CN111183570B - 电动助力转向装置 - Google Patents

Abstract

在本发明的电动助力转向装置中，电动机包括第1电动机绕组和第2电动机绕组，控制单元包括向所述第1电动机绕组提供电流的第1功率模块、向所述第1功率模块输出控制信号的第1控制基板、向所述第2电动机绕组提供电流的第2功率模块、向所述第2功率模块输出控制信号的第2控制基板、以及散热器，所述散热器具有配置在所述电动机的输出轴的轴心的延长线上，并包括由与所述输出轴的轴向平行的平面所构成的多个配置部的柱部，所述第1控制基板和所述第2控制基板分别沿着相对的一对配置部各配置有1个，所述第1功率模块和所述第2功率模块分别沿着其他相对的一对配置部各配置有1个。

Description

电动助力转向装置

技术领域

本发明涉及一种将电动机和控制单元一体化的电动助力转向装置，尤其涉及一种包括2组电动机驱动电路的控制单元的结构。

背景技术

现有的驱动装置是将与电动机的输出轴的轴向同轴地配置的电动机和控制单元一体化来构成的。在这样的现有的驱动装置中，处处可见下述结构，即：在电动机壳体内内置有定子、转子等，配置在电动机附近的控制单元将主要构成元器件沿轴向层叠组装而得到。此外，考虑到冗余性，也出现了将电动机绕组设为2组、也独立地包括2组驱动这些电动机绕组的所谓的逆变器电路和控制基板的现有装置(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2017－159768号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

专利文献1所公开的现有装置采用将电动机和配置在与电动机的输出轴的输出侧相反一侧的电动机端部的控制单元一体化的结构。在考虑到安装至这样构成的现有装置的车辆时，在大多数情况下，由于安装到车辆上的限制，当控制单元在电动机的径向上扩展时，车辆搭载将变得困难。另一方面，大多数情况下，可以允许现有装置的电动机的输出轴方向的长度比较长。由于这些情况，在考虑到安装至现有装置的车辆时，需要将控制单元的径向的面积设为与电动机相同的或更小。因此，在现有装置中，构成控制单元的功率模块和散热器被配置为与输出轴的轴向平行，即纵向放置地进行配置。另一方面，控制基板被配置为与输出轴的轴向垂直，即横向放置地进行配置。由此，控制基板变为分隔电动机和控制单元的边界。另外，将与电动机的输出轴的输出侧相反一侧设为反输出侧。

在现有装置中，包括2组功率模块、以及对各个功率模块独立地进行驱动的2组控制电路，并且为了将这些元器件内置于控制单元的外壳中，将2组功率模块和2组控制基板设为在散热器的配置面上纵向放置地配置的结构。

但是，在现有装置中，在形成于散热器的相对的一对配置面中的各个配置面上将控制基板和功率模块在径向上重叠地配置。因此，存在会导致产品的大型化、尤其是径向上的大型化这样的问题。另一方面，通过使控制基板的宽度变小，从而可抑制径向上的大型化。然而，在该情况下，为了确保控制基板的元器件安装面积，需要通过使得控制基板的长度变长，来对由于使控制基板的宽度变小而引起的元器件安装面积的缩小进行补充。其结果是，导致产品在轴向上的大型化。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供设为能实现小型化、且考虑到冗余性的2组电路结构的电动助力转向装置。

解决技术问题所采用的技术方案

根据本发明的电动助力转向装置包括电动机、以及在所述电动机的输出轴的轴向上配置并且与所述电动机一体化的控制单元。所述电动机包括第1电动机绕组、第2电动机绕组，控制单元包括：第1功率模块，该第1功率模块具有向所述第1电动机绕组提供电流的多个第1开关元件；第1控制基板，该第1控制基板向所述多个第1开关元件输出控制信号；第2功率模块，该第2功率模块具有向所述第2电动机绕组提供电流的多个第2开关元件；第2控制基板，该第2控制基板向所述多个第2开关元件输出控制信号；散热器，该散热器对所述控制单元中的发热进行散热；以及机壳，该机壳构成所述控制单元的外壳。所述散热器包括柱部，该柱部在所述机壳内的所述输出轴的轴心的延长线上沿所述输出轴的轴向延伸，所述柱部具有由与所述输出轴的轴向平行的平面所构成的多个配置部，所述第1控制基板和所述第2控制基板分别沿着所述多个配置部中的相对的一对配置部各配置有1个，所述第1功率模块和所述第2功率模块分别沿着所述多个配置部中的其他相对的一对配置部各配置有1个。

发明效果

根据本发明，将柱部、第1控制基板和第2控制基板设为纵向放置地配置，从而扩大了机壳内的有效面积，并且，第1控制基板和第2控制基板分别沿着多个配置部中的相对的一对配置部各配置有1个，第1功率模块和第2功率模块分别沿着多个配置部中的其他相对的一对配置部各配置有1个。由此，可以抑制控制单元的径向尺寸的增大，从而可以实现不超过电动机的直径的控制单元。此外，无需使第1控制基板和第2控制基板的长度变长，来确保元器件安装面积，抑制了控制单元的轴向尺寸的增大。其结果是，可实现设为2组电路结构的装置的小型化。

