CN107210655B - 电动驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明的电动驱动装置中，将连接构件配置成线对称，使得将电动机与逆变器相连的连接构件中流过的三相交流电流所产生的磁场在磁传感器的位置上抵消从而减少，并且针对预先确定的请求值K，对连接构件进行配置，使得Fsum＝sin(2θa+π/4)－sin(2θb－π/12)+sin(2θc－5π/12)以及Fdiff＝sin(2θa－π/4)－sin(2θb+π/12)+sin(2θc+5π/12)满足Fsum＜K以及Fdiff＜K的关系。

Description

电动驱动装置

技术领域

本发明涉及具备对电动机的驱动进行控制的ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)的电动驱动装置。

背景技术

在电动助力转向装置等所使用的电动驱动装置中，为了降低电动机的转矩波动，要求高精度地检测电动机的转子的角度位置。然而，存在对电动机的转子的角度位置进行检测的磁传感器的检测精度因电动机自身产生的磁场的影响而降低的问题。

作为用于解决上述课题的现有的电动驱动装置，其在电动机的电枢与磁传感器之间配置盖部，对电枢产生的磁场的影响进行抑制，使其不会影响到传感器，从而提高检测角度位置的精度(例如参照专利文献1)。

此外，作为其它电动驱动装置，使磁感应部与对传感器磁铁进行保持的托架相抵接而设置，从而使得磁传感器能高精度地检测传感器磁铁的磁场(例如参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2008－219995号公报

专利文献2：日本专利特开2013－7731号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，现有技术存在如下问题。

在专利文献1的电动驱动装置中，通过设置盖部，使得电枢产生的磁场的影响不会影响到传感器，但需要添加盖部作为新的部件。此外，在专利文献2的电动驱动装置中，通过设置磁感应部来抑制检测对象的磁场以外的磁场的影响，但需要添加构成磁感应部的部件。

如上所述，需要添加新的部件，因此存在电动机的结构变复杂、重量变大、成本变高并且生产性降低的问题。

本发明为了解决上述问题而完成，其目的在于获得一种电动驱动装置，能在不添加新部件的情况下抑制电动机自身产生的磁场对磁传感器的影响，从而能高精度地检测电动机的转子的角度位置。

解决技术问题的技术方案

本发明所涉及的电动驱动装置包括：第1电枢绕组，该第1电枢绕组具有电流相位彼此相差2π/3的三相；第1逆变器，该第1逆变器用于向第1电枢绕组施加电压；第1连接构件，该第1连接构件具有将第1电枢绕组与第1逆变器相连的3根连接线；第2电枢绕组，该第2电枢绕组具有与第1电枢绕组相比、电流相位延迟了相位延迟Δθ的三相，该相位延迟Δθ在π/6－π/12≦Δθ≦π/6+π/12的范围内；第2逆变器，该第2逆变器用于向第2电枢绕组施加电压；第2连接构件，该第2连接构件具有将第2电枢绕组与第2逆变器相连的3根连接线；以及磁传感器，该磁传感器配置在第1连接构件与第2连接构件之间，利用转子旋转所产生的磁场的变化来检测转子的旋转角度，所述电动驱动装置的特征在于，以第1连接构件的连接线和第2连接构件的连接线为组的下述3组连接线配置成以磁传感器的检测轴即x轴为对称轴彼此呈线对称，其中，连接线的第1组是第1连接构件中的一个连接线B、与第2连接构件中的电流相位比连接线B延迟了相位延迟Δθ的连接线的组，连接线的第2组是第1连接构件中的电流相位比连接线B提前了2π/3的连接线A、与第2连接构件中的与连接线A的电流相位差大于延迟相位Δθ的连接线的组，连接线的第3组是第1连接构件中的电流相位比连接线B延迟了2π/3的连接线C、与第2连接构件中的与连接线C的电流相位差大于延迟相位Δθ的连接线的组，在将与x轴正交的磁传感器的另一个检测轴设为y轴、并将连接线A、连接线B、连接线C与磁传感器相连的各直线与y轴所成的角分别设为θa、θb、θc时，针对根据输出转矩所包含的转矩波动的允许值而决定的请求值K，Fsum＝sin(2θa+π/4)－sin(2θb－π/12)+sin(2θc－5π/12)、以及Fdiff＝sin(2θa－π/4)－sin(2θb+π/12)+sin(2θc+5π/12)满足Fsum＜K以及Fdiff＜K的关系。

