DE102017205914A1

DE102017205914A1 - Ansteuervorrichtung und die Ansteuervorrichtung verwendende elektrische Servolenkungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102017205914A1
Application number: DE102017205914.1A
Authority: DE
Inventors: Masashi Yamasaki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-04-06
Filing date: 2017-04-06
Publication date: 2017-10-12
Also published as: US10214233B2; US10556618B2; US20190126973A1; CN107404196A; JP2017189033A; US20170291635A1; JP6680053B2; CN107404196B

Abstract

Die Ansteuervorrichtung weist einen Motor (110), mehrere Substrate (21, 22), einen Verbinder (75, 76, 77, 78) und einen Verbindungsanschluss (751, 752, 761, 762, 773, 774, 783, 784, 717) auf. Die Substrate sind auf einer Seite des Motors in dessen Achsrichtung vorgesehen. Der Verbinder ist in der Achsrichtung auf einer gegenüberliegenden Seite des Motors jenseits der Substrate vorgesehen. Der Verbindungsanschluss (751, 752, 761, 762, 773, 774, 783, 784, 717) ist mit den Substraten verbunden. Die Substrate sind derart angeordnet, dass sich ein Teil der Substrate überlappt, wenn die Substrate in der Achsrichtung betrachtet werden. Ein Überlappungsbereich ist als ein Bereich definiert, in dem sich der Teil der Substrate überlappt. Der Verbindungsanschluss durchdringt, in dem Überlappungsbereich, wenigstens einen Teil der Substrate, wobei der Verbindungsanschluss in dem Überlappungsbereich mit den Substraten verbunden ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(Gebiet der Erfindung)
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ansteuervorrichtung und eine die Ansteuervorrichtung verwendende elektrische Servolenkungsvorrichtung.
(Bisheriger Stand der Technik)
Bekannt ist eine elektronische Steuereinheit, die für eine elektrische Servolenkungsvorrichtung verwendet wird. So weisen, beispielsweise in der JP 2015 116095 A , zwei Substrate Leistungsmodule auf. Die Leistungsmodule sind über Leiter, die auf einer Eingabe/Ausgabe-Seite der versiegelten Baugruppe angeordnet sind, mit einem Eingabe/Ausgabe-Substrat 70 verbunden, und über Leiter, die auf der Seite eines Steuersubstrats angeordnet sind, mit einem Steuersubstrat verbunden.
Gemäß dem obigen Patentdokument JP 2015 116095 A sind die Leiter und das Steuersubstrat an einem Abschnitt verbunden, an dem sich die Substrate nicht überlappen. Folglich nimmt eine Größe des Körpers aufgrund des Verbindungsabschnitts der Leiter in dem Steuersubstrat zu. Ferner kann, da mehrere Substrate unter Verwendung einzelner Anschlüsse verbunden werden, die gleiche Information, aufgrund des Einflusses eines Designfehlers oder dergleichen, nicht an die mehreren Substrate übertragen werden.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist angesichts der vorstehend beschriebenen Umstände geschaffen worden, und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ansteuervorrichtung bereitzustellen, die die gleiche Information an mehrere Substrate übertragen kann, wobei eine Zunahme der Größe des Verdrahtungsraums gemindert wird, und eine die Ansteuervorrichtung verwendende elektrische Servolenkungsvorrichtung bereitzustellen.
Die Ansteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung weist einen Motor (110), mehrere Substrate (21, 22), einen Verbinder (75, 76, 77, 78) und einen Verbindungsanschluss (751, 752, 761, 762, 773, 774, 783, 784, 717) auf. Der Motor weist mehrere Wicklungsgruppen (11, 12) auf. Die Substrate sind auf einer Seite des Motors in dessen Achsrichtung angeordnet. Die Substrate weisen Schaltelemente (301, 302, 303, 304, 305, 306, 401, 402, 403, 404, 405, 406), die als ein Leitungsschalter der Wicklungsgruppen dienen, und eine Steuerkomponente (51, 52, 56, 57), die eine Antriebssteuerung des Motors ausführt, auf.
Der Verbinder ist in der Achsrichtung auf einer gegenüberliegenden Seite des Motors über die Substrate hinweg vorgesehen. Der Verbindungsanschluss (751, 752, 761, 762, 773, 774, 783, 784, 717) ist mit den Substraten verbunden.
Die Substrate sind derart angeordnet, dass sich ein Teil der Substrate überlappt, wenn die Substrate in der Achsrichtung betrachtet werden. Ein Überlappungsbereich ist als ein Bereich definiert, in dem sich der Teil der Substrate überlappt. Der Verbindungsanschluss durchdringt, in dem Überlappungsbereich, wenigstens einen Teil der Substrate, wobei der Verbindungsanschluss in dem Überlappungsbereich mit den Substraten verbunden ist.
Erfindungsgemäß ist ein Anschluss mit mehreren Substraten verbunden, so dass die gleiche Information an die mehreren Substrate übertragen werden kann. Darüber hinaus kann, da ein Verbindungsabschnitt zwischen dem Verbindungsanschluss und dem Substrat an dem Überlappungsbereich vorgesehen ist, eine Zunahme in der Größe des Verdrahtungsraums minimiert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den beigefügten Zeichnungen zeigt:
1 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Gesamtkonfiguration eines Lenksystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 einen Schaltplan zur Veranschaulichung einer Ansteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 eine Draufsicht der Ansteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV in der 3;
5 eine Seitenansicht zur Veranschaulichung eines ersten Substrats gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 eine Seitenansicht zur Veranschaulichung eines zweiten Substrats gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 eine schematische Seitenansicht zur Veranschaulichung einer Anordnung von Systemen der Ansteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 eine schematische Querschnittsansicht zur Veranschaulichung einer Verbindung zwischen dem Substrat und dem Verbindungsanschluss gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 einen Schaltplan zur Veranschaulichung einer Ansteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10 einen Schaltplan zur Veranschaulichung einer Ansteuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
11 eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung der Ansteuervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12 einen Schaltplan zur Veranschaulichung einer Ansteuervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
13 eine Seitenansicht zur Veranschaulichung eines ersten Substrats gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
14 eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung einer Ansteuervorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
15 Schaltpläne zur Veranschaulichung einer Ansteuervorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
16 eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung der Ansteuervorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
17 eine schematische Seitenansicht zur Veranschaulichung einer Anordnung von Systemen der Ansteuervorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
18 einen Schaltplan zur Veranschaulichung einer Ansteuervorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
19 einen Schaltplan zur Veranschaulichung einer Ansteuervorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
20 einen Schaltplan zur Veranschaulichung einer Ansteuervorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
21 eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung einer Ansteuervorrichtung gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
22 eine schematische Seitenansicht zur Veranschaulichung einer Anordnung von Systemen der Ansteuervorrichtung gemäß der elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
23 eine schematische Seitenansicht zur Veranschaulichung einer Anordnung eines Substrats gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
24 eine schematische Seitenansicht zur Veranschaulichung einer Anordnung eines Substrats gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
25 eine schematische Seitenansicht zur Veranschaulichung einer Anordnung zwischen einem Substrat und einem Verbindungsanschluss gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend sind eine erfindungsgemäße Ansteuervorrichtung und eine die Ansteuervorrichtung verwendende elektrische Servolenkungsvorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Dabei sind, in mehreren Ausführungsformen, die im Wesentlichen gleichen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen und nicht wiederholt beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
Nachstehend ist die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, wird die Ansteuervorrichtung 1 auf eine elektrische Servolenkungsvorrichtung 108 angewandt, die eine Lenkbetätigung durch den Fahrer unterstützt. Ein Motor 110 als eine rotierende elektrische Maschine und ein Controller 20, der eine Antriebssteuerung des Motors 110 ausführt, sind kombiniert, um die Ansteuervorrichtung 1 zu bilden. In der 1 ist der Controller 20 als ”ECU” gekennzeichnet.
