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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Motorsteuer- bzw. Regelvorrichtung
(nachfolgend Motorsteuervorrichtung genannt), die für ein Fahrzeug-Hilfskraftlenkungssystem,
ein Bremsbetätigungssystem
bzw. -steuersystem etc. verwendet werden kann.
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Eine
veröffentlichte
US-Patentanmeldung US 2003/0173920 (entsprechend
US 6.906.483 B2 , entsprechend
JP 2003-3267233 A) stellt eine elektrische Hilfskraftlenkungsvorrichtung
einschl. eines Motors und einer Motorsteuersystemkarte, die in einem
Kartengehäuse
eingeschlossen ist, dar.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Das
Kartengehäuse
der elektrischen Hilfskraftlenkungsvorrichtung dieser US-Veröffentlichung ist
jedoch so angeordnet, um die gesamte Größe der Vorrichtung zu erhöhen.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motorsteuervorrichtung
zu schaffen, die in Aufbau und Kompaktheit vereinfacht ist.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des einem der Ansprüche 1 biss
1 bzw. 31. Die Unteransprüche
haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
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Gemäß eines
Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst eine Motorsteuervorrichtung:
einen Motor mit einem Drehelement; und einer Steuersystemkarte,
die eine Komponente eines Steuer/Regelschaltkreises unterstützt, um
den Motor zu steuern bzw. zu regeln, und umfasst einen ersten Kartenbereich,
der einer Richtung entlang einer Drehachse des Motors gegenübersteht,
und einen zweiten Kartenbereich, der sich radial vom ersten Kartenbereich aus
erstreckt.
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Gemäß eines
weiteren Aspekts der Erfindung, weist die Motorsteuervorrichtung
ferner einen Antriebsbereich auf, der mit dem Motor verbunden ist,
um das Drehmoment vom Motor aufzunehmen. Die Steuervorrichtung kann
ein Hilfskraftlenkungssystem oder ein Bremsbetätigungssystem sein.
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Weitere
Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der
beigefügten
Zeichnung.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnung
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1 ist
eine teilweise Schnittansicht, als ob sie durch eine X-Y-Ebene geschnitten
wird, einer Motorsteuervorrichtung in der Form eines elektrischen Hilfskraftlenkungssystems
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine teilweise Schnittansicht, als ob sie durch eine Y-Z-Ebene geschnitten
wird, eines Hilfskraftlenkungssystems von 1.
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3 ist
eine teilweise Schnittansicht, als ob sie durch eine X-Z-Ebene geschnitten
wird, des Hilfskraftlenkungssystems von 1.
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4 ist
eine komplette Schnittansicht, als ob sie durch eine X-Z-Ebene geschnitten
wird, des Hilfskraftlenkungssystems von 1.
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5 ist
eine perspektivische Explosionsansicht des Hilfskraftlenkungssystems
von 1.
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6 ist
eine perspektivische Ansicht, die Wechselrichter und ihre Umgebung
im Hilfskraftlenkungssystem von 1 darstellt.
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7 ist
eine schematische Ansicht, die eine Motorsteuervorrichtung in der
Form eines hydraulischen Hilfskraftlenkungssystems gemäß eines
ersten praktischen Beispiels einer zweiten Ausführungsform darstellt.
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8 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine hydraulische Hilfskraftlenkungseinheit
des Hilfskraftlenkungssystems von 7 darstellt.
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9 ist
eine Vorderansicht der Hilfskraftlenkungseinheit von 8,
wie sie aus einer η-Achsenrichtung
gesehen wird.
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10 ist
eine Vorderansicht der Hilfskraftlenkungseinheit von 8,
wie sie aus einer ξ-Achsenrichtung
gesehen wird.
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11 ist
eine Vorderansicht der Hilfskraftlenkungseinheit von 8,
wie sie aus einer ζ-Achsenrichtung
gesehen wird.
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12 ist
eine teilweise Schnittansicht, als ob sie durch eine ξ-ζ-Ebene geschnitten
wird, der Hilfskraftlenkungseinheit von 8.
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13 ist
eine Schnittansicht, als ob sie durch eine ξ-ζ-Ebene geschnitten wird, der
Hilfskraftlenkungseinheit von 8.
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14 ist
eine schematische Ansicht, die eine Motorsteuervorrichtung in der
Form eines hydraulischen Hilfs kraftlenkungssystems gemäß eines zweiten
praktischen Beispiels der zweiten Ausführungsform darstellt.
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15 ist
eine schematische Ansicht, die eine Motorsteuervorrichtung in der
Form einer Bremsbetätigungsvorrichtung
gemäß eines
ersten praktischen Beispiels einer dritten Ausführungsform darstellt.
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16 ist
eine teilweise Schnittansicht, als ob sie durch eine X-Z-Ebene geschnitten
wird, einer Bremsbetätigungseinheit
des Bremsbetätigungssystems
von 15.
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17 ist
eine Schnittansicht der Bremsbetätigungseinheit
des Bremsbetätigungssystems
von 15.
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18 ist
eine Schnittansicht der Bremsbetätigungseinheit
eines Bremsbetätigungseinheitsgehäuses eines
Bremsbetätigungssystems
gemäß eines
zweiten praktischen Beispiels der dritten Ausführungsform.
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19 ist
eine Schnittansicht eines Bremsbetätigungseinheitsgehäuses eines
Bremsbetätigungssystems
gemäß eines
dritten praktischen Beispiels der dritten Ausführungsform.
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20 ist
eine Schnittansicht eines Bremsbetätigungseinheitsgehäuses eines
Bremsbetätigungssystems
gemäß eines
vierten praktischen Beispiels der dritten Ausführungsform.
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21 ist
eine Schnittansicht eines Bremsbetätigungseinheitsgehäuses eines
Bremsbetätigungssystems
gemäß eines
fünften
praktischen Beispiels der dritten Ausführungsform.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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1 bis 6 stellen
eine Motorsteuervorrichtung oder -system gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegen den Erfindung dar. Die Motorsteuervorrichtung umfasst
mind. einen Motorsteuer- bzw. Regelbereich 1. In der ersten
Ausführungsform
umfasst die Motorsteuervorrichtung ferner einen Antriebsbereich,
der mit dem Motorsteuerbereich 1 kombiniert ist, um ein
elektrisches Hilfskraftlenkungssystem zu bilden. In diesen Figuren
ist eine Y-Achse parallel zur Axialrichtung des Hilfskraftlenkungssystems;
eine X-Achse senkrecht zur Y-Achse
und parallel zum Blatt Papier von 1; und eine
Z-Achse senkrecht
zum Blatt Papier von 1.
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Der
Motorsteuerbereich 1 dieser Ausführungsform umfasst mind. einen
Motor 100, eine Stromnetzkarte oder Substrat bzw. Trägermaterial 400 zum
Unterstützen
der Komponenten eines Energieversorgungs- bzw. Stromversorgungsschaltkreises,
und eine Steuersystemkarte oder Substrat 300 zum Unterstützen der
Komponenten eines Steuer/Regelschaltkreises. Der Motor 100 umfasst
einen Stator bzw. Ständer 110 und
ein Drehelement 120 mit einem Rotor. Der Stromversorgungsschaltkreis
umfasst eine oder mehrere Halbleiterschaltvorrichtungen 410,
die auf der Stromnetzkarte 400 befestigt sind, und die
ausgelegt sind, um dem Motor 100 Strom zuzuführen. In
diesem Beispiel umfasst jede Schaltvorrichtung einen Wechselrichter 410.
In diesem Beispiel umfasst der Steuerschaltkreis einen Mikrocomputer
zum Steuern bzw. Regeln der Inverter 410, wobei der Mikrocomputer
auf der Steuersystemkarte 300 angeordnet ist.
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Die
Steuersystemkarte umfasst mind. einen ersten Kartenbereich oder
Motorseitenbereich 301 und einen zweiten Kartenbereich
oder Außenbereich 302.