此外，本发明所涉及的其它电动驱动装置包括：第1电枢绕组，该第1电枢绕组具有电流相位彼此相差2π/3的三相；第1逆变器，该第1逆变器用于向第1电枢绕组施加电压；第1连接构件，该第1连接构件具有将第1电枢绕组与第1逆变器相连的3根连接线；以及第2电枢绕组，该第2电枢绕组具有与第1电枢绕组相比、电流相位延迟了相位延迟Δθ的三相，该相位延迟Δθ在π/6－π/12≦Δθ≦π/6+π/12的范围内；第2逆变器，该第2逆变器用于向第2电枢绕组施加电压；第2连接构件，该第2连接构件具有将第2电枢绕组与第2逆变器相连的3根连接线；以及磁传感器，该磁传感器配置在第1连接构件与第2连接构件之间，利用转子旋转所产生的磁场的变化来检测转子的旋转角度，所述电动驱动装置的特征在于，以第1连接构件的连接线和第2连接构件的连接线为组的下述3组连接线配置成以磁传感器为中心彼此点对称，其中，连接线的第1组是第1连接构件中的一个连接线B、与第2连接构件中的电流相位比连接线B延迟了相位延迟Δθ的连接线的组，连接线的第2组是第1连接构件中的电流相位比连接线B提前了2π/3的连接线A、与第2连接构件中的与连接线A的电流相位差大于延迟相位Δθ的连接线的组，连接线的第3组是第1连接构件中的电流相位比连接线B延迟了2π/3的连接线C、与第2连接构件中的与连接线C的电流相位差大于延迟相位Δθ的连接线的组，在将与x轴正交的磁传感器的另一个检测轴设为y轴、并将连接线A、连接线B、连接线C与磁传感器相连的各直线与y轴所成的角分别设为θa、θb、θc时，针对根据输出转矩所包含的转矩波动的允许值而决定的请求值K，Fsum＝sin(2θa+π/4)+√2sin(π/12)sin(2θb+π/4)－√2cos(π/12)sin(2θc+π/4)、以及Fdiff＝sin(2θa－π/4)+√2sin(π/12)sin(2θb－π/4)－√2cos(π/12)sin(2θc－π/4)满足Fsum＜K以及Fdiff＜K的关系。

发明效果

本发明中，对连接构件进行最佳配置，使得对电动机和逆变器进行连接的连接构件中流过的三相交流电流所产生的磁场在磁传感器的位置上抵消从而减少。其结果，能获得能在不添加新部件的情况下高精度地检测电动机的转子的角度位置的电动驱动装置。

附图说明

图1是表示具备本发明实施方式1所涉及的电动驱动装置的电动助力转向装置的结构图。

图2是本发明实施方式1所涉及的电动驱动装置的侧面剖视图。

图3是本发明实施方式1所涉及的电动驱动装置的电路图。

图4是本发明实施方式1所涉及的电动驱动装置的电动机的主视剖视图。

图5是表示本发明实施方式1所涉及的电动驱动装置中、磁传感器与第一连接构件以及第二连接构件的位置关系的示意图。

图6是表示旋转坐标系中的三相交流电流矢量的说明图。

图7是表示本发明实施方式1所涉及的电动驱动装置中、将第1连接构件的3根连接线分开配置在不同象限时的第1连接构件以及第2连接构件的配置例的图。

图8是表示本发明实施方式1所涉及的电动驱动装置中、将第1连接构件的3根连接线配置在同一象限时的第1连接构件以及第2连接构件的配置例的图。

图9是表示本发明实施方式2所涉及的电动驱动装置中、将第1连接构件的3根连接线分开配置在不同象限时的第1连接构件以及第2连接构件的配置例的图。

图10是表示本发明实施方式2所涉及的电动驱动装置中、将第1连接构件的3根连接线配置在同一象限时的第1连接构件以及第2连接构件的配置例的图。

具体实施方式

以下利用附图来说明本发明中的电动驱动装置的优选实施方式。此外，各图中对相同或相当的部分标注相同标号来进行说明。

实施方式1.

图1是表示具备本发明实施方式1所涉及的电动驱动装置100的电动助力转向装置的结构图。图1所示的电动驱动装置100由电动机6与ECU4一体化而构成。另外，将本实施方式1的电动机6设想为永磁体型电动机。

ECU4包括用于驱动电动机6的逆变器电路以及控制基板。车辆的驾驶员用方向盘(未图示)进行转向后，其转矩经由转向轴(未图示)传递到轴1。此时，转矩传感器2所检测到的转矩值被转换成电信号，并通过电缆(未图示)经由第1连接器3传导至ECU4。

另一方面，车速等车辆信息被转换成电信号，并经由第2连接器5传递到ECU4。ECU4根据上述车速、转向的转矩等车辆信息，来计算所需的辅助转矩，并经由逆变器电路来向电动机6提供电流。提供至ECU4的电力从电池、交流发电机经由电源连接器8来提供。

电动机6沿着位于外壳7内部的齿条轴(未图示)的箭头X所示的移动方向平行配置。电动机6所产生的转矩被内置有传送带(未图示)和滚珠螺杆(未图示)的齿轮箱9减速，产生使齿条轴向箭头X的方向移动的推力。由此，连杆10发生移动，车轮发生转向，能使车辆转弯。由此，利用电动机6的转矩对驾驶手的转向力进行辅助，从而驾驶员能以较少的转向力来使车辆转弯。另外，齿条防尘套11用于防止异物侵入电动助力转向装置内。

图2是本发明实施方式1所涉及的电动驱动装置100的侧面剖视图。以下，利用图2对本实施方式1的电动驱动装置100的构成要素以及功能进行更详细的说明。

电动机6构成为包括：由电磁板层叠而成的定子铁心12；卷绕于定子铁心12的电枢绕组13；以及对定子铁心12进行固定的框架14。这里，利用螺栓16将框架14固定于ECU4的相反侧的外壳15。

外壳15上设有第1轴承17，第1轴承17与第2轴承18一起可自由旋转支承轴19。第2轴承18由壁部36支承，该壁部36与框架14一体设置或分开设置。

在轴19的输出轴侧端部压入有滑轮20，滑轮20起到将驱动力传递到电动助力转向装置的传送带的作用。在轴19的另一端部设有传感器用永磁体21。轴19被压入到转子铁心22，转子铁心22上固定有永磁体23。

