CN107416014A - 驱动设备和使用驱动设备的电动助力转向设备 - Google Patents

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Abstract

本公开内容涉及驱动设备以及使用该驱动设备的电动助力转向设备。驱动设备设置有电机、多个基板和多个连接器。基板被设置在电机的在其轴向方向上的一侧，基板包括安装在基板上的开关元件和控制部件。连接器被设置在基板的与电机相反的一侧，连接器包括连接至基板之一的连接器端子。基板包括两个或更多个非重叠区域，在所述非重叠区域中，当在轴向方向上对基板进行投影时基板不重叠。非重叠区域包括连接器连接区域和电机线连接区域，连接器连接区域连接至连接器端子，电机线连接区域与每个绕组组的每一相对应地连接至电机的绕组组。

Description

驱动设备和使用驱动设备的电动助力转向设备
技术领域
本公开内容涉及驱动设备以及使用该驱动设备的电动助力转向设备。
背景技术
已知用于电动助力转向设备的电子控制单元。例如，根据日本专利申请公开公报No.2015-116095，两个基板设置有电源模块。电源模块被设置在基板之间，并且通过布置在密封封装件的输入/输出侧的引线而连接至输入/输出基板，并且通过在控制基板侧所布置的引线而连接至控制基板。
根据上述专利文献JP-A-2015-116095，连接至输入/输出基板的端子从该基板的外侧被折叠以与该基板连接。因此，使布线空间的尺寸增大并且可能需要长的布线。
发明内容
本公开内容鉴于上述情况而实现，并且提供了能够减小布线空间的驱动设备以及使用该驱动设备的电动助力转向设备。
根据本公开内容的驱动设备设置有电机、多个基板和多个连接器。
电机包括多个绕组组。基板被设置在电机的在其轴向方向上的一侧，基板包括安装在基板上的开关元件和控制部件。开关元件用作绕组组的导通控制，控制部件与电机的驱动控制有关。连接器被设置在基板的与电机相反的一侧，连接器包括连接至基板之一的连接器端子。
每个基板包括两个或更多个非重叠区域，在非重叠区域中，当在轴向方向上对基板进行投影时该基板不与其他基板重叠。连接器连接区域被限定为非重叠区域中的至少一个区域，连接器连接区域连接至连接器端子。电机线连接区域被限定为非重叠区域中的除连接器连接区域以外的区域中的至少一个区域，电机线连接区域与每个绕组组的每一相对应地连接至绕组组。
根据本公开内容，连接器端子、电机线与基板在非重叠区域中连接。因此，由于连接器端子和电机线基本上笔直地延伸以连接至基板，所以可以使布线空间最小化。
附图说明
在附图中：
图1是示出根据本公开内容的第一实施方式的转向系统的整体配置的图；
图2是示出根据本公开内容的第一实施方式的驱动设备的电路图；
图3是根据本公开内容的第一实施方式的驱动设备的平面图；
图4是沿IV-IV线取得的图3的剖面图；
图5是示出根据本公开内容的第一实施方式的驱动设备的系统的布置的示意性侧视图；
图6是示出根据本公开内容的第一实施方式的基板的布置的说明图；
图7是示出根据本公开内容的第二实施方式的驱动设备的系统的布置的示意性侧视图；
图8是示出根据本公开内容的第二实施方式的驱动设备的电路图；
图9是示出根据第三实施方式的基板的位置对准的示意图；以及
图10是示出根据本公开内容的第四实施方式的基板的位置对准的示意性侧视图。
具体实施方式
在下文中将参照附图描述根据本公开内容的驱动设备以及使用该驱动设备的电动助力转向设备。在下文中，在多个实施方式中，相同的附图标记被应用于基本上相同的配置，并且将省略其说明。
(第一实施方式)
将参照图1至图6来描述本公开内容的第一实施方式。
如图1所示，驱动设备1被应用于辅助驾驶员的转向操作的电动助力转向设备108。作为旋转电机的电机10和执行对电机10的驱动控制的控制器20被集成以构成驱动设备1。在图1中，控制器20被表示为“ECU”。
图1示出了设置有电动助力转向设备108的转向系统100的整体配置。转向系统100由作为转向构件的方向盘101、柱轴102、小齿轮104、齿条轴105、车轮106以及电动助力转向设备108等构成。
方向盘101连接至柱轴102。柱轴102设置有检测转向转矩的转矩传感器103。小齿轮104被设置在柱轴102的末端并且与齿条轴105接合。
一对车轮106经由连结杆等被设置在齿条轴105的两端。
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被转换成齿条轴105的线性运动，由此一对车轮106响应于齿条轴105的变化而转向达一定角度。
电动助力转向设备108设置有驱动设备1和作为动力传动构件的减速齿轮109。电动助力转向设备108基于由转矩传感器103获取的转向转矩和经由未示出的CAN(控制器区域网络)获取的行驶速度信号从电机10输出辅助方向盘101转向的辅助转矩，该辅助转矩要经由减速齿轮109传送至柱轴102。具体地，根据本实施方式的电动助力转向设备108利用由电机10产生的转矩来辅助柱轴102的旋转，即所谓的“柱辅助”。然而，可以使用辅助齿条轴105的所谓的“齿条辅助”。换言之，根据本实施方式，柱轴102被定义为“驱动对象”，但是齿条轴105可以被定义为“驱动对象”。