Der erste Kartenbereich 301 ist an einem Ende des Motors 100 auf
der positiven Z-Achsenseite
des Motors 100 vorgesehen, das ist die obere Seite des Motors 100,
wie sie in 3 gesehen wird. Der erste Kartenbereich 300 ist
so ausgerichtet, dass die Achse des Rotors 120 senkrecht
zum ersten Kartenbereich 301 ist. Der zweite Kartenbereich 302 erstreckt sich
radial nach außen
vom ersten Kartenbereich 301. In diesem Beispiel ist die
Steuersystemkar te 300 im Wesentlichen eine flache Einzelkarte,
und die ersten und zweiten Kartenbereiche 301 und 302 sind beide
im Wesentlichen flach und eben (in der gleichen Ebene).
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Das
Hilfskraftlenkungssystem dieser Ausführungsform umfasst mind. den
oben erwähnten
Motorsteuerbereich 1, ein Anordnungsgehäuse mit einem ersten Gehäuse 2a und
einem zweiten Gehäuse 2b, eine
Lenkeingangswelle 3, eine Zahnradwelle 4, ein Schneckenrad 5,
eine Schneckenwelle 6 (die als ein angetriebenes Element
dient, das durch den Motor 100 angetrieben wird), einen
Drehmomentsensor TS und einen Drehpositionssensor 130.
Die Steuersystemkarte 300 ist so angeordnet, dass die Schneckenwelle 6 senkrecht
zur Steuersystemkarte 300 ist. Die Steuersystemkarte ist
mit dem Drehmomentsensor TS, der Stromnetzkarte 400 und
dem Drehpositionssensor 130 verbunden, der angeordnet ist,
um die Drehung des Motors 200 zu erfassen.
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Das
erste Gehäuse 2a umfasst
mind. ein Getriebegehäuse 11,
ein Motorgehäuse 12 und
ein Stromnetzkartengehäuse 13 (am
besten in 5 dargestellt). Im dargestellten
Beispiel sind das Motorgehäuse 12 und
das Stromnetzkartengehäuse 13 einstückig miteinander,
und integrierte Teile eines Einzelgehäuses. Das Motorgehäuse 12 ist
auf der negativen Z-Achsenseite
des Getriebegehäuses 11 angeordnet
(das ist die untere Seite des Getriebegehäuses 11, wie in 3 ersichtlich).
Das Stromnetzkartengehäuse 13 ist
auf der negativen Z-Achsenseite
des Getriebegehäuses 11 und
auf der positiven X-Achsenseite
des Motorgehäuses 12 angeordnet (das
ist die rechte Seite des Motorgehäuses 12, wie in 3 ersichtlich).
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Das
Getriebegehäuse 11 umfasst
einen Hauptbereich, der wie eine Schale mit einem Boden ausgebildet
ist. Der Boden des Getriebegehäuses 11 liegt
der positiven Y-Achsenrichtung gegenüber (das ist die Aufwärtsrichtung,
wie in 1 ersichtlich), und ist mit einer Durchgangsöffnung 11a ausgebildet, durch
die die Lenkeingangswelle 3 eingesetzt wird. Das Getriebegehäuse 11 umfasst
eine Öffnung 11b auf
der negativen Y-Achsenseite (das ist die untere Seite, wie in 1 ersichtlich).
Die Zahnradwelle 4, das Schneckenrad 5, Steuersystemkarte 300 und Drehmomentsensor
TS werden nacheinander durch die Öffnung 11b des Getriebegehäuses 11 eingesetzt.
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Die
Lenkeingangswelle 3 ist eine hohle zylindrische Welle (die
sich in die Y-Achsenrichtung erstreckt), und weist darin einen Torsionsstab 8 auf.
Die Eingangswelle 3 ist zum Verbinden mit einem Lenkrad
eines Fahrzeugs vorgesehen. Die Eingangswelle 3 ist durch
den Torsionsstab 8 mit der Zahnradwelle 4 verbunden.
Im Getriebegehäuse 11 ist
der Drehmomentsensor TS um eine Eingangswelle 3 herum angeordnet,
um die relative Drehung zwischen Eingangswelle 3 und der
Zahnradwelle 4 infolge einer Lenkbetätigung eines Fahrers eines
Fahrzeugs zu erfassen und ein Signal zur Steuersystemkarte 300 zu
senden.
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Das
Motorgehäuse 12 schließt den Motor 100 ein,
wie in den 3, 4 und 5 dargestellt,
und erstreckt sich in die positive Richtung der Z-Achse von einem
ersten Ende, das mit einer Motoreinsetzöffnung 12a ausgebildet
ist, die in negativer Z-Achsenrichtung geöffnet und so ausgelegt ist,
dass der Motor 100 dadurch eingesetzt werden kann, bis zu
einem zweiten Ende, das durch eine ringförmige Endwand definiert ist,
die mit einem Sensoranordnungsbereich 12b ausgebildet ist,
der in die positive Z-Achsenrichtung geöffnet ist, wie es am besten
in 5 ersichtlich ist, und welches so geformt ist,
dass der Drehpositionssensor 130 von der positiven Z-Achsenrichtung
aus (von oben, wie in 3 ersichtlich) befestigt werden
kann. Das Motorgehäuse 12 umfasst
ferner eine Umfangswand, die den Stator 110 und den Rotor 120 umgibt.
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Der
Drehpositionssensor 130 ist benachbart zur Steuersystemkarte 300 auf
der positiven Z-Achsenseite des Motorgehäuses 12 angeordnet
und zwischen dem Motorgehäuse 12 auf
der negativen Z-Achsenseite und der Steuersystemkarte 300 auf der positiven
Z-Achsenseite vorgesehen (die obere Seite, wie in 3 ersichtlich).
Die Steuersystemkarte 300 ist so angeordnet, dass die Achse
des Rotors 120 (Ausgangswelle des Motors 100)
senkrecht zur Steuersystemkarte 300 ist. Der Drehpositionssensor 130 ist
durch Ausgangsanschlüsse 131 mit
der Steuersystemkarte 300 verbunden. In diesem Beispiel sind
die Ausgangsanschlüsse 131 in
der Form von Verbindungsstiften, die senkrecht vom Drehpositionssensor 130 in
die positive Z-Achsenrichtung
hervorspringen, und die in entsprechenden, in der Steuersystemkarte 300 ausgebildeten
Stiftlöchern
eingesetzt sind, wie in 5 dargestellt. Da der Drehpositionssensor 130 zur
Steuersystemkarte 300 benachbart ist, können die Ausgangsanschlüsse 131 kürzer hergestellt
werden.
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Der
Motor 100 dieses Beispiels ist ein bürstenloser Motor mit einem
Stator 110 und einem Rotor 120. Der Strom wird
dem Stator 110 gemäß der Drehposition
des Rotors 120, die durch den Drehpositionssensor 130 erfasst
wird, zugeführt.
Der Drehpositionssensor 130 ist am Sensoranordnungsbereich 12b,
der im zweiten Ende des Motorgehäuseelements 12 ausgebildet
ist, an der Position, die dem axialen Ende des Rotors 120 auf
der positiven Z-Achsenseite gegenüberliegt, befestigt. Der Drehpositionssensor 130 ist
im ersten Gehäuseelement 2a eingeschlossen,
so dass die Verbindung durch die Ausgangsanschlüsse 131 zwischen dem
Drehpositionssensor 130 und der Steuersystemkarte 300 einfacher und
zuverlässiger
hergestellt wird. Der Motor 100 ist nicht auf diesen bürstenlosen
Typ begrenzt. Der Motor 100 kann auch ein Bürstenmotor
sein.
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Das
Stromnetzkartengehäuse 13 wird
aus wärmeleitendem
Material hergestellt, das in diesem Beispiel eine Aluminiumlegierung
ist. In diesem Beispiel wird das Stromnetzkartengehäuse 13 durch Aluminiumdruckguss
gebildet, um einen besseren Kühleffekt
zu erhalten oder die Fähigkeit
der Wärmeabfuhr
zu verbessern. Die Stromnetzkarte 400 ist im Stromnetzkartengehäuse 13 eingeschlossen.
