periphery of a cylindrical yoke 58, and oppose each other across the center of the motor shaft. 8 or 6 sets of resolver slot pairs. In each resolver slot pair, a sine winding 64 whose winding directions are opposite to each other between the diagonal slots 60 is wound, and the winding directions are opposite to each other between the diagonal slots 60. The direction cos winding 66 is wound.
[0039]
In such a configuration, the winding directions of the windings 44 to 48 applied to the motor slot 42 and the winding direction of the sin winding 64 applied to the resolver slot 60 are the same (for example, right-handed direction). , The winding direction (right-handed direction) of the windings 44 to 48 applied to the diagonal slot 42 ′ with respect to the motor slot 42 and the motor slot 42 with respect to the diagonal slot 42 ′. And the resolver slot 60 having the same relative positional relationship with the resolver slot 60, that is, the winding direction (left-handed direction) of the sine winding 64 applied to the diagonal slot 60 ′ is mutually different. In the opposite direction.
[0040]
Conversely, when the winding directions of the windings 44 to 48 of the motor slot 42 and the winding direction of the sine winding 64 of the resolver slot 60 are opposite to each other, the winding 44 of the diagonal slot 42 'is used. To 48, and the resolver slot 60 having the same relative positional relationship between the motor slot 42 and the resolver slot 60 with respect to the diagonal slot 42 '. The winding directions of the sin windings 64 of the square slots 60 'are the same as each other.
[0041]
In particular, the winding directions of the windings 44 to 48 applied to the motor slot 42 and the winding direction of the sine winding 64 applied to the resolver slot 60 closest to the motor slot 42 are in the same direction. , The winding directions of the windings 44 to 48 applied to the diagonal slot 42 'with respect to the motor slot 42, and the resolver slot 60 closest to the diagonal slot 42', that is, the motor The winding direction of the sine winding 66 applied to the diagonal slot 60 ′ with respect to the resolver slot 60 closest to the slot 42 is opposite to each other. Conversely, if the winding directions of the windings 44 to 48 of the motor slot 42 and the sine winding 64 of the resolver slot 60 closest to the motor slot 42 are opposite to each other, The winding directions of the windings 44 to 48 of the diagonal slot 42 'and the winding direction of the sine winding 64 of the diagonal slot 60' are the same.
[0042]
As described above, in this embodiment, the magnetic field generated by the current flowing through the windings 44 to 48 of the motor 34 has a magnitude between the one motor slot 42 side and the diagonal slot 42 ′ side. The directions of the sin windings 64 are opposite to each other in the resolver slot pair. For this reason, the induced voltage generated in the sine winding 64 of the resolver 52 due to the magnetic flux change in the motor 34 is, as shown in FIG. 7, between the one resolver slot 60 side and its diagonal slot 60 ′ side. The direction is different. Similarly, the direction of the induced voltage generated in the cos winding 66 of the resolver 52 due to the change in the magnetic flux in the motor 34 differs between the one resolver slot 60 side and its diagonal slot 60 ′ side. It will be.
[0043]
In each of the resolver slot pairs, a sin winding 64 having the same number of turns is wound between the diagonal slots 60, and a cos winding 66 having the same number of turns is wound between the diagonal slots 60. ing. As described above, the magnitude and direction of the magnetic field generated by the current flowing through the windings 44 to 48 of the motor 34 are the same between the one motor slot 42 and the diagonal slot 42 ′. . Therefore, as shown in FIG. 7, the magnitude of the induced voltage generated in the sine winding 64 of the resolver 52 due to the change in the magnetic flux of the motor 34 is different between the one resolver slot 60 side and the diagonal slot 60 ′ side. , And the magnitude of the induced voltage generated in the cos winding 66 matches between one resolver slot 60 side and its diagonal slot 60 ′ side (V = V ′ = − N). DΦ / dt; where V and V ′ are induced voltages, N is the number of turns of the sin winding 64 and the cos winding 66, and Φ is a magnetic flux.)
