CN102123902A - 电动转向装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电动转向装置,其在确保将控制装置搭载到电机外壳的方式的优点及将控制装置搭载到齿轮箱的方式的优点的同时,可以解决未解决的问题。该电动转向装置具有:转向柱(3),其内置有传递操舵扭矩的转向轴(2);电机(12),其通过齿轮箱(11)内的齿轮机构将操舵辅助力传递到上述转向轴(2);以及控制装置,其对该电机(12)进行驱动控制,其特征在于,上述控制装置至少具有:驱动电路模块(60),其具有驱动上述电机的开关元件,且搭载于该电机的外壳;以及控制模块(40),其控制上述驱动电路模块(60),且搭载于上述齿轮箱(11)。
Description
技术领域
本发明涉及通过减速齿轮箱内的减速机构将电机中产生的操舵辅助力传递到转向轴的柱式电动转向装置。
背景技术
作为这种电动转向装置,公知有如下的电动转向装置,即、在辅助舵的操舵力的电机的外壳上设置控制电路单元,在该控制电路单元的壳体内设置有驱动电机的动力元件,并使与控制电路单元的动力元件连接的引线通过形成在外壳及壳体的开口部,经由中继线与电机绕组连接(例如,参照专利文献1)。
同样地,专利文献2~4中也记载有,在电机上放置用于控制电机的控制装置,并连接电机端子和控制装置的端子的结构。
另一方面,还公知有如下的结构,即、使向转向轴传递操舵辅助力的电机,通过减速齿轮箱内的减速齿轮机构连接到转向轴,并在减速齿轮箱上搭载用于控制电机的控制单元(例如,参照专利文献5)。
专利文献1:日本专利第3593102号公报
专利文献2:日本特开2008-109837号公报
专利文献3:日本特开2004-23841号公报
专利文献4:国际公开第2007/026894号公报
专利文献5:日本特开2007-276742号小册子
此处,在记载于上述专利文献1~4中的现有例中,由于在电机的外壳上搭载控制装置,因此具有可以用较短的距离进行电机绕组与控制装置之间的电连接的优点。但是,由于在使用电动转向装置时,电机自身会发热,因此为了对驱动电机的动力元件的发热进行散热,需要设置散热器等的散热单元。因此,存在如下所述的未解决的问题,即在使控制装置的结构大形化的同时,很难减少质量。
并且,通常为了在电机中产生操舵辅助力,需要检测传递到转向机构的操舵扭矩,并在转向轴上插入扭杆,将检测该扭杆的扭量的扭矩传感器配置在转向轴的外侧。因此,存在如下所述的未解决的问题,即需要使用线束进行扭矩传感器与控制装置之间的电连接,而线束会露出到外部,同时,容易引发噪声。
另一方面,在专利文献5中记载的现有例中,由于将控制单元配置在热质量(mass heat)大的减速齿轮箱上,因此具有不需要如散热器那样的散热单元的优点。但是,存在如下所述的未解决的问题,即,由于控制单元自身的体积大,因此控制单元从减速齿轮箱突出,使得包含控制单元的齿轮箱的整体结构会大形化,同时,由于电机与控制单元之间的距离比在电机外壳上搭载控制单元的情况长,因此不能避免根据配线电阻的增加而引起的效率下降。进而,还存在如下所述的问题,即,由于将控制单元搭载在车辆冲撞时的冲击能量吸收(EA)冲程所需的空间,因此很难确保冲击能量吸收(EA)冲程性能。