ECU4包括接收来自转矩传感器2的信号的第1连接器3、获取车速等车辆信息的第2连接器5、以及接收电力供给的电源连接器8。此外，ECU4包括用于驱动电动机6的逆变器电路，逆变器电路利用MOSFET等开关元件24来构成。该开关元件24例如能利用将裸芯片安装于DBC(Direct Bonded Copper：直接覆铜)基板的结构、或者用树脂对裸芯片进行模塑而得的模块化的结构等来实现。

这里，开关元件24因用于驱动电动机6的电流流过而发热。因此，开关元件24具有经由粘接剂、绝缘片等与散热器25相接触来进行散热的构造。

逆变器电路除了具有开关元件24以外，还具有滤波电容器、噪音去除用线圈、电源继电器、以及将这些元器件进行电连接的母线等，但在图2中进行了省略。逆变器电路经由由电枢绕组13的一部分或成为其它构件的端子构成的连接构件103、母线而与电枢绕组13电连接。连接构件103需要贯穿散热器25，因此在散热器25上设有供连接构件103通过的孔部(未图示)。

母线与树脂一体成形来形成中间构件26。另外，与中间构件26相邻地设有控制基板27。该控制基板27基于从第1连接器3以及第2连接器5所获取的信息，来向开关元件24发送控制信号，以对电动机6进行恰当驱动。利用将控制基板27与开关元件24之间进行电连接的连接构件28，来对控制信号进行传输。该连接构件28利用引线接合、压入配合、焊接等来进行固定。

利用壳体29来对这些逆变器电路和控制基板27进行覆盖。壳体29可以由树脂构成，也可以是铝等金属。此外，也可以将树脂与铝等金属进行组合。控制基板27配置成与电动机6的轴19的轴线方向垂直。

散热器25的电动机6侧具有传感器部30。传感器部30具有磁传感器31、基板32、连接构件28及支承构件33，安装有磁传感器31的基板32利用螺钉(未图示)固定于散热器25。

转子34构成为包括转子铁心22以及传感器用永磁体21。磁传感器31配置在转子34的转轴上，与设置在转子34的轴19的输出侧端部的相反侧的端部上的传感器用永磁体21隔开空隙来配置。磁传感器31通过对传感器用永磁体21形成的磁场的变化进行检测来检测转子34的旋转角度。ECU4根据所检测出的旋转角度来将恰当的驱动电流提供给电动机6。

连接构件28被支承构件33所支承，将传感器部30的基板32与控制基板27进行电连接。该连接可以是压入配合，也可以是焊接。此外，连接构件28需要贯穿散热器25和中间构件26，因此，在散热器25和中间构件26上设有供连接构件28通过的孔部(未图示)。此外，虽未图示，但中间构件26采用设有能对连接构件28进行定位的导轨的结构。

另外，在图2中，示出了磁传感器31安装于控制基板27以外的基板32的示例，但也可以采用将磁传感器31安装于控制基板27的结构，以形成对从传感器用永磁体21经由散热器25而漏出的磁通进行检测的构造。另外，也可以采用将中间构件26与控制基板27之间的位置关系配置成与图2相反的结构。

在散热器25上设有凹部35，使得安装在传感器部30的基板32上的磁传感器31与散热器25的表面之间的距离变大。此外，散热器25通过螺钉、冷缩配合等固定于电动机6的框架14。由此固定于电动机6的框架14，从而能使散热器25的热量传导至电动机6的框架14。

图3是本发明实施方式1所涉及的电动驱动装置100的电路图。电动机6具有施加有三相交流U1、V1、W1的第1电枢绕组40以及施加有三相交流U2、V2、W2的第2电枢绕组41。另外，在图3中采用Y接线，但也可以是三角形接线。此外，图3所示的电动机6省略了第1电枢绕组40以及第2电枢绕组41以外的结构。

第1逆变器42向第1电枢绕组40提供三相交流电流。同样，第2逆变器43向第2电枢绕组41提供三相交流电流。由电池等电源44向ECU4提供直流功率，且ECU4经由噪音去除用的线圈68与第1电源继电器45以及第2电源继电器46相连。第1电源继电器45以及第2电源继电器46分别由两个MOSFET构成，在故障等情况下被断开，防止过大的电流流过。

此外，图3所示的ECU4仅记载了第1逆变器42和第2逆变器43，省略了其它结构。此外，在图3中描绘成电源44位于ECU4的内部那样，但实际上是从电池等外部的电源44经由电源连接器8来进行供电。

此外，图3中按照线圈68、第1电源继电器45以及第2电源继电器46的顺序进行连接，但第1电源继电器45、第2电源继电器46当然也可以设置在电源44、比线圈68更靠近电源44的位置。

此外，第1电容器47和第2电容器48是滤波电容器。在图3中，分别用一个电容器来构成，但当然也可以将多个电容器并联连接来构成。

第1逆变器42如图3所示，由使用了6个MOSFET的电桥构成。第1逆变器42中，MOSFET49与MOSFET50串联连接，MOSFET51与MOSFET52串联连接，MOSFET53与MOSFET54串联连接。并且，这3组MOSFET并联连接。

在图3的MOSFET50、MOSFET52、MOSFET54的GND(接地)侧分别逐个连接有第1分流器55、第2分流器56以及第3分流器57。这些分流电阻用于检测电流值。此外，图3中示出了分流器为三个的示例，但也可以是两个分流器，即使是一个分流器也能检测电流，因此，当然也可以采用这种结构。