接下来，将参照图2描述电动助力转向设备108的电气配置。在图2中，以细线示出了基板21和22上的布线，并且省略了一部分布线以避免复杂化。电机10由三相无刷电机构成，包括2个绕组组，即，缠绕在定子(未示出)上的绕组11(第一绕组11)和绕组22(第二绕组12)。绕组11和绕组12中的每一个均被配置为三相绕组。第一绕组11包括U1线圈111、V1线圈112和W1线圈113。第二绕组12包括U2线圈121、V2线圈122和W2线圈123。流过第一绕组的每个相的电流被定义为相电流Iu1、Iv1和Iw1，流过第二绕组的每个相的电流被定义为Iu2、Iv2和Iw2。电机10具有旋转轴线并围绕该旋转轴线进行旋转。旋转轴线延伸的方向被定义为轴向方向。
从第一电池39经由连接至第一绕组11的第一逆变器30对第一绕组11供电。
第一逆变器30包括被连接以形成桥式电路的6个开关元件301至306，从而对第一绕组11的电力进行转换。在下文中，“开关元件”被简称为“SW元件”。SW元件301至306由MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)构成，但也可以由IGBT或晶闸管构成。稍后将描述的SW元件401至406和继电器32、33、42、43等与上述相同。
SW元件301至303被布置在高电位侧，SW元件304至306被布置在低电位侧。U1线圈111的一端连接至U相SW元件301与304之间的连接点。V1线圈112的一端连接至V相SW元件302与305之间的连接点。W1线圈113的一端连接至W相SW元件303与306之间的连接点。
第一电流传感器31被设置在SW元件304至306的低电位侧，以检测相电流Iu1、Iv1和Iw1。第一电流传感器31包括针对各个相所设置的电流检测器311至313。根据本实施方式的电流检测器311至313是分流电阻器。然而，对于电流检测器311至313，可以使用霍尔元件等。电流检测器411至413与电流检测器311至313相同。
第一电源继电器32被设置在第一电池39与第一逆变器30之间，并且将第一电池39与第一逆变器30之间的电流控制为导通或阻断。第一反向连接保护继电器33被设置在第一电源继电器32与第一逆变器30之间。第一反向连接保护继电器33被连接成使得寄生二极管的方向与第一电源继电器32相反。因此，可以防止在第一电池39反向连接的情况下反向电流流动。
第一扼流线圈35被设置在第一电源继电器32的第一电池39侧。
第一电容器36并联连接至第一逆变器30。扼流线圈35和电容器36构成滤波器电路，以减少从共享电池39的其他装置传播的噪声，并且也减少从驱动设备1传播到共享电池39的其他装置的噪声。电容器36存储电荷以辅助向第一逆变器30供电。
第二逆变器40连接至第二绕组12，其中，从第二电池49经由第二逆变器40对第二绕组12供电。
第二逆变器40对第二绕组12的电力进行转换，在第二逆变器40中6个SW元件被连接为桥连接。SW元件401至403被布置在高电位侧，SW元件404至406被布置在低电位侧。U2线圈121的一端连接至U相SW元件401与404之间的连接点。V2线圈122的一端连接至V相SW元件402与405之间的连接点。W2线圈123的一端连接至W相SW元件403与406之间的连接点。
在SW元件404至406的低电位侧设置有第二电流传感器41。第二电流传感器41包括电流检测器411至413。
第二扼流线圈45、第二电源继电器42和第二反向连接保护继电器43以该顺序从第二电池49侧布置在第二电池49与第二逆变器40之间。
由于第二电源继电器42、第二反向连接保护继电器43、第二扼流线圈45和第二电容器46与第一电源继电器32、第一反向连接保护继电器33、第一扼流线圈35和第一电容器36类似，因此将省略其说明。假设电源继电器32和42是机械继电器，则可以省略反向连接继电器33和43。
第一控制单元501控制第一绕组11的导通，第一控制单元501包括第一微处理器51和第一集成电路56。应当注意，集成电路在附图中被表示为ASIC(专用集成电路)。
第一微处理器51基于第一电流传感器31、旋转传感器60和转矩传感器103(参见图1)的检测值来生成对第一逆变器30的SW元件301至306、继电器32和继电器33的通/断操作进行控制的控制信号。
第一集成电路56包括预驱动器、信号放大器和稳压器。
预驱动器根据控制信号生成门信号。所生成的门信号被输出至SW元件301至306的栅极。因此，对SW元件301至306进行通-断控制。信号放大器对第一电流传感器31等的检测信号进行放大，并将放大的检测信号输出至第一微处理器51。稳压器使提供给第一微处理器51等的电压稳定。
第一控制单元502控制第二绕组12的导通，第二控制单元502包括第二微处理器52和第二集成电路57。
第二微处理器52基于第二电流传感器41、旋转传感器60和转矩传感器103(参见图1)的检测值来生成对第二逆变器40的SW元件401至406、继电器42和继电器43的通/断操作进行控制的控制信号。
第二集成电路57包括预驱动器、信号放大器和稳压器。
预驱动器根据控制信号生成门信号。所生成的门信号被输出至SW元件401至406的栅极。因此，对SW元件401至406进行通-断控制。信号放大器对第二电流传感器41等的检测信号进行放大，并将放大的检测信号输出至第二微处理器52。稳压器使提供给第二微处理器52等的电压稳定。
旋转传感器60包括第一传感器61和第二传感器62。在附图中，将第一传感器61描述为“传感器1”，将第二传感器62描述为“传感器2”。
传感器61和62中的每一个被配置为包括传感器元件、A/D转换器和计算器的IC，其中，传感器元件检测响应于磁体16(稍后描述)的旋转而变化的磁通，A/D转换器将传感器元件的检测信号转换为数字数据，以及计算器基于经A/D转换的检测值来计算各种计算结果。