[0044]
Therefore, the induced voltages generated in the output windings 64 and 66 of the resolver 52 due to the change in the magnetic flux of the motor 34 have the same magnitude and the same orientation in the resolver slot pairs that oppose each other across the center of the motor shaft. Since they are different, the induced voltage generated in the output windings 64, 66 of one resolver slot 60 and the induced voltage generated in the output windings 64, 66 of the diagonal slot 60 'cancel each other. In this case, even if a magnetic field generated by the motor 34 acts on the resolver 52, an appropriate coil signal that is not affected by the motor magnetic field is output from the output windings 64 and 66 of the resolver 52. A decrease in the accuracy of the resolver output due to the generated magnetic field is prevented.
[0045]
In the configuration of the present embodiment, in order to prevent the accuracy of the resolver output from lowering, for example, a member such as an electrostatic shield for reducing electromagnetic noise generated by the motor is provided between the motor 34 and the resolver 52. It is unnecessary, and the prevention of the decrease in accuracy can be realized only by appropriately setting the winding directions of the windings 44 to 48 of the motor 34 and the winding directions of the output windings 64 and 66 of the resolver 52. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to prevent the resolver output from deteriorating due to the magnetic field generated by the motor 34 with a simple configuration without increasing the size of the device.
[0046]
For this reason, according to the motor device 20 of the present embodiment, the rotational angle position of the motor 34 can be accurately detected without being affected by the magnetic field generated by the motor 34, whereby the feedback control of the motor 34 can be performed. It is possible to do it properly.
[0047]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0048]
In the above-described first embodiment, the winding directions of the in-phase windings 44 to 48 wound around each motor slot pair are in the same direction between the diagonal slots 42, and each resolver slot pair The winding direction of the sin winding 64 and the winding direction of the cos winding 66 are opposite to each other between the diagonal slots 60.
[0049]
On the other hand, in the present embodiment, the winding directions of the in-phase windings wound around the respective motor slot pairs are opposite to each other between the diagonal slots, and The winding direction of the wound sine winding 64 and the winding direction of the cos winding 66 are both in the same direction between the diagonal slots.
[0050]
FIG. 8 shows an axial sectional view of the motor stator 36 when the motor 34 of the present embodiment is cut perpendicular to the motor shaft. In this embodiment, the core of the motor stator 36 includes a cylindrical yoke 40 and a motor slot 100 extending from the inner peripheral side of the yoke 40 toward the center of the motor shaft. For example, twelve motor slots 100 are provided on the inner periphery of the yoke 40. The motor slots 100 have the same shape as each other, are provided at equal angular intervals (specifically, at 30 ° intervals), and have diagonal slots 100 ′ facing each other across the center of the motor shaft. Have. In this regard, in the present embodiment, six sets of motor slot pairs each including one motor slot 100 and its diagonal slot 100 'are formed.
[0051]
FIG. 9 is a connection diagram of the windings of the motor 34 of the present embodiment. In this embodiment, the motor stator 36 includes, as coils, a winding 104 forming a U-phase, a winding 102 forming a V-phase, and a winding 106 forming a W-phase. The windings 102 to 106 of each phase are respectively applied to, for example, four motor slots 100 (specifically, two sets of motor slots). The in-phase windings 102 to 106 applied to the four motor slots 100 include two windings 102 to 106 having the same winding direction and two windings 102 to 106 having the same winding direction. And two windings 102 to 106 which are opposite to the winding direction of the winding 106. In addition, the same-phase windings 102 to 106 whose winding directions are opposite to each other are wound by the same number of turns in a motor slot pair in which one motor slot 100 and its diagonal slot 100 ′ are a set. I have.
[0052]
8 and 9, two windings 102 to 106 having the same winding direction among the windings 102 to 106 having the same phase are denoted by U, V, and W, and the winding directions are denoted by U, V, and W. Two windings 102 to 106 different from those two windings are indicated by -U, -V, and -W, respectively, and are provided in the motor slot 100 on one side of the six motor slot pairs. The applied windings 102 to 106 are indicated by * 1, and the windings 102 to 106 applied to the other motor slot 100 are indicated by * 2.
[0053]
The ECU 30 is connected to each of the windings 102 to 106 of each phase. The drive circuit of the ECU 30 supplies power to the windings 102 to 106 of each phase of the motor 34 using a battery as a power supply.
