CN105322725A - 驱动单元和包括驱动单元的电动助力转向装置 - Google Patents

驱动单元和包括驱动单元的电动助力转向装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了驱动单元和包括该驱动单元的电动助力转向装置。该驱动单元(1)具有旋转电机(10)和框架构件(20),该框架构件被设置在旋转电机(10)的一个轴向端上。基板(41)被固定在框架构件(20)的背离旋转电机(10)的一个表面上。构成用于切换向绕组(13,14)的电力供应的逆变器(50,60)的开关元件(51-56,61-66)被安装在第一表面(42)上,以便能够朝向框架构件(20)散热。集成电路(IC)(82)被安装在第一表面(42)上以便能够朝向框架构件(20)散热。电子部件(81)被安装在第二表面上的与IC(82)的安装位置至少部分地重叠的重叠位置处。

Description

驱动单元和包括驱动单元的电动助力转向装置
技术领域
本公开内容总体上涉及驱动单元和包括该驱动单元的电动助力转向装置。
背景技术
通常,电动机和控制对电动机的驱动的逆变器电路被定位成彼此接近。例如在日本公开特许公报No.2003-153552(专利文献1)中已知这样的配置,在该专利文献中,容纳电路板或基板的壳体被附接在压缩机的外壳上,其中电路板或基板安装有逆变器电路。
专利文献1公开了如下配置:其中,电力控制器半导体被安装在第一电路板上,并且集成电路(IC)芯片被安装在第二电路板上。此外,多个IC芯片成一排地安装在第二电路板的一个表面上。也就是说,如专利文献1中所公开的,呈一排布置的相对大尺寸的元件如ASIC、微型计算机等需要电路板上的大安装表面,并且约束例如驱动单元的直径使得有必要将呈一排布置的大尺寸部件分成两个电路板(即,两个基板)。
发明内容
本公开内容的一个方面将提供一种将多个电子部件高密度地安装在电路板的一个表面上的驱动单元,并且还将提供一种使用这样的驱动单元的电动助力转向装置。
在本公开内容的一个方面中,驱动单元包括旋转电机、框架构件、基板、驱动元件、IC部件以及电子部件。
旋转电机具有:定子,在该定子上缠绕有绕组;转子,该转子相对于定子旋转以可旋转的方式来设置;以及与转子一起旋转的轴。
框架构件被设置在旋转电机的一个轴向端上。
基板被固定在框架构件的相对于旋转电机的相反侧。
驱动元件包括用于对向绕组供应的电流进行切换的逆变器,并且驱动元件被安装在基板的面向框架构件的第一表面上以向框架构件散热。
IC部件被设置在第一表面上以向框架构件散热。IC部件包括下述中至少之一:预驱动器,其向驱动元件输出驱动信号;调节器,其调节电源的电压并且输出经调节的电压;以及信号放大器,其用于放大输入信号。
电子部件被安装在与基板的第一表面相反的第二表面上,并且电子部件在第二表面上的位置与IC部件的位置至少部分地重叠。电子部件可以是例如用作控制电路的部件的微型计算机。在本公开内容中,驱动元件和IC部件面向框架构件以能够散热的方式进行设置。换句话说,框架构件用作旋转电机的轮廓,并且还用作散热器。以这样的方式,驱动单元的部件的数目与将散热器作为单独部件的情况相比有所减少,并且驱动单元的尺寸特别是沿轴向方向的尺寸减小。
此外,在本公开内容中,IC部件的热——由于许多部件集成在同一地方而引起所述热会相当大——朝向框架构件消散,而不是朝向基板侧散热,从而使得基板没有必要具有散热装置如散热通孔等,并且基于基板的相对于IC部件的相反侧可供其他电子部件进行安装的优点,实现了部件的高密度地安装。此外,基于电子部件的高密度安装,驱动单元的体积和/或尺寸减小。
此外,驱动单元被用于电动助力转向装置中。电动助力转向装置包括驱动单元和传动装置,该传动装置用于将旋转电机的输出扭矩传送至驱动对象,从而利用输出扭矩对驱动对象进行驱动来辅助驾驶员对方向盘进行操作。
本公开内容的驱动单元具有基板,在该基板上的用于对旋转电机进行驱动控制的各种电子部件被高密度地附接至在旋转电机的一个轴向端上所安装的框架构件,从而使得沿轴向方向能够具有较小尺寸。因此,就在例如发动机旁边的小空间内安装各单元而言,提高了驱动单元的可加工性。
附图说明
根据参照附图所作出的以下详细描述,本公开内容的目的、特征和优点将变得更加明显,在附图中:
图1是本公开内容的第一实施方式中的电动助力转向装置的系统图;
图2是本公开内容的第一实施方式中的驱动单元的电路配置的示意图;
图3是本公开内容的第一实施方式中的驱动单元的截面图;
图4是本公开内容的第一实施方式中的驱动单元的侧视图;
图5是驱动单元的沿着图4中的箭头V方向的俯视图;
图6是驱动单元的沿着图4中的箭头VI方向的仰视图;
图7是本公开内容的第一实施方式中的驱动单元的分解立体图;
图8是本公开内容的第一实施方式中的驱动单元的另一分解立体图;
图9是本公开内容的第一实施方式中的发动机控制单元(ECU)的侧视图;
图10是ECU的沿着图9中的箭头X方向的仰视图;
图11是ECU的沿着图9中的箭头XI方向的顶视图;
图12是本公开内容的第二实施方式中的驱动单元的截面图;
图13是本公开内容的第二实施方式中的驱动单元的侧视图;
图14是图13中所示的盖构件的一部分被移除的驱动单元的侧视图;
图15是驱动单元的沿着图14中的箭头XV方向的侧视图;
图16是本公开内容的第二实施方式中的基板的框架构件侧的平面图;以及
图17是本公开内容的第二实施方式中的基板的相反侧的平面图。
具体实施方式
在下文中,参照附图来描述本公开内容中的驱动单元和电动助力转向装置。
(第一实施方式)
在图1至图11中示出了本公开内容的第一实施方式中的驱动单元和电动助力转向装置。在下文中,在下面描述的所有实施方式中,出于简洁描述的目的,相同的附图标记代表相同的部件。
如图1所示,将驱动单元1应用于电动助力转向装置8,以用于辅助由驾驶员进行的转向操作。驱动单元1是用作旋转电机的电动机10与用作用于控制电动机10的控制器的ECU40的一体组合。
图1示出了具有电动助力转向装置8的转向系统100的系统图。转向系统100包括方向盘101、柱轴102、小齿轮104、齿条轴105、车轮106以及电动助力转向装置8等,这些分别用作系统的部件。
方向盘101连接至柱轴102,该柱轴102还可以是一种类型的驱动对象。柱轴102具有设置在其上的扭矩传感器103,该扭矩传感器103用于检测在驾驶员操作方向盘101时被输入至柱轴102的转向扭矩。在柱轴102的端部处,设置有与齿条轴105啮合的小齿轮104。在齿条轴105的两端上,经由连接杆等设置有一对车轮106。
从而,当驾驶员旋转方向盘101时,连接至方向盘101的柱轴102旋转。柱轴102的旋转运动通过小齿轮104而转变成齿条轴105的平移运动,并且所述一对车轮106转动与齿条轴105的位移量相应的角度。