即、如图11所示,电机101连接于减速齿轮箱100,控制单元103安装在上述减速齿轮箱100中的收纳蜗杆的蜗杆收纳部102的方向盘(未图示)侧,其中,该蜗杆与电机101的旋转轴连接。因此,冲击能量吸收(EA)冲程的留量,正比于与转向轴垂直并收纳在蜗杆收纳部102中的蜗杆的中心轴、即蜗杆收纳部102的中心轴与安装在该蜗杆收纳部102的控制单元103的方向盘侧端部之间的占据距离Lo。此处,为了确保冲击吸收(EA)冲程,从方向盘侧观察时,有没有限制冲程的物体很重要,并且希望该物体处在里侧、即车辆前方侧。因此,尽量使上述的占据距离Lo短的做法,对确保冲击能量吸收(EA)冲程有益,然而在专利文献5中记载的现有例中很难使占据距离Lo变短。
发明内容
因此,本发明是鉴于上述现有例的未解决的问题而提出的,其目的在于,提供一种电动转向装置,其在确保将控制装置搭载到电机外壳的方式的优点及将控制装置搭载到齿轮箱的方式的优点的同时,可以解决未解决的问题。
为了达到上述目的,本发明的一方式提供一种电动转向装置,该电动转向装置具有:转向柱,其内置有传递操舵扭矩的转向轴;电机,其通过齿轮箱内的齿轮机构将操舵辅助力传递到上述转向轴;以及控制装置,其对该电机进行驱动控制。并且,其特征在于,上述控制装置至少具有:驱动电路模块,其具有驱动上述电机的开关元件,且该驱动电路模块搭载于该电机的外壳上;以及控制模块,其控制上述驱动电路模块,且该控制模块搭载于上述齿轮箱上。
并且,本发明的其他方式的电动转向装置具有:转向柱,其内置有传递操舵扭矩的转向轴;电机,其通过齿轮箱内的齿轮机构将操舵辅助力传递到上述转向轴;以及控制装置,其对该电机进行驱动控制。并且,其特征在于,上述控制装置包括:驱动电路模块,其具有驱动上述电机的开关元件,且搭载于该电机的外壳上;控制模块,其控制上述驱动电路模块,并搭载于上述齿轮箱的与中心轴垂直的面上;以及连接器模块,其具有外部连接器和噪声对策部件,且搭载于与上述齿轮箱的中心轴交叉且与上述控制模块邻接的面上。
并且,本发明的其他方式的电动转向装置的特征在于,上述驱动电路模块搭载于上述电机的外壳中的凸缘部上。
并且,本发明的其他方式的电动转向装置的特征在于,在上述齿轮箱的与转向轴相对的内周面上配置有操舵扭矩检测单元,在与该操舵扭矩检测单元相对的外周面侧配置有上述控制模块,上述操舵扭矩检测单元的连接端子直接与上述控制模块电连接。
并且,本发明的其他方式的电动转向装置的特征在于,上述齿轮机构包括:蜗轮,其与转向轴连接;以及蜗杆,其与该蜗轮啮合,并与上述电机的输出轴连接。
并且,本发明的其他方式的电动转向装置的特征在于,上述控制模块在上述齿轮箱的收纳上述蜗轮的蜗轮收纳部的外周缘与上述蜗杆的中心轴之间的交点附近沿着与上述转向轴的中心轴垂直的平面进行配置。
并且,本发明的其他方式的电动转向装置的特征在于,上述电机由内置有旋转角度检测器的无刷电机构成,上述驱动电路模块由与上述无刷电机的相数相应的多相逆变器构成。
根据本发明,可以通过至少由具有驱动电机的开关元件,且搭载于该电机的外壳上的驱动电路模块、和控制上述驱动电路模块,且搭载于上述齿轮箱上的控制模块构成对电机进行驱动控制的控制装置,因此可以使配线电阻影响大的驱动电路模块与电机的驱动线圈之间的距离最短,能够将由配线电阻引起的效率下降抑止在最小限。
并且,通过将控制驱动电路模块的控制模块搭载在齿轮箱上,可以在齿轮箱内配置操舵扭矩检测单元时,以短距离且不会向外部露出的方式,进行与操舵扭矩检测单元之间的电连接以及与驱动电路模块的电连接的双方,并且可以将配线部件保留在最小限。