[0054]
FIG. 10 is an axial sectional view of the resolver stator when the motor 34 of this embodiment is cut perpendicular to the motor shaft. In the present embodiment, the resolver 52 of the rotation angle sensor 50 is a resolver stator 110 fixed to a housing on the vehicle body side that covers the rack 28, and a tubular member that engages with and surrounds the rack 28. And a non-circular resolver rotor 56 rotatably supported via bearings.
[0055]
The core of the resolver stator 110 includes a cylindrical yoke 112 and a resolver slot 114 extending from the inner peripheral side of the yoke 112 toward the center of the motor shaft. For example, 12 or 10 resolver slots 114 are provided on the inner peripheral side of the yoke 112. FIG. 10A shows a case where the number of the resolver slots 114 is 12, and FIG. 10B shows a case where the number of the resolver slots 114 is 10.
[0056]
The resolver slots 114 have the same shape as each other, are provided at equal angular intervals (specifically, at 30 ° intervals or at 36 ° intervals), and have opposite diagonals that face each other across the center of the motor shaft. It has a slot 114 '. In this regard, in this embodiment, six or five pairs of resolver slots, each of which includes one resolver slot 114 and its diagonal slot 114 ′, are formed.
[0057]
The resolver stator 110 includes an exciting winding 62 and two output windings 64 and 66 as coils, similarly to the resolver stator 54. In the present embodiment, the excitation winding 62, the sin winding 64, and the cos winding 66 are all provided in all of the resolver slots 114 of the resolver stator 110 (twelve in the resolver stator 110 shown in FIG. 10B in the resolver stator 110 shown in FIG. 10B) or a part thereof. In the following, a case will be described in which each of the windings 62, 64, 66 is provided in all the resolver slots 114. The exciting winding 62, the sin winding 64, and the cos winding 66 are arranged in the radial direction with respect to the resolver slot 114.
[0058]
In the configuration shown in FIG. 10A, all the sine windings 64 have half the sine windings 64 whose winding directions are the same as each other, and the half sine windings 64 having the same winding direction. Similarly, all the cos windings 66 are formed by half of the cos windings 66 having the same direction as the winding direction. And a half of the cos windings 66 in the opposite direction to the winding direction of the half of the cos windings 66. In the configuration shown in FIG. 10B, all the sin windings 64 are composed of six sin windings 64 whose winding directions are the same as each other and six sin windings 64 whose winding directions are the same. And four sin windings 64 opposite to the winding direction. Similarly, all the cos windings 66 have six cos windings 66 whose winding directions are the same as each other and a winding direction that is opposite to the winding direction of the six cos windings 66. And cos windings 66.
[0059]
In addition, in the resolver slot pair in which one resolver slot 114 and its diagonal slot 114 ′ are a set, a sin winding 64 whose winding direction is the same direction is wound by the same number of turns. The cos windings 66 having the same winding direction are wound by the same number of turns.
[0060]
In the present embodiment, the motor stator 36 of the motor 34 has motor slots 100 of the same shape provided at every 30 ° on the inner periphery of the cylindrical yoke 40, and the motors facing each other across the center of the motor shaft. 6 slot pairs. In each motor slot pair, windings 102 to 106 in which the winding directions are opposite to each other between the diagonal slots and have the same number of turns are wound. Accordingly, the magnitude and direction of the magnetic field generated by the current flowing through the windings 102 to 106 of the motor 34 are caused by the flow of the in-phase current between the one motor slot 100 and the diagonal slot 100 ′. Are the same.
[0061]
On the other hand, the resolver stator 110 of the resolver 52 has resolver slots 114 of the same shape provided at every 30 ° or 36 ° on the inner periphery of a cylindrical yoke 112, and the resolvers are opposed to each other across the center of the motor shaft. 6 or 5 slot pairs. In each resolver slot pair, a sine winding 64 whose winding direction is the same between the diagonal slots 114 is wound, and the winding direction is the same between the diagonal slots 114. The direction cos winding 66 is wound.
[0062]
Also in this configuration, similarly to the configuration of the first embodiment, the winding direction of the windings 102 to 106 applied to the motor slot 100 and the winding direction of the sine winding 64 applied to the resolver slot 114. Are the same direction as each other, the winding directions of the windings 44 to 48 applied to the diagonal slot 100 'with respect to the motor slot 100 and the motor slot 100 with respect to the diagonal slot 100'. The resolver slot 114 having the same relative positional relationship with the resolver slot 114, that is, the winding direction of the sine winding 64 applied to the diagonal slot 114 ′ is opposite to each other. .