电动助力转向装置8设置有减速齿轮9和驱动单元1。电动助力转向装置8基于来自扭矩传感器103的信号和从未示出的控制区域网络(CAN)获得的车辆速度来从电动机10输出辅助扭矩,并且经由减速齿轮9将扭矩传送至柱轴102,以用于辅助方向盘101的转向操作。也就是说,本实施方式的电动助力转向装置8被称为“柱辅助”型,其利用由电动机10生成的扭矩来辅助柱轴102的旋转。然而,装置8还可以用作“齿条辅助”型,其辅助对齿条轴105的驱动。换句话说,在本实施方式中用作“驱动对象”的柱轴102可以用其他对象代替,例如用齿条轴105代替。
接下来,基于图2来描述电动助力转向装置8的电气配置。在图2中,为了该图的可读性,从中省略了一些控制线等。
电动机10是三相无刷电动机,并且具有分别缠绕在随后提到的定子12上的第一绕组13和第二绕组14。
第一绕组13包括U相线圈131、V相线圈132以及W相线圈133。第二绕组14包括U相线圈141、V相线圈142以及W相线圈143。
根据本实施方式,第一绕组13和第二绕组14分别对应于“绕组”。
ECU40设置有第一逆变器部50、第二逆变器部60、电力继电器71和72、反向连接保护继电器73和74、控制单元80、旋转角传感器85、电容器86和87、以及用作线圈构件的扼流线圈89。第一逆变器部50具有以桥接形式组合的六个开关元件(SW单元)51-56,以用于切换对第一绕组13的电力供给。第二逆变器部60具有呈桥接形式的六个SW元件61-66,以用于切换对第二绕组14的电力供给。
尽管本实施方式的SW元件51-56、61-66是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET),但是还可以使用其他元件如绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等。在本实施方式中,SW元件51-56、61-66对应于“驱动元件”。
关于设置在第一逆变器部50的高电位侧的SW元件51、52和53,漏极连接至用作电源的电池109的正极,并且源极连接至布置在低电位侧的SW元件54、55和56的漏极。
SW单元54、55和56的源极经由电流检测元件57、58和59连接至电池109的负极。在高电位侧的SW元件51、52、53与在低电位侧的SW元件54、55、56之间的接合点分别连接至U相线圈131、V相线圈132和W相线圈133。
关于设置在第二逆变器部60的高电位侧的SW元件61、62和63,漏极连接至电池109的正极,并且源极连接至布置在低电位侧的SW元件64、65和66的漏极。
SW元件64、65、66经由电流检测元件67、68和69连接至电池109的负极。在高电位侧的SW元件61、62、63与在低电位侧的SW元件64、65、66之间的接合点分别连接至U相线圈141、V相线圈142和W相线圈143。
电流检测元件57、58和59被设置在分别与第一绕组13的三个相对应的SW元件54-56的低电位侧,以用于检测第一绕组13的三个相中的每个相中的电流。
电流检测元件67、68和69被设置在分别与第二绕组14的三个相对应的SW元件64-66的低电位侧,以用于检测第二绕组14的三个相中的每个相中的电流。
本实施方式的电流检测元件57-59、67-69被实现为分流电阻器。
电力继电器71被设置在电池109与第一逆变器部50之间的位置处,并且传导或拦截在电池109与第一逆变器部50之间的电流。
电力继电器72被设置在电池109与第二逆变器部60之间的位置处,并且传导或拦截在电池109与第二逆变器部60之间的电流。
反向连接保护继电器73被设置在电力继电器71与第一逆变器部50之间的位置处。反向连接保护继电器74被设置在电力继电器72与第二逆变器部60之间的位置处。
反向连接保护继电器73和74通过使寄生二极管相对于电力继电器71、72反向连接来防止(例如在电池109被反向连接的情况下)电流沿相反方向流动以保护ECU40。
在本实施方式中,电力继电器71、72和反向连接保护继电器73、74均为MOSFET。然而,还可以将其他半导体元件例如IGBT等用作所述继电器。在本实施方式中,电力继电器71、72和反向连接保护继电器73、74对应于“继电器”。
控制单元80具有:微型计算机81,其用作电子部件和计算部件;以及ASIC82,其与作为集成电路部件的其他部件一起用作IC电路。
微型计算机81基于来自扭矩传感器103或旋转角传感器85等的信号来计算与向第一绕组13和第二绕组14的电力供给相关的指示值。
ASIC82包括预驱动器821、信号放大器822、调节器823等。
预驱动器821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821将所生成的驱动信号输出至SW元件51-56、61-66的栅极。通过根据驱动信号对SW元件51-56、61-66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供给根据指令值的交流电流。从而,电动机10被驱动。
信号放大器822对电流检测元件57-59、67-69的检测信号(即,在本实施方式中的两个端子之间的电压)和旋转角传感器85的检测值进行放大,并且将它们输出至微型计算机81。此外,调节器823是可以使提供给微型计算机81等的电压稳定的稳定电路。
信号放大器822放大并输出(i)来自电流检测元件57-59、67-69的检测信号(即,在本实施方式中端子间的检测值)和(ii)旋转角传感器85的检测值。
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。在本实施方式中,电容器86和87是铝电解电容器,并且被设置在继电器71-74的逆变器侧(即,在接近于逆变器部50、60的一侧)。扼流线圈89连接在电池109与电容器86和87的正极之间的位置处。在本实施方式,扼流线圈89被布置在继电器71-74的电池侧(即,在接近于电池109的一侧。
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的电力供应的其他装置的噪音,并且还减少了从其他装置传送回共享电池109的驱动单元1的噪声。电容器86和87存储电荷,并且支持向第一逆变器部50和第二逆变器部60的电力供应。
在本实施方式中,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,在多个系统中(即在本实施方式的两个系统中)执行对电动机10的驱动控制。
接下来,基于图3至图11描述了驱动单元1的结构。在下文中,电动机10的轴向方向可以简单地称为“轴向方向”,而电动机10的径向方向可以简单地称为“径向方向”。图3是沿着图5的III-III线的截面图。