提供给电动机6的电流如图3所示，从MOSFET49、MOSFET50之间经由第1连接构件101、母线等提供到电动机6的U1相。此外，同样地，从MOSFET51、MOSFET52之间向电动机6的V1相提供电流，从MOSFET53、MOSFET54之间向电动机6的W1相提供电流。

另一方面，第2逆变器43也采用同样的结构，在第2逆变器43中，MOSFET61与MOSFET62串联连接，MOSFET63与MOSFET64串联连接，MOSFET65与MOSFET66串联连接。并且，这3组MOSFET并联连接。

在图3的MOSFET62、MOSFET64、MOSFET66的GND(接地)侧分别逐个连接有第1分流器58、第2分流器59以及第3分流器60。这些分流电阻用于检测电流值。此外，图3中示出了分流器为三个的示例，但也可以是两个分流器，即使是一个分流器也能检测电流，因此，当然也可以采用这种结构。

提供给电动机6的电流如图3所示，从MOSFET61、MOSFET62之间经由第2连接构件102、母线等提供到电动机6的U2相。此外，同样地，从MOSFET63、MOSFET64之间向电动机6的V2相提供电流，从MOSFET65、MOSFET66之间向电动机6的W2相提供电流。

另外，图3中未示出在故障时将电动机6与第1逆变器42以及第2逆变器43的电连接切断的电动机继电器，但可以考虑将电动机继电器设置于中性点N1、N2的情况以及设置于电动机6与逆变器之间的情况。

第1逆变器42由控制电路(未图示)进行控制，向第1电枢绕组40提供所期望的三相交流电流。同样，第2逆变器43向第2电枢绕组41提供所期望的三相交流电流。这里，控制电路根据利用电动机6所具备的磁传感器31所检测到的旋转角度来对MOSFET49～54、61～66进行开关，从而对第1电枢绕组40以及第2电枢绕组41进行控制。另外，磁传感器31使用GMR传感器、AMR传感器等。

图4是本发明实施方式1所涉及的电动驱动装置100的电动机6的主视剖视图。图4所示的电动机6构成为包括定子70、以及被定子70包围的转子34。此外，定子70构成为包括第1电枢绕组40、第2电枢绕组41以及定子铁心12。

定子铁心12由环状的铁心背部71和齿部72构成，该铁心背部71由电磁钢板等磁性体构成，该齿部72从铁心背部71向周向内侧延伸。形成在相邻的齿部72之间的槽73中收纳有第1电枢绕组40以及第2电枢绕组41。虽然没有图示，但在第1电枢绕组40以及第2电枢绕组41与定子铁心12之间插入有绝缘纸等来确保电绝缘。

图4所示的齿部72总共形成有48个，因此，槽73也为48个。一个槽73中分别容纳有4根第1电枢绕组40或第2电枢绕组41的线圈。第1电枢绕组40上施加有U1相、V1相、W1相的三相交流，第2电枢绕组41上施加有U2相、V2相、W2相的三相交流。

第1电枢绕组40和第2电枢绕组41的配置如图4所示，从第1个槽73起依次为U1、U2、W1、W2、V1、V2，第7个槽以后也以U1、U2、W1、W2、V1、V2的顺序进行配置，到第48个槽为止按照同样的顺序进行配置。

然而，第1电枢绕组40以及第2电枢绕组41配置成使得第1个槽73的U1与第7个槽73的U1的电流方向互相相反。即，形成从第1个槽73卷绕至第7个槽73的分布卷绕的结构，第1电枢绕组40以及第2电枢绕组41总共跨过6个齿部。

这相当于电角度180度，短距绕组系数为1，因此能有效利用永磁体23所产生的磁通。其结果，能得到小型高转矩的电动机6，能减少永磁体23的量，因此与绕组系数较小的电动机相比能实现低成本化。

定子70的内侧设有转子34，该转子34在转子铁心22的表面具备永磁体23。永磁体23沿周向排列有8个，从而形成8极的结构。相邻的永磁体23的极性互相相反。此外，转子铁心22上设有突起74。

突起74与永磁体23之间形成有用于减少漏磁通的空隙75。该突起74具有减小电动机6的空隙长度的效果，电感增大。由此，容易发挥弱磁通控制的效果，具有能提高高速旋转时的转矩的效果。由于尽可能减小定子铁心内径与突起之间的空隙长度并增大突起是有效的，因此定子内径与永磁体两端部之间的空隙长度比定子内径与突起之间的空隙长度大。

即，通常的表面磁体型电动机上的磁体定位用的突起的高度与永磁体的高度的关系为相反的关系，并且沿着轴向设置突起对于增大突起体积而言特别有效。即，构成为除了永磁体外径部分以外，永磁体侧面也被突起包围，且永磁体被埋入转子铁心。

转子铁心22上沿周向以等分间隔形成有孔部76。通过设置孔部76能降低重量以及转动惯量。此外，转子铁心22由电磁钢板等层叠而构成，电磁钢板彼此通过铆接部77互相连结。转子铁心22的中央贯穿有轴19。