Wie in 2 dargestellt, umfasst das Stromnetzkartengehäuse 13 eine
Mehrzahl von Aufnahmebereichen 13a der Stromnetzvorrichtung,
die über
die Stromnetzvorrichtung 420, 430 und 440 unabhängig an entsprechenden
Positionen angefügt
und befestigt sind. Diese Stromnetzvorrichtungen sind Vorrichtungen,
die auf der Stromnetzkarte 400 befestigt sind. Jeder der
Aufnahmebereiche 13a der Stromnetzvorrichtungen ist ein
sockelähnlicher
Bereich, der in die negative Z-Achsenrichtung
vertieft ist (das ist die Aufwärtsrichtung,
wie in 2 ersichtlich ist).
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Ein
Kühlkörper 13b ist
auf der negativen Z-Achsenseite
des Stromnetzkartengehäuses 13 am Außenumfang
der Aufnahmebereiche 13a der Stromnetzvorrichtung vorgesehen,
wie in 3 dargestellt. Der Kühlkörper 13b ist ausgelegt,
um Wärme
der Wechselrichter 410, die im Stromnetzkartengehäuse 13 angeordnet
sind, durch Erhöhen
des Oberflächenbereichs
zu absorbieren und abzuführen.
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Das
integrale Gehäuseelement,
das aus dem Motorgehäuse 12 und
dem Stromnetzkartengehäuse 13 gebildet
wird, umfasst ein Ende 12c, 13c, das in Richtung
der Steuersystemkarte 300 auf der positiven Z-Achsenseite
gegenüberliegt.
Die Enden 12c, 13c weisen eine gemeinsame Fläche S auf,
mit der das die Steuersystemkarte 300 umschließende Getriebegehäuseelement 11 verbunden
ist. Diese gemeinsame Fläche
S ist im Wesentlichen flach und eben in der selben flachen Ebene,
die die A-Ebene ist, wie in 3 dargestellt.
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Zum
Zeitpunkt des Zusammenbaus werden die Stromnetzvorrichtungen 420 bis 440 in
die entsprechenden Aufnahme(Anschluss- oder Sockel-)Bereiche 13a des
Stromnetzkartengehäuses 13 eingepasst.
Die Aufnahmebereiche 13a sind ausgelegt, um die Vorrichtungen 420 ~ 440 einfach
durch Einsetzen der Vorrichtungen in die entsprechenden Aufnahmebereiche 13a einzeln
zu positionieren. Durch Abdecken der Stromnetzkarte 400 auf
dem Stromnetzkartengehäuseelement 13 mit
den in die ent sprechenden Aufnahmebereiche 13a eingepassten
Stromnetzvorrichtungen können
folglich die Stromnetzvorrichtungen einfach an den genauen Positionen
in der Stromnetzkarte 400 eingesetzt werden, so dass die
Löttätigkeit
für die
Stromnetzvorrichtungen einfacher wird.
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Das
zweite Gehäuse 2b bedeckt
die Zahnradwelle 4 von der negativen Y-Achsenseite und
verschließt
die Öffnung 11b des
ersten Gehäuses 2a, wie
in 1 dargestellt.
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Die
Steuersystemkarte 300 ist zwischen der Stromnetzkarte 400 und
dem Schneckenrad 5, wie in 4 dargestellt,
und folglich zwischen dem Motor 100 und dem Schneckenrad 5 angeordnet.
Die Steuersystemkarte 300 in der Form einer flachen Platte
ist parallel zur X-Y-Ebene und senkrecht zur Schneckenwelle 6.
Die Steuersystemkarte 300 (oder der Schaltkreis der Steuersystemkarte 300)
treibt den Motor 100 durch Aussenden eines Antriebsbefehlssignals
zur Stromnetzkarte 400 (oder dem Schaltkreis der Stromnetzkarte 400)
gemäß eines
Lenkmoments, das durch den Drehmomentsensor TS erfasst wird, an.
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Die
Steuersystemkarte 300 ist auf der positiven Z-Achsenseite des Motors 110 angeordnet,
d.h., auf der Seite, auf der der Drehpositionssensor 130 angeordnet
ist. Die Ausgangsanschlüsse 131 dieses Sensors 130 in
diesem Beispiel erstrecken sich im Wesentlichen aufrecht zur positiven
Z-Achsenrichtung
entlang der Achse des Motors 100, so dass die Längsrichtung
der Ausgangsanschlüsse 131 im
Wesentlichen senkrecht zur Steuersystemkarte 300 ist. Die
Ausgangsanschlüsse 131 sind
mit der Steuersystemkarte 300 im Wesentlichen im rechten
Winkel verbunden.
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Die
Steuersystemkarte 300 weist eine Motorseitenfläche auf,
die dem Motorgehäuseelement 12 in
der negativen Z-Achsenrichtung
gegenüberliegt und
eine äußere Seitenfläche, die
dem Getriebegehäuse 11 in
der positiven Z-Achsenrichtung gegenüberliegt. Die Steuersystemvorrichtungen
sind auf beiden Seiten der Steuersystemkarte 300 befestigt,
und der auf der Steuersystemkarte 300 gebildete Schaltkreis
wird aus einem motorseitigen Schaltkreis 310, der auf der
Motorseitenfläche
ausgebildet ist, und einem außenseitigen
Schaltkreis 320, der auf der äußeren Seitenfläche der
Steuersystemkarte 300 ausgebildet ist, gebildet, wie in 2 etc.,
dargestellt. Somit werden beide Seiten der Systemsteuerkarte 300 zum
Einbau der Vorrichtungen verwendet, so dass der Bereich zum Befestigen
von verschiedenen Vorrichtungen erhöht wird. Der motorseitige Schaltkreis 310 und
der außenseitige
Schaltkreis 320 werden durch die Steuersystemkarte 300 in
einer einzigen Schaltkreiskarte vereint, die den Zusammenbau und
die Bedienungstätigkeiten
vereinfacht.
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Der
zweite Kartenbereich 302 erstreckt sich radial vom ersten
Kartenbereich 301. Im dargestellten Beispiel umfasst das
Drehelement 120 des Motors 100 den Rotor und die
Motorausgangswelle, die mit dem Rotor einstückig ist. Die Motorausgangswelle
wird durch die Durchgangsöffnung 303 eingesetzt.
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Die
Stromnetzkarte 400 ist im ersten Gehäuse 2a an einer Position
angeordnet, die benachbart zur Steuersystemkarte 300 ist
und elektrisch mit der Steuersystemkarte 300 durch den
Kabelbaum und Konnektoren verbunden. Die Stromnetzkarte 400 und
die Steuersystemkarte 300 sind dicht beieinander, so dass
die Länge
der elektrischen Verbindung zwischen beiden Karten reduziert werden
kann.
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Im
in 5 dargestellten Beispiel werden der Stromversorgungsschaltkreis
der Stromnetzkarte 400 und der Steuer- bzw. Regelschaltkreis
der Steuersystemkarte 300 durch Verbindungsstifte elektrisch verbunden,
wobei jeder von ihnen ein erstes Stiftende, das durch die Stromnetzkarte 400 abgestützt wird,
und ein zweites Stiftende umfasst, dass durch den zweiten Kartenbereich 302 der
Steuersystemkarte 300 abgestützt wird, oder in eine entsprechende
Stiftöffnung,
die in der Steuersystemkarte ausgebildet ist, eingesetzt.
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Die
Stromnetzkarte 400 erstreckt sich radial bezüglich der
Achse des Motors 100 auf der positiven X-Achsenseite des
Motors 100, wie in 5 dargestellt.
Die Netzstromkarte 400 überlappt
den zweiten Kartenbereich oder Außenbereich 302 der
Steuersystemkarte 300. Die Netzstromkarte 400 liegt
dem zweiten Kartenbereich 302 der Steuersystemkarte 300 entlang
der Z-Achse gegenüber.
Die Netzstromkarte 400 und die Steuersystemkarte 300 erstrecken sich
im Wesentlichen parallel nebeneinander. Folglich ist die Verbindung
zwischen beiden Karten einfacher.
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Die
Netzstromkarte 400 umfasst Durchgangsbereiche 403 und 404 (wie
in 5 dargestellt) zum Aufnehmen eines Stromversorgungsanschlusses
bzw. -konnektors 20 und eines Signalanschlusses bzw. -konnektors 30,
die sich in die positive Z-Achsenrichtung durch das Stromnetzkartengehäuse 13 und
durch die Stromnetzkarte 400 in Richtung der Steuersystemkarte 300 erstrecken.