如图3至图8所示,驱动单元1设置有电动机10、框架构件20、ECU40、盖构件90以及其他部件。
如图3所示,电动机10具有电动机壳体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。
电动机壳体11具有例如底部111和圆筒部114,该电动机壳体11形成一端封闭的圆筒状(也就是说,电动机壳体11在一个端上具有底部),并且该电动机壳体11由金属例如铝制成。本实施方式的电动机壳体11由铝制成,并且关于壳体11的表面,进行了铝阳极氧化处理。电动机壳体11的底部111被定位成远离ECU40,即在相反侧,并且电动机壳体11的开口接近于ECU40(即在ECU侧)。在本实施方式中,圆筒部114对应于“旋转电机的圆筒部”,圆筒部114的沿轴向方向的投影区域对应于“电动机区域”。
轴孔112——其中插入了轴16的一端161——被基本设置在底部111的中心处。此外,轴承166被装配至底部111。
在圆筒部114的开口上或开口周围,形成有用于以固定方式设置框架构件20的固定突出部116(也就是说,该固定突出部116从圆筒部114的外壁径向向外突出)。固定突出部116在其上钻有螺纹孔117。本实施方式的固定突出部116以相同的间隔设置在圆筒部114周围的三个位置处。
定子12具有可磁化的薄金属(如铁)的层状部(即层状结构)以及设置在层状部件的径向外侧的绝缘体,并且定子12被固定地设置在电动机壳体11的内侧。可以根据对于电动机10所需的输出来改变在定子12的分层部中的薄金属片的数目。从而,可以在不改变电动机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动机10的输出。
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中取出第一电动机线135,而对于三个相中的每个相,从第二绕组14中取出第二电动机线145。电动机线135和145从电动机壳体11朝向ECU40被取出(即延伸)(参见图7)。
第一电动机线135包括第一U相电动机线136、第一V相电动机线137以及第一W相电动机线138,并且三条线136、137和138以数字递增顺序而远离电力继电器71和72来定位。
第二电动机线145包括第二U相电动机线146、第二V相电动机线147以及第二W相电动机线148,并且三条线146、147和148以数字递减顺序而远离电力继电器71和72来定位。
第一U相电动机线136和第二U相电动机线146、第一V相电动机线137和第二V相电动机线147、以及第一W相电动机线138和第二W相电动机线148分别布置在围绕随后提到的电动机10的中心轴线O的点对称位置处。此外,第一U相电动机线136和第一W相电动机线138相对于V相电动机线137对称。类似地,第二U相电动机线146和第二W相电动机线148相对于第二V相电动机线147对称。
从而,来自第一电动机线135的磁通量泄漏与来自第二电动机线145的磁通量泄漏彼此抵消。此外,在这样的配置中,磁通量泄漏对安装在电动机10的中心轴线O上的位置处的旋转角传感器85的影响减小,从而减小了传感器85的检测误差。
这里,“对称性”指的是所述线的基本对称布置,用以抵消磁通量泄漏,从而允许实际产品的尺寸误差。
旋转角传感器85包括磁检测元件,并且通过从设置在轴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。
转子15具有转子芯151和永磁体152。转子芯151以例如近似圆筒状而形成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内(即在定子12的径向内侧(radiusinside)中)。
永磁体152被设置在转子芯151的径向外侧,而转子芯151的N极与S极彼此交替。
轴16是用金属形成为例如棒状,并且被装配在中心位置处(即在转子芯151的旋转轴线上)。由装配在电动机壳体11的底部111上的轴承166和装配在框架构件20上的轴承167可旋转地支撑轴16。从而,轴16能够随转子15旋转。此外,转子15的外壁和定子12的内壁插入有气隙。
轴16的一端161被插入到在电动机壳体11的底部111上所钻的轴孔112中,并且朝向电动机壳体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,以用于从电动机10经由减速齿轮9朝向柱轴102输出扭矩(参见图1),尽管未明确示出输出端与减速齿轮9之间的连接。
轴16的另一端162具有支持磁体18的磁体支持部17。
如图3和图7所示,例如,由高度导热金属如铝等制成的框架构件20以盖状而形成以用于封闭电动机壳体11的开口(也就是说,框架构件20被插入到圆筒部114的径向内侧)。这里,框架构件20的接近于电动机10的一侧被称为电动机侧面21,而框架构件20的远离电动机10并接近于ECU40的另一侧被称为ECU侧面31。
基本上在框架构件20的中心处钻有轴孔23。轴16的另一端162被插入到轴孔23中。从而,设置在轴16的另一端162的磁体18暴露于(即面向)ECU40。轴承167被装配在框架构件20上。
此外,框架构件20具有:电动机线插入孔24,其中插入了电动机线135;以及电动机线插入孔25,其中插入了电动机线145。从而,从中取出电动机线135和145以朝向ECU40延伸。
框架构件20具有在与电动机壳体11的固定突出部116对应的对应位置(即,本实施方式中的三个位置)处沿半径方向向外突出的固定突出部26。固定突出部26钻有通孔27。框架锁紧螺钉38被插入通孔27,并且紧紧地拧入到螺纹孔117中。从而,框架构件20被固定在电动机壳体11上。
在框架构件20的外周以及在比固定突出部26更接近于底部111的电动机侧面21周围处,设置有O形环槽29,在O形环槽29中装配了O形环39,并且通过O形环槽29和圆筒部114限制的O形环39提供了防水结构。从而,防止水等经由电动机壳体11与框架构件20之间的位置侵入电动机10中。
框架构件20的ECU侧面31具有基板固定突出部32、继电器室33和34、ASIC室35、端子插座槽36以及粘合槽37。
如图3、图7至图11所示,ECU40被设置成相对于框架构件20而远离电动机10(也就是说,框架构件20夹在ECU40与电动机10之间)。ECU40被基本上定位在电动机区域内,并且被基本上设置成与电动机10同轴。