进而,通过使外部连接器或噪声对策部件从控制模块独立出来而搭载到齿轮箱上,从而可以使外部连接器或噪声对策部件接近控制模块和驱动电路模块的双方来配置,可以实现大电流系统的配线电阻下降所致的效率提高、以及信号系统配线的缩短所致的耐噪声性提高。而且,通过准备与每个车辆制造者对应的连接器形状的连接器模块,无需对成为交付对象的每个车辆制造者制作不同的控制模块,可以提高适应性。
附图说明
图1是安装了本发明的电动转向装置的动力转向机构的概略结构图。
图2是图1的电动转向装置的立体图。
图3是图2的分解立体图。
图4是电动转向装置的主视图。
图5是电动转向装置的后视图。
图6是电动转向装置的右视图。
图7是电动转向装置的左视图。
图8是减速齿轮箱的截面图。
图9是电机的截面图。
图10是示出本发明的其他实施方式的分解立体图。
图11是示出现有例的俯视图。
具体实施方式
以下,根据附图说明本发明的实施方式。
图1是示出本发明的电动转向装置的一实施方式的概略结构图。
在图1中,SM为转向机构。该转向机构SM具有转向轴2,该转向轴2具有:输入轴2a,其被传递驾驶员作用在方向盘1的操舵力;输出轴2b,其通过未图示的扭杆连接在该输入轴2a。该转向轴2旋转自如地内置在转向柱3内,输入轴2a的一端与方向盘1连接,另一端与未图示的扭杆连接。
并且,传递到输出轴2b的操舵力,通过由两个叉头4a、4b以及连接这些叉头的十字连接部4c构成的万向接头4,传递到中间轴5,进而,通过由两个叉头6a、6b和连接这些叉头的十字连接部6c构成的万向接头6,传递到小齿轮轴7。传递到该小齿轮轴7的操舵力通过转向齿轮机构8变换为车辆宽度方向的直线前进运动,传递到左右的拉杆9,并且通过拉杆9使转舵轮WL、WR转舵。
在转向轴2的输出轴2b上具有:减速齿轮箱11,其内置有将操舵辅助力传递到输出轴2b的齿轮机构;以及电机12,其由连接在该减速齿轮箱11,用于产生操舵辅助力,由例如三相无刷电机构成。
如图2所示,该电机12安装在齿轮箱凸缘27上,该齿轮箱凸缘27以切线方向形成于减速齿轮箱11的后述的蜗轮收纳部24的外周侧。并且,在减速齿轮箱11中的齿轮箱凸缘27的右侧安装有在电机12的轴方向上串联排列的控制模块40及连接器模块50。
减速齿轮箱11是通过对具有高热导性的材料,例如铝、铝合金、镁及镁合金中的任一个进行例如压铸成型而形成的。
如图4、图5及图6所示,该减速齿轮箱11具有:蜗杆收纳部22,其收纳蜗杆21;蜗轮收纳部24,其配置在该蜗杆收纳部22的下侧,具有与该蜗杆收纳部22的中心轴垂直的中心轴,收纳与蜗杆啮合的蜗轮23,并且开放了车辆前方侧。
并且,减速齿轮箱11具有:扭矩传感器收纳部26,其与蜗轮收纳部24的车辆前方侧一体地同轴连接,并收纳扭矩传感器25;齿轮箱凸缘27,其具有在蜗杆收纳部22的开放端面形成的套管孔(未图示),并安装电机12;筒状的柱安装部28,其将在扭矩传感器收纳部26的车辆后方侧端形成的转向柱3的前端压入其中;以及箱盖29,其覆盖上述蜗轮收纳部24的开放端面。
进而,减速齿轮箱11具有:控制模块安装部30,其横跨蜗杆收纳部22和蜗轮收纳部24以及扭矩传感器收纳部26中的一部分而形成,将控制模块40安装到沿与转向轴2的轴方向、即减速齿轮箱11的中心轴垂直的蜗杆轴方向的面上;以及连接器模块安装部31,其在与减速齿轮箱11的中心轴垂直并与控制模块安装部30邻接的面上,安装与蜗杆收纳部22上的齿轮箱凸缘27接近形成的连接器模块50。
并且,如图8中的放大图所示,扭矩传感器25构成为,以磁气方式检测转向轴2的输入轴2a及输出轴2c间的扭转状态,从而通过作为扭矩检测元件的一对检测线圈25a及25b,检测传递到转向轴2的操舵扭矩。