1 zeigt eine Gesamtkonfiguration eines Lenksystems 100, das mit einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung 108 ausgerüstet ist. Das Lenksystem 100 ist aus einem Lenkrad 101 als ein Lenkelement, einem Säulenschaft 102, einem Zahnradgetriebe 104, einer Zahnstange 105, einem Rad 106 und einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung 108 oder dergleichen aufgebaut.
Das Lenkrad 101 ist mit dem Säulenschaft 102 verbunden. Der Säulenschaft 102 ist mit einem Drehmomentsensor 103 versehen, der ein Lenkmoment erfasst. Ein Zahnradgetriebe 104 ist an der Spitze des Säulenschafts 102 vorgesehen und befindet sich in Eingriff mit der Zahnstange 105.
Ein Paar von Rädern 106 ist über eine Spurstange oder dergleichen an beiden Enden der Zahnstange 105 vorgesehen.
Wenn der Fahrer das Lenkrad 101 betätigt, rotiert der mit dem Lenkrad 101 verbundene Säulenschaft 102. Eine Drehbewegung des Säulenschafts 102 wird durch das Zahnradgetriebe 104 in eine lineare Bewegung der Zahnstange 105 gewandelt, wodurch das Paar von Rädern 106 in einem Winkel entsprechend der Änderung der Zahnstange 105 gelenkt wird.
Die elektrische Servolenkungsvorrichtung 108 weist ein Untersetzungsgetriebe 109 als ein Energieübertragungselement und eine Ansteuervorrichtung 1 auf. Die elektrische Servolenkungsvorrichtung 108 gibt, vom Motor 110, ein Hilfsdrehmoment zur Unterstützung eines Lenkens des Lenkrads 101 aus, das über das Untersetzungsgetriebe 109 auf den Säulenschaft 102 zu übertragen ist, auf der Grundlage eines durch den Drehmomentsensor 103 erfassten Lenkmoments und eines über ein CAN (Controller Area Network) (nicht gezeigt) erfasstes Fahrgeschwindigkeitssignals. Insbesondere unterstützt die elektrische Servolenkungsvorrichtung 108 der vorliegenden Ausführungsform eine Rotation des Säulenschafts 102 mit einem Drehmoment, das durch den Motor 110 erzeugt wird, d. h. die elektrische Servolenkungsvorrichtung 108 ist vom sogenannten ”Säulenunterstützungstyp”. Es kann jedoch ebenso ein sogenannter ”Zahnstangenunterstützungstyp”, bei dem die Zahnstange 105 unterstützt wird, angewandt werden. Genauer gesagt, gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Säulenschaft 102 als das ”Ansteuerobjekt” definiert, kann jedoch die Zahnstange 105 als das ”Ansteuerobjekt” definiert sein.
Nachstehend ist eine elektrische Konfiguration der elektrischen Servolenkungsvorrichtung 108 unter Bezugnahme auf die 2 beschrieben. In der 2 sind Verdrahtungen auf den Substraten 21 und 22 anhand einer dünnen Linie gezeigt und ist ein Teil der Verdrahtungen nicht gezeigt, um die Darstellung zu vereinfachen. Der Motor 110 ist aus einem bürstenlosen Drehstrommotor mit 2 Wicklungsgruppen, d. h. Wicklungen 11 (erste Wicklung 11) und Wicklungen 22 (zweite Wicklung 12), die um den Stator (nicht gezeigt) gewickelt sind, aufgebaut. Die erste Wicklung 11 weist eine U1-Spule 111, eine V1-Spule 112 und eine W1-Spule 113 auf. Die zweite Wicklung 12 weist eine U2-Spule 121, eine V2-Spule 122 und eine W2-Spule 123 auf. Der Strom, der durch jede Phase der ersten Wicklung fließt, ist als ein Phasenstrom Iu1, Iv1 und Iw1 definiert, und der Strom, der durch jede Phase der zweiten Wicklung fließt, ist als Iu2, Iv2 und Iw2 definiert. Der Motor weist eine Rotationsachse auf und rotiert um die Rotationsachse. Die Richtung, in der sich die Rotationsachse erstreckt, ist als eine Achsrichtung definiert.
Die erste Wicklung 11 wird über einen ersten Inverter 30, der mit der ersten Wicklung 11 verbunden ist, mit Energie von einer ersten Batterie 39 versorgt.
Der erste Inverter 30 weist 6 Schaltelemente 301 bis 306 auf, die zu einer Brückenschaltung verschaltet sind, um so die Energie der ersten Wicklung 11 zu wandeln. Nachstehend ist ”Schaltelement” als ”SW-Element” abgekürzt. Die SW-Elemente 301 bis 306 sind aus einem MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) aufgebaut, können jedoch aus einem IGBT oder Thyristor aufgebaut sen. Die SW-Elemente 401 bis 406 und das Relais 32, 33, 42, 43 oder dergleichen, die nachstehend noch beschrieben ist, sind gleich denjenigen, die vorstehend beschrieben sind.
Die SW-Elemente 301 bis 303 sind auf einer Seite hohen Potentials angeordnet, und die SW-Elemente 304 bis 306 sind auf einer Seite niedrigen Potentials angeordnet. Ein Ende einer U1-Spule 111 ist mit einem Knotenpunkt zwischen den U-Phasen-SW-Elementen 301 und 304 verbunden. Ein Ende einer V1-Spule 112 ist mit einem Knotenpunkt zwischen den V-Phasen-SW-Elementen 302 und 305 verbunden. Ein Ende einer W1-Spule 113 ist mit einem Knotenpunkt zwischen den W-Phasen-SW-Elementen 303 und 306 verbunden.