ECU40具有基板41,在该基板41上安装有许多电子部件。例如,ECU40设置有第一逆变器部50、第二逆变器部60、电源继电器71和72、反向连接保护继电器73和74、控制单元80、旋转角传感器85、电容器86和87、以及用作线圈构件的扼流线圈89,这些分别安装在基板41上。也就是说,在本实施方式中,可以包括ECU40的电子部件被安装在基板41上。在这样的配置中,ECU40中的基板的数目与使用多个基板41的情况相比有所减小,从而减小了ECU40的体积。
基板41以适配在电动机区域中的形状而形成。在本实施方式中,更实际地,基板41被容纳于在框架构件20的ECU侧面31上所设置的槽区域内(即被容纳在粘合槽37的径向内侧中)。换句话说,基板41上的ECU部件如SW元件51-56和61-66、电流检测元件57-59和67-69、电容器86和87、以及扼流线圈89被定位在电动机区域内。
这里,基板41的接近于电动机10的一侧被称为发热元件安装表面42,而另一侧即远离电动机10的表面被称为大尺寸部件安装表面43。在本实施方式中,发热元件安装表面42对应于“第一表面”,而大尺寸部件安装表面43对应于“第二表面”。
如图8和图10所示,例如,SW元件51-56和61-66以及电流检测元件57-59和67-69、电力继电器71、72、反向连接保护继电器73和74、ASIC82、以及旋转角传感器85与其他部件表面贴装(surface-mount)在发热元件安装表面42上。从图10中省略了旋转角传感器85。在本实施方式中,安装在发热元件安装表面42上的所有部件和安装在大尺寸部件安装表面43上的微型计算机81分别被表面贴装。
旋转角传感器85基本安装在发热元件安装表面42的中心位置处,该旋转角传感器85面向从框架构件20露出的磁体18。这里,当轴16的轴线和轴线的延伸均被视为电动机10的中心轴线O时,旋转角传感器85被安装在发热元件安装表面42的中心轴线O上(参见图3)。
安装有第一逆变器部50的SW元件51-56的第一区域R1和安装有第二逆变器部60的SW元件61-66以及电流检测元件67-69的第二区域R2对称地布置在电动机10的中心轴线O的相对侧。在本实施方式中,SW元件51-56和SW元件61-66以轴对称的方式布置在穿过电动机10的中心轴线O的直线两侧。
在第一逆变器部50中从继电器71侧起按顺序布置三个相U、V、W,而在第二逆变器部60中从继电器72侧起按顺序布置三个相W、V、U,这形成在两个逆变器50、60之间的关于三个相的点对称关系。在本实施方式中,当安装有电力继电器71、72的区域被视为用于将来自电池109的电力供给至基板41的供电区域时,第一逆变器50具有从供电区域侧起布置的第一相、第二相以及第三相,而第二逆变器60具有从供电区域侧起布置的第三相、第二相以及第一相。这同样适用于电动机线135、145。也就是说,第二系统202的相序是第一系统201的相序的相反顺序。
从而,当阻抗减小时,在基板41上的三个相中的每个相中的布线的长度基本相等,并且在三个相中的每个相中的阻抗的变化减小,或者在所有相中的阻抗相等。上文中的“对称性”指的是三个相的基本对称布置,从而允许实际产品的尺寸误差。
此外,连接至低电位侧的SW元件54-56被布置在连接至高电位侧的SW元件51-53的外侧,以及电流检测元件57-59被进一步布置在SW元件54-56的外侧。
类似地,连接至低电位侧的SW元件64-66被布置在连接至高电位侧的SW元件61-63的外侧,以及电流检测元件67-69被进一步布置在SW元件64-66的外侧。
SW元件51-56中的每个SW元件具有在基板41侧表面上形成的漏极。此外,电动机线135连接至与高电位侧连接的SW元件51-53中的每个SW元件的源极,并且连接至与低电位侧连接的SW元件54-56中的每个SW元件的漏极(图2)。因此,通过将低电位侧SW元件54-56定位在高电位侧SW元件51-53的径向外侧,容易进行在基板41上的布线,这是因为低电位侧SW元件54-56被连接至位于元件54-56的外侧的电动机线135。
相同的配置适用于SW元件61-66和电动机线145的配置。
当第一区域R1和第二区域R2与中心轴线O一起被视为驱动元件安装区域R3时,ASIC82被定位在驱动元件安装区域R3的外侧。此外,电力继电器71、72和反向连接保护继电器73、74相对于驱动元件安装区域R3被定位在ASIC82的相反侧。在本实施方式中,区域R1至R3分别被示出为矩形区域。然而,区域R1至R3可以具有出了矩形形状之外的其他形状,这取决于如下区域的轮廓,所述区域被定义为包括所有元件(即SW元件51-56、61-66和电流检测元件57-59、67-69)的安装位置。
在安装于发热元件安装表面42上的SW单元51-56、61-66、电流检测元件57-59和67-69、电力继电器71和72、反向连接保护继电器73和74、以及ASIC82中的每一个的一侧(即在面向框架构件20的一侧)设置有由导热金属(如铜)制成的散热金属块,其中该散热金属块从树脂模具露出。此外,SW元件51-56和61-66、电流检测元件57-59和67-69、电力继电器71和72、反向连接保护继电器73和74、以及ASIC82分别经由未图示的散热凝胶以热转移方式接触框架构件20的ECU侧面31。从而,由SW元件51-56和61-66、电流检测元件57-59和67-69、电力继电器71和72、反向连接保护继电器73和74、以及ASIC82生成的热经由散热凝胶被消散到框架构件20。在图3或其他图中,由于省略了散热凝胶,所以ASIC82和框架构件20可能看起来好像设置在非接触状态下一样。
也就是说,SW元件51-56和61-66、电流检测元件57-59和67-69、电力继电器71和72、反向连接保护继电器73和74、以及ASIC82构成本实施方式中的发热元件70。
电力继电器71、72被容置于在框架构件20的ECU侧面31上所设置的继电器室33、34中,其中与SW元件51-56、61-66和反向连接保护继电器73、74相比,电力继电器71、72为大尺寸元件。
ASIC82被容置于在框架构件20的ECU侧面31上所设置的ASIC室35中,其中与SW元件51-56、61-66和反向连接保护继电器73、74相比,ASIC82为大尺寸元件。
在本实施方式中,框架构件20限定了电动机10的轮廓,为ECU40提供了支撑,并且提供了用于从发热元件70消散热的散热路径。从而,与散热器被分开设置的情况相比,部件的数目减少,并且驱动单元的体积减小。
如图7和图11所示,例如,微型计算机81、电容器86和87、以及扼流线圈89连同其他部件一起安装在大尺寸部件安装表面43上。如图11中所示,微型计算机81被安装在基板41的相反侧的适当位置处(也就是说,微型计算机81与ASIC82部分地重叠)。
电容器86被安装在基板41的安装有第一逆变器部50的SW元件51-56的相反侧(也就是说,电容器86与第一区域R1部分地重叠)。电容器87被安装在基板41的安装有第二逆变器部60的SW元件61-66的相反侧(也就是说,电容器87与第二区域R2部分地重叠)。通过将电容器86、87布置在逆变器部50、60的相反侧来使降噪效果增大。