Der Stromversorgungskonnektor 20 ist eine Vorrichtung zur Stromversorgung
von außen.
In diesem Beispiel wird die Stromnetzkarte 400 und ferner
die Steuersystemkarte 300 über die Stromnetzkarte 400 mit
Strom versorgt. Der Signalkonnektor 30 ist zum Zusenden
eines oder mehrerer Signale, die Fahrzeugbetriebszustände darstellen,
zur Steuersystemkarte 300 zuständig. Diese Konnektoren erstrecken
sich aufrecht durch das Gehäuse 13 und
die Stromnetzkarte 400 in Richtung der Steuersystemkarte 300 und
sie können die
Steuersystemkarte 300 erreichen. Daher ist es einfach,
ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal und andere Fahrzeugbetriebszustandssignale
zum Schaltkreis auf der Steuersystemkarte 300 von der Außenseite
zuzuführen.
In diesem Beispiel umfasst das Stromnetzkartengehäuse 13 auch
Durchgangsbereiche zum Aufnehmen des Stromversorgungskonnektors 20 und
des Signalkonnektors 30.
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Die
auf der Steuersystemkarte 400 befestigte Stromnetzvorrichtungsgruppe
umfasst mind. das Relais 420, Kondensator 430,
und eine geräuschbeseitigende
bzw. rauschdämpfende
Spule 440, wie in 2 dargestellt.
Auf der positiven X-Achsenseite wird
ein toter Raum durch eine radiale Außenseite des Motors 100 (auf
der positiven X-Achsenseite) und dem positiven X-Achsenseitenbereich
der Steuersystemkarte 300 gebildet. Daher werden das relativ
große
Relais 420, Kondensator 430 und rauschunterdrückende Spule 440 in
diesem Totraum angeordnet, um somit die Größe des gesamten Systems zu reduzieren.
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6 stellt
Wechselrichter 410 und ihre Umgebung detaillierter dar.
Das Stromnetzkartengehäuse 13 umfasst
einen ersten Endbereich, der den auf dem Außenumfang angeordneten Kühlkörper 13b aufweist
und der auf der negativen Z-Achsenseite
angeordnet ist, und einen zweiten Endbereich, der eine Wechselrichterbefestigungsfläche 13d auf
der positiven Z-Achsenseite
aufweist und der mit einer Öffnung
zum Aufnehmen der Stromnetzkarte 400 ausgebildet ist. Diese
Wechselrichterbefestigungsfläche 13d ist
im Wesentlichen flach und parallel zur Stromnetzkarte 400.
Die Wandflächen
der Wechselrichter 410 sind in Kontakt mit der Wechselrichterbefestigungsfläche 13d.
Das Stromnetzkartengehäuse 13 ist
ausgelegt, um die durch die Wechselrichter 410 erzeugte
Wärme von
der Wechselrichterbefestigungsfläche 13d zu
absorbieren, und die Hitze vom Kühlkörper 13b abzuleiten.
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Eine
Lenkhilfskraft wird durch den Motor 100 erzeugt. Die Antriebskraft
des Motors 100 wird durch eine Schneckenwelle 6,
die auf der Drehachse des Motors 100 angeordnet ist, zum
Schneckenrad 5 übertragen
und die mit der Ausgangswelle 120 des Motors 100 durchgehend
in einer Linie verbunden ist. Die Schneckenwelle 6 ist
mit dem Schneckenrad 5, das sich als Einheit mit der Zahnradwelle 4 dreht,
in Eingriff. Die Zahnradwelle 4 erstreckt sich in die negative
Y-Achsenrichtung (nach unten, wie in 1 ersichtlich)
zu einem Bereich, der mit einer Zahnstange (nicht dargestellt) in
Eingriff ist. Auf diese Weise kann das Lenkhilfssystem die Zahnstange
mit einer Lenkhilfskraft durch Übertragen
der Antriebskraft des Motors 100 auf die Zahnstange antreiben.
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4 stellt
einen X-Z-Bereich des ersten Gehäuses 2a dar.
Das Drehelement des Motors 100 umfasst einen großen Durchmesserbereich,
der als Rotor dient, und einen Wellenbereich, der als Ausgangswelle
des Motors 100 dient. Die Ausgangswelle des Motors 100 ist
ausgerichtet und mit der Schneckenwelle 6 (angetriebenes
Element) durch ein Verbindungselement 9 verbunden. Die
Schneckenwelle 6 und der Rotor 120 werden jeweils
an beiden Enden durch Kugellager 15 und 17 und
Kugellager 16 und 18 auf dem ersten Gehäuseelement 2a abgestützt. Dadurch
können
die Positionen der Schneckenwelle 6 und des Rotors 120 nur
durch diese Kugellager bestimmt werden. Daher ist es einfacher,
die Zusammenbaugenauigkeit lediglich durch Erhöhen der Genauigkeit bei den
Positionen der Kugellager 15 bis 18 zu verbessern.
Es ist optional, ein einzelnes integrales Element mit einem einstückigen Bereich,
der als Schneckenwelle 6 dient, und einem einstückigen Bereich,
der als Rotor 120 dient, zu verwenden.
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In
der Motorsteuervorrichtung für
ein elektrisches Hilfskraftlenkungssystem der früheren Technologie ist eine
Steuersystemkarte zum Steuern/Regeln eines Motors in einem Steuerkartengehäuse für die Steuersystemkarte
eingeschlossen und das Steuerkartengehäuse ist ein separates Element,
das von einem Motorgehäuse
und Getriebegehäuse
für ein Schneckengetriebe
verschieden ist, so dass die Größe des gesamten
Systems erhöht
wird. Im Gegensatz zu diesem ist die Steuersystemkarte 300 gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung an einem axialen Ende des Motors 100 (nicht am
Umfang des Motors 100) angeordnet. Außerdem sind im dargestellten
Beispiel die Steuersystemkarte 300 und der Drehpositionssensor 130 eng überlappend,
und beide Seiten der Steuersystemkarte 300 werden zum Einbauen
der Schaltkreiskomponenten verwendet. Daher ist die erste Ausführungsform
für die
Größenreduzierung,
Kompaktheit und Ablauf des Zusammenbaus vorteilhaft.
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7 bis 10 stellen
eine Motorsteuervorrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung dar. In der zweiten Ausführungsform umfasst die Motorsteuervorrichtung
einen Motorsteuer/Regelbereich 1 und einen Antriebsbereich,
der mit dem Motorsteuerbereich verbunden ist, um ein hydraulisches
Hilfskraftlenkungssystem zu bilden. In der zweiten Ausführungsform
ist der Motorsteuerbereich 1 im Wesentlichen identisch
mit dem der ersten Ausführungsform,
und der Antriebsbereich umfasst eine hydraulische Hilfskraftlenkungseinheit 200 anstatt
des Getriebegehäuses 11 der
ersten Ausführungsform.
In der zweiten Ausführungsform
(im Unterschied zur ersten Ausführungsform),
ist ein Gehäusedeckel 50 zwischen
dem Motorsteuerbereich 1 und einer Pumpe der hydraulischen
Hilfskraftlenkungseinheit 200 angeordnet.
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7 stellt
ein mit einem hydraulischen Hilfskraftlenkungssystem ausgerüstetes Fahrzeug dar,
das den Motorsteuerbereich 1, hydraulische Hilfskraftlenkungseinheit 200,
einen hydraulischen Zylinder 40, Zahnstangenwelle 41,
Zahnrad 42, lenkbare Räder 43 des
Fahrzeugs, Lenkrad SW, Drehmomentsensor TS, Regelventil V und Batterie
E umfasst. Die hydraulische Hilfskraftlenkungseinheit 200 umfasst
einen Vorratstank oder Vorratsbehälter 230 und eine
hydraulische Pumpe P. In dieser Ausführungsform ist eine ξ-Achse (lateral)
eine Achse, die sich in die axiale Richtung der Zahnstangenwelle 41 erstreckt,
eine ζ-Achse
(vertikal) eine vertikale Achse, und eine η-Achse senkrecht zum Blatt
Papier von 7.