Ein erster Stromsensor 31 ist auf der Seite niedrigen Potentials der SW-Elemente 304 bis 306 vorgesehen, um einen Phasenstrom Iu1, Iv1 und Iw1 zu erfassen. Der erste Stromsensor 31 weist Stromdetektoren 311 bis 313 auf, die in den jeweiligen Phasen vorgesehen sind. Die Stromdetektoren 311 bis 313 der vorliegenden Ausführungsform sind Shunt-Widerstände. Es können jedoch Hall-Elemente oder dergleichen dafür verwendet werden. Die Stromdetektoren 411 bis 413 sind gleich den Stromdetektoren 311 bis 313.
Das erste Leistungsrelais 32 ist zwischen der ersten Batterie 39 und dem ersten Inverter 30 vorgesehen und steuert den Strom zwischen der ersten Batterie 39 und dem ersten Inverter 30 derart, dass dieser einen leitenden Zustand oder einen Unterbrechungszustand annimmt. Ein erstes Verpolungsschutzrelais 33 ist zwischen dem ersten Leistungsrelais 32 und dem ersten Inverter 30 angeordnet. Das erste Verpolungsschutzrelais 33 ist derart verbunden, dass die Richtung der parasitären Diode entgegengesetzt zum ersten Leistungsrelais 32 verläuft. Folglich kann verhindert werden, dass ein Rückstrom fließt, wenn die erste Batterie 39 verpolt verbunden wird.
Die erste Drosselspule 35 ist auf der Seite der ersten Batterie 39 des ersten Leistungsrelais 32 vorgesehen.
Der erste Kondensator 36 ist parallel zum ersten Inverter 30 geschaltet. Die Drosselspule 35 und der Kondensator 36 bilden eine Filterschaltung, um ein Rauschen zu mindern, das sich von weiteren Vorrichtungen ausbreitet, die auch die Batterie 39 nutzen, und um ebenso ein Rauschen zu mindern, das sich von der Ansteuervorrichtung 1 zu weiteren Vorrichtungen ausbreitet, die auch die Batterie 39 nutzen. Der Kondensator 36 speichert elektrische Ladung, um eine Bereitstellung von Energie zu dem ersten Inverter 30 zu unterstützen.
Ein zweiter Inverter 40 ist mit der zweiten Wicklung 12 verbunden, die mit Energie von der zweiten Batterie 49 über den zweiten Inverter 40 versorgt wird.
Der zweite Inverter 40 wandelt die Energie der zweiten Wicklung 12, bei der sechs SW-Elemente in einer Brückenschaltung verschaltet sind. Die SW-Elemente 401 bis 403 sind auf der Seite hohen Potentials angeordnet, und die SW-Elemente 404 bis 406 sind auf der Seite niedrigen Potentials angeordnet. Ein Ende der U2-Spule 121 ist mit einem Knotenpunkt zwischen den U-Phasen-SW-Elementen 401 und 404 verbunden. Ein Ende der V2-Spule 122 ist mit einem Knotenpunkt zwischen den V-Phasen-SW-Elementen 402 und 405 verbunden. Ein Ende der W2-Spule 123 ist mit einem Knotenpunkt zwischen den W-Phasen-SW-Elementen 403 und 406 verbunden.
Auf der Seite niedrigen Potentials der SW-Elemente 404 bis 406 ist ein zweiter Stromsensor 41 vorgesehen. Der zweite Stromsensor 41 weist die Stromdetektoren 411 bis 413 auf.
Eine zweite Drosselspule 45, ein zweites Leistungsrelais 42 und ein zweites Verpolungsschutzrelais 43 sind in dieser Reihenfolge von der Seite der zweiten Batterie 49 zwischen der zweiten Batterie 49 und dem zweiten Inverter 40 angeordnet.
Da das zweite Leistungsrelais 42, das zweite Verpolungsschutzrelais 43, die zweite Drosselspule 45 und der zweite Kondensator 46 gleich dem ersten Leistungsrelais 32, dem ersten Verpolungsschutzrelais 33, der ersten Drosselspule 35 und dem ersten Kondensator 36 sind, ist hierauf nachstehend nicht wiederholt eingegangen. Gesetzt den Fall, dass die Leistungsrelais 32 und 42 mechanische Relais sind, können die Verpolungsschutzrelais 33 und 43 ausgelassen werden.
Eine erste Steuereinheit 501 steuert ein Leiten der ersten Wicklung 11, mit einem ersten Mikroprozessor 51 und einer ersten integrierten Schaltung 56. Es sollte beachtet werden, dass die integrierte Schaltung in den Zeichnungen als ASIC (Application-Specific Integrated Circuit oder anwendungsspezifische integrierte Schaltung) bezeichnet ist.
Der erste Mikroprozessor 51 erzeugt ein Steuersignal, dass einen EIN/AUS-Betrieb der SW-Elemente 301 bis 306 des ersten Inverters 30, des Relais 32 und des Relais 33 steuert, auf der Grundlage von Erfassungswerten des ersten Stromsensors 31, eines Rotationssensors 60 und des Drehmomentsensors 103 (siehe 1).
Die erste integrierte Schaltung 56 weist eine Vorstufe, einen Signalverstärker und einen Regler auf.
Die Vorstufe erzeugt ein Gate-Signal in Übereinstimmung mit einem Steuersignal. Das erzeugte Gate-Signal wird an Gates der SW-Elemente 301 bis 306 ausgegeben. Auf diese Weise werden die SW-Elemente 301 bis 306 EIN/AUS-gesteuert. Der Signalverstärker verstärkt die Erfassungssignale des ersten Stromsensors 31 oder dergleichen und gibt die verstärkten Erfassungssignale an den ersten Mikroprozessor 51. Der Regler stabilisiert die Spannung, die an den ersten Mikroprozessor 51 oder dergleichen gegeben wird.
Eine zweite Steuereinheit 502 steuert ein Leiten der zweiten Wicklung 12, mit einem zweiten Mikroprozessor 52 und einer zweiten integrierten Schaltung 57.
Der zweite Mikroprozessor 52 erzeugt ein Steuersignal, das einen EIN/AUS-Betrieb der SW-Elemente 401 bis 406 des zweiten Inverters 40, des Relais 42 und des Relais 43 steuert, auf der Grundlage von Erfassungswerten des zweiten Stromsensors 41, des Rotationssensors 60 und des Drehmomentsensors 103 (siehe 1).
Die zweite integrierte Schaltung 57 weist eine Vorstufe, einen Signalverstärker und einen Regler auf.