在本实施方式中,通过将相对较大尺寸的电子部件(例如电容器86、87和扼流线圈89)安装在大尺寸部件安装表面43上,将基板41定位在框架构件20的附近。从而,由发热元件安装表面42上的发热元件70生成的热从这些部件的“背面”消散到框架构件20。
第一区域R1的径向外侧(radiusoutside)位置钻凿有电动机线插入孔44。电动机线135被插入到电动机线插入孔44中。第二区域R2的径向外侧位置钻凿有电动机线插入孔45。电动机线145被插入到电动机线插入孔45中。
在大尺寸部件安装表面43上,由导电金属等制成的电动机线连接器46被设置在钻凿有电动机线插入孔44和45的位置处。电动机线连接器46具有压配合部,并且接纳电动机线135和145的压配合部建立了基板41与电动机线135、145之间的电连接。
在与基板41的基板固定突出部32相对应的位置处钻凿有孔48。基板锁紧螺钉49(参见图7和图8)被插入到孔48中,并且被紧紧地拧到框架构件20的基板固定突出部32上。基板41被固定到框架构件20上。
如图3至图8所示,盖构件90具有盖体91、电源连接器96以及信号连接器97,并且覆盖基板41的大尺寸部件安装表面43侧。
在盖体91的外周壁92的一端处设置有插入部921。插入部921被插入到框架构件20的粘合槽37中,并且通过粘合剂进行固定。从而,防止水等从在框架构件20与盖构件90之间的连接部侵入电动机10中。
基本上在盖体91的中心处形成有电容器室93。电容器室93从盖体91突起(即远离电动机10),以用于容纳电容器86、87。在电容器室93上钻凿有呼吸孔94。呼吸孔94具有附接在其上的过滤器构件95。过滤器部件95由透过空气但不透过水的材料制成。通过在呼吸孔94中设置有过滤部件95,驱动单元1的内压力即使当温度变化时也保持特定值不变。
电源连接器96和信号连接器97(即,下文中的“连接器96和97”)分别从盖体91突起(即远离电动机10)。在本实施方式中,连接器96和97与盖体91整体地形成一体。
电源连接器96具有设置在远离电动机10延伸的一端上的开口961,以用于连接至从电池109延伸的线束(未示出)。此外,电源连接器96具有连接至基板41的电源连接器端子962。电源连接器端子962被插入到在基板41上所钻凿的端子插入孔965中,并且通过焊料等连接至基板41。从而,ECU40连接至电池109。
信号连接器97具有设置在远离电动机10延伸的一端上的开口971,以用于连接至线束(未示出)。在本实施方式中,设置有两个信号连接器97,其中一个信号连接器连接至从扭矩传感器103延伸的线束,而另一个信号连接器连接至从CAN延伸的线束。此外,信号连接器97具有连接至基板41的信号连接器端子972。信号连接器端子972被插入到在基板41上所设置的端子插入孔975中,并且通过焊料等连接至基板41。从而,来自扭矩传感器103的信息和来自的CAN的信息被输入至ECU40中。
电源连接器端子962和信号连接器端子972(即,下文中的“端子962和972”)中的每一个的末端被插入到在框架构件20的ECU侧表面31上所形成的端子接纳槽36中,使得端子962、972和框架构件20彼此不短路。
如图10和图11所示,在本实施方式中,ASIC82具有:用树脂模制电路部件的模具部825;从模具部825突起的端子826;以及散热块827。ASIC82的模具部825所在的区域对应于权利要求中的“IC部件布置区域”。在图17中,应用了相同的命名。
在下文中,描述ASIC82的散热。ASIC82具有集成电路,如预驱动器821、调节器823等,这些集成电路生成相对大量的热。此外,ASIC82在基板41上占据较大区域。
作为参照示例,考虑朝向基板侧的散热。当朝向基板散热时,在ASIC82的安装位置处形成有散热通孔。当这样的通孔形成时,不向通孔形成区域提供布线,从而不在这样的区域中安装其他电子部件。
在本公开内容中,ASIC82被安装在发热元件安装表面42上,并且ASIC82的热被消散到框架构件20。特别地,通过将散热金属块827从模具部825露出,提高了散热效率。因此,没有必要从ASIC82向基板41侧散热,也就是说,没有必要在基板41上设置散热通孔。因此,在大尺寸部件安装表面43上的与ASIC82的安装区域至少部分地重叠的重叠区域中任意地设置布线。因此,电子部件可以安装在大尺寸部件安装表面43上的ASIC82的重叠区域中。更实际地,当微型计算机81被例如安装在ASIC82的相反侧的这样的重叠区域中时,由于微型计算机81是大尺寸部件,所以有效地利用了基板41的安装表面。即,在本实施方式中实现了在基板41上安装ECU40的各种电子部件的高密度安装结构。
驱动单元1设置有如以上全面详细描述的电动机10、框架构件20、基板41、SW元件51-56和61-66、ASIC82以及微型计算机81。
电动机10具有:定子12,在该定子12上缠绕有第一绕组13和第二组14;能够相对于定子12旋转的转子15;以及能够与转子15一起旋转的轴16。
框架构件20被设置在电动机10的轴向方向的一侧上。
基板41被固定在电动机10的相对于框架构件20的相反侧上。
用于构成逆变器部50和60——其切换向绕组13和14供应的电流——的SW元件51-56、61-66以可散热的方式安装在发热元件安装表面42上以将来自这些元件的热消散到框架构件20,其中该发热元件安装表面42是基板41的面向框架构件20的一面。
ASIC82包括预驱动器821、调节器823和信号放大器822中至少之一,并且ASIC82以可散热的方式安装在基板41的面向框架构件20的发热元件安装表面42上,以将来自这些元件的热消散到框架构件20。预驱动器821向SW元件51-56、61-66输出驱动信号。调节器823将电池109的输出电压调节为预置电压。信号放大器822放大输入信号。
微型计算机81被安装在大尺寸部件安装表面43上,该大尺寸部件安装表面43是基板41的发热元件安装表面42的相反侧,并且微型计算机81的安装位置与ASIC82的安装位置至少部分地重叠。
根据本实施方式,SW元件51-56、61-66和ASIC82以可散热的方式进行安装以向框架构件20散热。也就是说,框架构件20限定了电动机10的轮廓,同时用作散热器。以这样的方式,与单独提供散热器相比,部件的数目减少,并且驱动单元1的轴向尺寸减小。
此外,在本实施方式中,通过使得ASIC82——这是由于电路的集成而生成相对大量的热的热发生器——的热能够被消散到框架构件20,从而不需要的将来自ASIC82的热消散到基板41所需的散热通孔。因此,ASIC82安装位置的相反侧可用于安装电子部件,从而实现有效地利用基板41的两侧的表面的高密度安装。这有助于减小驱动单元1的体积。