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Die
Pumpe P ist ein Beispiel einer reversiblen Pumpe mit ersten und
zweiten Öffnungen 210 und 220 (Auslassöffnungen).
Der Motorsteuerbereich 1 dreht die Pumpe P in eine Vor wärtsrichtung oder
Umkehrrichtung, um eine Lenkhilfskraft zu erzeugen. Der Vorratstank 230 ist
auf der positiven ζ-Achsenseite des Motorsteuerbereichs 1 angeordnet,
d.h., auf der oberen Seite des Motorsteuerbereichs 1. Der
Vorratstank 230 ist ein Behälter zum Speichern einer hydraulischen
Flüssigkeit,
die der Pumpe P zugeführt
wird.
-
Das
Innere des Zylinders 40 ist durch einen Kolben 40c,
der sich als Einheit mit der Zahnstangenwelle 41 bewegt,
in erste und zweite Zylinderkammern 40a und 40b geteilt,
die jeweils durch das Regelventil V mit den ersten und zweiten Auslassöffnungen 210 und 220 der
Pumpe P verbunden sind. Die Zahnstangenwelle 41 ist mit
dem Zahnrad 42, das mit dem Lenkrad SW verbunden ist, in
Eingriff.
-
Gemäß eines
Lenkmoments T, das durch den Drehmomentsensor TS erfasst wird, der
in der Lenkverbindung zwischen dem Lenkrad SW und dem Zahnrad 42 angeordnet
ist, treibt der Steuerschaltkreis der Steuersystemkarte 300 im
Motorsteuerbereich 1 die Pumpe P mit dem Motor 100 an. Wenn
die Hydraulikflüssigkeit
durch die durch den Motor 100 angetriebene Pumpe P in Richtung
der ersten Zylinderkammer 40a der zweiten Zylinderkammer 40b zugeführt wird,
bewegt sich die Zahnstangenwelle 41 als Einheit mit dem
Kolben 40c in die negative ξ-Achsenrichtung, d.h., in die linke Richtung,
wie in 7 ersichtlich, und schafft die Lenkhilfskraft
an den Rädern 43 in
negativer ξ-Achsenrichtung.
Die Lenkhilfskraft in die positive ξ-Achsenrichtung wird durch die
Zufuhr der Hydraulikflüssigkeit
von der zweiten Zylinderkammer 40b zur ersten Zylinderkammer 40a erzeugt.
-
8 ist
eine perspektivische Ansicht der hydraulischen Hilfskraftlenkungseinheit 200,
die eine einzelne Einheit einschl. der Pumpe P und des Vorratstanks 230 ist.
Die hydraulische Lenkungseinheit 200 gemäß der zweiten
Ausfüh rungsform
wird ferner in 9 (Vorderansicht in die η-Achsenrichtung),
in 10 (Vorderansicht in die ξ-Achsenrichtung) in 11 (Vorderansicht
in die ζ-Achsenrichtung),
in 12 (teilweise Schnittansicht in einer ξ-ζ-Ebne) und
in 13 (Schnittansicht in einer ξ-ζ-Ebene) dargestellt.
-
Der
Motorsteuerbereich 1 der zweiten Ausführungsform ist in der Anordnung
dem Motorsteuerbereich 1, der in der ersten Ausführungsform
verwendet wird, identisch. Der Motorsteuerbereich 1 ist
mit der Pumpe P anstatt des Getriebegehäuses 11 verbunden.
Die sich in die axiale Richtung des Motors 100 erstreckende
Z-Achse wird in der gleichen Richtung wie die ζ-Achse (vertikal), und die x-Achse in
die gleiche Richtung wie die ξ-Achse
(lateral) ausgerichtet. Somit stimmt das ξ-ζ-η-Koordinatensystem mit dem x-y-z-Koordinatensystem
in der ersten Ausführungsform überein.
-
Wie
in der ersten Ausführungsform
wird die Steuersystemkarte 300 im Motorsteuerbereich 1 der zweiten
Ausführungsform
auf der positiven Z-Achsenseite vorgesehen, d.h., die positive ζ-(vertikal)Achsenseite
(obere Seite) des Motors 100, am besten dargestellt in 12 und 13,
so dass die Achse des Motors 120 senkrecht zur Steuersystemkarte 300 ist.
Das Motorgehäuse 12 und
das Stromnetzkartengehäuse 13 sind
integrale Teile eines einzelnen Gehäuses. Eine gemeinsame Fläche S zwischen
dem Gehäuse 12, 13 und
der Pumpe P ist eine ebene (horizontale) Fläche B-B.
-
Das
Motorgehäuse 12 ist
auf der negativen Z-Achsenseite
(untere Seite) der Pumpe P angeordnet. Das Stromnetzkartengehäuse 13 ist
auf der negativen Z-Achsenseite (untere Seite) der Pumpe P und auf
der positiven X-Achsenseite des Motorgehäuses 12 angeordnet.
Die Pumpe P dieses Beispiels ist eine Trochoidenpumpe. Jedoch kann
die Pumpe P auch ein anderer Typ sein.
-
Der
Drehpositionssensor 130 ist auf der positiven Z-Achsenseite des Motors 100 an
der Position benachbart zur Steuersystemkarte 300 zwischen dem
Motorgehäuse 12 und
der Steuersystemkarte 300 angeordnet. Das Stromnetzkartengehäuse 13 ist ein
Aluminiumdruckguss, das mit dem Motorgehäuse 12 einstückig ist.
Das Stromnetzkartengehäuse 13 weist
den Kühlkörper 13b auf
der negativen äußeren Z-Achsenseite
(untere Seite), und die Aufnahmebereiche 13a der Stromnetzvorrichtung
zum Aufnehmen und Positionieren der Stromnetzvorrichtungen 420, 430 und 440 unabhängig an
den entsprechenden Positionen auf.
-
Die
Steuersystemkarte 300 ist zwischen der Stromnetzkarte 400 und
der Pumpe P am Ende des Motors 100 auf der positiven Z-Achsenseite
angeordnet, und so ausgerichtet, dass die Achse des Rotors 120 die
Steuersystemkarte 300 im Wesentlichen in rechten Winkeln
schneidet. Die Ausgangsanschlüsse 131 des
Drehpositionssensors 130 erstrecken sich in die positive
Z-Achsenrichtung, d.h., in die Aufwärtsrichtung, wobei sie in die
entsprechenden Öffnungen in
der Steuersystemkarte 300 im Wesentlichen im rechten Winkel angeordnet
sind. Der motorseitige Schaltkreis 310 und der außenseitige
Schaltkreis 320 sind auf beiden Seiten der Steuersystemkarte 300 ausgebildet,
wie in der ersten Ausführungsform.
-
Die
Steuersystemkarte 300 umfasst den ersten Kartenbereich 301,
der mit der Durchgangsöffnung 303 ausgebildet
ist, und den zweiten Kartenbereich 302, der vom ersten
Kartenbereich 301 radial nach außen hervorspringt. Die Ausgangswelle
des Motors 100 erstreckt sich durch die Durchgangsöffnung 303 der
Steuersystemkarte 300 nach oben. Die Öffnungsgröße oder Durchmesser der Durchgangsöffnung 303 ist
klein ausgelegt, um den Bereich zur Anordnung der Komponenten des
Steuerschalt kreises auf der Steuersystemkarte 300 zu vergrößern. Der
Durchmesser der Durchgangsöffnung 303 ist kleiner
als der Außendurchmesser
des Drehpositionssensors 130. In diesem Beispiel ist der
Durchmesser der Durchgangsöffnung 303 kleiner
als der Innendurchmesser eines stationären ringförmigen Bereichs des Drehpositionssensors 130.
-
Der
Vorratstank 230 ist auf der positiven Z-Achsenseite, d.h., auf der vertikalen
oberen Seite der Durchgangsöffnung 303,
und der Motor 100 auf der negativen Z-Achsenseite, d.h., auf der vertikalen unteren
Seite der Durchgangsöffnung 303 angeordnet.