Die Vorstufe erzeugt ein Gate-Signal in Übereinstimmung mit einem Steuersignal. Das erzeugte Gate-Signal wird an Gates der SW-Elemente 401 bis 406 gegeben. Auf diese Weise werden die SW-Elemente 401 bis 406 EIN/AUS-gesteuert. Der Signalverstärker verstärkt die Erfassungssignale des zweiten Stromsensors 41 oder dergleichen und gibt die verstärkten Erfassungssignale an den zweiten Mikroprozessor 52. Der Regler stabilisiert die Spannung, die an den zweiten Mikroprozessor 52 oder dergleichen gegeben wird.
Der Rotationssensor 60 weist einen ersten Sensor 61 und einen zweiten Sensor 62 auf. In den Zeichnungen ist der erste Sensor 61 als ”Sensor 1” gekennzeichnet und der zweite Sensor 62 als ”Sensor 2” gekennzeichnet.
Jeder der Sensoren 61 und 62 ist als ein IC mit einem Sensorelement, das eine Magnetflussänderung im Ansprechen auf eine Rotation eines Magneten 16 erfasst, einem A/D Wandler, der ein Erfassungssignal des Sensorelements in digitale Daten wandelt, und einer Recheneinheit, die verschiedene Berechnungen auf der Grundlage des A/D-gewandelten Erfassungswerts ausführt, aufgebaut. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird das Ausgangssignal des ersten Sensors 61 an den ersten Mikroprozessor 51 ausgegeben und das Ausgangssignal des zweiten Sensors 62 an den Mikroprozessor 52 ausgegeben.
In Übereinstimmung mit dem Erfassungswert weist die Recheneinheit eine Funktion zur Berechnung eines Drehwinkels des Motors 110 und eine Funktion zur Berechnung einer Drehzahl des Motors 110 auf der Grundlage des Erfassungswerts auf und gibt Information über den Drehwinkel und Information über die Drehzahl an die Mikroprozessoren 51 und 52. Auch wenn das System gestoppt wird, wird die Drehzahl des Motors 110 gezählt, so dass ein Drehwinkel des Lenkrads 101 als ein Lenkwinkel in geeigneter Weise in Übereinstimmung mit dem Drehwinkel und der Drehzahl des Motors 110 berechenbar ist. Dies führt dazu, dass ein Lenksensor zur Erfassung des Lenkwinkels ausgelassen werden kann.
Nachstehend sind die erste Wicklung 11 und der erste Inverter 30 und die erste Steuereinheit 501 oder dergleichen, die entsprechend der ersten Wicklung 11 vorgesehen sind, als ein ersten System 901 bezeichnet. Die zweite Wicklung 12 und der zweite Inverter 40 und die zweite Steuereinheit 502 oder dergleichen, die entsprechend der zweiten Wicklung 12 vorgesehen sind, sind als ein zweites System 902 bezeichnet. In den Zeichnungen ist, der Einfachheit halber, der Rotationssensor 60 nicht in den Systemen 901 und 902 enthalten. Der erste Sensor 61 kann jedoch in dem ersten System 901 enthalten sein, und der zweite Sensor 62 kann in dem zweiten System 902 enthalten sein. Ferner ist, in den Zeichnungen, das erste System 901 als ”System 1” gekennzeichnet und das zweite System 902 als ”System 2” gekennzeichnet.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind Schaltungskomponenten, wie beispielsweise der erste Inverter 30 und die erste Steuereinheit 501, entsprechend der ersten Wicklung 11 vorgesehen, und sind Schaltungskomponenten, wie beispielsweise der zweite Inverter 40 und die zweite Steuereinheit 502, entsprechend der zweiten Wicklung 12 vorgesehen. Folglich kann, auch wenn eine Fehlfunktion in einem Teil der Schaltungskomponenten, wie beispielsweise den Invertern 30 und 40, und entweder der ersten Steuereinheit 501 oder der zweiten Steuereinheit 502 auftritt, der Motor 110 kontinuierlich angetrieben werden. Genauer gesagt, bei der Ansteuervorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform ist der Schaltungsaufbau mit den Steuereinheiten 501 und 502 als eine redundante Konfiguration ausgelegt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die erste Batterie 39 und die zweite Batterie 49 vorgesehen und sind die Batterien ebenso als eine redundante Konfiguration ausgelegt. Es können verschiedene Spannungen für die Batterien 39 und 49 verwendet werden. Wenn die Spannungen der Batterien 39 und 49 verschieden sind, kann beispielsweise ein Spannungswandler oder dergleichen wenigstens zwischen der ersten Batterie 39 und dem ersten Inverter 30 oder zwischen der zweiten Batterie 49 und dem zweiten Inverter 40 vorgesehen sein.
Auf den Seiten der positiven Elektroden der Batterien 39 und 49 sind Sicherungen 38 und 48 vorgesehen.
Wie in den 2, 4 und 5 gezeigt, sind die SW-Elemente 301 bis 306, 401 bis 406, die Ansteuerkomponenten sind, die Stromdetektoren 311 bis 313, 411 bis 413, die Relais 32, 33, 42 und 43, die Drosselspulen 35 und 45 und Kondensatoren 36 und 46 auf dem ersten Substrat 21 befestigt. Wie in den 2, 4 und 6 gezeigt, sind, als die Steuerkomponenten, die Mikroprozessoren 51 und 52 und die integrierten Schaltungen 56 und 57 auf dem zweiten Substrat 22 befestigt. Die Ansteuerkomponenten dienen als Leistungskomponenten, bei denen ein hoher Strom fließt, ähnlich dem Strom, der durch die Spulen 111 bis 113 und 121 bis 123 fließt. Die Steuerkomponenten dienen als Komponenten, bei denen kein Motorstrom fließt. Ein Rotationssensor 60 ist auf dem ersten Substrat 21 befestigt.
Ein weißes Dreieck im Schaltplan kennzeichnet einen Verbindungspunkt zwischen jedem Anschluss und den Substraten 21 und 22. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind Energieanschlüsse 751 und 761, die Masseanschlüsse 752 und 762 und ein interner Signalanschluss 717 mit dem ersten Substrat 21 bzw. dem zweiten Substrat 22 verbunden. Demgegenüber sind Drehmomentanschlüsse 771 und 781 und die Fahrzeugsignalanschlüsse 772 und 782 mit dem zweiten Substrat 22 verbunden und nicht mit dem ersten Substrat 21 verbunden. Die Anschlussverbindung ist nachstehend noch näher beschrieben.