在本实施方式中,安装在大尺寸部件安装表面43上的重叠位置处(即在相反侧与ASIC82部分地重叠)的电子部件是执行数据处理的微型计算机81。在基板41上微型计算机81的安装区域尺寸相对较大。通过将这样的部件安装在ASIC82的相反侧,提高了安装表面的效率。此外,微型计算机81与ASIC82之间的布线长度减小。
在驱动单元1中存在有两个逆变器部50、60。其中布置有构成第一逆变器部50的SW元件51-56的第一区域R1相对于电动机10的中心轴线O布置成与布置有构成第二逆变器部60的SW元件61-66的第二区域R2相对称。
当驱动元件安装区域R3被限定为包括第一区域R1、第二区域R2、以及电动机10的中心轴线O时,ASIC82被布置在驱动元件安装区域R3的外侧。
通过将SW元件51-56和SW元件61-66定位在作为基板41的中心区域的驱动元件安装区域R3的两侧(即,相对于中心轴线O彼此对置)并且通过将大部件ASIC82定位在驱动元件安装区域R3的外侧,来有效地利用基板41的发热元件安装表面42的安装表面,并且各元件被适当地定位。
驱动单元1还设置有电力继电器71、72和反向连接保护继电器73、74。电力继电器71、72和反向连接保护继电器73、74被安装在发热元件安装表面42上,并且能够对从电池109向逆变器部50、60的电力供应的电流的传导与中断进行切换,其中该发热元件安装表面42是基板41的面向框架构件20的一侧。继电器被定位在ASIC82的相对于驱动元件安装区域R3的相对侧。
从而,有效地利用了安装表面(即基板41的发热元件安装表面42),并且各个元件被恰当地布置。
驱动单元1还设置有电容器86和87,所述电容器86和87被安装在基板41的面向框架构件20的大尺寸部件安装表面43上,所述电容器86和87被安装在与第一区域R1或第二区域R2至少部分地重叠的位置处。
通过将电容器86和87(其是相对大尺寸的部件)安装在框架构件20的相反侧(即,背离框架构件20)的大尺寸部件安装表面43上,不妨碍将来自发热元件70的热消散到框架构件20,从而适当地促进了由发热元件70生成的热被消散到框架构件20。此外,与其他布置相比,通过对电容器86和87以与第一区域R1或第二区域R2部分重叠的方式进行定位使降噪效果增强。
本实施方式的驱动单元1应用于电动助力转向装置8。也就是说,电动助力转向装置8设置有驱动单元1和减速齿轮9,该减速齿轮9将从电动机10输出的扭矩传送至柱轴102,并且基于通过电动机10的扭矩对柱轴102的驱动来辅助由驾驶员对方向盘101进行的转向操作。
对于本实施方式的驱动单元1,电动机10和ECU40被同轴地设置,并且支承用于对电动机10进行驱动控制的各种电子部件的基板被附接至在电动机10的一个轴向端上所设置的框架构件20,从而使得能够进行电子部件的高密度安装。以这样的方式使轴向尺寸减小的驱动单元1比较可行地工作(即,可安装)于例如车辆中的小空间中。此外,本发明的驱动单元1具有设置在电动机壳体11与框架构件20之间的O形环39,并且框架构件20和盖构件90用粘合剂附接在一起,以实现防水结构。因此,驱动单元1还可以安装在例如发动机室内,并且驱动单元1可以适当地适用于齿条辅助型电动助力转向装置。
(第二实施方式)
在图12至图17中示出了本实施方式的第二实施方式中的驱动单元。图12是沿着图15中的XII-XII线的截面图。在有关本实施方式的每个附图中,未示出电容器86和87。
驱动单元2设置有用作旋转电机的电动机210、前框架端215、后框架端220、用作控制器的ECU240、连接器280、盖构件290等。在本实施方式中,后框架端220对应于“框架构件”。驱动单元2的电气配置与上述实施方式的电气配置相同,从而不提供重复性描述。
电动机210设置有如在图12中所示的定子212、转子15、轴16以及其他部件。
定子212具有固定至其上的前框架端215和后框架端220。在本实施方式中,未提供电动机壳体,从而使定子212露出。除了上述特征之外的其他特征与上述实施方式的定子12的特征相同。也就是说,在本实施方式的驱动单元2中,定子212被露出,并且不具有防水结构。因此,本实施方式的驱动单元2可以优选地布置在车厢中而不是布置在发动机室内,并且优选地适用于柱辅助型电动助力转向装置。
在本实施方式中,由于省略了电动机壳体,所以“电动机区域”被视为定子212的投影轮廓。
前框架端215由例如金属(如铝等)制成,并且被设置在电动机210的相对于ECU240的相反端。前框架端215具有基本上在其中心处钻凿的轴孔216。轴承166附接至前框架端215,并且轴16的一个端161被插入到轴承166中。轴16的一端161从前框架端215露出。轴16的一端161被提供为输出端165。输出端165连接至减速齿轮9。从而,由转子15和轴16的旋转而生成的扭矩经由减速齿轮9输出至柱轴102。
如图12至图15所示,后框架端220具有例如框架部222、散热器230以及连接器接收器236,并且后框架端220由导热性金属(如铝等)制成并被设置在电动机210的ECU240侧。通过使用贯穿螺栓(未示出)将前框架端215和后框架端220与夹在二者中间的电动机210组合。此外,后框架端220钻凿有电动机线插入孔(未示出)。电动机线135和145被插入到电动机线插入孔中,并且被取出以朝向ECU240延伸。
框架部222具有环形形状,并且附接至电动机210的定子212。
散热器230被固定并竖立在框架部222上以朝向ECU240延伸。散热器230具有基板固定部232。散热器230的面向ECU240的表面被形成为辐射表面235。
在散热器230的中心轴线O处钻有轴孔231。轴孔231具有设置在其中的轴承167,并且轴16的另一端162被插入到轴承167中。从而,设置在轴16的另一端162的磁体18暴露于ECU240。
连接器接收器236从散热器230朝向散热器230的径向外侧突起。紧挨着连接器接收器236,在ECU240侧设置有连接器280。连接器接收器236与连接器280之间以一定间隙分离。
ECU240被设置在后框架端220的相对于电动机210的相反侧,并且被定位成与电动机210基本同轴。
ECU240具有基板241,在该基板241上安装有各种电子部件。
基板241采用在后框架端220的投影区域中适配的形状。此外,安装在基板241上的ECU240的部件(即SW元件51-56和61-66、电流检测元件57-59和67-69、电容器86和87、以及扼流线圈89)被布置在电动机区域内。