根据检测值，计算器具有基于检测值计算电机10的旋转角度的功能以及基于检测值计算电机10的旋转频率的功能，并且将关于旋转角度的信息和关于旋转频率的信息输出至微处理器51和52。根据本实施方式，取决于第一传感器61的检测信号的输出信号被输出至第一微处理器51，取决于第二传感器62的检测信号的输出信号被输出至微处理器52。即使当系统正在停止时，电机10的旋转频率也被计数，使得可以根据电机10的旋转角度和旋转频率适当地计算方向盘101的旋转角度作为转向角度。因此，可以省略检测转向角度的转向传感器。
在下面的描述中，第一绕组11以及与第一绕组11对应地设置的第一逆变器30和第一控制单元501等被表示为第一系统901。第二绕组12以及与第二绕组12对应地设置的第二逆变器40和第二控制单元502等被表示为第二系统902。在附图中，为了避免复杂化，在系统901和902中未包括旋转传感器60。然而，在第一系统901中可以包括第一传感器61，在第二系统902中可以包括第二传感器62。此外，在附图中，第一系统901被表示为“系统1”，第二系统902被表示为“系统2”。
根据本实施方式，与第一绕组11对应地设置诸如第一逆变器30和第一控制单元501的电路部件，与第二绕组12对应地设置诸如第二逆变器40和第二控制单元502的电路部件。因此，即使当诸如逆变器30和40的电路部件中的一部分中发生异常时，以及即使当第一控制单元501或第二控制单元502中发生异常时，也可以继续驱动电机10。换言之，在根据本实施方式的驱动设备1中，除逆变器30和40以外，包括控制单元501和502在内的电路配置被配置为冗余配置。
根据本实施方式，设置有第一电池39和第二电池49，并且这些电池也被配置为冗余配置。电池39和49可以使用不同的电压。当电池39和49的电压不同时，可以至少在第一电池39与第一逆变器30之间或者在第二电池49与第二逆变器40之间布置例如电压转换器等。
在电池39和49的正电极侧设置有保险丝38和48。
电路图中的白色三角形表示每个端子与基板21和22之间的连接点。
根据本实施方式，设置在第一连接器75处的端子755至758连接至第一基板21，设置在第二连接器76处的端子765至768连接至第二基板22。此外，内部信号端子717连接至第一基板21和第二基板22。稍后将描述详细的端子连接。
在图2中，电源端子被表示为“电源1”，“电源2”，接地端子被表示为“GND1”和“GND2”，转矩信号端子被表示为“trq1”和“trq2”，车辆信号端子被表示为“CAN 1”，“CAN2”。
在图3和图4中示出了驱动设备的结构。图4是沿图3中的线IV-IV取得的剖面图，其中，用双点划线示出了该配置的在切剖面前侧的部分(即，图3的纸面的下部)。
如图4所示，电机10设置有定子、转子和轴15等。绕组11和绕组12缠绕在定子上并且被固定在电机壳体17的内部。转子被设置为相对于定子可旋转。轴15被固定至转子的中心轴线。因此，轴15和转子整体地旋转。
在轴15的相对于控制器20的相对端部处设置有减速齿轮109(参见图1)和未示出的输出端子。因此，通过转子和轴15的旋转而产生的转矩经由减速齿轮109被传送至柱轴102。在本说明书中，应当注意，转子和轴15的旋转被简称为“电机10旋转”。
在轴15的控制器20侧的端部设置有与轴15整体旋转的磁体16。
电机壳体17包括形成为大致筒状的圆筒构件171。定子、转子和轴15容纳在电机壳体17的径向方向的内侧。
框架18被设置在定子和转子的控制器20侧，并且通过压配合等被固定在电机壳体17的径向方向的内侧。根据本实施方式，电机壳体17和框架18形成电机10的轮廓。轴15被插入到框架18中，并且磁体16暴露于控制器20侧。
对应于第一绕组11的各个相的线圈111至113连接至电机线115。电机线115被插入到形成在框架18中的电机线插入孔(未示出)中，并且被抽出以连接至第一基板21。
对应于第二绕组12的各个相的线圈121至123连接至电机线125。形成在框架18中(未示出)，并且被抽出以连接至第二基板22。
控制器20被设置在电机10的在其轴向方向上的一侧。控制器20被设置为容纳在电机廓形中，该电机廓形是电机壳体17在轴向方向上投影的投影区域。在下文中，电机10的轴向方向和径向方向被简称为作为驱动设备1的轴向方向和径向方向的“轴向方向”和“径向方向”。
控制器20包括连接器单元70以及安装有各种电子部件的基板21和22。
第一基板21和第二基板22被设置在电机10的在其轴向方向上的一侧并且被设置在电机廓形内。在第一基板21与第二基板22之间设置有散热器80。散热器80由诸如铝等的具有良好导热性的材料制成。第一基板21通过螺栓(未示出)被固定至散热器80的电机10侧。
第二基板22通过螺栓被固定至散热器80的电机10侧的相对部分。换言之，基板21和22被固定至散热器80的两侧。在基板21和22被固定时，散热器80通过散热器固定螺栓(未示出)被固定至框架18。换言之，基板21和22相对于作为电机10的延伸轴线的虚构线而被垂直地卡住。术语“垂直地”不一定是严格垂直的，而是容许小的装配误差。