In der 2 ist der Energieanschluss als ”Energie 1” und ”Energie 2” gekennzeichnet, der Masseanschluss als ”GND1” und ”GND2” gekennzeichnet, der Drehmomentsignalanschluss als ”trq1” und ”trq2” gekennzeichnet und der Fahrzeugsignalanschluss als ”CAN 1” und ”CAN 2” gekennzeichnet. Darüber hinaus sollte, in den Schaltplänen, wie beispielsweise in der 2, beachtet werden, dass eine Verzweigungsleitung, die ein Verhältnis zwischen einem Anschluss und einem Substrat anzeigt, nicht zwangsläufig bedeutet, dass der tatsächliche Anschluss verzweigt ist.
Die Struktur der Ansteuervorrichtung 1 ist in den 3 bis 6 gezeigt. Wie in 4 gezeigt, weist der Motor 110 einen Stator, auf den die Wicklungen 11 und 12 (siehe 2) gewickelt sind, einen Rotor und eine Welle 15 auf. Der Stator ist an einer Innenseite eines Motorgehäuses 17 befestigt. Der Rotor ist derart vorgesehen, dass er bezüglich des Stators drehbar ist. Die Welle 15 ist an der Mittelachse des Rotors befestigt. Auf diese Weise werden die Welle 15 und der Rotor kombiniert und rotiert.
An einem gegenüberliegenden Endabschnitt der Welle 15 bezüglich des Controllers 20 sind ein Untersetzungsgetriebe 109 (siehe 1) und ein Ausgangsanschluss (nicht gezeigt) vorgesehen. Auf diese Weise wird das durch eine Rotation des Rotors und der Welle 15 erzeugte Drehmoment über das Untersetzungsgetriebe 109 auf den Säulenschaft 102 übertragen. Hierin sollte beachtet werden, dass Rotation des Rotors und der Welle 15 einfach als ”Rotation des Motors 110” bezeichnet ist.
Ein Magnet 16, der zusammen mit der Welle 15 rotiert, ist an einem Endabschnitt auf der Seite des Controllers 20 der Welle 15 vorgesehen.
Das Motorgehäuse 17 weist ein zylindrisches Element 171 auf, das in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet ist. Der Stator, der Rotor und die Welle 15 sind radial innerhalb des Motorgehäuses 17 untergebracht.
Ein Rahmen 18 ist auf einer Seite des Controllers 20 des Stators und des Rotors vorgesehen und, durch Presseinfügen oder dergleichen, radial innerhalb des Motorgehäuses 17 befestigt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform bilden das Motorgehäuse 17 und der Rahmen 18 einen Umriss des Motors 110. Die Welle 15 ist in den Rahmen 18 eingefügt und der Magnet 16 zur Seite des Controllers 20 freiliegend.
Substratbefestigungsabschnitte 185 und 186 sind an einer Endoberfläche 181 des Rahmens 18 auf der Seite des Controllers 20 vorgesehen. Das erste Substrat 21 ist auf dem ersten Substratbefestigungsabschnitt 185 angeordnet und durch eine Schraube 195 befestigt. Der zweite Substratbefestigungsabschnitt 186 ist derart gebildet, dass die Höhe bezüglich der Endoberfläche 181 größer als die Höhe des ersten Substratbefestigungsabschnitts 185 ist. Der zweite Substratbefestigungsabschnitt 186 ist in einen Loch-(nicht gezeigt)-Abschnitt des ersten Substrats 21 eingefügt. Das zweite Substrat 22 ist auf dem zweiten Substratbefestigungsabschnitt 186 angeordnet und durch die Schraube 196 befestigt. Die Substrate 21 und 22 und der Rahmen 18 können durch ein Element verschieden von der Schraube befestigt sein.
Spulen 111 bis 113 entsprechend den jeweiligen Phasen der ersten Wicklung 11 und Spulen 121 bis 123 entsprechend den jeweiligen Phasen der zweiten Wicklung 12 sind mit Motorleitungen (nicht gezeigt) verbunden. Die Motorleitungen sind in ein in dem Rahmen 18 gebildetes Motorleitungseinfügeloch (nicht gezeigt) eingefügt und herausgezogen, um mit dem Substrat 21 verbunden zu werden.
Der Controller 20 ist auf einer Seite des Motors 110 in dessen Achsrichtung vorgesehen. Der Controller 20 ist als in einer Motorsilhouette, die einen Projektionsbereich beschreibt, in dem das Motorgehäuse 17 in der Achsrichtung betrachtet wird, untergebracht vorgesehen. Nachstehend sind die Achsrichtung und die radiale Richtung des Motors 110 einfach als ”Achsrichtung” und ”radiale Richtung” der Ansteuervorrichtung 1 bezeichnet.
Der Controller 20 weist die Substrate 21 und 22, die mit verschiedenen elektronischen Komponenten bestückt sind, und eine Verbindereinheit 70 auf.
Das erste Substrat 21 und das zweite Substrat 22 sind im Wesentlichen horizontal bezüglich der Endoberfläche des Rahmens 18 angeordnet. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind das erste Substrat 21 und das zweite Substrat 22 in dieser Reihenfolge von der Seite des Motors 110 angeordnet. Hierin ist eine Oberfläche auf der Seite des Motors 110 des ersten Substrats 21 als eine erste Oberfläche 211 bezeichnet und eine Oberfläche auf einer gegenüberliegenden Seite des Motors 110 des ersten Substrats 21 als die zweite Oberfläche 212 bezeichnet. In gleicher Weise ist eine Oberfläche auf der Seite des Motors 110 des zweiten Substrats 22 als die erste Oberfläche 221 bezeichnet und eine Oberfläche auf einer gegenüberliegenden Seite des Motors 110 des zweiten Substrats 22 als die zweite Oberfläche 222 bezeichnet (siehe 5 und 6).
Wie in den 4 und 5 gezeigt, sind die SW-Elemente 301 bis 306, 401 bis 406, die Stromdetektoren 311 bis 313, 411 bis 413 und der Rotationssensor 60 oder dergleichen auf der ersten Oberfläche 211 des ersten Substrats 21 befestigt. Die Drosselspulen 35 und 45 und die Kondensatoren 36 und 46 sind auf der zweiten Oberfläche 212 des ersten Substrats 21 befestigt.
Es sollte beachtet werden, dass die SW-Elemente 301, 302, 401 und 402 in der 4 gezeigt sind. In dem Strukturdiagramm sind die Stromdetektoren 311 bis 313, 411 bis 413 und die Drosselspulen 35 und 45 oder dergleichen jedoch nicht gezeigt. In gleicher Weise sind diese Elemente in den Zeichnungen gemäß den Ausführungsformen, die nachstehend noch beschrieben sind, nicht gezeigt.