这里,基板241的面向电动机210的电动机侧表面被称为发热元件安装表面242,而基板241的背离电动机210的相反表面被称为大尺寸部件安装表面243。在本实施方式中,发热元件安装表面242对应于“第一表面”,而大尺寸部件安装表面242对应于“第二表面”。
如图16所示,发热元件安装表面242安装有SW元件51-56和61-66、电流检测元件57-59、电力继电器71和72、反向连接保护继电器73和74、ASIC82、旋转角传感器85等。
在本实施方式中,SW元件51-56和61-66、电流检测元件57-59和67-69、电力继电器71和72、反向连接保护继电器73和74、以及ASIC82经由散热凝胶以可散热方式接触辐射器后框架端220的散热器230的辐射表面235。从而,由SW元件51-56和61-66、电力继电器71和72、反向连接保护继电器73和74、以及ASIC82生成的热经由散热凝胶被消散到后框架端220。
因为ASIC82以可散热的方式安装在基板241的发热元件安装表面242上以将热消散到散热器230,所以电子部件可安装在大尺寸部件安装表面243上的与ASIC82的安装区域重叠的重叠区域中。在本实施方式中,在大尺寸部件安装表面243上,微型计算机81被安装在与ASIC82至少部分地重叠的区域中(参见图12和图17),这类似于上述实施方式。
在本实施方式中,构成第一逆变器部50的SW元件51-56和构成第二逆变器部60的SW元件61-66被对称地布置在电动机10的中心轴线O(即,在本实施方式中设置了旋转角传感器85的部分)周围。在本实施方式中,SW元件51-56和SW元件61-66以点对称的方式布置在电动机10的中心轴线O周围。另外,以与上述实施方式相同的方式布置相序(也就是说,在第一逆变器部50中从电力继电器71侧起按顺序为U相、V相、W相,而在第二逆变器部60中从电力继电器72侧起按顺序为V相、W相、U相)。
以上关于基板241上的电子部件未提及的布置和其他内容也与上述实施方式相同。
在比安装有构成基板241的第一逆变器部50的元件的第一区域R1更外侧的径向外侧位置处钻有电动机线插入部244。电动机线135被插入到电动机线插入部244中,并且通过焊料等连接至电动机线插入部244。
在比安装有构成基板241的第二逆变器部60的元件的第二区域R2更外侧的径向外侧位置处钻有电动机线插入部245。电动机线145被插入到电动机线插入部245中,并且通过焊料等进行连接。
电动机线插入部244和245被定位在以中心轴线O为中心的圆周C上。也就是说,电动机线135和145被布置在基板241上、在圆周C上。在本实施方式中,从绕组13和14取出电动机线135和145,其中绕组13和14的绕组线缠绕在定子212上。通过将电动机线插入部244和245布置在同一圆上,电动机线135和145从定子212朝向基板41一直延伸,从而使电动机线135和145易于连接至基板241。
在与基板241的基板固定部232相对应的位置处钻有孔248。将基板锁紧螺钉49被插入孔248中,并且拧到后框架端220的基板固定部232上。从而,基板241被固定在后框架端220上。
基板241具有弧形状的弧形部251和设置在弧形部251的径向外侧处的连接器固定部252。连接器固定部252钻凿有孔253,连接器锁紧螺钉289被插入到该孔253中。
连接器固定部件252被定位在基板241的发热元件安装表面242上的电力继电器71、72和反向连接保护继电器73、74的外侧,以及连接器280被定位在连接器固定部252上。
如图12至图15所示,通过从基板241的大尺寸部件安装表面243侧插入连接器锁紧螺钉289来将连接器280固定到基板241上。
连接器280由树脂或类似材料制成、被设置成从基板241向外突起、并且在连接器接收器236的附近范围内被定位在面向后框架端220的ECU240侧(也就是说,连接器280被定位在后框架端220与ECU240之间)。换句话说,连接器280被定位在框架部222的ECU240侧、在后框架端220的连接器接收器236附近,并且更紧密地描述了连接器280如何被定位在框架构件的控制器端。
在本实施方式中,连接器280被定位在基板241的发热元件安装表面242侧,这有利于热消散,因为散热器230可以从后框架端220升高达连接器280的高度,从而扩大散热表面面积并且增大从其中消散的热质。也就是说,由发热元件70生成的热可以有效地从散热器230消散。
连接器280的开口281面朝外,并且可连接至从驱动单元2的径向外侧进入的线束。此外,连接器280具有端子282。端子282连接至基板241。
本实施方式的连接器280具有整体形成一体的电源连接器283和信号连接器284。连接器280的外周被形成为凸缘285。
盖构件290由金属材料制成,并且被形成为具有与连接器280分离的单独体。盖构件290具有顶部291和沿顶部291的外周形成的侧壁292,并且盖构件290覆盖ECU240,并且盖构件290通过敛缝(caulk)等被固定在后框架端220上。
侧壁292具有凹口293,该凹口293被适当地形成以容置连接器280。连接器280的开口281侧从而从盖构件290露出。
在本实施方式中,基于电动机10在安装到车辆中之后被定位在驱动单元2中的垂直下侧的假设,凸缘285具有从盖构件290露出的电动机侧面。通过设置凸缘285,防止水等经由盖构件290与连接器280之间的连接部分侵入导驱动单元2的内部。此外,渗入内部的水沿着凸缘285被输送至驱动单元2的外侧。
本实施方式的配置同样能够实现与之前提到的实施方式的效果相同的效果。
(其他实施方式)
(a)框架构件
根据上述实施方式,框架构件通过框架锁紧螺钉被固定到电动机壳体上。根据其他实施方式,可以通过使用除了螺纹之外的部件将框架构件固定到电动机壳体上。此外,可以通过压配合将框架构件固定到电动机壳体上。以此方式,可以减少部件的数目。此外,可以减小沿着驱动单元的径向的体积。
(b)ECU
根据上述实施方式,逆变器部和继电器被提供为两组。根据其他实施方式,逆变器部和继电器可以提供为三组或更多组。
根据上述实施方式,发热元件可以经由散热凝胶接触框架构件。根据其他实施方式,散热凝胶可以被替换为散热片,或者发热元件与框架构件可以直接接触。
根据上述实施方式,SW元件具有从模具部露出的散热块。根据其他实施方式,散热块可以不必从SW元件露出。这同样适用于电力继电器、反向连接保护继电器以及专用集成电路。
根据上述实施方式,驱动元件、电流检测元件、电力继电器、反向连接保护继电器以及ASIC对应于发热元件,并且这些发热元件被设置成将热从它们的背后消散到框架构件。根据其他实施方式,电流检测元件、电力继电器以及反向连接保护继电器可以安装在大尺寸元件安装表面上,或者可以被省略。
此外,电流检测元件可以不被实现为分流电阻器,而被实现为霍尔IC等,并且电流检测元件可以仅被提供用于两相。也就是说,可以部分地省略电流检测元件。电力继电器可以被实现为机械继电器。