附图说明

图1是本发明的实施方式1所涉及的电动助力转向装置的电路图。

图2是表示本发明的实施方式1所涉及的电动助力转向装置的截面图。

图3是从反输出侧观察本发明的实施方式1所涉及的电动助力转向装置中的控制单元周围的透视图。

图4是从反输出侧观察本发明的实施方式2所涉及的电动助力转向装置中的控制单元周围的透视图。

图5是从反输出侧观察本发明的实施方式3所涉及的电动助力转向装置中的控制单元周围的透视图。

图6是从反输出侧观察本发明的实施方式3所涉及的电动助力转向装置的端面图。

图7是从反输出侧观察本发明的实施方式4所涉及的电动助力转向装置中的控制单元周围的透视图。

具体实施方式

实施方式1

图1是本发明的实施方式1所涉及的电动助力转向装置的电路图，图2是表示本发明的实施方式1所涉及的电动助力转向装置的截面图，图3是从反输出侧观察本发明的实施方式1所涉及的电动助力转向装置中的控制单元周围的透视图。

在图1和图2中，电动助力转向装置具备控制单元1和电动机2。控制单元1在电动机2的输出轴21的轴向的一侧上与电动机2配置成1列，并与电动机2一体化。而且，电动助力转向装置被配置为将电动机2的输出轴21的轴向设为上下方向、并且使控制单元1位于上方。电动机2的输出从输出轴21的下端部输出至例如减速机(未图示)。即，在图2中，输出轴21的下端侧设为输出侧，输出轴21的上端侧设为反输出侧。

电动机绕组24包括2组三相电动机绕组24a、24b。另外，电动机绕组24a为第1电动机绕组，电动机绕组24b为第2电动机绕组。控制单元1在2组电动机绕组24a、24b中的各个电动机绕组中包括专用的控制单元1a、1b。控制单元1a包括CPU10a、搭载有各种电路等的第1控制基板即控制基板4a、向电动机2提供电流的逆变器电路3a、电源用继电器5a、滤波器6a等。同样地，控制单元1b包括CPU10b、搭载有各种电路等的第2控制基板即控制基板4b、向电动机2提供电流的逆变器电路3b、电源用继电器5b、滤波器6b等。

首先，对控制单元1的电路结构进行说明。控制单元1a、1b为相同结构，因此，这里仅对控制单元1a进行说明。

从搭载于车辆的电池9经由点火开关7来将功率提供到控制单元1a。来自检测车辆的行驶速度的车速传感器、搭载于方向盘的附近的检测转向转矩的转矩传感器等传感器类8的信息被传送至CPU10a。CPU10a基于这些信息，来计算用于使电动机2旋转的控制量即电流值并将其输出。驱动电路11a接收CPU10a的输出信号，并将对逆变器电路3a的各开关元件进行驱动的驱动信号输出向逆变器电路3a。另外，逆变器电路3a的开关元件为第1开关元件，逆变器电路3b的开关元件为第2开关元件。

驱动电路11a中仅流过与实际上流过电动机的电流相比要小的小电流，因此，虽然将驱动电路11a安装在控制基板4a上，但也可以将驱动电路11a配置在逆变器电路3a中。

此外，为了抑制逆变器电路3a的PWM驱动所产生的噪声的辐射，在电源系统(+B，接地)中插入有由电容器和线圈构成的滤波器6a。此外，开闭+B电源线路的电源用继电器5a被插入+B电源线路中。该电源用继电器5a包括2个开关元件、以及相对于电流供给方向为正向和反向的2个寄生二极管。电源用继电器5a可以在逆变器电路3a或电动机2中发生故障时将功率供给强制切断。此外，电源用继电器5a在与电池9反向连接时，可以切断电流流过的线路，也承担着所谓的电池反向连接保护的作用。

逆变器电路3a包括与电动机绕组24a的各相相对应的3个电路部3U、3V、3W。这里，3个电路部3U、3V、3W为相同的结构，因此，仅对电路部3U进行说明。电路部3U包括:上臂用开关元件31U、下臂用开关元件32U、和具有对上下臂用开关元件31U、32U的连接点与U1相的绕组之间进行开闭的继电器功能的继电器用开关元件34U。上下臂用开关元件31U、32U基于CPU10a的指令而被PWM驱动。因此，为了噪声抑制的目的，平滑电容器30U与上下臂用开关元件31U、32U并联连接。此外，用于对流过电动机2的电流进行检测的旁路电阻33U与上下臂用开关元件31U、32U串联连接。

电路部3U、3V、3W相对于U1相、V1相及W1相的各绕组具有相同的电路结构，对各绕组独立进行电流供给。另外，图1中的○标记表示设置于控制单元1a、1b处的与外部设备连接的连接端子。

此外，旁路电阻33两端间的电位差、电动机绕组端子的电压等也被输入至输入电路12a。CPU10a也被输入这些信息，运算与运算出的电流值所对应的检测值之间的差异，进行所谓的反馈控制，由此，提供所期望的电动机电流，并且辅助转向力。此外，作为将电池+B与逆变器电路3a连接或者切断的继电器进行动作的电源用继电器5a的开关元件的驱动信号也经由驱动电路11a被输出。另外，电源用继电器5a的开关元件由于流过大电流，从而伴随着发热。因此，电源用继电器5a的开关元件也可被包含在逆变器电路3a中，并构成作为功率模块。

CPU10a具有从输入的各种信息中检测出传感器类8、驱动电路11a、逆变器电路3a、电动机绕组24a等的异常的异常检测功能。CPU10a在检测出异常时，根据该异常，例如，为了仅将检测出异常的相的电流供给切断，断开该相的上下臂用开关元件、继电器用开关元件。此外，CPU10a还可以断开电源用继电器5a的开关元件以从根本上切断电源本身。此外，CPU10a、10b由通信线路14相连接以使得可以相互交换信息，尤其地，在检测出异常时，也将该内容包含在内并发送向对方。