Die SW-Elemente 301 bis 306 und 401 bis 406 sind derart vorgesehen, dass sie Wärme zum Rahmen 18 abstrahlen können. Folglich wird Wärme, die von den SW-Elementen 301 bis 306 und 401 bis 406 erzeugt wird, vom Motorgehäuse 17 über den Rahmen 18 nach außerhalb der Ansteuervorrichtung 1 abgeleitet. Es sollte beachtet werden, dass die Beschreibung ”derart vorgesehen, dass sie Wärme abstrahlen können” nicht auf den Fall beschränkt ist, in dem die SW-Elemente 301 bis 306 und 401 bis 406 den Rahmen 18 direkt kontaktieren, sondern ebenso den Fall umfasst, dass die SW-Elemente den Rahmen 18 über ein Wärmeableitungselement, wie beispielsweise ein Wärmeableitungsgel, indirekt kontaktieren. In der 4 sind, da das Wärmeableitungselement ausgelassen ist, die SW-Elemente 301 bis 306 und 401 bis 406 und der Rahmen 18 voneinander beabstandet.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform dient der Rahmen 18 als eine Wärmesenke. Genauer gesagt, der Rahmen 18 weist sowohl eine Funktion als ein Umriss des Motors 110 als auch eine Funktion als eine Wärmesenke auf. Dementsprechend kann, verglichen mit dem Fall, das eine Wärmesenke separat vorgesehen ist, die Anzahl von Komponenten und deren Größe verringert werden. Ferner kann, indem der Rahmen 18 als eine Wärmesenke verwendet wird, ein Wärmeausbreitungspfad zur Atmosphäre verkürzt werden, um Wärme effizient abzuleiten.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die SW-Elemente 301 bis 306 und 401 bis 406 als ”Wärmeerzeugungselemente” definiert. Zusätzlich zu den SW-Elementen 301 bis 306 und 401 bis 406 können elektrische Komponenten verschieden von den SW-Elementen, wie beispielsweise Stromdetektoren 311 bis 313 und 411 bis 413, als Wärmeerzeugungselemente betrachtet werden und an dem Rahmen 18 vorgesehen sein, in der Lage, Wärme abzustrahlen.
Der Rotationssensor 60 ist an einem Abschnitt befestigt, der dem Magneten 16 auf der ersten Oberfläche 211 des ersten Substrats 21 zugewandt ist. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind der erste Sensor 61 und der zweite Sensor 62 als ein IC-Chip aufgebaut und in einer einzigen Baugruppe 69 untergebracht. Der Rotationssensor 60 ist derart befestigt, dass jeweilige Abstände von Magnetsensoren, die in den Sensoren 61, 62 enthalten sind, zur Mitte des Magneten 16 gleich sind. Für jeden Magnetsensor kann ein Hall-Element oder ein magnetoresistives (MR) Element oder dergleichen verwendet werden.
Wie in den 4 und 6 gezeigt, sind die integrierten Schaltungen 56 und 57 auf der ersten Oberfläche 221 des zweiten Substrats 22 befestigt und sind die Mikroprozessoren 51 und 52 auf der zweiten Oberfläche 222 des zweiten Substrats 22 befestigt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind Ansteuerkomponenten auf dem ersten Substrat 21 befestigt, um ein Fließen des Motorstroms zu ermöglichen, und sind Steuerkomponenten auf dem zweiten Substrat 22 befestigt. Genauer gesagt, das erste Substrat 21 ist als ein Leistungssubstrat definiert, und das zweite Substrat 22 ist als ein Steuersubstrat definiert, um einen Energieschaltungsabschnitt und einen Steuerschaltungsabschnitt voneinander zu trennen. Dies führt dazu, dass ein hoher Strom, der eine Rauschquelle darstellen kann, nicht in dem zweiten Substrat 22 als ein Steuersubstrat fließt, wodurch verhindert werden kann, dass die Steuerkomponenten durch Rauschen beeinflusst werden.
Eine Federklemme 26 ist auf der zweiten Oberfläche 212 des ersten Substrats 21 vorgesehen. Eine Federklemme 27 ist auf der zweiten Oberfläche 222 des zweiten Substrats 22 vorgesehen. In den 4 bis 6 sind, für die Federklemmen 26 und 27, Querschnittsformen zur Veranschaulichung gezeigt. Der Aufbau der Federklemmen 26 und 27 ist nachstehend noch näher beschrieben.
Wie in den 4 bis 7 gezeigt, sind, wenn die Substrate 21 und 22 in zwei Bereiche unterteilt werden, in einem Bereich, in dem ein erster Energieversorgungsverbinder 75 verbunden ist, die SW-Elemente 301 bis 306, die Drosselspule 35, die Drosselspule 35, der erste Mikroprozessor 51 und die erste integrierte Schaltung 56 befestigt. Ferner sind, wenn die Substrate 21 und 22 in zwei Bereiche unterteilt werden, in einem Bereich, in dem ein zweiter Energieversorgungsverbinder 76 verbunden ist, die SW-Elemente 401 bis 406, die Drosselspule 45, die Drosselspule 46, der zweite Mikroprozessor 52 und die zweite integrierte Schaltung 57 befestigt. Genauer gesagt, in einem Bereich, in dem der erste Energieversorgungsverbinder 75 vorgesehen ist, sind elektronische Komponenten bezüglich des ersten Systems 901 befestigt, und in einem Bereich, in dem der zweite Energieversorgungsverbinder 76 vorgesehen ist, sind elektronische Komponenten bezüglich des zweiten Systems 902 befestigt. Da die elektronischen Komponenten bezüglich des ersten Systems 901 und die elektronischen Komponenten bezüglich des zweiten Systems 902 separat befestigt sind, ist es unwahrscheinlich, dass Wärme, die in einem System erzeugt wird, das andere System beeinflusst.
In der 7, die eine schematische Seitenansicht zeigt, sind die Steuerkomponenten und die Verbindereinheit 70 ausgelassen. In gleicher Weise sind die Steuerkomponenten und die Verbindereinheit 70 in den 17 und 22 ausgelassen.
Wie in den 3 und 4 gezeigt, weist die Verbindereinheit 70 eine Abdeckung 71, Energieversorgungsverbinder 75 und 76 und Signalverbinder 77 und 78 auf. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform entsprechen die Verbinder 75 bis 78 einem ”Verbinder”.
Die Abdeckung 71 ist in einer im Wesentlichen zylindrischen Form mit einem Boden gebildet, mit einem zylindrischen Element 711 und einem Verbinderbildungsabschnitt 715. Eine Spitze bzw. ein Spitzenabschnitt des zylindrischen Elements 712 ist in einen Nutabschnitt 172 eingefügt, der in dem zylindrischen Element 171 des Motorgehäuses 17 gebildet ist, und über Klebemittel oder dergleichen daran befestigt.