在这一对检测线圈25a及25b的卷绕开始及卷绕结束位置上,分别连接有在与转向柱3的中心轴垂直的方向上平行地向外部突出的外部连接端子25c、25d及25e、25f。这些外部连接端子25c~25f的突出部在中央部与转向柱3的中心轴平行地折弯而形成为L字状,从而如图8所示,从在引导面32形成的开口33向上方突出,其中上述引导面32引导以与控制模块安装部30成直角的方式形成的控制模块40的下面。
并且,如图8所示,转向轴2的输出轴2c通过固定在箱盖29的内周面的滚动轴承29a来旋转自如地指示。
并且,如图4所示,在安装电机12的凸缘部12b的齿轮箱凸缘27上形成有:通孔27a,其用于插通针对搭载于电机12的凸缘部12b的驱动电路模块60的供电用端子61;以及通孔27b,其用于插通选通控制信号端子62及旋转变压器信号端子63。
并且,如图9所示,电机12具有:开放了前端的有底圆筒状的电机架12a;覆盖该电机架12a的前端,并安装在减速齿轮箱11的凸缘部12b。在电机架12a内配置有卷绕有励磁线圈的电机定子12c。通过后侧轴承12d及前侧轴承12f,输出轴12g被旋转自如地支撑,该后侧轴承12d在该电机定子12c内固定在电机架12a的底部,上述前侧轴承12f固定在突出形成于凸缘部12b的套管突部12e。在该输出轴12g的与电机定子12c相对的位置上,固定有在表面形成有永久磁铁12h的表面磁铁型电机转子12i。在该电机转子12i的与凸缘部12b相对的位置上,配置有作为检测转子旋转角的转子旋转角检测器的旋转变压器12j。
此处,如图3所示,凸缘部12b在与减速齿轮箱11的柱安装部28侧对应的位置上,形成有向减速齿轮箱11的轴方向膨出的矩形膨出部13,并且以驱动电机12的包含三相逆变器的驱动电路模块60不从凸缘部12b的表面突出的方式,收纳在形成于该矩形膨出部13的矩形收纳凹部14中。此处,构成驱动电路模块60的三相逆变器例如具有如下的结构,即,分别串联连接2个由动力MOSFET构成的半导体开关元件而成的3个开关臂,并联连接在正极侧线与负极侧线之间。并且,驱动电路模块60除了三相逆变器以外,还可以包含用于检测电机通电电流值的电流传感器。
并且,在驱动电路模块60的表面侧突出配置有分别与正极侧线及负极侧线电连接的供电用端子61、以及与各开关元件的选通连接的选通控制信号端子62。
并且,旋转变压器12j具有:旋转变压器定子12v,其固定在圆筒部12u的内周面,该圆筒部12u在凸缘部12b内向套管突部12e的相反侧延长而与该套管突部12e一体形成;以及旋转变压器转子12w,其固定在插通到该旋转变压器定子12v内的输出轴12g。
旋转变压器定子12v,在从外部的信号处理电路输入正弦波的励磁信号f(t)=A·sin(ωt)时,输出与转子的旋转角θ相应的正弦波及余弦波的旋转变压器信号Ys(=k·sin(θ)·f(t))及Yc(=k·sin(θ)·f(t))。
因此,设置有用于输入输出这些励磁信号f(t)及旋转变压器信号Ys、Yc的、各自由一对励磁信号输入端子和旋转变压器信号输出端子构成的例如6根旋转变压器信号端子。
并且,在凸缘部12b中的矩形膨出部13的矩形收纳凹部14的下侧形成有端子收纳凹部15,在该端子收纳凹部15中配置有旋转变压器信号端子63,该旋转变压器信号端子63与内置在电机12的旋转变压器12j电连接。旋转变压器信号端子63的基部被长方体形状的由合成树脂构成的信号端子绝缘部63a覆盖。