这里，电动机2为具备由三角接线的2组3相电动机绕组24a、24b构成的电动机绕组24的无刷电动机。为了用于无刷电动机，搭载有用于对转子23的旋转位置进行检测的旋转传感器。该旋转传感器也为了确保冗余性而由2组旋转传感器17a、17b来构成。来自旋转传感器17a、17b的旋转信息被输入至各个控制基板4a、4b的输入电路12a、12b。

另外，电动机虽然设为三相电动机，但也可以为四相以上的多相电动机。此外，电动机绕组虽然是将三相绕组通过三角接线而构成的，但也可以是将三相绕组通过星形接线而构成的。此外，电动机虽然设为三相无刷电动机，但也可为2极2对的有刷电动机。此外，电动机绕组可以采用分布卷绕绕组或集中卷绕绕组。此外，电动机也可为所谓的具有2个定子的串联式电动机。其中，可为仅1组绕组，也可为2组协作，只要为可输出所期望的电动机转速、转矩的结构即可。

如上，本电动助力转向装置由电路网、连接器、传感器等全部独立的2组构成，从而确保了冗余性。

接着，使用图2来对电动机2的结构进行说明。

电动机2主要由输出轴21、转子23、定子22、以及内置有它们的电动机壳体25构成。

电动机壳体25构成为由圆筒部25a、和堵住圆筒部25a的输出侧的开口的底部25b构成的有底圆筒状。电动机壳体25为金属制，若考虑到散热性及外形的形状，则优选为由铝制作。框架29由金属制作成圆盘状。通过压入、冷缩装配等将框架29插入、保持在圆筒部25a的反输出侧的开口内，以堵住圆筒部25a的反输出侧的开口。框架29具有电动机2的盖的作用。电动机2通过框架29而与控制单元1分离、独立。

通过压入、冷缩装配等将定子22插入、保持在电动机壳体25的圆筒部25a内。定子22具备3相电动机绕组24。环状布线部27配置在框架29的输出侧并配置在电动机绕组24的附近。电动机绕组24的终端连接到环状布线部27。用于驱动电动机2的3相电流所流过的相端子28a、28b从环状布线部27分别引出3根，贯穿框架29，并且引出至反输出侧。即，3根相端子28a连接至电动机绕组24a的各相的绕组，且3根相端子28b连接至电动机绕组24b的各相的绕组。

转子23固接于由配置于框架29的轴心位置的轴承26a和配置于底部25b的轴心位置的轴承26b所支承的输出轴21，并且被配置为能够在电动机壳体25内旋转。转子23在定子22内与定子22同轴地配置。传感器转子18配置在输出轴21的从框架29突出的突出端。另外，虽然未图示，但永磁体以一定的间距在转子23的外周面上配置有多个，以使得在周向上N极与S极交替排列。

接着，使用图2和图3来对控制单元1的结构进行说明。

需要使控制单元1的与输出轴21正交的方向即径向的面积与电动机2相同或更小。因此，在安装控制单元1时，采用其主要部位与输出轴21平行地配置的纵向放置构造。

控制单元1的外层被树脂制的机壳15所覆盖。即，机壳15构成控制单元1的外壳。机壳15形成为由覆盖控制单元1的构成部件的圆筒状周壁15a、和堵住周壁15a的一侧开口的底部15b构成的有底圆筒状。底部15a的反输出侧的端面为与输出轴21的轴向正交的平坦面。机壳15以开口朝向下方的方式与电动机壳体25的圆筒部25a的开口嵌合，并用螺钉(未图示)安装至圆筒部25a。机壳15的底部15b的反输出侧的端面上配置有与外部电源即电池9连接的电源连接器43a、43b、以及与传感器类8连接的多个信号连接器44a、44b。此外，机壳15的底部15b的反输出侧的端面上搭载有大型元器件即滤波器6a、6b等。电源连接器43a、43b为流过大电流的连接器，信号连接器44a、44b为流过与流过电源连接器43a、43b的电流相比是小电流的连接器。另外，电源连接器43a为第1电源连接器，电源连接器43b为第2电源连接器。此外，信号连接器44a为第1信号连接器，信号连接器44b为第2信号连接器。

在机壳15的内部，配置有散热器41、控制基板4a、4b、内置有构成逆变器电路3a、3b的多个开关元件的功率模块50a、50b、平滑电容器30U、30V、30W等。另外，功率模块50a为第1功率模块，功率模块50b为第2功率模块。

散热器41由铝、铜等高热传导材料来制作，具备圆盘状的基部41a、和在基部41a的中央部直立的长方体的柱部41b。散热器41的基部41a配置在圆筒部25a的反输出侧的开口内。基部41a被加压夹持在安装至圆筒部25a的机壳15的周壁15a和框架29之间。由此，散热器41被固定到电动机2。基部41a与圆筒部25a的内周壁面相接，与框架29的反输出侧的端面相接。柱部41b位于输出轴21的轴心O的延长线上，且配置在机壳15内。柱部41b具有由与输出轴21的轴向平行的平面构成的4个配置部41d、41e、41f、41g。