根据本实施方式，第一基板21的散热器80侧的表面被称为第一表面211，散热器80的相对侧的表面即电机10侧的表面被称为第二表面212。类似地，第二基板22的散热器侧的表面被称为第一表面221，第二基板22的散热器80的相对侧的表面被称为第二表面222。SW元件301至306、电流检测器311至313(在图4中未示出)以及第一集成电路56等被安装在第一基板21的第一表面211上。SW元件401至406、电流检测器411至413(在图4中未示出)以及第二集成电路57等被安装在第二基板22的第一表面211上。在图4中，仅示出了SW元件301至306和401至406中的SW元件301、302、401和402。
SW元件301至306和401至406被设置成能够从散热器80散热。应当注意，“被设置成能够散热”不限于SW元件301至306以及SW元件401至406与散热器80直接接触的情况，而是包括SW元件经由例如散热构件例如散热凝胶等与框架18间接接触的情况。
根据本实施方式，SW元件301至306和401至406被定义为“发热元件”。除了SW元件301至306和401至406之外，除了SW元件之外的电气部件诸如集成电路56和57以及电流检测器311至313和411至413也可以被视为发热元件，并且可以被设置至散热器80，从而被设置为能够散热。
第一扼流线圈35(在图4中未示出)、第一电容器36、第一微处理器51和旋转传感器60等被安装在第一基板21的第二表面212上。旋转传感器60被安装至面向磁体16的部分。根据本实施方式，第一传感器61和第二传感器62中的每一个由IC(集成电路)芯片形成，并且这两个芯片被容纳在单个封装件69中。旋转传感器60被安装成使得包括在传感器61和62中的相应磁传感器相对于磁体16的中心的距离相同。对于磁传感器，使用霍尔元件或MR元件。
第二扼流线圈45(在图4中未示出)、第二电容器46和第二微处理器52被安装在第二基板22的第二表面上。
如图4和图5所示，根据驱动设备1，与第一系统901有关的电子部件被安装在第一基板21上，与第二系统902有关的电子部件被安装在第二基板22上。具体地，根据本实施方式，在基板21和22中，电源部和控制部未被隔离，其中，与电池的供电有关的输入/输出线和用于传送控制信号的信号线是混合的。
根据本实施方式，基板21和22被设置在散热器80的在轴向方向上的两侧，在SW元件301至306和401至406处产生的热被消散至散热器80。因此，在第一系统901和第二系统902中，每个系统均不可能受其他系统的影响。此外，由SW元件301至306和401至406产生的热被消散至散热器，使得系统之间的散热量的差异会较小。另外，包括散热结构的两个系统的电路配置可以与电机10分离。因此，可以对与电机10分离时的电路配置执行各种测试。
在作为示意性侧视图的图5中，省略控制部件和连接器单元。类似地，在图7中，也省略这些部件和单元。
如图3和图4所示，连接器单元70包括盖71、第一连接器75和第二连接器76。盖71形成为大致有底的圆筒状，包括圆筒构件711和连接器形成部715。圆筒构件的末端部712被插入到形成在电机壳体17的圆筒构件171中的凹槽部172中并通过粘合剂等被固定至凹槽部172。
内部信号端子717被形成在连接器形成部715的电机10侧。内部信号端子717连接至第一基板21和第二基板22，并用于在第一基板21与第二基板22之间传送信号。内部信号端子717被设置成与端子755至758以及端子765至768分离，并且与驱动设备1的外部诸如电池39和49、转矩传感器103和CAN断开连接。根据本实施方式，内部信号端子717用于将旋转传感器60的检测值传送至第二基板22侧。更详细地，内部信号端子717将旋转传感器60的第二传感器62的检测值传送至第二基板22。
连接器75和76被设置在连接器形成部715中的与电机10相对的部分。连接器75和76被布置在电机廓形内。根据本实施方式的连接器75和76朝向电机10的相对侧开口，线束等沿轴向方向被插入到所述连接器中。
如图2至图4所示，第一连接器75包括供电部751、传感器连接部752和CAN连接部753。第二连接器76包括供电部761、第二连接部762和CAN连接部763。
供电部751提供到第一电池39和地的连接。供电部761提供到第二电池49和地的连接。传感器连接部752和762用于连接转矩传感器103，CAN连接部753和763用于连接至CAN。
与电池39和49、转矩传感器103和CAN对应地设置多个连接器。因此，即使在布线的一部分意外地被分开或被断开的情况下，处理也可以继续至少在微处理器51或微处理器52上运行。
第一连接器75的供电部751设置有电源端子755和接地端子756。传感器连接部752设置有转矩信号端子757。CAN连接部753设置有车辆信号端子758。第一连接器75的端子755至758连接至第一基板21。
第二连接器76的供电部761包括电源端子765和接地端子766。传感器连接部762包括转矩信号端子767。CAN连接部763包括车辆信号端子768。第二连接器76的端子765至768连接至第二基板22。根据本实施方式，端子755至758和765至768对应于“连接器端子”。
将参照图6来描述端子755至758和765至768、电机线115、125与基板21和22之间的连接。图6是在从连接器75和76侧观察到的示意性平面图，其中以点阴影图案来示出非重叠区域。
如上所述，连接至第一绕组11的电机线115以及第一连接器75的端子755至758连接至第一基板21。连接至第二绕组12的电机线125以及第二连接器76的端子765至768连接至第二基板22。