进而,在凸缘部12b的套管突部12e的外周侧形成有切开与驱动电路模块60对应的位置的圆板部16。
并且,如图9所示,在电机12的输出轴12g上一体形成有蜗杆21。该蜗杆21的另一端通过配置在减速齿轮箱11的蜗杆收纳部22底部的轴承22a而被旋转自如地支撑。其结果,一体形成了蜗杆21的输出轴12g通过3个轴承12d、12f及22a而被支撑。在分离了输出轴12g和蜗杆21时,各需要2个、共4个轴承,因此可以缩短1个轴承的距离,同时,可以省略连接输出轴12g和蜗杆21的联结部,从而还可以缩短该部分的长度。
并且,当电机12的凸缘部12b抵接到齿轮箱凸缘27时,供电用端子61的前端通过通孔27a内而延长到后述的控制模块40的内部,选通控制信号端子62及旋转变压器信号端子63的前端通过通孔27b内而延长到控制模块40的内部。
如图8所示,控制模块40由电路基板41、和例如合成树脂制的盖42构成,其中,上述电路基板41与减速齿轮箱11的控制模块安装部30隔开距离配置,并搭载有电机电流检测用IC、扭矩运算用IC、微机等的运算处理装置等,上述盖42覆盖该电路基板41整体而安装到控制模块安装部30上。并且,在电路基板41上,在其下端侧形成有插通扭矩传感器25的外部连接端子25c~25f的通孔41a~41d。
进而,在控制模块40中,以与齿轮箱凸缘27接触的方式延长形成有连接器部43,该连接器部43对搭载于电机12的驱动电路模块60的供电用端子61、选通控制信号端子62、内置在电机12的旋转变压器12j的旋转变压器信号端子63进行电连接。
并且,在减速齿轮箱11的连接器模块安装部31上安装有连接器模块50。该连接器模块50在图4~图6中用点划线图示的绝缘壳体51内,收纳有电源连接器52、信号连接器53、作为噪声对策部件的线圈54、以及平滑用电容器55。
与电池(未图示)连接的电配线从车辆前方侧插入到电源连接器52,与车体的各部分的控制设备进行数据收发的CAN(Controller Area Network)等的网络信号配线从车辆前方侧插入到信号连接器53。并且,从连接器模块50输出并被实施了噪声对策而平滑化的直流电力,通过未图示的连接端子供给到控制模块40的电路基板41,同时,从信号连接器53输入的信号通过未图示的控制端子供给到电路基板41。
此处,如图2所示,控制模块40以如下所述方式放置,即,从正面观察时,控制模块40的中心位置大致存在于减速齿轮箱11的蜗轮收纳部24的外周缘与蜗杆21即电机12的输出轴12g的中心轴之间的交点位置附近。
接着,说明上述实施方式的动作。
在本实施方式的电动转向装置中,通过在减速齿轮箱11的齿轮箱凸缘27上抵接电机12的凸缘部12b,同时,将套管突部12e与齿轮箱凸缘27的套管孔(未图示)进行套管连接,从而将电机12安装到减速齿轮箱11。此时,与电机12的输出轴12g一体连接的蜗杆21插通到减速齿轮箱11的蜗杆收纳部22,与蜗轮23啮合,其中,该蜗轮23收纳在蜗轮收纳部24而与转向轴2的输出轴2c连接。
与此同时,从凸缘部12b的端面沿着输出轴12g突出的驱动电路模块60的供电用端子61、选通控制信号端子62及旋转变压器12j的旋转变压器信号端子63,分别插通设在齿轮箱凸缘27的通孔27a、通孔27b而与控制模块40的电路基板41的连接器部43电连接。