凹部41c被形成为在基部41a的下部与柱部41b的基部41a侧开口。输出轴21的从框架29突出的突出端、即输出轴21的反输出侧的端部被插入凹部41c，并且位于基部41a内。传感器转子18安装至输出轴21的反输出侧的端部。传感器转子18由1对或多对磁体转子构成。电路基板40配置在凹部41c内的传感器转子18的相对面。旋转传感器17a、17b搭载在电路基板40上，并且被配置为与传感器转子18相对。旋转传感器17a、17b分别独立地检测由传感器转子18旋转而引起的磁场的变化。由此，旋转传感器17a、17b独立检测输出轴21的旋转。旋转传感器17a、17b虽然内置于1个封装中，但也可以分别由1个封装构成。

电路基板40由于配置在形成于散热器41的输出侧的凹部41c内，因此面积与控制基板4a、4b相比为小面积。旋转传感器17a、17b的电源线路和信号线路经由电路基板40的布线图案而在图2中左右分开地被引出，与控制基板4a、4b的下边分别相连接。另外，传感器转子18和旋转传感器17a、17b虽然用磁传感器类型来进行说明，但不限于该类型，可以为旋转变压器(resolver)，也可以为霍尔传感器。

功率模块50a中，构成逆变器电路3a的开关元件在安装至布线的状态下被树脂密封而构成。功率模块50b中，构成逆变器电路3b的开关元件在安装至布线的状态下被树脂密封而构成。功率模块50a、50b以与柱部41b的相对的一对配置部41f、41g分别紧密相接触的状态被安装。

控制基板4a被形成为矩形平板状，且安装有CPU10a、驱动电路11a、输入电路12a、电源电路13a等。同样地，控制基板4b被形成为矩形平板状，并安装有CPU 10b、驱动电路11b、输入电路12b、电源电路13b等。控制基板4a、4b以与柱部41b的相对的另一对配置部41d、41e分别相平行的状态被安装。控制基板4a与功率模块50a的信号线路50c连接。因此，控制基板4a配置在配置部41d，以使得从配置部41d向功率模块50a侧突出。由此，从与配置部41d正交的方向来观察，控制基板4a和功率模块50a重叠。控制基板4b与功率模块50b的信号线路50d连接。因此，控制基板4b配置在配置部41e，以使得从配置部41e向功率模块50b侧突出。由此，从与配置部41e正交的方向来观察，控制基板4b和功率模块50b重叠。

信号连接器44a的信号线路44c从底部15b被引出到机壳15内，并且与控制基板4a的靠近信号连接器44a的上边连接。另一方面，信号连接器44b的信号线路44d从底部15b被引出到机壳15内，并且与控制基板4b的靠近信号连接器44b的上边连接。由此，信号线路44c、44d连接至控制基板4a、4b的输入电路12a、12b。

电源连接器43a的电源线路43c经由滤波器6a从底部15b被引出到机壳15内。被引出到机壳15内的电源线路43c经由中继元器件42的汇流条连接到逆变器电路3a或电源用继电器5a的电源线路。另一方面，电源连接器43b的电源线路43d经由滤波器6b从底部15b被引出到机壳15内。被引出到机壳15内的电源线路43d经由中继元器件42的汇流条连接到逆变器电路3b或电源用继电器5b的电源线路。

逆变器电路3a的输出端子51a从功率模块50a被引出至控制基板4b侧。输出端子51a经由中继元器件42的汇流条连接至延长终端42a。延长终端42a通过控制基板4b的电动机2侧被引出至径向外侧。另一方面，逆变器电路3b的输出端子51b从功率模块50b被引出至控制基板4a侧。输出端子51b经由中继元器件42的汇流条连接至延长终端42b。延长终端42b通过控制基板4a的电动机2侧被引出至径向外侧。

与电动机绕组24a的各相的绕组连接的相端子28a贯穿框架29及基部41a从而被引出至机壳15内。相端子28a(28aU、28aV、28aW)在控制基板4b的电动机2侧并且在径向外侧连接至各个延长终端42a。另一方面，与电动机绕组24b的各相的绕组连接的相端子28b贯穿框架29及基部41a从而被引出至机壳15内。相端子28b(28bU、28bV、28bW)在控制基板4a的电动机2侧并且在径向外侧连接至各个延长终端42b。

平滑电容器30aU、30aV、30aW固定至支承构件45a，在控制基板4b的径向外侧纵向层叠配置。即，平滑电容器30aU、30aV、30aW的长度方向与输出轴21的轴向正交且与配置部41e平行，在输出轴21的轴向上排列成1列。从输出轴21的轴向的反输出侧观察，平滑电容器30aU、30aV、30aW被配置为靠近电源连接器43a和信号连接器44a一侧。

另一方面，平滑电容器30bU、30bV、30bW固定至支承构件45b，在控制基板4a的径向外侧纵向层叠配置。即，平滑电容器30bU、30bV、30bW的长度方向与输出轴21的轴向正交且与配置部41d平行，在输出轴21的轴向上排列成1列。从输出轴21的轴向的反输出侧观察，平滑电容器30bU、30bV、30bW被配置为靠近电源连接器43b和信号连接器44b一侧。

另外，各平滑电容器30的端子与中继构件42的电源线路、或被布线至功率模块50a、50b的电源线路相连接。

接着，对通过这样地构成的装置能获得的效果进行说明。

在控制单元1中，散热器41的长方体的柱部41b、控制基板4a、4b、功率模块50a、50b等被纵向放置地配置在机壳15内。由此，实现电动助力转向装置的小型化。

控制基板4a、4b分别沿着与柱部41b的相对的一对配置部41d、41e各配置有1个。功率模块50a、50b分别沿着柱部41b的另一相对的一对配置部41f、41g各配置有1个。该结构与将控制基板4a与功率模块50a在径向上重叠并配置在配置部41d、且将控制基板4b与功率模块50b在径向上重叠并配置在配置部41e的现有装置的结构相比而言，可以抑制控制单元1的径向尺寸的增大。其结果为，可以实现不超过电动机2的直径的控制单元1。此外，由于可以实现不超过电动机2的直径的控制单元1，因而不需要使控制基板4a、4b的宽度变小。其结果是，可确保元器件安装面积而不使控制基板4a、4b的长度变长，可抑制控制单元1的轴向尺寸的增大。由此，实现设为2组电路结构的装置的小型化。

