驱动单元和包括驱动单元的电动助力转向装置的制造方法_2

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2和反向连接保护继电器73、74分别被实现为半导体继电器并且对应于“继电器”。
[0063]控制单元80具有微计算机81和专用集成电路(ASIC)82以及作为集成电路部件的其他部件。
[0064]微计算机81基于来自转矩传感器103或旋转角度传感器85等的信号来计算与到第一绕组13和第二绕组14的电力供给相关的指示值。
[0065]ASIC 82包括预驱动器、信号放大器和调节器等。预驱动器基于指令值生成驱动信号,并且将所生成的驱动信号输出至第一逆变器部50和第二逆变器部60。更实际地,预驱动器将所生成的驱动信号输出至SW元件51至56、61至66的栅极。通过根据驱动信号对SW元件51至56、61至66进行切换操作,分别从第一逆变器部50和第二逆变器部60向第一绕组13和第二绕组14提供根据指令值的AC电流。由此,对电机10进行驱动。
[0066]信号放大器对电流检测元件57至59、67至69的检测信号(即,在本实施例中为两个端子之间的电压)和旋转角度传感器85的检测值进行放大,并且将其输出至微计算机81。此外,调节器是使提供给微计算机81等的电压稳定的稳定电路。
[0067]旋转角度传感器85由磁检测元件构成,并且通过从设置在随后提到的轴16的另一端162上的磁体18检测旋转磁场来检测转子15的旋转角度。
[0068]电容器86与第一逆变器部50并联连接。电容器87与第二逆变器部60并联连接。在本实施例中,电容器86和87是铝电解电容器,并且被布置在继电器71至74的逆变器侧(即,在接近逆变器部50、60的一侧)。扼流圈89连接在电池109的正极与电容器86和87之间的位置处。在本实施例中,扼流线圈89被布置在继电器71至74的电池侧(即,在接近电池109的一侧)。
[0069]电容器86和87以及扼流线圈89用作滤波电路,从而减少了从驱动单元1传送至与驱动单元1共享来自电池109的电力供给的其他装置的噪声,并且还减少了从其他装置传送回到共享电池109的驱动单元1的噪声。电容器86和87存储电荷,并且支持至第一逆变器部50和第二逆变器部60的电力供给。
[0070]在本实施例中,第一逆变器部50、电力继电器71、反向连接保护继电器73和电容器86被分组为第一系统201,该第一系统201对应于第一绕组13。此外,第二逆变器部60、电力继电器72、反向连接保护继电器74和电容器87被分组为第二系统202,该第二系统202对应于第二绕组14。也就是说,以多个系统即在本实施例以两个系统来执行对电机10的驱动控制。
[0071]接下来,基于图3至图11来描述驱动单元1的结构。在下文中,电机10的轴向方向可以被简单地称为“轴向方向”,而电机10的半径方向可以被简单地称为“径向方向”。图3是沿着图5的II1-1II线的截面图。
[0072]如图3至图8所示,驱动单元1设置有电机10、框架构件20、EOT 40以及连接器96、97。
[0073]如图3所示,电机10具有电机壳体11、定子12、第一绕组13、第二绕组14、转子15、轴16以及其他部件。
[0074]电机壳体11用作电机10的轮廓,并且具有例如底部111和圆筒部114,例如该电机壳体11被形成为具有在一端封闭(即在一端具有底部)的圆筒形状,并且该电机壳体11由金属诸如铝的金属制成。底部111可以被认为是电机10的一个轴向端侧的轮廓,而圆筒部114可以被认为是沿电机的径向方向的轮廓。本实施例的电机壳体11由铝制成,并且关于壳体11的表面,执行铝阳极氧化处理。电机壳体11的底部111被定位成远离EOT 40即在相反侧,而电机壳体11的开口接近ECU 40即在ECU侧。在本实施例中,圆筒部114对应于权利要求中的“旋转电机的用作轮廓的圆筒部”,并且圆筒部114的沿轴向方向的投影区域对应于“电机区域”。
[0075]轴16的一端161所插入的轴孔112被布置在基本上底部111的中心处。此外,轴承166被装配至底部111。
[0076]圆筒部114被布置在定子12的外周上,外周是圆筒部的径向外侧。用“径向外侧”,这意味着是在从所描述的部件到电机16的中心轴0的半径的外侧。在圆筒部114的开口上,以径向突出的方式设置有用于固定地布置框架构件20的固定片116。固定片116上钻有螺纹孔117。在本实施例中,固定片116以相等的间隔设置在三个位置处。
[0077]定子12具有层状部一一即可磁化的薄金属诸如铁的层状结构一一以及布置在层状部的径向外侧的绝缘体,并且定子12被固定地布置在电机壳体11的内部。定子12的层状部中的薄金属的片数可以根据电机10所需的输出来改变。由此,可以在不改变电机10的半径长度的情况下通过改变定子12的轴向长度来改变电机10的输出。
[0078]第一绕组13和第二绕组14缠绕在定子12的绝缘体上。对于三个相中的每个相,从第一绕组13引出第一电机线135,并且对于三个相中的每个相,从第二绕组14引出第二电机线145。电机线135和145从电机壳体11朝向EOT 40引出(S卩,延伸)(参见图7)。
[0079]第一电机线135包括第一 U相电机线136和第一 V相电机线137以及第一 W相电机线138,并且三根线136、137、138被定位成按照数字的升序而远离继电器71和72。