并且,在将电机12组装到减速齿轮箱11的状态下,在电机12的凸缘部12b和减速齿轮箱11的齿轮箱凸缘27抵接时,确保间隙,以使收纳在矩形收纳凹部14内的驱动电路模块60不会被压接。
并且,在完成具有上述结构的电动转向装置对车辆的搭载之后,当使车辆的未图示的点火开关成为接通状态而通过连接器模块50从电池向控制模块40供给电力时,通过微机等的运算处理装置执行操舵辅助控制处理,根据扭矩传感器25及未图示的车速传感器的检测值,计算操舵辅助电流指令值。根据该操舵辅助电流指令值和由电机电流检测部检测出的电机电流,执行电流反馈处理,计算电压指令值。根据该电压指令值形成构成驱动电路模块60的开关元件的选通驱动信号,并将该选通驱动信号供给到驱动电路模块60,从而使电机12的三相线圈中流过三相交流驱动电流来驱动电机12,以使在正转或者反转方向上产生必要操舵辅助力。
因此,通过从电机12产生与方向盘1的操舵扭矩相应的操舵辅助力,该操舵辅助力通过蜗杆21及蜗轮23传递到旋转轴2的输出轴2c,从而可以用小操舵力对方向盘1进行操舵。
如上所述,根据上述实施方式,由于将对电机12进行驱动控制的控制装置分割为控制模块40、连接器模块50及驱动电路模块60这三个模块,因此使这些接近地配置在最佳位置的自由度提高,还可以使整体的结构小型化。
并且,搭载于电机12的驱动电路模块60及旋转变压器12j与控制模块40之间的电连接如下:供电用端子61、选通信号端子62及旋转变压器信号端子63通过设在减速齿轮箱11的齿轮箱凸缘27的通孔27a及27b,与控制模块40的连接器部43直接连接。因此,不会如以往的装置那样,供电用端子、控制信号端子、旋转变压器信号用端子从减速齿轮箱11及电机12的外周向径向突出,同时,也无需使用电机线束或连接软线而进行连接。因此,可以减少使用电机线束时的配线损失,同时,不会受到外来噪声或强磁场等导致的影响,可以确保良好的信号可信性。并且,即使在电动转向装置的周围配置车辆侧部件等,也由于电动转向装置的电连接部不干扰这些部件,因此可以使车辆搭载设计性良好。
并且,由于驱动电机12的包含三相逆变器的驱动电路模块60直接搭载在电机12上,因此可以在内部连接驱动电路模块60的三相交流输出端子和电机12的三相线圈,从而无需在电机12设置向外部突出的供电用母线杆。并且,通过将驱动电路模块60搭载到电机12的凸缘部12b,可以使驱动电路模块60的三相交流输出端子与电机12的三相线圈之间的电连接部的长度抑止到最小限,并且可以减小配线电阻而提高效率。
进而,由于控制模块40安装在减速齿轮箱11的扭矩传感器收纳部26上,因此可以直接电连接电路基板41的通孔41a~41d和扭矩传感器25的外部连接端子25c~25f,在该情况下,配线也不会露出到外部,可以将两者间的配线部件抑止到最小限的长度。并且,控制模块40只要形成电路基板41和连接器部43即可,因此可以使转向轴2的轴方向的厚度变薄。因此,如图7所示,可以使上述的蜗杆收纳部22的中心轴与控制模块40的方向盘侧的端部之间的占据距离Lo变短,容易确保车辆冲突时的冲击能量吸收(EA)冲程性能。
并且,可以使连接器模块50与控制模块40及驱动电路模块60接近而设置到减速齿轮箱11的蜗杆收纳部22上,可以实现大电流系统的配线电阻减少所致的效率提高和信号系统配线的缩短化所致的耐噪声性提高。而且,由于连接器模块50相对于控制模块40及驱动电路模块60独立,因此在按照每个汽车制造商进行连接的连接器形状不同时,只要仅将连接器模块50符合汽车制造商地制造多种类型即可,无需重新设计制作控制装置整体,可以提高适应性。