散热器41的长方体的柱部41b位于输出轴21的轴心O上。并且，在从输出轴21的轴向的反输出侧观察时，散热器41和控制基板4a、4b为以输出轴21的轴心O作为对称中心的点对称的配置。由此，可以紧凑地安装2个系统的电路，从而实现产品的小型化、尤其径向尺寸的小型化。

电源连接器43a、43b及信号连接器44a、44b配置在装置的最端部。此外，在从输出轴21的轴向的反输出侧观察时，电源连接器43a、43b及信号连接器44a、44b为以输出轴21的轴心O作为对称中心的点对称的配置。由此，可以安装2个系统的电路，从而实现产品的小型化、尤其径向尺寸的小型化。

除了控制基板4a、4b及散热器41之外，在从输出轴21的轴向的反输出侧观察时，2组功率模块50a、50b为以输出轴21的轴心O作为对称中心的点对称的配置。由此，除了产品的小型化之外，还能获得使得因流过2个系统的功率模块50a、50b的大电流而发生的开关噪声相互抵消的效果。其结果为，能获得旋转传感器17a、17b的角度检测精度的提高、无线电噪声降低等效果。

控制单元1a、1b由于互相分离独立且为相同形状、相同结构，因此可以确保由2个系统化所得到的冗余性。

功率模块50a、50b配置于柱部41b的与轴心O正交的具有长方形截面的短边所构成的一对配置部41f、41g。控制基板4a、4b配置在柱部41b的与轴心O正交的具有长方形截面的长边所构成的一对配置部41d、41e，在同组的功率模块50a、50b侧延长配置。由此，控制基板4a、4b通过从配置部41d、41e突出，从而在从与配置部41d、41e正交的方向上进行观察时，同组的功率模块50a、50b重叠，从而可以扩大安装区域。

传感器转子18安装在从框架29突出的输出轴21的端部，并且配置在散热器41的形成在电动机2侧的凹部41c内。电路基板40配置在凹部41c的与输出轴21相对的相对面。此外，旋转传感器17a、17b配置在电路基板40，以使得与传感器转子18相对。由此，能够实现装置的小型化、尤其轴向尺寸的小型化。此外，旋转传感器17a、17b由于配置在凹部41c内，因此几乎不受到由电动机绕组24a、24b的电流导通、断开所导致的噪声。

控制单元1a、1b的控制基板4a、4b及功率模块50a、50b分离独立。在从输出轴21的轴向的反输出侧观察时，控制基板4a、4b为以输出轴21的轴心O作为对称中心的点对称的配置。由此，电动机绕组24a、24b的相端子28a、28b能够连接至控制基板4a、4b中的任一个控制基板，由此提高了组装性。

另外，在上述实施方式1中，虽然包括电源系统和信号系统的2组连接器，但也可以使用1组连接器，在引出至机壳内之后，再分支为电源系统和信号系统的2组。

实施方式2.

图4是从反输出侧观察本发明的实施方式2所涉及的电动助力转向装置中的控制单元周围的透视图。

在图4中，功率模块50a通过保持构件50g以与散热器41的柱部41b紧密接触的状态被保持。功率模块50b通过保持构件50h以与柱部41b紧密接触的状态被保持。该保持构件50g、50h若为散热材料、例如铜板，则有助于提高功率模块50a、50b的散热性。

使控制基板4a在柱部41b的配置部41d的宽度方向的两侧突出，并被配置在配置部41d上。为了与功率模块50a的信号线路50c连接，从与配置部41d正交的方向观察，设为控制基板4a和功率模块50a的重叠比控制基板4a和功率模块50b的重叠要多。使控制基板4b在柱部41b的配置部41e的宽度方向的两侧突出，并配置在配置部41e上。为了与功率模块50b的信号线路50d连接，从与配置部41e正交的方向观察，设为控制基板4b和功率模块50b的重叠比控制基板4b和功率模块50a的重叠要多。

此外，平滑电容器30U、30V、30W在控制基板4a、4b的径向的外侧被配置为靠近输出轴21的轴向的电动机2侧。由此，可以使平滑电容器30U、30V、30W的端子与中继构件42或功率模块50a、50b的电源线路之间的电连接长度变短，从而具有噪声抑制效果。

另外，其他的结构被构成为与上述实施方式1相同。

此外，在实施方式2中，在从输出轴21的轴向的反输出侧观察时，散热器41、控制基板4a、4b、功率模块50a、50b、电源连接器43a、43b、信号连接器44a、44b、平滑电容器30也设为以输出轴21的轴心O作为对称中心的点对称的配置。

因此，在本实施方式2中，也与实施方式1相同地被构成。

此外，在实施方式2中，控制基板4a、4b形成为在配置部41d、41e的宽度方向的两侧突出的形状。其结果是，与上述实施方式1相比，可以扩大控制基板4a、4b的安装区域，在不使控制单元的尺寸变大的情况下，能够安装更多元器件。

另外，在上述实施方式1、2中，散热器41的柱部41b形成为从输出轴21的轴向外侧观察的俯视时为长方形。其中，柱部41b不限于在俯视时为长方形，只要是具有配置有至少2个控制基板和2个功率模块的4个配置部的多边形即可。

实施方式3.