通常，为了防止因永磁体23的开裂、缺口导致永磁体23的飞散，在转子34的外径表面覆盖有由不锈钢等薄板构成的金属制的圆筒。

图5是表示本发明实施方式1所涉及的电动驱动装置100中、磁传感器31与第一连接构件101以及第二连接构件102之间的位置关系的示意图。

经由具有3根连接线的第1连接构件101对电动机6的第1电枢绕组40施加三相交流。此外，经由具有3根连接线的第2连接构件102对第2电枢绕组41施加三相交流。在图5(a)的剖视图以及图5(b)的侧视图中分别示出上述总计6根连接线、与磁传感器31的相对距离r以及角度θ。r和θ的下标字符表示三相交流的各相。

在磁传感器31的位置因流过第1连接构件101以及第2连接构件102的电流而产生图5所示的磁场B。在以下说明中，磁场B的x分量、y分量分别表示为B＿x、B＿y。这里，x轴、y轴、z轴是图5(a)的剖视图以及图5(b)的侧视图中示出的方向。即，x轴和y轴表示彼此正交的磁传感器31的检测轴。

具体而言，如图5所示，z轴是沿着转子34的转轴的方向轴，与x轴以及y轴正交。并且，第1连接构件101与第2连接构件102在配置成在z轴的磁传感器31的位置上的垂直剖面上，以通过磁传感器31的x轴为对称轴而呈线对称。

如图5(a)所示，将第1连接构件101以及第2连接构件102与磁传感器31的距离r的y分量分别设为1y1、1y2。此外，如图5(b)所示，第1连接构件101的长度中，以磁传感器31的位置为基准，将z轴正方向侧的长度设为1z1，将z轴负方向侧的长度设为1z2。此外，将第1连接构件101的z轴正方向侧的端部与磁传感器31所成的角设为θ1，将第1连接构件101的z轴负方向侧的端部与磁传感器31所成的角设为θ2。

此外，将第1连接构件101的U1相、V1相、W1相中流过的电流分别设为iu1、iv1、iw1。同样，将第2连接构件102的U2相、V2相、W2相中流过的电流分别设为iu2、iv2、iw2。这样，第1连接构件101以及第2连接构件102中流过的这些电流在磁传感器31的位置上产生的磁场B由下式(1)来表示。这里，μ0为真空磁导率。

[数学式1]

图6是表示旋转坐标系中的三相交流电流矢量的说明图。若将三相交流电流矢量的绝对值设为I，将从q轴起的相位角设为θβ，则d轴电流id以及q轴电流iq由下式(2)来表示。

[数学式2]

第2电枢绕组41中流过的三相交流的电流相位与第1电枢绕组40中流过的三相交流的电流相位相比延迟了相位延迟Δθ。在以下说明中，设想相位延迟Δθ＝π/6，但相位延迟Δθ不一定要是π/6，只要在π/6±π/12的范围内即可。

此时，若将电角度设为θ，则第1连接构件101的3根连接线以及第2连接构件102的3根连接线的各相中流过的电流由下式(3)来表示。

[数学式3]

此外，若对y轴方向进行求解，则第1连接构件101以及第2连接构件102与磁传感器31的相对距离r由下式(4)表示。

[数学式4]

这里，如图5所示，在第1连接构件101的3根连接线与第2连接构件102的3根连接线配置成以磁传感器31的检测轴即x轴为对称轴而彼此线对称的情况下，下式(5)成立。

[数学式5]

l_y2＝l_y1 5)

此外，若考虑第1连接构件101的3根连接线与磁传感器31相比位于右侧(y轴的正区域)，第2连接构件102的3根连接线与磁传感器31相比位于左侧(y轴的负区域)，则得到下式(6)。

[数学式6]

这里，如图5所示，第1连接构件101的3根连接线中的1根连接线B(V1相)和第2连接构件102的3根连接线中的、与连接线B相比延迟了相位延迟Δθ(＝π/6)的连接线(V2相)配置成以x轴为对称轴而彼此线对称。

此外，配置成彼此线对称的第1连接构件101与第2连接构件102的3组连接线中，包含上述连接线B的组以外的2组配置成彼此的电流相位差大于相位延迟Δθ。

即，第1连接构件101的3根连接线中、电流相位比连接线B提前了2π/3的连接线A(U1相)和第2连接构件102的3根连接线中、与连接线A的电流相位差大于相位延迟Δθ的连接线(W2相)配置成以x轴为对称轴彼此线对称。

此外，第1连接构件101的3根连接线中、电流相位比连接线B延迟了2π/3的连接线C(W1相)和第2连接构件102的3根连接线中、与连接线C的电流相位差大于相位延迟Δθ的连接线(U2相)配置成以x轴为对称轴而彼此线对称。

此时，下式(7)成立。

[数学式7]

利用上式(1)、(3)、(6)以及(7)，第1连接构件101以及第2连接构件102中流过的电流在磁传感器31的位置上形成的磁场B的x分量Bi＿x以及y分量Bi＿y由下式(8)表示。

[数学式8]

传感器用永磁体21所形成的磁场因上述(8)表示的磁场B而扭曲，导致磁传感器31所检测的旋转角度产生误差。因此，考虑对第1连接构件101以及第2连接构件102的配置进行设计来抑制磁场B对磁传感器31的影响。

上式(8)中，因第1连接构件101以及第2连接构件102的配置而变化的系数的和以及差由下式(9)给出。由此，只要能减小下式(9)的变量Fsum以及Fdiff，就能降低磁场B对磁传感器31的影响。

[数学式9]