[0063]
Conversely, when the winding directions of the windings 102 to 106 of the motor slot 100 and the winding direction of the sine winding 64 of the resolver slot 114 are opposite to each other, the winding 102 of the diagonal slot 100 ′ , And the resolver slot 114 having the same relative positional relationship with respect to the diagonal slot 100 ′ as the relative positional relationship between the motor slot 100 and the resolver slot 114. The winding directions of the sin windings 64 of the square slots 114 'are the same as each other.
[0064]
As described above, in the present embodiment, in the resolver slot pair, the winding directions of the sine windings 64 are the same as each other, while the magnetic field generated by the current flowing through the windings 102 to 106 of the motor 34 is one. The size of the motor slot 100 is the same as that of the diagonal slot 100 ', but the direction is different. For this reason, the direction of the induced voltage generated in the sine winding 64 of the resolver 52 due to the change in the magnetic flux in the motor 34 is different between one resolver slot 114 side and its diagonal slot 114 ′ side. Similarly, the direction of the induced voltage generated in the cos winding 66 of the resolver 52 due to the change in the magnetic flux in the motor 34 is also different between the one resolver slot 114 side and its diagonal slot 114 ′ side.
[0065]
In each resolver slot pair, a sin winding 64 having the same number of turns is wound between the diagonal slots 114, and a cos winding 66 having the same number of turns is wound between the diagonal slots 60. ing. For this reason, the magnitude of the induced voltage generated in the sine winding 64 of the resolver 52 and the magnitude of the induced voltage generated in the cos winding 66 due to the change in the magnetic flux of the motor 34 are both on the one resolver slot 114 side. And its diagonal slot 114 'side.
[0066]
Therefore, the induced voltage generated in the output windings 64 and 66 of the resolver 52 due to the change in the magnetic flux of the motor 34 has the same magnitude and the different direction in the pair of resolver slots. And their diagonal slots 114 'cancel each other out. For this reason, in this embodiment as well, similarly to the first embodiment, it is possible to prevent a decrease in the accuracy of the resolver output due to the magnetic field generated by the motor 34, thereby achieving the same configuration as that of the first embodiment. It is possible to obtain the effect of.
[0067]
By the way, in the first embodiment, 18 motor slots 42 are provided, and 16 or 12 resolver slots 60 are provided. In the second embodiment, 12 motor slots 100 are provided. The number of resolver slots 114 is set to 12 or 10, but if the number of motor slots and the number of resolver slots are both set to even numbers, they may be set to the same number or different numbers. Is also good.
[0068]
In the first and second embodiments, the motor 34 is a three-phase motor, but may be a multi-phase motor other than the three-phase motor or a single-phase motor.
[0069]
In the first and second embodiments, the motor device 20 is mounted on the steering device of the vehicle. However, if the motor device 20 includes a resolver as a rotation angle sensor, the motor device 20 may be mounted on another system. It may be applied.
[0070]
Furthermore, in the first and second embodiments, the number of turns of the sine winding 64 wound around each resolver slot pair is the same, and the number of turns of the cos winding 66 is the same. However, they need not always be the same, and may be slightly different. In this case, the magnitudes of the induced voltages generated in the output windings 64 and 66 of the resolver 52 due to the change in the magnetic flux of the motor 34 do not coincide with each other in the resolver slot pair, but the directions are still opposite. Therefore, it is possible to reduce the effect of the motor magnetic field on the coil signals from the output windings 64 and 66, and it is possible to suppress a decrease in the resolver output accuracy.
[0071]
【The invention's effect】
As described above, according to the first to fifth aspects of the present invention, it is possible to prevent the accuracy of the resolver output from deteriorating due to the magnetic field generated by the flow of the motor current with a simple configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a system including a motor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an axial sectional view of a motor stator when the motor shown in FIG. 1 is cut along a line III-III.
FIG. 3 is a connection diagram of windings of the motor according to the embodiment.
FIG. 4 is an axial sectional view of the resolver stator when the resolver shown in FIG. 1 is cut along a straight line IV-IV.
FIG. 5 is a principle configuration diagram of a resolver included in the motor device of the present embodiment.