图5是从反输出侧观察本发明的实施方式3所涉及的电动助力转向装置中的控制单元周围的透视图，图6是从反输出侧观察本发明的实施方式3所涉及的电动助力转向装置的端面图。

在图5中，在从上述输出轴21的轴向的反输出侧观察时，散热器41的柱部41b中，使得由长方形的一个短边所构成的配置部41g侧向由一侧的长边所构成的配置部41d侧突出。此外，在从上述输出轴21的轴向的反输出侧观察时，散热器41的柱部41b中，使得由长方形的另一个短边所构成的配置部41f侧向由另一侧的长边所构成的配置部41e侧突出。

由此，散热器41的柱部41b形成为下述形状，即：配置部41d的配置部41g侧的端部向与配置部41e相反侧突出、而配置部41e的配置部41f侧的端部向与配置部41d相反侧突出。控制基板4a、4b各自配置在配置部41d、41e的除突出部以外的区域中。功率模块50a偏移至突出部侧，远离控制基板4a，配置在配置部41f上。功率模块50b偏移至突出部侧，远离控制基板4b，配置在配置部41g上。由此，控制基板4a、4b的安装区域与实施方式1相比被扩大。

控制基板4a、4b被配置为从柱部41b的配置部41d、41e相分离。安装在控制基板4a、4b上的发热元器件53经由例如具有高的热传导率的粘合剂、片材等散热构件来与从配置部41d、41e突出的散热部54相接。由此，由发热元器件53产生的发热经由散热部54被有效地散热至散热器41，从而抑制过度的温度上升。

如图6所示，电源连接器43a、43b及信号连接器44a、44b配置在散热器15的底部15b的反输出侧的面即外表面。

从电源连接器43b延长的终端组即电源线路43d被汇总为通过机壳15的底部15b的内部，延伸至底部15b的约中央部分，并从底部15b的中央部分被引出到机壳15内。此外，电源线路43d由支承构件45b支承在底部15b上，沿着底部15b的内表面朝向径向内侧延伸，与控制基板4a和中继构件42c的电源线路相连接。

从信号连接器44a延长的终端组即信号线路44d通过机壳15的底部15b的内部，延伸至电源线路43d的朝向机壳15内的引出部的径向外侧位置，由此从底部15b引出到机壳15内。此外，信号线路44d由支承构件45b支承在底部15b上，沿着底部15b的内表面朝向径向内侧延伸，与控制基板4a的信号线路相连接。

从电源连接器43a延长的终端组即电源线路43d被汇总为通过机壳15的底部15b的内部，延伸至底部15b的约中央部分，从底部15b的中央部分被引出到机壳15内。此外，电源线路43c由支承构件45a支承在底部15b上，沿着底部15b的内表面朝向径向内侧延伸，与控制基板4b和中继构件42d的电源线路相连接。

从信号连接器44b延长的终端组即信号线路44c通过机壳15的底部15b的内部，延伸至电源线路43c的朝向机壳15内的引出部的径向外侧位置，由此从底部15b被引出到机壳15内。此外，信号线路44c由支承构件45a支承在底部15b上，沿着底部15b的内表面朝向径向内侧延伸，与控制基板4b的信号线路相连接。

此外，在从输出轴21的轴向的反输出侧观察时，电源连接器43a、43b、电源线路43c、43d、信号连接器44a、44b、信号线路44c、44d及支承构件45a、45b为以输出轴21的轴心O作为对称中心的点对称的配置。电源线路43c、43d及信号线路44c、44d被配置为约直线状，因此具有实现工作性、组装性的标准化的效果。

此外，如图5所示，在从输出轴21的轴向的反输出侧观察时，电动机绕组24a、24b的相端子28aU、28aV、28aW、28bU、28bV、28bW为以输出轴21的轴心O作为对称中心的点对称的配置。而且，相端子28aU、28aV、28aW、28bU、28bV、28bW在控制基板4a、4b的径向外侧且在比控制基板4a、4b更靠电动机2侧与来自功率模块50a、50b的输出端子的延长端子相连接。如此，在从输出轴21的轴向的反输出侧观察时，构成机壳15内的控制单元1的大部分元器件为以输出轴21的轴心O作为对称中心的点对称的配置。由此，也使得电动机驱动时的电流切换噪声在控制单元1内抵消，从而起到噪声辐射抑制效果。

此外，如图6所示，在从输出轴21的轴向的反输出侧观察时，电源连接器43a、43b和信号连接器44a、44b为以输出轴21的轴心O作为对称中心的点对称的配置。从电源连接器43a的终端延伸的电源线路43c、以及从信号连接器44b的各终端延伸的信号线路44c各自集中到一起，作为终端组46b被引出到机壳15内，与连接对象的电源线路及信号线路相连接。同样地，电源连接器43b的电源线路43d、以及信号连接器44b的信号线路44d也作为终端组46a被引出到机壳15内，与连接对象的电源线路及信号线路相连接。由此，在机壳15的内外，在从输出轴21的轴向的反输出侧观察时，主要的元器件全部为以输出轴21的轴心O作为对称中心的点对称的配置。由此，在组装工序中，控制基板4a、4b无论面向左右中的哪一方向放置，作业都为相同，因此容易进行装置的处理。另外，在图6中，电源连接器和信号连接器被配置为在图中上下相分离，但也可以被配置为在左右相分离。

实施方式4.