若用x轴以及y轴划分图5(a)的剖视图，则能将放置磁传感器31的平面分类为4个象限，第1连接构件101配置在这4个象限中的、磁传感器31右侧(y轴的正区域)的2个象限中。此时，第1连接构件101的3根连接线能分开配置在这2个象限中，也能将3根连接线全部配置在同一象限中。

图7是表示本发明实施方式1所涉及的电动驱动装置100中、将第1连接构件101的3根连接线分开配置在不同象限时的第1连接构件101以及第2连接构件102的配置例的图。

在将第1连接构件101的3根连接线分开配置在2个象限中时，如图7所示，将电流相位比连接线B(V1相)提前了2π/3的连接线A(U1相)与电流相位比连接线B(V1相)延迟了2π/3的连接线C(W1相)配置在不同象限中。并且，连接线B在连接线A与连接线C之间的、相比连接线A与连接线C的中间更靠连接线A一侧，与连接线A靠近配置。

在如上述那样配置第1连接构件101以及第2连接构件102后，进一步针对根据电动机6的输出转矩所包含的转矩波动的允许值而决定的预先确定的请求值K，将第1连接构件101以及第2连接构件102配置成满足Fsum＜K以及Fdiff＜K的关系。其结果，流过第1连接构件101以及第2连接构件102的三相交流电流所产生的磁场会在磁传感器31的位置上抵消从而减少，因此能提高磁传感器31的检测精度。

图8是表示本发明实施方式1所涉及的电动驱动装置100中、将第1连接构件101的3根连接线配置在同一象限时的第1连接构件101以及第2连接构件102的配置例的图。

在将第1连接构件101的3根连接线配置于同一象限的情况下，如图8所示，在由与x轴和y轴的距离相等的2根直线(即，与y轴成π/4的2根直线)所划分出的4个象限中，将连接线A(U1相)和连接线B(V1相)配置在不同象限中。并且，连接线C(W1相)在连接线A与连接线B之间的、相比连接线A与连接线B的中间更靠连接线A一侧，与连接线A靠近来配置。

在如上述那样配置第1连接构件101以及第2连接构件102后，进一步针对根据电动机6的输出转矩所包含的转矩波动的允许值而决定的预先确定的请求值K，将第1连接构件101以及第2连接构件102配置成满足Fsum＜K以及Fdiff＜K的关系。其结果，流过第1连接构件101以及第2连接构件102的三相交流电流产生的磁场会在磁传感器31的位置上抵消而降低，因此能提高磁传感器31的检测精度。

另外，在以上说明中，对上式(7)的关系成立时的配置方法进行了说明，但在下式(10)或下式(11)成立来代替上式(7)的情况下，通过使用W1相的连接线或U1相的连接线代替V1相的连接线作为连接线B，从而能利用同样的步骤获得第1连接构件101以及第2连接构件102的最佳的配置方法。

[数学式10]

如上所述，实施方式1中，将连接构件配置成线对称，使得对电动机和逆变器进行连接的连接构件中流过的三相交流电流所产生的磁场在磁传感器的位置上抵消从而减少。此外，针对预先确定的请求值K，配置连接构件，使得上式(9)的Fsum以及Fdiff满足Fsum＜K以及Fdiff＜K的关系。其结果，能获得能在不添加新部件的情况下高精度地检测电动机的转子的角度位置的电动驱动装置。

实施方式2.

在之前的实施方式1中，对以x轴为对称轴将第1连接构件101以及第2连接构件102配置成线对称的方法进行了说明，本实施方式2中，对以磁传感器31为中心将第1连接构件101以及第2连接构件102配置成点对称的方法进行说明。

第2电枢绕组41中流过的三相交流的电流相位与第1电枢绕组40中流过的三相交流的电流相位相比延迟了相位延迟Δθ。在以下说明中，假设相位延迟Δθ＝π/6，但相位延迟Δθ不一定要是π/6，只要在π/6±π/12的范围内即可。

本实施方式2中，如图7所示，第1连接构件101的3根连接线中的1根连接线B(V1相)和第2连接构件102的3根连接线中的、与连接线B相比延迟了相位延迟Δθ(＝π/6)的连接线(V2相)配置成以磁传感器31为中心而呈点对称。

此外，以磁传感器31为中心而配置成点对称的第1连接构件101与第2连接构件102的3组连接线中，包含上述连接线B的组以外的2组配置成彼此的电流相位差大于相位延迟Δθ。

即，第1连接构件101的3根连接线中、电流相位比连接线B提前了2π/3的连接线A(U1相)和第2连接构件102的3根连接线中、与连接线A的电流相位差大于相位延迟Δθ的连接线(W2相)以磁传感器31为中心而配置成点对称。

此外，第1连接构件101的3根连接线中、电流相位比连接线B延迟了2π/3的连接线C(W1相)和第2连接构件102的3根连接线中、与连接线C的电流相位差大于相位延迟Δθ的连接线(U2相)以磁传感器31为中心而配置成点对称。

此时，下式(12)成立来代替之前实施方式1中的上式(7)。

[数学式11]

利用上式(1)、(3)、(6)以及(12)，第1连接构件101以及第2连接构件102中流过的电流在磁传感器31的位置上形成的磁场B的x分量Bi＿x以及y分量Bi＿y由下式(13)表示。

[数学式12]

传感器用永磁体21所形成的磁场因上述(13)表示的磁场B而扭曲，导致磁传感器31所检测的旋转角度产生误差。因此，考虑对第1连接构件101以及第2连接构件102的配置进行设计来抑制磁场B对磁传感器31的影响。