并且,可以提供如下所述的电动转向装置,即,作为电机12适用无刷电机,因此可以与有刷电机相比,可以缩短轴方向长度,同时,不产生刷接触电阻所致的损失,可以省略用于电机通电的导线束,从而可以实现在任何一个低损失的方法中都不能得到的高输出效率。
并且,由于在电机12的输出轴12g上一体形成蜗杆21,因此可以省略连接两者间的联结,同时,由于可以将旋转自如地支撑的轴承数减少为3个,因此可以使电机12接近减速齿轮箱11的蜗杆收纳部22来安装,可以缩短该部分的电机12的突出长度。
另外,在上述实施方式中,说明了包含三相逆变器的驱动电路模块60以不从凸缘部12b的表面突出的方式收纳在电机12的凸缘部12b的情况,但并不限定于此,如图10所示,也可以以从凸缘部12b的表面突出的方式配置驱动电路模块60。此时,只要在减速齿轮箱11的齿轮箱凸缘27上形成插入驱动电路模块60的凹部即可。
另外,在上述实施方式中,虽然说明了在电机12的输出轴12g上直接连接蜗杆21的情况,但是并不限定于此,也可以使输出轴12g和蜗杆21分离,通过利用了锯齿连接、花键连接等的联结来连接两者。
并且,在上述实施方式中,虽然说明了控制装置分割为控制模块40、连接器模块50及驱动电路模块60这三个模块的情况,但并不限定于此,也可以省略连接器模块50,使连接器及噪声对策部件与控制模块40一体化。
并且,在上述实施方式中,虽然说明了将本发明适用到方向盘1位于右侧的右舵车的情况,但并不限定于此,也可以适用到方向盘1位于左侧的左舵车。
并且,在上述实施方式中,虽然说明了将本发明适用到柱助力式电动转向装置的情况,但并不限定于此,在适用到小齿轮助力或齿条助力式的电动转向装置时也可以得到相同的效果。
并且,在上述实施方式中,虽然说明了在电机12上内置了旋转变压器12j的情况,但并不限定于此,也可以代替旋转变压器12j而内置霍尔元件等的其他形式的旋转检测器。
并且,在上述实施方式中,虽然说明了作为电机12而适用了表面磁铁型的电机转子12i的情况,但并不限定于此,可以适用磁铁嵌入型(IPM)的无刷电机、或感应电机等其他形式的无刷电机的同时,相数也可以任意设定,进而可以在无刷电机以外适用有刷电机,此时,可以省略旋转变压器12j或旋转检测元件的同时,只要将驱动电路模块60构成为将4个开关元件连接成H型的H桥电路结构,用控制模块40控制开关元件的选通。
并且,在上述实施方式中,虽然说明了仅用扭矩检测元件构成扭矩传感器25,并将其信号处理电路内置在控制模块40的情况进行了说明,但并不限定于此,也可以用扭矩检测元件25a、25b及其信号处理电路构成扭矩传感器25,并在减速齿轮箱11上内置扭矩检测元件25a、25b的同时,配置与扭矩检测元件25a、25b电连接的信号处理电路。此时,在减速齿轮箱11单体的状态下,可以校正信号处理电路,并且可以在不受电机的影响的情况下进行信号处理电路的校正。并且,可以将电机12组装到完成了扭矩传感器25的信号处理电路的校正的减速齿轮箱11,并且在其之后或者之前,在组装了控制模块40的阶段,可以进行控制模块40及扭矩检测元件之间的电连接、以及控制模块40及驱动电路模块60之间的电连接,并且可以容易地进行组装作业,且可以在不使扭矩传感器的精度下降的情况下简化组装工序。
并且,在上述实施方式中,虽然说明了使电机12的轴方向作为与转向轴2垂直的方向而将电机12安装到齿轮箱凸缘27上的情况,但并不限定于此,只要是与转向轴2交叉的方向即可。