图7是从反输出侧观察本发明的实施方式4所涉及的电动助力转向装置中的控制单元周围的透视图。

在图7中，控制基板4a、4b配置在散热器41的柱部41b的相对的一对配置部41d、41e上。功率模块50a、50b配置在散热器41的柱部41b的相对的另一对配置部41f、41g上。控制基板4b及功率模块50b构成为比控制基板4a及功率模块50a小规模。另外，其他的结构被构成为与上述实施方式1相同。

在根据实施方式4的电动助力转向装置中，功率模块50a对应于驱动电动机2的电流容量多的系统，功率模块50b对应于驱动电动机2的电流容量小的系统。

此外，该电动助力转向装置也可以对应于在正常时使用控制单元1a而从属地使用控制单元1b的系统。

在该实施方式4中，控制基板4a、4b配置在散热器41的柱部41b的相对的一对配置部41d、41e上，功率模块50a、50b配置在散热器41的柱部41b相对的另一对配置部41f、41g上。因此，在实施方式4中，也实现了设为2组电路结构的装置的小型化。

另外，在上述各实施方式中，虽然将电动机作为三相电动机进行了说明，但是电动机也可以为三相以上的多相绕组电动机。

此外，在上述各实施方式中，虽然使用2组三相电动机绕组进行说明，但是也可以为1组三相电动机绕组。在此情况下，构成内置有构成电路部3U、3V的开关元件的第1功率模块和向这些开关元件输出控制信号的第1控制基板的组、以及内置有构成电路部3W和电源用继电器的开关元件的第2功率模块和向这些开关元件输出控制信号的第2控制基板的组。而且，分别沿着柱部41b的一对配置部41d、41e各配置有1个第1控制基板和第2控制基板，分别沿着柱部41b的另一对配置部41f、41g各配置有1个第1功率模块和第2功率模块。

标号说明

1、1a、1b控制单元，2电动机，4a控制基板(第1控制基板)，4b控制基板(第2控制基板)，15机壳，17a、17b旋转传感器，18传感器转子，21输出轴，24a电动机绕组(第1电动机绕组)，24b电动机绕组(第2电动机绕组)，31U上臂用开关元件，32U下臂用开关元件，34U继电器用开关元件，41散热器，41b柱部，41c凹部，41d－41g配置部，43a电源连接器(第1电源连接器)，43b电源连接器(第2电源连接器)，44a信号连接器(第1信号连接器)，44b信号连接器(第2信号连接器)，50a功率模块(第1功率模块)，50b功率模块(第2功率模块)。

Claims (12)

1.一种电动助力转向装置，

所述电动助力转向装置包括电动机、以及在所述电动机的输出轴的轴向上配置且与所述电动机一体化的控制单元，其特征在于，

所述电动机包括第1电动机绕组和第2电动机绕组，

控制单元包括：

第1功率模块，该第1功率模块具有向所述第1电动机绕组提供电流的多个第1开关元件；第1控制基板，该第1控制基板向所述多个第1开关元件输出控制信号；第2功率模块，该第2功率模块具有向所述第2电动机绕组提供电流的多个第2开关元件；第2控制基板，该第2控制基板向所述多个第2开关元件输出控制信号；散热器，该散热器对所述控制单元中的发热进行散热；和机壳，该机壳构成所述控制单元的外壳，

所述散热器包括柱部，该柱部在所述机壳内的所述输出轴的轴心的延长线上沿所述输出轴的轴向延伸，

所述柱部具有多个配置部，该多个配置部由与所述输出轴的轴向平行的平面构成，

所述第1控制基板和所述第2控制基板分别沿着与所述多个配置部中的相对的一对配置部各配置有1个，

所述第1功率模块和所述第2功率模块分别沿着所述多个配置部中的其他相对的一对配置部各配置有1个，

构成所述相对的一对配置部的平面与构成所述其他相对的一对配置部的平面正交。

2.如权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述第1电动机绕组的第1相端子的组与所述第2电动机绕组的第2相端子的组按组被引出至所述机壳内，

被引出至所述机壳内的所述第1相端子的群的端部在所述第1控制基板或所述第2控制基板的径向外侧与所述第1功率模块的输出端子相连接，

被引出至所述机壳内的所述第2相端子的群的端部在所述第1控制基板或所述第2控制基板的径向外侧与所述第2功率模块的输出端子相连接，

所述第1相端子的群的端部与所述第1功率模块的所述输出端子的连接部以及所述第2相端子的群的端部与所述第2功率模块的所述输出端子的连接部在从所述输出轴的轴向的反输出侧观察时，为以所述输出轴的轴心作为对称中心的点对称的配置。

3.如权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述第1控制基板、所述第2控制基板、所述第1功率模块以及所述第2功率模块在从所述输出轴的轴向的反输出侧观察时，为以所述输出轴的轴心作为对称中心的点对称的配置。

4.如权利要求2所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述第1控制基板、所述第2控制基板、所述第1功率模块以及所述第2功率模块在从所述输出轴的轴向的反输出侧观察时，为以所述输出轴的轴心作为对称中心的点对称的配置。