上式(13)中，因第1连接构件101以及第2连接构件102的配置而变化的系数的和以及差由下式(14)给出。由此，只要能减小下式(14)的变量Fsum以及Fdiff，就能降低磁场B对磁传感器31的影响。

[数学式13]

图9是表示本发明实施方式2所涉及的电动驱动装置100中、将第1连接构件101的3根连接线分开配置在不同象限时的第1连接构件101以及第2连接构件102的配置例的图。

在将第1连接构件101的3根连接线分开配置在2个象限中时，如图9所示，将连接线B(V1相)和电流相位比连接线B提前了2π/3的连接线A(U1相)配置在不同象限中。并且，电流相位比连接线B延迟了2π/3的连接线C(W1相)在连接线A与连接线B之间的、相比连接线A与连接线B的中间更靠连接线A一侧，与连接线A靠近来配置。

在如上述那样配置第1连接构件101以及第2连接构件102后，进一步针对根据电动机6的输出转矩所包含的转矩波动的允许值而决定的预先确定的请求值K，将第1连接构件101以及第2连接构件102配置成满足Fsum＜K以及Fdiff＜K的关系。其结果，流过第1连接构件101以及第2连接构件102的三相交流电流产生的磁场会在磁传感器31的位置上抵消而降低，因此能提高磁传感器31的检测精度。

图10是表示本发明实施方式2所涉及的电动驱动装置100中、将第1连接构件101的3根连接线配置在同一象限时的第1连接构件101以及第2连接构件102的配置例的图。

在将第1连接构件101的3根连接线配置于同一象限的情况下，如图10所示，在由与x轴和y轴的距离相等的2根直线所划分出的4个象限中，将连接线A(U1相)和连接线B(V1相)配置在不同象限中。并且，连接线C(W1相)在连接线A与连接线B之间的、相比连接线A与连接线B的中间更靠连接线A一侧，与连接线A靠近来配置。

在如上述那样配置第1连接构件101以及第2连接构件102后，进一步针对根据电动机6的输出转矩所包含的转矩波动的允许值而决定的预先确定的请求值K，将第1连接构件101以及第2连接构件102配置成满足Fsum＜K以及Fdiff＜K的关系。其结果，流过第1连接构件101以及第2连接构件102的三相交流电流产生的磁场会在磁传感器31的位置上抵消而降低，因此能提高磁传感器31的检测精度。

另外，在以上说明中，对上式(11)的关系成立时的配置方法进行了说明，但在下式(15)或下式(16)成立来代替上式(11)的情况下，通过使用W1相的连接线或U1相的连接线代替V1相的连接线作为连接线B，从而能利用同样的步骤获得第1连接构件101以及第2连接构件102的最佳的配置方法。

[数学式14]

如上所述，实施方式2中，将连接构件配置成点对称，使得对电动机和逆变器进行连接的连接构件中流过的三相交流电流所产生的磁场在磁传感器的位置上抵消从而减少。此外，针对预先确定的请求值K，配置连接构件，使得上式(14)的Fsum以及Fdiff满足Fsum＜K以及Fdiff＜K的关系。其结果，能获得能在不添加新部件的情况下高精度地检测电动机的转子的角度位置的电动驱动装置。

另外，实施方式1和实施方式2中，将第1连接构件101以及第2连接构件102配置成与x轴平行，但在配置成与y轴平行的情况下也能获得同样的效果。此外，第1连接构件101的3根连接线彼此的距离以及第2连接构件102的3根连接线彼此的距离与到磁传感器31的距离相比足够小，因此在将第1连接构件101以及第2连接构件102作为磁传感器31配置成同心圆状的情况下也能获得同样的效果。

在实施方式1和实施方式2中，假设相位延迟Δθ＝π/6，但如上所述，相位延迟Δθ不一定要是π/6，只要在π/6±π/12的范围内即可。具体而言，计算上式(8)、(9)、(13)、(14)，使得在相位延迟Δθ＝π/6时获得最大效果，但由这些公式所包含的三角函数的变化率明确可知，只要相位延迟Δθ在π/6±π/12的范围内、即π/12≦Δθ≦π/4，即使与Δθ＝π/6的情况相比效果受到限制，但也能获得一定的效果。

Claims (7)

1.一种电动驱动装置，包括：

第1电枢绕组，该第1电枢绕组具有电流相位彼此相差2π/3的三相；

第1逆变器，该第1逆变器用于向所述第1电枢绕组施加电压；

第1连接构件，该第1连接构件具有将所述第1电枢绕组与所述第1逆变器相连的3根连接线；

第2电枢绕组，该第2电枢绕组具有与所述第1电枢绕组相比、电流相位延迟了相位延迟Δθ的三相，所述相位延迟Δθ在π/6－π/12≦Δθ≦π/6+π/12的范围内；

第2逆变器，该第2逆变器用于向所述第2电枢绕组施加电压；

第2连接构件，该第2连接构件具有将所述第2电枢绕组与所述第2逆变器相连的3根连接线；以及

磁传感器，该磁传感器配置在所述第1连接构件与所述第2连接构件之间，利用转子旋转所产生的磁场的变化来检测所述转子的旋转角度，所述电动驱动装置的特征在于，

以沿所述转子的转轴的方向轴为z轴，

以所述第1连接构件的连接线和所述第2连接构件的连接线为组的下述3组连接线配置成以作为所述磁传感器的检测轴且与所述z轴正交的x轴为对称轴而彼此呈线对称，

其中，连接线的第1组是所述第1连接构件中的一个连接线B、与所述第2连接构件中的电流相位比所述连接线B延迟了所述相位延迟Δθ的连接线的组，

连接线的第2组是所述第1连接构件中的电流相位比所述连接线B提前了2π/3的连接线A、与所述第2连接构件中的与所述连接线A的电流相位差大于所述延迟相位Δθ的连接线的组，