此外,还可以将除了上述之外的电子部件作为发热元件安装在基板的发热元件安装表面上,以使得热从它们的背部朝向框架构件消散。
根据上述实施方式,在第一实施方式中构成第一逆变器部的SW元件和构成第二逆变器部的SW元件被布置成轴向对称,而在第二实施方式中构成第一逆变器部的SW元件和构成第二逆变器部的SW元件被布置成点对称。在其他实施方式中,具有第一实施方式配置的SW元件可以具有点对称配置,或者具有第二实施方式配置的SW元件可以具有轴对称布置。
此外,SW元件还可以任意地进行布置(即不一定是对称布置)。
此外,除了SW元件之外的其他电子部件也可以任意地进行布置。
此外,根据上述实施方式,第一系统中的相序从接近电力继电器的侧起为U、V、W,而第二系统中的相序从接近电力继电器的侧起为W、V、U。根据其他实施方式,第一系统中的相序可以任意地排序(即不一定是从电力继电器侧起的U、V、W顺序)。此外,第二系统中的相序可以优选地是第一系统的反向顺序。以这样的方式,就像上述实施方式一样,可以减小来自旋转角传感器的磁通量泄漏。此外,可以减小不同相之间的布线阻抗的变化。此外,第一系统中的相序和第二系统中的相序不一定反向。
根据上述实施方式,集成电路部件包括预驱动器、信号放大器以及调节器。根据其他实施方式,除了预驱动器、信号放大器以及调节器中至少之一,集成电路部件还可以包括其他部件,如用于与例如其他装置通信的通信部件。
根据上述实施方式,在相反表面(即,背离旋转电机的表面)上的与集成电路部件安装区域至少部分地重叠的重叠区域中,安装有微型计算机。根据其他实施方式,在相反表面(即,背离旋转电机的表面)上的与集成电路部件安装区域至少部分地重叠的重叠区域中,可以安装除了微型计算机之外的电子部件。也就是说,在这样的区域中,可以安装电容器等。
根据第一实施方式,用于与电动机线连接的金属片被安装在基板上,并且基板和电动机线通过压配合进行连接。此外,在第二实施方式中,基板和电动机线通过焊料等进行连接。
根据其他实施方式,例如,第一实施方式配置中的基板和电动机线还可以通过焊接进行连接,或者电动机线可以通过对设置在基板上的金属片进行压配合被连接至基板。此外,不仅可以通过压配合或焊接还可以通过任何其他的方法来实现基板与电动机线之间的连接。
根据上述实施方式,通过使用基板锁紧螺钉将基板固定到框架构件上。在其他实施方式中,可以不仅仅通过使用螺纹而且还可以通过任何其他的方法将基板固定到框架构件上。
(c)连接器
根据第一实施方式,连接器包括一个电源连接器和两个信号连接器。根据其他实施方式,上述连接器中之一或所述两种连接器可以被设置为两组或更多组。这些连接器可以具有如在第一实施方式中一样的独立体,或者可以具有如在第二实施方式中一样的集成体。
此外,连接器的数目、连接器的开口的朝向、以及是否与连接器成一体的盖构件布置均可以任意地进行组合。
(d)盖构件
根据第一实施方式,盖构件用粘合剂被固定到框架构件。根据第二实施方式,盖构件被敛缝到框架构件。可以通过任何其他方法例如通过使用螺钉等进行固定来将盖构件固定到框架构件。
(e)驱动单元
根据上述实施方式,旋转电机为三相无刷电动机。根据其他实施方式,电动机可以为任何类型(即不一定是三相无刷电动机)。
此外,旋转电机可以不仅是电动机(即电动马达),而且可以是发电机,并且还可以是具有电动机功能和发电机功能的电动发电机。此外,不仅可以在两个系统中形成绕组,而且还可以在三个系统中形成绕组。
根据上述实施方式,驱动单元应用于电动助力转向装置。根据其他实施方式,驱动单元可以应用于除了电动助力转向装置之外的装置。
尽管已经参照附图并结合本公开内容的优选实施方式描述了本公开内容,但应当注意的是,对于本领域技术人员而言,各种改变和修改将变得明显,并且这样的改变、修改以及总结方案被理解为在本公开内容的由所附权利要求限定的范围内。

Claims (7)

1.一种驱动单元,包括:
旋转电机(10,210),所述旋转电机具有:定子(12,212),在所述定子上缠绕有绕组(13,14);转子(15),所述转子相对于所述定子旋转以可旋转的方式设置;以及与所述转子一起旋转的轴(16);
框架构件(20,220),所述框架构件被设置在所述旋转电机的一个轴向端上;
基板(41,241),所述基板被固定在所述框架构件的相对于所述旋转电机的相反侧;
驱动元件(51-56,61-66),所述驱动元件包括用于对向所述绕组供应的电流进行切换的逆变器(50,60),所述驱动元件被安装在所述基板的面向所述框架构件的第一表面(42,242)上以向所述框架构件散热;
集成电路部件(82),所述集成电路部件被设置在所述第一表面上以向所述框架构件散热,所述集成电路部件包括下述中至少之一:预驱动器(821),所述预驱动器向所述驱动元件输出驱动信号;调节器(823),所述调节器调节电源(109)的电压并且输出所调节的电压;以及信号放大器(822),所述信号放大器用于放大输入信号;以及
电子部件(81),所述电子部件被安装在与所述基板的第一表面相反的第二表面(43,243)上,所述电子部件在所述第二表面上的位置被定位成与所述集成电路部件的位置至少部分地重叠。
2.根据权利要求1所述的驱动单元,其中,
所述电子部件包括用于执行数据处理的计算电路部件。
3.根据权利要求1或2所述的驱动单元,其中,
所述基板上设置有两个逆变器,并且,
所述基板包括:
第一区域(R1),在所述第一区域中安装了用作所述两个逆变器中之一的所述驱动元件;以及
第二区域(R2),在所述第二区域中用作所述两个逆变器中的另一个的驱动元件被定位成相对于所述旋转电机的中心轴线彼此对置。
4.根据权利要求3所述的驱动单元,其中,
驱动元件安装区域被限定为包括所述第一区域、所述第二区域以及具有所述旋转电机的中心轴线的区域,并且,
所述集成电路部件被定位在所述驱动元件安装区域的外部。
5.根据权利要求4所述的驱动单元,还包括:
继电器(71-74),所述继电器被设置在所述第一表面上并且被配置成在从所述电源向所述逆变器供应的电流的传导与中断之间进行切换,其中,
所述继电器被定位在所述集成电路部件的相对于所述驱动元件安装区域的相反侧。
6.根据权利要求3所述的驱动单元,还包括:电容器(86,87),所述电容器被安装在所述第二表面上的与所述第一区域或所述第二区域至少部分地重叠的位置处。
7.一种电动助力转向装置(8),包括:
根据权利要求1或2所述的驱动单元;以及
传动装置(9),所述传动装置将从所述旋转电机输出的扭矩传送至驱动对象(102),其中,
所述驱动对象利用所述旋转电机的扭矩来驱动,以辅助驾驶员对方向盘(101)进行转向操作。
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