5.一种电动助力转向装置，

所述电动助力转向装置包括电动机、以及在所述电动机的输出轴的轴向上配置且与所述电动机一体化的控制单元，其特征在于，

所述电动机包括1个电动机绕组，

控制单元包括：

第1功率模块，该第1功率模块具有向构成所述电动机绕组的一部分的相绕组提供电流的多个第1开关元件；第1控制基板，该第1控制基板向所述多个第1开关元件输出控制信号；第2功率模块，该第2功率模块具有向构成所述电动机绕组的剩余的相绕组提供电流的多个第2开关元件；第2控制基板，该第2控制基板向所述多个第2开关元件输出控制信号；散热器，该散热器对所述控制单元中的发热进行散热；和机壳，该机壳构成所述控制单元的外壳，

所述散热器包括柱部，该柱部在所述机壳内的所述输出轴的轴心的延长线上沿所述输出轴的轴向延伸，

所述柱部具有多个配置部，该多个配置部由与所述输出轴的轴向平行的平面构成，

所述第1控制基板和所述第2控制基板分别沿着所述多个配置部中的相对的一对配置部各配置有1个，

所述第1功率模块和所述第2功率模块分别沿着所述多个配置部中的其他相对的一对配置部各配置有1个，

构成所述相对的一对配置部的平面与构成所述其他相对的一对配置部的平面正交。

6.如权利要求5所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述第1控制基板、所述第2控制基板、所述第1功率模块以及所述第2功率模块在从所述输出轴的轴向的反输出侧观察时，为以所述输出轴的轴心作为对称中心的点对称的配置。

7.如权利要求1至6中任一项所述的电动助力转向装置，其特征在于，

配置有所述第1控制基板和所述第1功率模块的配置部在周向上相邻，

从所述第1控制基板的配置部朝向所述第1功率模块一侧的突出量比从所述第1控制基板的所述配置部朝向所述第1功率模块的相反侧的突出量要多，

配置有所述第2控制基板和所述第2功率模块的配置部在周向上相邻，

从所述第2控制基板的配置部朝向所述第2功率模块一侧的突出量比从所述第2控制基板的所述配置部朝向所述第2功率模块的相反侧的突出量要多。

8.如权利要求1至6中任一项所述的电动助力转向装置，其特征在于，

所述柱部被构成为下述形状，即：在从所述输出轴的轴向的反输出侧观察时，使长方形的长边的长度方向的一个端部朝向短边的长度方向的一侧突出、并使所述长边的长度方向的另一个端部朝向所述短边的长度方向的另一侧突出，

所述第1控制基板被配置在由位于所述长方形的所述短边的一侧的长边所构成的配置部，以使得向所述长边的长度方向的另一方突出，

所述第1功率模块被配置在由位于所述长方形的所述长边的长度方向的另一方的短边所构成的配置部，以使得向所述短边的长度方向的另一侧偏移，

所述第2控制基板被配置在由位于所述长方形的所述短边的另一侧的长边所构成的配置部，以使得向所述长边的长度方向的一方突出，

所述第2功率模块被配置在由位于所述长方形的所述长边的长度方向的一方的短边所构成的配置部，以使得向所述短边的长度方向的一侧偏移。

9.如权利要求1至6中任一项所述的电动助力转向装置，其特征在于，

凹部以在所述电动机一侧开口的方式形成于所述散热器，

传感器转子被安装到所述输出轴的反输出侧的端部，

旋转传感器被配置在所述凹部内，以使得与所述传感器转子相对。

10.如权利要求9所述的电动助力转向装置，其特征在于，

进行与外部的功率和信号的交换的至少1组连接器被配置在所述机壳的反输出侧的端部，

所述第1控制基板和所述第2控制基板分别构成为矩形平板状，并且将该矩形平板状的长边的长度方向作为所述输出轴的轴向，从而被配置在配置对象的配置部，

来自所述连接器的信号线路与在所述第1控制基板和所述第2控制基板各自的反输出侧的短边缘部所形成的连接终端相连接，

来自所述旋转传感器的信号线路与在所述第1控制基板和所述第2控制基板各自的输出侧的短边缘部所形成的连接终端相连接，

来自所述第1功率模块的信号线路与在所述第1控制基板的所述第1功率模块一侧的长边缘部所形成的连接终端相连接，

来自所述第2功率模块的信号线路与在所述第2控制基板的所述第2功率模块一侧的长边缘部所形成的连接终端相连接。

11.如权利要求1至6中任一项所述的电动助力转向装置，其特征在于，

在所述第1功率模块和所述第1控制基板与外部之间进行功率、信号的交换的第1电源连接器和第1信号连接器、以及在所述第2功率模块和所述第2控制基板与所述外部之间进行功率、信号的交换的第2电源连接器和第2信号连接器被配置于所述机壳的反输出侧的端部，

来自所述第1电源连接器和所述第2电源连接器的电源线路、以及来自所述第1信号连接器和所述第2信号连接器的信号线路在从所述输出轴的轴向的反输出侧观察时，为以所述输出轴的轴心作为对称中心的点对称的配置。

12.如权利要求1至6中任一项所述的电动助力转向装置，其特征在于，

在所述第1功率模块和所述第1控制基板与外部之间进行功率、信号的交换的第1电源连接器和第1信号连接器、以及在所述第2功率模块和所述第2控制基板与所述外部之间进行功率、信号的交换的第2电源连接器和第2信号连接器被配置于所述外壳的反输出侧的端部，

所述第1控制基板、所述第2控制基板、所述第1功率模块、所述第2功率模块、所述第1电源连接器、所述第2电源连接器、所述第1信号连接器以及所述第2信号连接器在从所述输出轴的轴向的反输出侧观察时，为以所述输出轴的轴心作为对称中心的点对称的配置。

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