连接线的第3组是所述第1连接构件中的电流相位比所述连接线B延迟了2π/3的连接线C、与所述第2连接构件中的与所述连接线C的电流相位差大于所述延迟相位Δθ的连接线的组，

在将与所述x轴和所述z轴正交的所述磁传感器的另一个检测轴设为y轴、将所述连接线A、所述连接线B、所述连接线C与所述磁传感器相连的各直线与所述y轴所成的角分别设为θa、θb、θc时，针对根据输出转矩所包含的转矩波动的允许值而决定的请求值K，

Fsum＝sin(2θa+π/4)－sin(2θb－π/12)+sin(2θc－5π/12)、以及

Fdiff＝sin(2θa－π/4)－sin(2θb+π/12)+sin(2θc+5π/12)

满足Fsum＜K以及Fdiff＜K的关系。

2.一种电动驱动装置，包括：

第1电枢绕组，该第1电枢绕组具有电流相位彼此相差2π/3的三相；

第1逆变器，该第1逆变器用于向所述第1电枢绕组施加电压；

第1连接构件，该第1连接构件具有将所述第1电枢绕组与所述第1逆变器相连的3根连接线；

第2电枢绕组，该第2电枢绕组具有与所述第1电枢绕组相比、电流相位延迟了相位延迟Δθ的三相，所述相位延迟Δθ在π/6－π/12≦Δθ≦π/6+π/12的范围内；

第2逆变器，该第2逆变器用于向所述第2电枢绕组施加电压；

第2连接构件，该第2连接构件具有将所述第2电枢绕组与所述第2逆变器相连的3根连接线；以及

磁传感器，该磁传感器配置在所述第1连接构件与所述第2连接构件之间，利用转子旋转所产生的磁场的变化来检测所述转子的旋转角度，所述电动驱动装置的特征在于，

以沿所述转子的转轴的方向轴为z轴，

以所述第1连接构件的连接线和所述第2连接构件的连接线为组的下述3组连接线配置成以z轴为中心而彼此呈点对称，

其中，连接线的第1组是所述第1连接构件中的一个连接线B、与所述第2连接构件中的电流相位比所述连接线B延迟了所述相位延迟Δθ的连接线的组，

连接线的第2组是所述第1连接构件中的电流相位比所述连接线B提前了2π/3的连接线A、与所述第2连接构件中的与所述连接线A的电流相位差大于所述延迟相位Δθ的连接线的组，

连接线的第3组是所述第1连接构件中的电流相位比所述连接线B延迟了2π/3的连接线C、与所述第2连接构件中的与所述连接线C的电流相位差大于所述延迟相位Δθ的连接线的组，

在将与作为所述磁传感器的检测轴且与所述z轴正交的x轴和所述z轴正交的所述磁传感器的另一个检测轴设为y轴、将所述连接线A、所述连接线B、所述连接线C与所述磁传感器相连的各直线与所述y轴所成的角分别设为θa、θb、θc时，针对根据输出转矩所包含的转矩波动的允许值而决定的请求值K，

以及

满足Fsum＜K以及Fdiff＜K的关系。

3.如权利要求1所述的电动驱动装置，其特征在于，

在由所述x轴和所述y轴划分出的4个象限中，

所述连接线A和所述连接线C配置在不同的象限中，

所述连接线B配置在所述连接线A与所述连接线C之间的、相比所述连接线A与所述连接线C的中间更靠所述连接线A一侧。

4.如权利要求1所述的电动驱动装置，其特征在于，

在由所述x轴和所述y轴划分出的4个象限中，

所述第1连接构件的3根连接线配置在同一象限中，

在由与所述x轴和所述y轴的距离相等的2根直线所划分出的4个象限中，

所述连接线A和所述连接线B配置在不同的象限中，

所述连接线C配置在所述连接线A与所述连接线B之间的、相比所述连接线A与所述连接线B的中间更靠所述连接线A一侧。

5.如权利要求2所述的电动驱动装置，其特征在于，

在由所述x轴和所述y轴划分出的4个象限中，

所述连接线A和所述连接线B配置在不同的象限中，

所述连接线C配置在所述连接线A与所述连接线B之间的、相比所述连接线A与所述连接线B的中间更靠所述连接线C一侧。

6.如权利要求2所述的电动驱动装置，其特征在于，

在由所述x轴和所述y轴划分出的4个象限中，

所述第1连接构件的3根连接线配置在同一象限中，

在由与所述x轴和所述y轴的距离相等的2根直线所划分出的4个象限中，

所述连接线A和所述连接线B配置在不同的象限中，

所述连接线C配置在所述连接线A与所述连接线B之间的、相比所述连接线A与所述连接线B的中间更靠所述连接线A一侧。

7.如权利要求1至6的任一项所述的电动驱动装置，其特征在于，

所述相位延迟Δθ为Δθ＝π/6。