FIG. 6 is a diagram illustrating a winding direction of a winding of the resolver of the present embodiment.
FIG. 7 is a diagram for explaining a situation in which an induced voltage generated in an output winding of the resolver of the present embodiment is canceled.
FIG. 8 is an axial sectional view of a motor stator included in a motor device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a connection diagram of windings of the motor of the present embodiment.
FIG. 10 is an axial sectional view of a resolver stator included in the motor device of the present embodiment.
[Explanation of symbols]
20 Motor device
30 Electronic Control Unit (ECU)
34 motor
36 Motor stator
42,100 Slot for motor
44-48, 102-106 winding
50 Rotation angle sensor
52 Resolver
54,110 resolver stator
60,114 Resolver slot
64 sin winding (output winding)
66 cos winding (output winding)

Claims

モータ軸中心を挟んで対向する一対のモータ用スロットに同相の巻線が施されたモータと、モータ軸中心を挟んで対向する一対のレゾルバ用スロットに同一の出力巻線が施され、前記モータの回転角度位置に応じた信号を該出力巻線を介して出力するレゾルバと、を備えるモータ装置であって、
前記一対のモータ用スロットに施された前記巻線および前記一対のレゾルバ用スロットに施された前記出力巻線のうちの一方の巻線方向が該一対のスロット間で互いに同一方向であり、かつ、他方の巻線方向が該一対のスロット間で互いに反対方向であることを特徴とするモータ装置。The same output winding is applied to a pair of resolver slots opposed to each other across the motor shaft center, and the same output winding is applied to a pair of resolver slots opposed to each other across the motor shaft center. A resolver that outputs a signal corresponding to the rotational angle position of the output winding via the output winding,
The winding direction of one of the windings applied to the pair of motor slots and the output winding applied to the pair of resolver slots is the same direction between the pair of slots, and And the other winding direction is opposite to each other between the pair of slots.

前記一対のモータ用スロットに施された前記巻線の巻線方向が互いに同一方向であり、かつ、前記一対のレゾルバ用スロットに施された前記出力巻線が互いに反対方向であることを特徴とする請求項１記載のモータ装置。The winding directions of the windings applied to the pair of motor slots are the same direction, and the output windings applied to the pair of resolver slots are opposite directions. The motor device according to claim 1, wherein:

前記一対のモータ用スロットに施された前記巻線の巻線方向が互いに反対方向であり、かつ、前記一対のレゾルバ用スロットに施された前記出力巻線が互いに同一方向であることを特徴とする請求項１記載のモータ装置。The winding directions of the windings applied to the pair of motor slots are opposite to each other, and the output windings applied to the pair of resolver slots are in the same direction. The motor device according to claim 1, wherein:

前記レゾルバは、前記モータに対して軸方向に並んで配設されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載のモータ装置。4. The motor device according to claim 1, wherein the resolver is arranged in the axial direction with respect to the motor. 5.

モータ軸中心を挟んで対向する一対のモータ用スロットに同相の巻線が施されたモータと、モータ軸中心を挟んで対向する一対のレゾルバ用スロットに同一の出力巻線が施され、前記モータの回転角度位置に応じた信号を該出力巻線を介して出力するレゾルバと、を備えるモータ装置であって、
前記一対のモータ用スロットの一方に施された前記巻線の巻線方向と該モータ用スロットに最も近接する前記レゾルバ用スロットに施された前記出力巻線の巻線方向とが互いに同一方向であり、かつ、該一対のモータ用スロットの他方に施された前記巻線の巻線方向と該モータ用スロットに最も近接する前記レゾルバ用スロットに施された前記出力巻線の巻線方向とが互いに反対方向であることを特徴とするモータ装置。The same output winding is applied to a pair of resolver slots opposed to each other across the motor shaft center, and the same output winding is applied to a pair of resolver slots opposed to each other across the motor shaft center. A resolver that outputs a signal corresponding to the rotational angle position of the output winding via the output winding,
The winding direction of the winding applied to one of the pair of motor slots and the winding direction of the output winding applied to the resolver slot closest to the motor slot are in the same direction. And the winding direction of the winding applied to the other of the pair of motor slots and the winding direction of the output winding applied to the resolver slot closest to the motor slot. A motor device characterized by being in opposite directions.