根据本实施方式，考虑以下连接来设置当从轴向方向观察时第一基板21与第二基板不重叠的非重叠区域：第二基板21与电机线125之间的连接，其中，当从电机10侧观察时第二基板位于与第一基板21相比的较深侧；第一基板21和端子755至758的第一基板21与端子755至758之间的连接，其中，当从连接器75和76观察时第一基板位于与第二基板22相比的较深侧。根据本实施方式，基板21和22形成为相同的形状并且旋转90度，由此提供了其中基板不重叠的非重叠区域RM1、RT1、RM2和RT2。术语“相同的形状”包括基板被相反地布置的情况。此外，术语“相同的形状”包括基板之间存在小的差异例如是否存在切口部分的情况。
基板21和22具有两个非重叠区域。
第一基板21的非重叠区域RM1被限定为连接至电机115的电机线连接区域，非重叠区域RT1被限定为连接至第一连接器75的端子755至758的连接器连接区域。区域RM1和区域RT1通过重叠区域RD被隔离开。
此外，第二基板22的非重叠区域RM2被限定为连接至电机线125的电机线连接区域，非重叠区域RT2被限定为连接至第二连接器76的端子765至768的连接器连接区域。区域RM2和区域RT2通过重叠区域RD被隔离开。
如图4和图6所示，根据本实施方式，非重叠RM2被设置成使得电机线125基本笔直地朝向第二基板22侧延伸而不干扰第一基板21，由此电机线125与第二基板22连接。类似地，非重叠RT1被设置成使得端子755至758基本笔直地朝向第一基板21侧延伸而不干扰第二基板22，由此端子755至758与第一基板21连接。因此，可以使布线空间的增大最小化并且可以缩短布线。
如图4所示，电机线115与第一基板21以及电机线125与第二基板22通过焊接等来电连接。弹簧端子26被设置在基板21和22与端子755至758和765至768之间的连接部处。弹簧端子26被形成为具有取决于要插入到弹簧端子26中的端子的尺寸的尺寸。弹簧端子由导电材料例如铜制成。在第一基板21中，弹簧端子26被设置在面向连接器75和76侧的第一表面211上。在第二基板22中，弹簧端子26被设置在面向连接器75和7侧的第二表面222上。端子755至758和765至768被插入到弹簧端子26中，由此弹簧端子26发生弹性形变以与端子755至758和765至768接触。弹簧端子26的基板21和22侧的端部电连接至与要插入到弹簧端子26中的相应端子对应的布线图案。
因此，端子755至758通过设置在第一基板21上的弹簧端子26插入，由此端子755至758与第一基板22电连接。另外，端子765至768通过设置在第二基板22上的弹簧端子26插入，由此端子765至768与第二基板22电连接。
内部信号端子717穿透第一基板21和22的重叠区域，在所述重叠区域中，当从轴向方向观察时第一基板21与第二基板22重叠。应当注意，内部信号端子717不一定穿过被定位成远离连接器形成部715的第一基板21。在基板21和22中，在内部信号端子717被插入的部分处设置有弹簧端子26。内部信号端子717被插入到弹簧端子26中。内部信号端子717被插入到基板21和22的弹簧端子26的每一个中，由此内部信号端子717与第一基板21和第二基板22电连接。端子755至758、765至768和717与基板21和22通过弹簧端子26连接，使得可以省略用于将每个端子与基板21和22连接的焊接工艺等。
根据本实施方式的驱动设备1被设置在电动助力转向设备108中。由于电动助力转向设备108具有作为基本车辆功能之一的使车辆转向的功能，所以采用冗余配置以使得即使在任一驱动设备上发生异常时也能够保持转向辅助。另一方面，为了扩大车辆车厢的空间并且提高燃料效率，需要驱动设备1的尺寸较小。
在该方面，根据本实施方式，为了提供冗余电路配置，在具有多个基板21和22的配置中设置非重叠区域RM1、RT1、RM2和RT2以增加布线空间。在非重叠区域中，电机线115和125或端子755至758和765至768连接至基板21和22。因此，可以避免由于冗余配置而导致布线空间的增大。
端子755至758、765至768和717被布置成相对于基板21和22垂直。这里，“垂直”不一定意味着在基板21和基板22之间形成的角度为90度，而是容许设计误差或者由于弹簧端子26的弹性形变而导致的倾斜。端子755至758、765至768和717被形成为基本笔直地连接基板21和22，由此端子可以被缩短。因此可以减少布线阻抗。
如上所述，驱动设备1包括电机10、多个基板21和22以及多个连接器75和76。
电机10包括多个绕组组11和12。基板21和22包括：用作绕组11和绕组12的导通控制的开关元件301至306、401至406；以及作为与电机10的驱动控制有关的控制部件的微处理器51和52以及集成电路56和57，基板被设置在电机10的在其轴向方向的一侧。
第一连接器75被设置在基板21和22的与电机10相反的一侧，其包括连接至第一基板21的端子755至758。第二连接器76被设置在基板21和22的与电动机10相反的一侧，其包括连接至第二基板22的端子765至768。
在第一基板21中，当在电机10的轴向方向上进行投影时，存在两个或更多个(在本实施方式中为两个)非重叠区域RM1和RM2，在所述非重叠区域中，第一基板21不与第二基板22重叠。
作为非重叠区域之一的区域RT1被限定为连接器连接区域，连接器连接区域连接至连接器端子，即电源端子755、接地端子756和车辆信号端子758。作为除区域RT1以外的非重叠区域之一的区域RM1被限定为电机线连接区域，电机线连接区域连接至对应于绕组11中的各个相的电机线115。