并且,虽然说明了将控制模块安装部30及连接器模块安装部31形成于减速齿轮箱11的与中心轴垂直的面的情况,但并不限定于此,也可以形成于与减速齿轮箱11的中心轴交叉的面上。
产业上的可利用性
可以提供能够在将控制单元安装到减速齿轮箱的情况下,构成转向轴的轴方向的厚度薄的控制模块的电动转向装置。
标记说明:
1:方向盘 2:转向轴
3:转向柱 11:减速齿轮箱
12:电机 12a:电机架
12b:凸缘部 12c:电机定子
12e:套管突部 12g:输出轴
12i:电机转子 12j:旋转变压器
21:蜗杆 22:蜗杆收纳部
23:蜗轮 24:蜗轮收纳部
25:扭矩传感器 26:扭矩传感器收纳部
27:齿轮箱凸缘 28:柱安装部
30:控制模块安装部 31:连接器模块安装部
40:控制模块 41:电路基板
50:连接器模块 51:绝缘壳体
52:电源连接器 53:信号连接器
54:线圈 55:电容器
60:驱动电路模块 61:供电用端子
62:选通信号端子 63:旋转变压器信号端子
Claims (7)
1.一种电动转向装置,其具有:转向柱,其内置有传递操舵扭矩的转向轴;电机,其通过齿轮箱内的齿轮机构将操舵辅助力传递到上述转向轴;以及控制装置,其对该电机进行驱动控制,
该电动转向装置的特征在于,
上述控制装置至少具有:
驱动电路模块,其具有驱动上述电机的开关元件,且该驱动电路模块搭载于该电机的外壳上;以及
控制模块,其控制上述驱动电路模块,且该控制模块搭载于上述齿轮箱上。
2.一种电动转向装置,其具有:转向柱,其内置有传递操舵扭矩的转向轴;电机,其通过齿轮箱内的齿轮机构将操舵辅助力传递到上述转向轴;以及控制装置,其对该电机进行驱动控制,
该电动转向装置的特征在于,
上述控制装置具有:
驱动电路模块,其具有驱动上述电机的开关元件,且该驱动电路模块搭载于该电机的外壳上;
控制模块,其控制上述驱动电路模块,且该控制模块搭载于上述齿轮箱的与中心轴垂直的面上;以及
连接器模块,其具有外部连接器和噪声对策部件,且该连接器模块搭载于与上述齿轮箱的中心轴交叉且与上述控制模块邻接的面上。
3.根据权利要求1或2所述的电动转向装置,其特征在于,
所述驱动电路模块搭载于所述电机的外壳中的凸缘部上。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电动转向装置,其特征在于,
在上述齿轮箱的与转向轴相对的内周面上配置有操舵扭矩检测单元,在与该操舵扭矩检测单元相对的外周面侧配置有上述控制模块,上述操舵扭矩检测单元的连接端子直接与上述控制模块电连接。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的电动转向装置,其特征在于,
上述齿轮机构具有:
蜗轮,其与转向轴连接;以及
蜗杆,其与该蜗轮啮合,并与上述电机的输出轴连接。
6.根据权利要求5所述的电动转向装置,其特征在于,
上述控制模块在上述齿轮箱的收纳上述蜗轮的蜗轮收纳部的外周缘与上述蜗杆的中心轴之间的交点附近沿着与上述转向轴的中心轴垂直的平面进行配置。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的电动转向装置,其特征在于,
上述电机由内置有旋转角度检测器的无刷电机构成,上述驱动电路模块由与上述无刷电机的相数相应的多相逆变器构成。
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