Die Energieversorgungsverbinder 75 und 76 und die Signalverbinder 77 und 78 sind auf dem Verbinderbildungsabschnitt 715 und auf einer gegenüberliegenden Seite bezüglich des Motors 110 gebildet. Die Verbinder 75 bis 78 sind in der Motorsilhouette angeordnet. Die Verbinder 75 bis 78 der vorliegenden Ausführungsform weisen Öffnungen auf, die zu einer gegenüberliegenden Seite des Motors 110 hin offen sind, in die Kabelstränge oder dergleichen in der Achsrichtung eingefügt werden.
Wie in den 2 bis 4 gezeigt, wird der erste Energieversorgungsverbinder 75 verwendet, um die erste Batterie 39 und die Masse zu verbinden. Der erste Energieversorgungsverbinder weist einen ersten Energieanschluss 751 und den ersten Masseanschluss 752 auf. Der zweite Energieversorgungsverbinder 76 wird verwendet, um die zweite Batterie 49 und die Masse zu verbinden. Der zweite Energieversorgungsverbinder 76 weist einen zweiten Energieanschluss 761 und einen zweiten Masseanschluss 762 auf.
Der erste Signalverbinder 77 und der zweite Signalverbinder 78 werden verwendet, um den Drehmomentsensor 103 und ein CAN (Controller Area Network) (nicht gezeigt) zu verbinden.
Der erste Signalverbinder 77 weist einen ersten Drehmomentsignalanschluss 771 zur Annahme eines Signals, das von dem Drehmomentsensor 103 gesendet wird, und einen ersten Fahrzeugsignalanschluss 772 zur Annahme eines Signals, das von dem CAN gesendet wird, auf. Der zweite Signalverbinder 78 weist einen zweiten Drehmomentsignalanschluss 781 zur Annahme eines Signals, das von dem Drehmomentsensor 103 gesendet wird, und einen zweiten Fahrzeugsignalanschluss 782 zur Annahme eines Signals, das von dem CAN gesendet wird, auf.
Es sind mehrere Öffnungen für die Energieversorgungsverbinder 75 und 76 und die Signalverbinder 77 und 78 vorgesehen, wodurch der Motor 110 kontinuierlich angetrieben werden kann, auch wenn ein Teil der Verdrahtungen unterbrochen und gebrochen ist.
Der interne Signalanschluss 717 ist auf einer Seite des Motors 110 des Verbinderbildungsabschnitts 715 der Abdeckung 71 vorgesehen. Der interne Signalanschluss 717 ist mit dem ersten Substrat 21 und dem zweiten Substrat 22 verbunden und wird zur Übertragung eines Signals zwischen dem ersten Substrat 21 und dem zweiten Substrat 22 verwendet. Der interne Signalanschluss 717 ist separat von den Anschlüssen 751, 752, 761, 762, 771, 772, 781 und 782 der Verbinder 75 bis 78 vorgesehen. Folglich sind die internen Signalanschlüsse nicht mit externen Vorrichtungen außerhalb der Ansteuervorrichtung 1, wie beispielsweise die Batterien 39 und 49, der Drehmomentsensor 103 und das CAN, verbunden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der interne Signalanschluss 717 zur Übertragung des Erfassungswerts des Rotationssensors 60 an das zweite Substrat 22 verwendet. Genauer gesagt, der interne Signalanschluss 717 überträgt den Erfassungswert des zweiten Sensors 62 des Rotationssensors 60 an das zweite Substrat 22.
Für den ersten Energieversorgungsverbinder 75 können die Anzahl von Anschlüssen, eine Anordnung hiervon und eine Zuweisung von Signalen in geeigneter Weise geändert werden. In gleicher Weise können die Anzahl von Anschlüssen, eine Anordnung hiervon und eine Zuweisung von Signalen für den zweiten Energieversorgungsverbinder 76 und die Signalverbinder 77 und 78 in geeigneter Weise geändert werden. Der interne Signalanschluss 717 kann an einem beliebigen Ort vorgesehen sein, solange es zu keiner Störung zwischen dem internen Signalanschluss 717 und einem der Verbinder 75 bis 78 kommt. Darüber hinaus ist die Anzahl von internen Signalanschlüssen 717 nicht auf die Anzahl von Anschlüssen beschränkt, die in den Zeichnungen gezeigt ist.
In der 2 wird das Signal von dem ersten Signalverbinder 77 an die erste Steuereinheit 501 gegeben und das Signal von dem zweiten Signalverbinder 78 an die zweite Steuereinheit 502 gegeben. Das Signal von dem ersten Signalverbinder 77 kann jedoch sowohl an die erste Steuereinheit 501 als auch an die zweite Steuereinheit 502 gegeben werden. In gleicher Weise kann das Signal von dem zweiten Signalverbinder 78 sowohl an die erste Steuereinheit 501 als auch an die zweite Steuereinheit 502 gegeben werden.
Die Energieanschlüsse 751 und 761 und die Masseanschlüsse 752 und 762 und der interne Signalanschluss 717 sind mit dem ersten Substrat 21 bzw. dem zweiten Substrat 22 verbunden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform entsprechen die Energieanschlüsse 751 und 761, die Masseanschlüsse 752 und 762 und der interne Signalanschluss 717, die mit dem ersten Substrat 21 und dem zweiten Substrat 22 verbunden sind, ”Verbindungsanschlüssen”. Insbesondere sind die Verbindungsanschlüsse der vorliegenden Ausführungsform in der Verbindereinheit 70 mit den Verbindern 75 bis 78 vorgesehen. Als eine Ergänzung umfassen, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die ”Verbindungsanschlüsse” die Drehmomentsignalanschlüsse 771, 781 und die Fahrzeugsignalanschlüsse 772 und 782 nicht.
Nachstehend ist eine Verbindung zwischen dem Verbindungsanschluss und den Substraten 21 und 22 unter Bezugnahme auf die 8 beschrieben. In der 8 sind, als der Verbindungsanschluss, die Energieanschlüsse 751 und 761 der Energieversorgungsverbinder 751 und 761 veranschaulicht. Da die Energieanschlüsse 751 und 761 und die Substrate 21 und 22 auf die gleiche Weise verbunden werden, ist nachstehend hauptsächlich der Energieanschluss 751 beschrieben.
Der Energieanschluss 751 erstreckt sich zur Seite des Motors 110, in einem Bereich, in dem sich das Substrat 21 und das Substrat 22 überlappen, in der Achsrichtung betrachtet. Der Energieanschluss 751 ist in ein Verbindungsanschlusseinfügeloch 215, das in dem ersten Substrat 21 gebildet ist, und in ein Verbindungsanschlusseinfügeloch 225, das in dem zweiten Substrat 22 gebildet ist, eingefügt. Folglich durchdringt der Energieanschluss 751 die Substrate 21 und 22. Es sollte beachtet werden, dass der Energieanschluss 751 das Substrat 21, das sich auf der abgewandten Seite von dem Verbinderbildungsabschnitt 715 befindet, nicht durchdringen muss.