在第二基板22中，当在电机10的轴向方向上进行投影时，存在两个或更多个(在本实施方式中为两个)非重叠区域RM2和RT2，在所述非重叠区域中，第二基板22不与第一基板21重叠。作为非重叠区域之一的区域RT2被限定为连接器连接区域，连接器连接区域连接至连接器端子，即电源端子765、接地端子766和车辆信号端子768。作为除区域RT2以外的非重叠区域之一的区域RM2被限定为电机线连接区域，电机线连接区域连接至对应于绕组12中的各个相的电机线125。
根据本实施方式，端子755至758和电机线115连接至第一基板21的非重叠区域，端子765至769和电机线125连接至第二基板22。因此，端子755至758、765至768以及电机线115和125基本上笔直地延伸以与基板21和22连接。因此，可以使布线空间最小化。此外，由于可以缩短布线，所以可以减小布线阻抗。
多个基板21和22具有相同的形状。因此，与使用具有不同形状的基板的情况相比，可以减少部件类型的数目。
根据本实施方式，两个基板被布置成使得一个基板21相对于另一基板22旋转90度。因此，可以有效利用电机廓形中的空间。
旋转传感器60被安装在布置在最靠近电机10侧的第一基板21上，因此可以适当地检测电机10的旋转。
根据本实施方式，设置有两个基板21和22，其中，布置在最靠近电机10侧的基板被定义为第一基板21，布置在最靠近连接器75和76侧的基板被定义为第二基板22。
在第一基板21与第二基板22之间设置有散热器80。开关元件301至306和401至406中的至少一部分被安装在作为散热器80侧的表面的第一表面211和221上，以能够向散热器80散热。
因此，由开关元件301至306和401至406产生的热可以被适当地消散至散热器80。
根据本实施方式，设置有两个绕组组11和12。第一基板21连接至与一个绕组组11连接的电机线115。安装有与绕组11的导通控制有关的开关元件301至306、第一微处理器51和第一集成电路56。
第二基板22连接至与另一绕组12连接的电机线125。第二基板22包括安装在其上的与绕组12的导通控制有关的开关元件401至406、第二微处理器52和第二集成电路57。
根据本实施方式，与第一系统901有关的部件被安装在第一基板上，与第二系统902有关的部件被安装在第二基板上22上，使得与各个系统对应地设置了基板21和22。
因此，即使在一个基板上发生异常，对电机10的驱动控制也可以通过另一基板来保持。此外，在基板21与22之间设置有散热器80。换言之，基板21和22被定位成靠近散热器80的两侧。因此，防止一个系统受另一系统中产生的热的影响。
在基板21和22中，设置有弹簧端子26。当端子755至758、765至768和717被插入到弹簧端子26中时弹簧端子26发生弹性形变，使得弹簧端子26与端子755至758、765至768和717接触。因此，端子被插入到相应弹簧端子26，由此端子与基板可以被容易地连接。此外，可以省略用于将端子与基板电连接的制造工艺如焊接。
电动助力转向设备108设置有驱动设备1和减速齿轮109。减速齿轮109将电机10的动力传送至柱轴102，电机10输出辅助转矩，该辅助转矩辅助由驾驶员对方向盘101进行的转向。
该驱动设备1被应用于电动助力转向设备108，由此可以防止在设置有多个连接器和基板的配置中布线空间增大。因此，可以实现缩减设备和冗余配置二者。
(第二实施方式)
将参照图7描述来本公开内容的第二实施方式。图7对应于第一实施方式中的图5。
如图7中所示，在驱动设备2中，在第一实施方式中安装在第一基板21的第一表面211上的部件被安装在第二表面212上，在第一实施方式中安装在第二表面212上的部件被安装在第一表面211上。具体地，SW元件301至306被安装在第一基板21的第二表面212上。SW元件301至306被设置成能够向框架18散热。换言之，在本实施方式中，框架18用作散热器。框架18具有提供电机10的外框架的功能以及散热器的功能。
除了SW元件301至306以外，电流检测器311至313和第一集成电路56等可以被设置成能够向框架18散热。与第一实施方式类似，安装在第二基板上的SW元件401至406被设置成能够向散热器80散热。
根据本实施方式，基板21和22设置在散热器80的在轴向方向上的两侧。因此，与第一实施方式类似，在第一系统901和第二系统902中，防止一个系统受另一系统中产生的热的影响。此外，SW元件301至306被安装在第一基板21的第二表面212上，SW元件401至406被安装在第二基板22的第一表面221上。换言之，SW元件301至306以及SW元件401至406二者被安装在基板21和22的电机10侧的相应表面上。在基板21和22中，需要散热的电子部件被布置在同一侧，以朝向同一方向散热。因此，基板21和22可以使用共同的布局。因而，可以减少部件类型的数目。电机线115、125、端子755至758和765至768与基板21和22之间的连接与上述实施方式的那些连接相同。
在驱动设备2中，安装在第一基板21上的SW元件301至306被布置成能够朝向框架18散热，该框架18形成电机10的在其轴向方向上的一侧的轮廓。安装在第二基板22上的SW元件401至406被布置成能够向散热器80散热。
因此，基板21和22可以使用共同的布局，从而可以减少部件类型的数目。另外，可以获得与上述实施方式类似的效果。
(第三实施方式)
将参照图8来描述本公开内容的第三实施方式。