Eine Leckage der Hydraulikflüssigkeit
vom Vorratstank 230 kann auf die Ausgangswelle 120,
die durch die Durchgangsöffnung 303 nach
oben eingesetzt ist, herabfließen,
und durch eine ringförmige Aussparung
zwischen der Ausgangswelle 120 und der Durchgangsöffnung 303 zur
unteren Seite der Steuersystemkarte 300 in Richtung des
Motors 100 fließen.
Diese Anordnung unterstützt
die Steuersystemkarte 300, um sie vor dem Befeuchten durch
die durch die Leckage vom Vorratstank 230 ausfließende Hydraulikflüssigkeit
zu schützen.
-
Die
Stromnetzkarte 400 ist horizontal, dicht unter dem zweiten
Kartenbereich 302 der Steuersystemkarte 300 angeordnet.
Im toten Raum auf der positiven X-Achsenseite des Motorgehäuses 12,
werden das Relais 420, Kondensator 430 und rauschunterdrückende Spule 440 mit
relativ großen
Umfängen auf
der Stromnetzkarte 400 abgestützt.
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Die
Stromnetzkarte 400 ist auf der positiven X-Achsenseite des Motors 100 an
dieser Umfangsposition um den Motor 100 herum angeordnet,
so dass die Stromnetzkarte 400 den zweiten Kartenbereich 302 der
Steuersystemkarte 300 überlappt.
Der Stromversorgungskonnektor 20 und der Signalkonnektor 30 werden
jeweils durch die Durchgangsbereiche 403 und 404 der
Stromnetzkarte 400 hindurchgeführt. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal
VSP eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 440 wird dem Schaltkreis
der Steuersystemkarte 300 durch den Signalkonnektor 30 zugesendet.
In der zweiten Ausführungsform
sind auch einer oder mehrere Wechselrichter 410 auf der
Stromnetzkarte 400 befestigt und in der gleichen Weise
wie in der ersten Ausführungsform
angeordnet, wie in 6 dargestellt.
-
Der
Gehäusedeckel 50 ist
zwischen der Pumpe P und dem aus dem Motorgehäuse 12 und dem Stromnetzkartengehäuse 13 bestehenden
einstückigen
Gehäuse
angeordnet, wie am besten in 13 dargestellt,
und so angeordnet, um die durch die positiven Z-Achsenseitenenden 12c und 13c des einstückigen Gehäuses 12, 13 definierte Öffnung zu schließen.
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Der
Gehäusedeckel 50 umfasst
einen Anpassungs- bzw. Anschlussbereich 51 und ein Gehäuseelement
der Pumpe P einen Anschlussbereich 201. Die Anschlussbereiche 51 und 201 sind
miteinander in Eingriff, um die Drehachse Lp der Pumpe P mit der
Drehachse Lm des Motors 100 anzugleichen. In diesem Beispiel
wird der Anpassungsbereich 201 nach oben gedrückt, und
der Anpassungsbereich 51 ist nach unten vorspringend ausgerichtet
und im Anpassungsbereich 201 eingepasst, wie in 13 dargestellt.
Die Drehwelle der Pumpe P und die Ausgangswelle des Motors 100 werden
ebenso ausgerichtet und stehen durchgehend miteinander durch die Öffnungen
der Anpassungsbereiche 51 und 201 in Antriebsverbindung.
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Der
Gehäusedeckel 50 umfasst
einen ersten (pumpenseitigen) Abdeckungsbereich 52, der
zwischen der Pumpe P und dem Motor 100 angeordnet ist,
und einen zweiten (äußeren) Abdeckungsbereich 53,
der sich radial nach außen
vom ersten Abdeckungsbereich 52 über den Umfang der Pumpe P
erstreckt. Die Höhe
des zweiten Abdeckungsbereichs 52 in Z-Achsenrichtung oder
vertikaler Richtung ist größer als
die Höhe
des ersten Abdeckungsbereichs 52, wie in 13 dargestellt.
Dadurch kann der zweite Abdeckungsbereich 53 größere Komponenten,
die auf der oberen Seite der Steuersystemkarte 300 befestigt
sind, ab decken. Die axiale oder vertikale Dimension des gesamten
Systems kann durch Befestigen kürzerer
Komponenten auf dem ersten Kartenbereich 301 der Steuersystemkarte 300 unter
dem ersten Abdeckungsbereich 51, und durch Befestigen größerer Komponenten
auf dem zweiten Kartenbereich 302 der Steuersystemkarte 300 unter
dem zweiten Abdeckungsbereich 52 reduziert werden.
-
In
der zweiten Ausführungsform
wird die reversible Pumpe P mit zwei Auslassöffnungen 210 und 220 in
die Vorwärts- und Umkehrrichtung
durch den Motorsteuerbereich 1 angetrieben. Unter Verwendung
des Motorsteuerbereichs 1, der wie in der ersten Ausführungsform
kompakt angeordnet ist, wird das Hilfskraftlenkungssystem kompakt
und einfach hergestellt.
-
14 stellt
eine Veränderung
(oder ein zweites praktisches Beispiel) der zweiten Ausführungsform
dar. Das in 14 dargestellte hydraulische
Hilfskraftlenkungssystem unterscheidet sich vom Hilfskraftlenkungssystem
von 7 in den folgenden Punkten. Eine Pumpe P' in einer Richtung wird
anstatt der reversiblen Pumpe P verwendet. Ein Regelventil 240 ist
zwischen der Pumpe P' und
dem Hydraulikzylinder 40 vorgesehen und angeordnet, um
das Ansaugen/Abgeben der Hydraulikflüssigkeit umzusetzen, um die
Lenkhilfskraft in die gewünschten
Richtungen zu erzeugen. Das Hilfskraftlenkungssystem von 14 kann
vorteilhafte Wirkungen wie beim System von 7 schaffen.
-
15 bis 17 stellen
eine Motorsteuervorrichtung in einem ersten praktischen Beispiel
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar. In der dritten Ausführungsform
umfasst die Motorsteuervorrichtung einen Motorsteuerbereich 1,
und einen Antriebsbereich, der mit dem Motorsteuerbereich verbunden
ist, um ein hydraulisches Bremsbetätigungssystem zu bilden. In
der dritten Ausführungsform
ist der Motorsteuerbereich 1 im Wesentlichen identisch
mit dem der ersten Ausführungsform,
und der Antriebsbereich umfasst eine Bremsbetätigungseinheit 500.
-
15 stellt
ein Fahrzeug dar, das mit dem Bremsbetätigungssystem gemäß der dritten
Ausführungsform
versehen ist. Das in 15 dargestellte Bremsbetätigungssystem
ist ein elektromechanisches Bremssystem bzw. Brake-by-Wire-System.
In diesem Beispiel umfasst das Bremssystem hydraulische Bremsenaktuatoren 65 für die Vorderräder FR und
FL und elektrische Bremsaktuatoren 67 zum elektrischen
Bremsen ohne Verwendung des Hydraulikdrucks der Hinterräder RR und
RL. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Bremssystem
begrenzt. Z.B. ist es optional, hydraulische Bremsaktuatoren für alle vier
Räder zu
verwenden.
-
Die
Bremsbetätigungseinheit 500 umfasst eine
Pumpe P' zum Anlegen
des Hydraulikdrucks an den hydraulischen Bremsaktuatoren 65 zum
Bremsen der Vorderräder,
und Magnetventile 510, 520 und 530 zum
Steuern/Regeln des von der Pumpe P' angelegten Hydraulikdrucks. Diese Bremsbetätigungseinheit 500 ist
mit dem Motorsteuerbereich 1 verbunden, der mit dem Motorsteuerbereich
gemäß der ersten
und zweiten Ausführungsform
identisch ist.
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In
der dritten Ausführungsform
ist ein Mikrocomputer 330 auf der Steuersystemkarte 300 befestigt
(wie in den 16 und 17 dargestellt).
Der Mikrocomputer 330 ist ausgelegt, um die Wechselrichter 410 gemäß einer
Bremspedalbetätigung
oder eines Radschlupfzustandes zu steuern. In diesem Beispiel dient
der Mikrocomputer 330 als Haupt-ECU 331 zur Flüssigkeitsdruckberechnung
und Magnetventilsteuerung und als Brems-ECU 332. Jedoch ist es optional,
zwei oder mehrere Mikrocomputer für die Haupt-ECU 331 und
die Brems-ECU 332 zu verwenden. Die Wechselrichter 410 sind
in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform befestigt (wie in 6 dargestellt).