[0080]第二电机线145包括第二 U相电机线146和第二 V相电机线147以及第二 W相电机线148,并且三根线146、147、148被定位成按照数字的升序而远离继电器71和72。
[0081]第一 U相电机线136和第二 U相电机线146、第一 V相电机线137和第二 V相电机线147以及第一 W相电机线138和第二 W相电机线148分别被布置在围绕随后提及的电机10的中心轴0的点对称位置处。此外,第一 U相电机线136和第一 W相电机线138相对于第一 V相电机线137而对称。类似地,第二 U相电机线146和第二 W相电机线148相对于第二 V相电机线147对称地布置。
[0082]由此,来自第一电机线135的磁通量泄漏和来自第二电机线145的磁通量泄漏彼此抵消。此外,以这样的布置,减小了磁通量泄漏对安装在电机10的中心轴0上的位置处的旋转角度传感器85的影响,由此减小了传感器85的检测误差。
[0083]此处,“对称”是指这些线的基本上对称的布置,以用于使磁通量泄漏抵消,从而允许在实际产品中的尺寸误差。
[0084]转子15具有转子芯151和永磁体152。转子芯151例如被形成为具有近似圆筒形状并且由磁性材料例如铁制成,并且转子芯151同轴地布置在定子12的内部中,S卩,在定子12的半径内侧中。
[0085]永磁体152被布置在转子芯151的半径外侧,并且转子芯151的N磁极与S磁极彼此交替。
[0086]轴16例如被形成为具有棒形状并且由金属制成,并且被装配在中心位置处,即,在转子芯151的旋转轴线上。轴16由装配在电机壳体11的底部111上的轴承166可旋转地支承并且还由装配在框架构件20上的轴承167可旋转地支承。由此,轴16能够与转子15 一起旋转。此外,转子15的外壁和定子12的内壁介入有空气间隙。
[0087]轴16的一端161被插入到在电机壳体11的底部111上所钻的轴孔112中,并且朝向电机壳体11的外侧突出。轴16的一端161用作连接至减速齿轮9的输出端,以用于从电机10经由减速齿轮9朝向柱轴102输出转矩(参照图1),尽管输出端与减速齿轮9之间的连接未被明确示出。
[0088]轴16的另一端162具有支持磁体18的磁体支架部17。
[0089]如图3和图7所示,例如,由高度导热金属诸如铝等制成的框架构件20被形成为具有盖子形状,以用于关闭电机壳体11的开口,即,框架构件20被插入到圆筒部114的径向内侧。此处,框架构件20的接近电机10的一侧被称为电动机侧面21,而框架构件20的远离电机10并且接近EOT 40的另一侧被称为EOT侧面31。
[0090]在基本上框架构件20的中心处钻有轴孔23。轴16的另一端162插入到轴孔23中。此外,框架构件20上布置有磁体室231,该磁体室231与轴孔23连通并且具有朝向EOT40开口的开口。磁体室231容纳磁体18。由此,布置在轴16的另一端162上的磁体18暴露于即面对ECU 40。此外,框架构件20上形成有轴承支承部232。轴承167被装配到框架构件20上的轴承支承部232。
[0091]此外,框架构件20具有电机线135所插入的电机线插入孔24以及电机线145所插入的电机线插入孔25。由此,从中引出电机线135和145以朝向EOT 40延伸。
[0092]框架构件20具有固定片26,该固定片26在与电机壳体11的固定片116的相对应的相应位置(即,本实施例中的三个位置)处沿半径方向向外突出。固定片26上钻有通孔27。框架锁紧螺栓38插入通孔27中,并且紧紧地拧入到螺纹孔117中。由此,框架构件20被固定在电机壳体11上。
[0093]在框架构件20的外周处并且在比固定片26更接近底部111的电机侧面21周围,设置有装配了 0形环39的0形环槽29,并且由0形环槽29和圆筒部114限定的0形环39提供了水密结构。由此,防止水等经由电机壳体11与框架构件20之间的位置侵入电机10。
[0094]框架构件20的EOT侧面31具有基板固定片32、继电器室33和34、ASIC室35、端子容纳槽36以及粘合槽37。
[0095]如图3、图7至图11所示,EOT 40被设置成相对于框架构件20远离电机10,8口,框架构件20介于EOT 40与电机10之间。EOT 40被定位在基本上电机区域内,与电机10基本上同轴进行布置。
[0096]EOT 40具有基板41,基板41上安装有许多电子部件。
[0097]基板41被形成为具有与电机区域适应的形状。在本实施例中,更实际地,基板41被包含在槽区域内,即,在框架构件20的ECU侧面31上所设置的粘合槽37的半径内侧。换句话说,基板41上的EOT部件诸如SW元件51至56和61至66、电流检测元件57至59和67至69、继电器71至74、微计算机81、ASIC 82、旋转角度传感器85、电容器86和87、以及扼流线圈89被定位在电机区域内。
[0098]此处,基板41的接近电机10的一侧被称为发热元件安装表面42,而另一侧(远离电机10的表面)被称为电子部件安装表面43。
[0099]如图8和图10所示,例如,SW元件51至56和61至66以及电流检测元件57至59和67至69、电力继电器71和72、反向连接保护继电器73和74、ASIC 82、以及旋转角度传感器85连同其它部件表面安装在发热元件安装表面42上。旋转角度传感器85被从图10中的图示中省略。在
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