根据上述实施方式，对供电部、传感器连接部和CAN连接部进行集成。在根据本实施方式的驱动设备3中，分开设置了供电连接器85和86以及信号连接器87。
第一供电连接器85包括形成在其上的电源端子855和接地端子856。与第一实施方式类似，电源端子855和接地端子856连接至第一基板21的非重叠区域RT1。
第二供电连接器86包括形成在其上的电源端子865和接地端子866。与第一实施方式类似，电源端子865和接地端子866连接至第二基板22的非重叠区域RT2。
根据本实施方式，供电连接器85和85对应于“连接器”，端子855、856、865和866对应于“连接器端子”。
驱动设备3设置有单个信号连接器87。信号连接器87设置有转矩信号端子877和车辆信号端子878。转矩信号端子877和车辆信号端子878连接至第一基板21和第二基板22。与内部信号端子717类似，转矩信号端子877和车辆信号端子878穿过基板21和22的重叠区域并且被插入到弹簧端子26中，由此转矩信号端子877和车辆信号端子878连接至基板21和22，其中，在所述重叠区域中，在从轴向方向观察时第一基板21与第二基板22重叠。
单个转矩信号端子877连接至基板21和22，使得可以将同一信号传送至基板21和22。对于车辆信号端子878，应用与转矩信号端子877相同的连接。
基板21、22上的用于电子部件的安装部可以与第一实施方式或第二实施方式相同。第三实施方式被如此配置并且获得与上述实施方式相同的效果。
(第四实施方式)
根据第四实施方式和第五实施方式，将主要描述基板21和22的位置对准的配置。第四实施方式和第五实施方式中的位置对准的配置可以与上述实施方式中的任一实施方式组合。根据第四实施方式和第五实施方式的图9和图10是示意性侧视图，其中，省略了安装在基板21和22上的弹簧端子、电子部件。
在图9中示出根据本公开内容的第四实施方式。在第四实施方式中，省略了散热器并且将基板21和22固定至框架180。
如图9所示，在框架180中，除了对基板21和22进行固定的未示出的基板固定部以外，还形成用于位置对准的突起部188。突起部188朝向控制器20侧突出并且被形成为柱状。
在第一基板21中，设置有由突起部188插入的位置对准孔218。在第二基板22中，设置有由突起部188插入的位置对准孔228。突起部188被插入到相应的位置对准孔218和228，由此基板21和22在位置上对准。因此，端子可以被适当地插入到相应的弹簧端子26中。基板21和22在轴向方向上的位置可以由除突起部188以外设置的基板固定部等来确定。另外，可以获得与上述实施方式类似的效果。
(第五实施方式)
将参照图10来描述本公开内容的第五实施方式。
如图10所示，在散热器82中设置有由位置对准夹具插入的夹具插入孔829。在基板21和22中，在与夹具插入孔829对应的部分处形成有夹具插入孔219和229。根据本实施方式，由于在基板21和22以及散热器82中设置有夹具插入孔219、229和829，所以通过使用能够插入到夹具插入孔219、229和829中的位置对准夹具J，可以将基板21和22在位置上对准。因此，可以将端子适当地插入到弹簧端子26中。另外，可以获得与上述实施方式类似的效果。
(其他实施方式)
(A)系统的数目
根据上述实施方式，设置两个绕组组，其中针对每个绕组组设置有SW元件和控制部件。根据其他实施方式，绕组组的数目可以为三个或更多个。此外，可以设置三对或更多对SW元件和控制部件。
(B)基板和端子
根据上述实施方式，设置有两个基板。根据其他实施方式，可以设置三个或更多个基板。根据上述实施方式，可以针对每个基板设置三个或更多个非重叠部分。根据上述实施方式，两个非重叠区域中的一个区域是连接器连接区域，而另一区域是电机线连接区域。根据其他实施方式，连接器连接区域和电机线连接区域中的至少一个区域可以被设置成多个。此外，可以设置并非连接器连接区域或电机线连接区域的非重叠区域。
根据上述实施方式，具有相同形状的两个基板被旋转90度以提供非重叠区域。根据其他实施方式，基板的旋转角度可以不是90度，只要该角度可以形成非重叠区域即可。此外，多个基板的形状可以不同。
根据上述实施方式，每个端子和基板通过使该端子插入到弹簧端子中来电连接。此外，根据上述实施方式，弹簧端子被设置在要被插入的端子的基部侧的表面中。根据其他实施方式，弹簧端子可以被设置在基板的任一表面上，或者可以被设置在每个基板中要被插入的端子的末端表面上。此外，根据其他实施方式，将端子连接至基板的连接方法不限于使用弹簧端子的方法，而是可以使用诸如焊接的任何其它方法。
电机线和基板通过焊接等来电连接。根据其他实施方式，可以在基板上设置弹簧端子以连接电机线，基板和电机线可以通过弹簧端子来连接。
根据上述实施方式，端子和基板被连接成基本垂直。根据其他实施方式，连接端子可以相对于多个基板而倾斜插入。此外，可以与连接端子类似地来连接电机线和基板。
根据第一实施方式，电源端子、接地端子、转矩信号端子和车辆信号端子对应于“连接器端子”。根据第三实施方式，电源端子和接地端子对应于“连接器端子”。根据其他实施方式，在连接至基板的非重叠区域的连接器端子中，可以省略接地端子、转矩信号端子和车辆信号端子中的任意端子以及电源端子，或者其他端子可以为“连接器端子”。
根据上述实施方式，使用内部信号端子来传送旋转传感器的检测值。在其他实施方式中，可以使用内部信号端子在基板之间传送除旋转传感器的检测值以外的信息。
(C)控制部件