-
Ein
Hauptzylinder 61 ist mit einem Hubsensor 62 und
einem Hubsimulator 63 versehen. Wenn ein Bremspedal 64 durch
einen Fahrer niedergedrückt
wird, erzeugt der Hauptzylinder 61 einen Flüssigkeitsdruck,
und der Hubsensor 62 sendet ein Hubsignal, das den Hub
oder Grad des Niederdrückens des
Bremspedals 64 darstellt, an die Haupt-ECU 331.
Der durch den Hauptzylinder 61 erzeugte Hauptzylinderdruck
wird durch die Ölleitungen 71 und 72 zur
Bremsbetätigungseinheit 500,
und der durch die Bremsbetätigungseinheit 500 gesteuerte Flüssigkeitsdruck
durch die Ölleitung 73 und 74 zu den
Vorderradzylindern (oder Aktuatoren) 65 zugeführt.
-
Die
Haupt-ECU 331 berechnet einen gewünschten Vorderrad-Flüssigkeitsdruck
gemäß des Hubsignals,
unter Berücksichtigung
eines Fahrzeugsbetriebszustandes oder einer Fahrzeugbewegungsvariablen
wie z.B. die Fahrzeuggeschwindigkeit und Größe des Gearwinkels des Fahrzeugs; steuert
die Flüssigkeitsdrucke
der Radzylinder 65 durch Aussenden eines Befehlssignals
durch die Brems-ECU 332 zur Bremsbetätigungseinheit 500; und
wirkt, um die Vorderräder
mit einer generatorischen bzw. Rückgewinnungs-Bremseinheit 68 bei der
Abbremsung zu bremsen. Die Hinterrad-Bremsaktuatoren 66 steuern
die Bremskräfte
der entsprechenden elektrischen Messtaster als Antwort auf die Befehlssignale
von der Haupt-ECU 331.
-
Die
Bremsbetätigungseinheit 500 umfasst die
Pumpe P' und Magnetventile 510 ~ 530.
Im Fall einer normalen Bremsbetätigung
des Brake-by-Wire-Systems, sperrt die Bremsbetätigungseinheit 500 die
Verbindung zwischen dem Hauptzylinder 61 und dem Radzylinder 65,
und führt
die Flüssigkeitsdrucke zu
den Radzylindern 65 mit der Pumpe P' zu (wie in 16 und 17 dargestellt),
um die Bremskraft zu erzeugen. Wenn die Tendenz eines Radblockierens
durch eine abrupte Bremsbetätigung
des Fahrers zunimmt, treibt die Bremsbetätigungseinheit 500 die
Magnetventile 510 ~ 530 an, um die Tendenz des Radblockierens zu
verringern, und sperrt die Zufuhr des Flüssigkeitsdrucks vom Hauptzylinder 61 zu
den Vorderradzylindern 65.
-
Somit
treibt die Bremsbetätigungseinheit 500 die
Magnetventile 510 ~ 530 in der Einheit angemessen
an und verringert dadurch die Bremsflüssigkeitsdrucke in den Vorderradzylindern 65,
um die Bremskraft zu erzeugen, während
das Radblockieren verhindert wird. Wenn das Brake-by-Wire-System
nicht genau funktionieren kann, erzeugt die Bremsbetätigungseinheit 500 die
Bremskraft, um die Zufuhr des Hauptzylinderdrucks zu den Radzylindern 65 zu
ermöglichen.
-
Der
Motorsteuerbereich 1 und die Bremsbetätigungseinheit 500 sind
in einer einzelnen Einheit vereinigt, wie in der teilweisen Schnittansicht
in der X-Z-Ebene von 16, und in der Gesamt-Schnittansicht
von 17 dargestellt. Der Motorsteuerbereich 1 ist
mit dem der ersten und zweiten Ausführungsform identisch.
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Der
Motorsteuerbereich 1 ist mit der Bremsbetätigungseinheit 500 anstatt
des Getriebegehäuses 11 der
ersten Ausführungsform
in einer flachen gemeinsamen Ebene C-C verbunden. Die Bremsbetätigungseinheit 500 umfasst
die hydraulische Pumpe P',
und ist durch einen Gehäusedeckel 50' mit dem aus
dem Motorgehäuse 12 und
dem Stromnetzkartengehäuse 13 zusammengesetzten
Gehäuse verbunden.
-
Die
Pumpe P' dieses
Beispiels ist ein Außenantriebstyp
und wird durch den Motor 100 angetrieben. Jedoch ist es
optional, eine Pumpe von irgendeinem anderen Typ zu verwenden. Die
Magnetventile 510 ~ 530 zum Regulieren des Bremsflüssigkeitsdrucks
sind auf der positiven X-Achsenseite der Pumpe P' vorgesehen (auf der rechten Seite der Pumpe
P' in 16 und 17).
-
Die
Magnetventile 510 ~ 530 umfassen Verbindungsanschlüsse 511 ~ 531,
und diese Magnetventile 510 ~ 530 sind so befestigt,
dass die Anschlüsse 511 ~ 531 der
Steuersystemkarte des Motorsteuerbereichs 1 gegenüberliegen.
Die Anschlüsse 511 ~ 531 springen
zur Steuersystemkarte 300 in die negative Z-Achsenrichtung hervor
und sind mit dem Steuerschaltkreis auf der Steuersystemkarte 300 verbunden.
Die auf der Steuersystemkarte 300 befestigte Brems-ECU 332 des
Mikrocomputers 330 ist ausgelegt, um den Bremsflüssigkeitsdruck
durch Steuern der offenen/geschlossenen Zustände der Magnetventile 510 ~ 530 gemäß eines
Befehlssignals von der Haupt-ECU 331 zu steuern.
-
In
der dritten Ausführungsform
wird der Gehäusedeckel 50' ebenfalls zwischen
der Pumpe P' und
dem aus dem Motorgehäuse 12 und
Stromnetzkartengehäuse 13 zusammengesetzten
Gehäuse untergebracht,
und angeordnet, um die durch die Enden 12c und 13c der
Gehäuse 12 und 13 auf
der positiven Z-Achsenseite
definierte Öffnung
zu schließen.
Der Gehäusedeckel 50' umfasst einen
Anpassungsbereich, der in einem ausgesparten Bereich eines Gehäuses 501 der
Bremsbetätigungseinheit 500 eingepasst,
und der ausgebildet ist, um die Pumpe P' passend aufzunehmen. Dadurch erleichtert
der Anpassungsbereich des Gehäusedeckels 50' das Festlegen
der Positionen der Pumpe P' und
des Motors 100, und das Ausrichten der Motordrehachse Lm
des Motors 100 und der Pumpendrehachse Lp der Pumpe P'.
-
Durch
die Kombination des Motorsteuerbereichs 1 und der Bremsbetätigungseinheit 500 einschl.
der Pumpe P' und
der Magnetventile 510 ~ 530, kann die dritte Ausführungsform
die gleichen vorteilhaften Wirkungen wie in der ersten und zweiten
Ausführungsform
schaffen.
-
18 stellt
ein zweites praktisches Beispiel gemäß der dritten Ausführungsform
dar. Im zweiten praktischen Beispiel wird die Pumpe P' in einer im Bremsbetätigungseinheitgehäuse 501 ausgebildeten Aussparung
aufgenommen und mit einer Abdeckung 502, die auf der positiven
Z-Achsenseite des Gehäuses 501 angeordnet
ist, abgedeckt.
-
19 stellt
ein drittes praktisches Beispiel gemäß der dritten Ausführungsform
dar. Im dritten praktischen Beispiel ist eine zweite Steuersystemkarte 300b zusätzlich zur
ersten Steuersystemkarte 300 (oder 300a) vorgesehen.