根据上述实施方式，对于控制部件，针对每个系统设置有包括微处理器和集成电路的两个封装件。在其他实施方式中，可以针对每个系统将控制部件配置为单个封装件或者三个或更多个封装件。此外，可以省略包括在集成电路中的预驱动器、信号放大器和稳压器中的任一者。控制部件中的至少任一控制部件可以由多个系统共享。
(D)旋转传感器
根据第一实施方式，旋转传感器包括两个传感器。在其他实施方式中，包括在旋转传感器中的传感器的数目可以是一个或者三个或更多个。根据上述实施方式，单个传感器包括计算旋转角度的功能和计算旋转频率的功能。在其他实施方式中，可以省略计算旋转频率的功能。
根据上述实施方式，第一控制器使用第一传感器的检测值，第二控制器使用第二传感器的检测值。根据其他实施方式，第一传感器和第二传感器的检测值可以用于第一控制器和第二控制器。换言之，除旋转传感器的第二传感器的检测值以外，还可以使用内部信号端子来传送第一传感器的检测值。
根据上述实施方式，两个传感器被配置为一个封装件。在其他实施方式中，可以使用多个封装件。在两个传感器被配置为不同封装件的情况下，一个封装件可以被安装在电机侧表面上，另一封装件可以被安装在与电机10相对的表面上。换言之，封装件中的任何封装件可以被安装在电机相对侧的表面上。
(E)连接器单元
根据上述实施方式，在连接器单元中设置两个或三个连接器。在其他实施方式中，连接器单元中的连接器的数目可以为四个或更多个。此外，根据上述实施方式，连接器的开口部位于电机单元的相对侧，并且线束等沿轴向方向被插入到连接器。在其他实施方式中，连接器的开口方向不限于轴向方向，而是开口部可以位于径向外侧，并且线束等可以从径向外侧插入。连接器的数目不受限制。
根据上述实施方式的连接器单元包括集成在其中的盖和连接器。然而，根据其他实施方式，盖和连接器可以被配置为不同的本体。
根据上述实施方式，连接器单元中的盖的末端被插入到电机壳体的凹槽部中，由此连接器单元被固定至电机壳体。在其他实施方式中，连接器单元可以被固定至框架。此外，代替使用粘合剂，连接器单元可以通过螺栓等固定至电机壳体。除电机壳体以外，连接器单元还可以被固定至框架。
(C)驱动设备
根据上述实施方式，电机被配置为三相无刷电机。根据另一实施方式，电机不限于三相无刷电机，而是可以使用任何其它类型的电机。此外，电机不限于电动机，也可以是发电机，或者所谓的具有电动机和发电机功能的电动机发电机。
在上述实施方式中，驱动设备被应用于电动助力转向设备。根据其他实施方式，驱动设备可以被应用于除电动助力转向设备以外的设备。
如上所述，本公开内容不限于上述实施方式。然而，在不背离本公开内容的范围的情况下，可以以各种方式修改实施方式。

Claims (9)

1.一种驱动设备，包括：
电机，所述电机具有多个绕组组，所述电机围绕在所述电机的轴向方向上延伸的旋转轴线进行旋转；
多个基板，所述多个基板被设置在所述电机的在所述轴向方向上的一侧，所述基板包括安装在所述基板上的开关元件和控制部件，所述开关元件用作所述绕组组的导通控制，所述控制部件与所述电机的驱动控制有关；以及
多个连接器，所述多个连接器被设置在所述基板的与所述电机相反的一侧，所述多个连接器具有连接至所述基板之一的连接器端子，其中，
所述基板包括两个或更多个非重叠区域，在所述非重叠区域中，当在所述轴向方向上对所述基板进行投影时所述基板不重叠；
连接器连接区域，所述连接器连接区域被限定为所述非重叠区域中的至少一个区域，所述连接器连接区域连接至所述连接器端子；以及
电机线连接区域，所述电机线连接区域被限定为所述非重叠区域中的除所述连接器连接区域以外的区域中的至少一个区域，所述电机线连接区域与每个绕组组的每一相对应地连接至所述绕组组。
2.根据权利要求1所述的驱动设备，其中，
所述基板被形成为相同的形状。
3.根据权利要求1或2所述的驱动设备，其中，
所述基板的数目为两个，并且所述基板被布置成使得一个基板相对于另一个基板旋转90度。
4.根据权利要求1或2所述的驱动设备，其中，
在所述基板中的布置在最靠近电机侧的基板上设置有旋转传感器。
5.根据权利要求1或2所述的驱动设备，其中，
所述基板的数目为两个，并且在第一基板与第二基板之间设置有散热器，其中，所述第一基板位于电机侧，所述第二基板位于连接器侧；并且
所述开关元件中的至少任一开关元件安装在所述基板的面向所述散热器的表面上，以能够向所述散热器散热。
6.根据权利要求5所述的驱动设备，其中，
所述多个绕组组的数目为两个；
所述第一基板连接至与一个绕组组连接的电机线，所述第一基板包括所述控制部件以及与所述绕组组的导通控制有关的开关元件；以及
所述第二基板连接至与另一个绕组组连接的电机线，所述第二基板包括所述控制部件以及与所述绕组组的导通控制有关的开关元件。
7.根据权利要求5所述的驱动设备，其中，
安装在所述第一基板上的开关元件被设置成能够朝向形成所述电机的在所述轴向方向上的一侧的轮廓的框架散热；以及
安装在所述第二基板上的开关元件被设置成能够朝向所述散热器散热。
8.根据权利要求1或2所述的驱动设备，其中，
在所述基板上设置有弹簧端子；以及
在所述端子被插入到所述弹簧端子中的状态下，所述弹簧端子发生弹性形变，以使得所述弹簧端子能够与所述端子接触。
9.一种电动助力转向设备，包括：
根据权利要求1、2、6、7中任一项所述的驱动设备；以及
动力传动构件，所述动力传动构件将输出辅助转矩的电机的动力传送至驱动对象，所述辅助转矩辅助驾驶员使用转向构件进行的转向操作。
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