Die erste Steuersystemkarte 300 ist im Wesentlichen mit
der des in 16 und 17 dargestellten
ersten praktischen Beispiel identisch. In diesem Beispiel sind die
ersten und zweiten Steuersystemkarten 300 und 300b im
Wesentlichen parallel zueinander, und beide Karten 300 und 300b sind
durch ein Verbindungselement 300c, das sich entlang der
Z-Achse erstreckt, verbunden. Die erste Steuersystemkarte 300 auf
der negativen Z-Achsenseite wird durch das Motorgehäuse 12, Stromnetzkartengehäuse 13 und
Gehäusedeckel 50' umschlossen.
Die zweite Steuersystemkarte 300b auf der positiven Z-Achsenseite
wird durch das Bremssystemeinheitsgehäuse 501 und die Abdeckung 503 umschlossen.
Die Magnetventile 510 ~ 530 sind zwischen den
ersten und zweiten Steuersystemkarten 300 und 300b angeordnet.
Die Verbindungsanschlüsse 511, 521 und 531 der
ersten, zweiten und dritten Magnetventile 510, 520 und 530 springen
in die positive Z-Achsenrichtung
zur zweiten Steuersystemkarte 300b hervor, und diese Anschlüsse 511, 521 und 531 sind
mit der zweiten Steuersystemkarte 300b verbunden. Im ersten
in 16 und 17 dargestellten
praktischen Beispiel springen die Verbindungsanschlüsse 511, 521 und 531 der ersten,
zweiten und dritten Magnetventile 510, 520 und 530 in
die negative Z-Achsenrichtung zur Steuersystemkarte 300 hervor
und diese Anschlüsse 511, 521, 531 sind
mit der Steuersystemkarte 300 verbunden.
-
20 stellt
ein viertes praktisches Beispiel gemäß der dritten Ausführungsform
dar. Das vierte praktische Beispiel verwendet die ersten und zweiten Steuersystemkarten 300 und 300b wie
im dritten praktischen Beispiel, und verwendet ferner eine Pumpenabdeckung 502.
Die Pumpenabdeckung 502 wird durch die Abdeckung 503 umschlossen,
und ist am Einheitsgehäuse 501 so
befestigt, dass die Pumpe P' Flüssigkeitsdicht
verschlossen ist. Im vierten praktischen Beispiel von 20 wird
zwischen dem Deckel 50' und
dem aus dem Motorgehäuse 12 und dem
Stromnetzkartengehäuse 13 zusammengesetzten
Gehäuse
ein Deckel 50 ähnlich
dem in 13 dargestellten Deckel 50 vorgesehen.
-
21 stellt
ein fünftes
praktisches Beispiel gemäß der dritten
Ausführungsform
dar. Das fünfte praktische
Beispiel verwendet eine Motorvorderabdeckung 140, die sowohl
als Pumpen- als auch Motorabdeckung für den Motor 100 dient.
Diese zweiten bis fünften
praktischen Beispiele können
die gleichen Wirkungen wie im ersten praktischen Beispiel der dritten
Ausführungsform
schaffen. In der dritten Ausführungsform
können
die Magnetventile auf der Steuersystemkarte befestigt werden.
-
Diese
Ausführung
basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-336806, eingereicht
am 22.11.2004, und auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-260111,
eingereicht am 08.09.2005. Der gesamte Inhalt der japanischen Patentanmeldung
2004-336806 und der japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-260111 wird hiermit
durch Bezugnahme zum Offenbarungsgehalt vorliegender Anmeldung gemacht.
-
Obwohl
die vorliegenden Erfindung gemäß den bestimmten
Ausführungsformen
beschrieben worden ist, ist sie nicht auf diese besonderen Ausführungsformen
begrenzt. Abänderungen
und Varianten der oben beschriebenen Ausführungsformen erscheinen den
Durchschnittsfachleuten im Licht der oben genannten Lehre. Sie werden
durch die folgenden Ansprüche
definiert.
-
Zusammenfassend
kann folgendes festgehalten werden:
Eine Motorsteuervorrichtung
umfasst einen Motor 100, und eine Steuersystemkarte 300 zum
Unterstützen
eines Steuer/Regelschaltkreises, um den Motor 100 zu steuern.
Die Vorrichtung kann ferner eine Stromnetzkarte 400 zum
Unterstützen
eines Stromversorgungsschaltkreises umfassen, um den Motor 100 mit
Strom zu versorgen. Die Steuersystemkarte 300 umfasst einen
ersten Kartenbereich 301, der in eine Richtung entlang
einer Drehachse des Motors 100 gegenüberliegt, und einen zweiten
Kartenbereich 302, der sich radial vom ersten Kartenbereich 301 aus
erstreckt.
-
- 1
- Motorsteuer-/Regelbereich
- 2a
- Erstes
Gehäuse
- 2b
- Zweites
Gehäuse
- 3
- Lenkeingangswelle
- 4
- Zahnradwelle
- 5
- Schneckenrad
- 6
- Schneckenwelle
- 8
- Torsionsstab
- 9
- Verbindungselement
- 11
- Getriebegehäuse
- 11a
- Durchgangsöffnung
- 11b
- Öffnung
- 12
- Motorgehäuse
- 12a
- Motoreinsetzöffnung
- 12b
- Sensoranordnungsbereich
- 12c
- Ende
- 13
- Stromnetzkartengehäuse
- 13a
- Aufnahmebereich
der Stromnetzvorrichtung
- 13b
- Kühlkörper
- 13c
- Ende
- 13d
- Wechselrichter-Befestigungsfläche
- 15–18
- Kugellager
- 20
- Stromversorgungsverbinder
bzw. -konnektor
- 30
- Signalverbinder
bzw. -konnektor
- 40
- Hydraulischer
Zylinder
- 40a
- Erste
Zylinderkammer
- 40b
- Zweite
Zylinderkammer
- 40c
- Kolben
- 41
- Zahnstangenwelle
- 42
- Zahnrad
- 43
- Lenkbare
Räder
- 44
- Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
- 50,
50'
- Gehäusedeckel
- 51,
201
- Anpassungs-
bzw. Anschlussbereich
- 52
- Erster
Abdeckungsbereich (pumpenseitig)
- 53
- Zweiter
Abdeckungsbereich (außenseitig)
- 61
- Hauptzylinder
- 62
- Hubsensor
- 63
- Hubsimulator
- 64
- Bremspedal
- 65
- Radzylinder
- 65
- Hydraulischer
Bremsaktuator
- 66
- Hinterrad-Bremsaktuator
- 67
- Elektrischer
Bremsaktuator
- 67
- Elektrischer
Messtaster
- 68
- Generatorische
bzw. Rückgewinnungs-Bremseinheit
- 71–74
- Ölleitung
- 100,
200
- Motor
- 110
- Stator
bzw. Ständer
- 120
- Drehelement
bzw. Rotor
- 131
- Ausgangsanschluss
- 140
- Motorvorderabdeckung
- 200
- Hydraulische
Hilfskraftlenkungseinheit
- 203
- Durchgangsbereich
- 300
- Steuersystemkarte
oder Substrat
- 300a
- Erste
Steuersystemkarte
- 300b
- Zweite
Steuersystemkarte
- 300c
- Verbindungselement
- 301
- Erster
Kartenbereich oder Motorseitenbereich
- 302
- Zweiter
Kartenbereich oder Außenbereich
- 303
- Durchgangsöffnung
- 310
- Motorseitiger
Schaltkreis
- 320
- Außenseitiger
Schaltkreis
- 330
- Mikrocomputer
- 331
- Haupt-ECU
- 332
- Brems-ECU
- 400
- Stromnetzkarte
oder Substrat
- 403,
404
- Durchgangsbereich
- 410
- Wechselrichter
bzw. Halbleiterschaltvorrichtung
- 420,
430, 440
- Stromnetzvorrichtung
- 420
- Relais
- 430
- Kondensator
- 440
- Geräuschbeseitigende
bzw. rauschunterdrückende
-
- Spule
- 500
- Bremsbetätigungseinheit
- 501
- Bremssystemeinheitsgehäuse
- 502
- Abdeckung/Pumpenabdeckung
- 503
- Abdeckung
- 510,
530, 530
- Magnetventil
- 511,
521, 531
- Verbindungsanschluss