Die Federklemme 26 ist außerhalb des Verbindungsanschlusseinfügelochs 215 des ersten Substrats 21 gebildet. Die Federklemme 27 ist außerhalb des Verbindungsanschlusseinfügelochs 225 des ersten Substrats 21 gebildet. Die Federklemmen 26 und 27 sind aus einem leitfähigen Material, wie beispielsweise Kupfer gebildet, um eine Größe entsprechend einer Größe des Anschlusses aufzuweisen, der dort einzufügen ist. Die Federklemme 26 weist einen Einfügeabschnitt 261 und einen Substratverbindungsabschnitt 265 auf. Der Federabschnitt 27 weist einen Einfügeabschnitt 271 und einen Substratverbindungsabschnitt 275 auf.
Der Einfügeabschnitt 261 ist auf einer zweiten Oberfläche 212 des ersten Substrats 21 gebildet, senkrecht zur zweiten Oberfläche 212 in einer Richtung entgegengesetzt zur Motorseite stehend. Der Substratverbindungsabschnitt 265 ist, auf der zweiten Oberfläche 212, elektrisch mit einem Verdrahtungsmuster des ersten Substrats 21 verbunden, das den einzufügenden Anschluss betrifft. Der Einfügeabschnitt 271 ist auf einer zweiten Oberfläche 222 des zweiten Substrats 22 gebildet, senkrecht zur zweiten Oberfläche 222 in einer Richtung entgegengesetzt zur Motorseite stehend. Der Substratverbindungsabschnitt 275 ist, auf der zweiten Oberfläche 222, elektrisch mit einem Verdrahtungsmuster des zweiten Substrats 22 verbunden, das den einzufügenden Anschluss betrifft.
Der Energieanschluss 751 ist in die Einfügeanschlüsse 261 und 271 eingefügt. Die Einfügeanschlüsse 261 und 271 werden elastisch verformt, indem der Energieanschluss 751 eingefügt wird, um in Kontakt mit dem Energieanschluss 751 zu kommen. Auf diese wird der Energieanschluss 751 elektrisch mit den Substraten 21 und 22 verbunden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Energieanschluss 751 in die Federklemmen 26 und 27 eingefügt, um senkrecht bezüglich der Substrate 21 und 22 angeordnet zu sein. Es sollte beachtet werden, dass der Term ”senkrecht” nicht auf einen zwischen den Substraten 21 und 22 und dem Energieanschluss 751 gebildeten Winkel von 90 Grad beschränkt ist, sondern eine Neigungstoleranz aufgrund der elastischen Verformung die Federklemmen 26 und 27 oder eines Designfehlers aufweist.
Es ist nur ein Energieanschluss 751 in die Federklemmen 26 und 27, die auf den jeweiligen Substraten 21 und 22 vorgesehen sind, eingefügt, um so mit den Substraten 21 und 22 verbunden zu werden. Dementsprechend überträgt der Verbindungsanschluss das gleiche Signal durch die Substrate 21 und 22. Darüber hinaus kommen der Verbindungsanschluss und die Federklemmen 26 und 27 durch die elastische Verformung die Federklemmen 26 und 27 in Kontakt, um eine elektrische Verbindung dazwischen zu ermöglichen. Folglich kann ein Fertigungsprozess, wie beispielsweise ein Löten, zur Verbindung des Verbindungsanschlusses und der Substrate 21 und 22 ausgelassen werden.
In gleicher Weise sind auch die Masseanschlüsse 752 und 762 und der interne Signalanschluss 717 (die nicht gezeigt sind), die sich von den Energieanschlüssen 751 und 761 unterscheiden, in die Federklemmen 26 und 27 eingefügt, die an den jeweiligen Anschlüssen vorgesehen sind, wodurch die Masseanschlüsse 752 und 762 und der interne Signalanschluss 717 elektrisch mit den Substraten 21 und 22 verbunden werden (siehe 4).
Wie in 4 gezeigt, sind die Drehmomentsignalanschlüsse 771 und 781 und ein Anschlusseinfügeloch (nicht gezeigt), in das die Fahrzeugsignalanschlüsse 772 und 782 eingefügt sind, in dem zweiten Substrat 22 gebildet. Ferner ist die Federklemme 27 auf der Seite der zweiten Oberfläche 222, die sich außerhalb des Anschlusseinfügelochs befindet, gebildet. Die Signalanschlüsse 771, 772, 781 und 782 sind in die Federklemme 27 eingefügt, um so elektrisch mit dem zweiten Substrat 22 verbunden zu werden. Folglich können die Mikroprozessoren 51 und 52 und die integrierten Schaltungen 56 und 57, die auf dem zweiten Substrat 22 befestigt sind, die von den Signalanschlüssen 771, 772, 781 und 782 übertragenen Signale verwenden.
Die Ansteuervorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform ist in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung 108 vorgesehen. Da die elektrische Servolenkungsvorrichtung 108 eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs steuert, als eine wichtige Funktion des Fahrzeugs, weist die elektrische Servolenkungsvorrichtung 108 eine redundante Konfiguration auf, so dass eine Lenkunterstützungsfunktion aufrechterhalten wird, auch wenn ein Fehler in einem Teil der Konfiguration auftritt. Demgegenüber muss, unter Berücksichtigung einer Ausdehnung des Fahrzeuginnenraums und einer Verbesserung der Kraftstoffeffizienz, die Ansteuervorrichtung möglichst klein ausgebildet sein.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird eine redundante Konfiguration der Schaltung derart realisiert, dass mehrere Substrate 21 und 22 vorgesehen sind. Insbesondere werden, um zu verhindern, dass ein Verdrahtungsraum zunimmt, die Substrate 21 und 22 innerhalb der Motorsilhouette festgeklemmt, um sich bezüglich der virtuellen Linie entsprechend einer verlängerten Achsrichtung des Motors 10 in senkrechter Richtung zu überlappen. Der Term ”senkrecht” bedeutet nicht zwangsläufig genau senkrecht, sondern toleriert geringe Montagefehler. Die Verbindungsanschlüsse durchdringen die Substrate 21 und 22 in einem Überlappungsbereich, um die Substrate 21 und 22 hierdurch elektrisch zu verbinden. Genauer gesagt, die Verbindungsanschlüsse durchdringen die Substrate 21 und 22, um so eine elektrische Verbindung zu dem ersten Substrat 21 zu ermöglichen, das sich von dem zweiten Substrat 22 unterscheidet, das sich auf der Seite der Verbinder 75 bis 78 befindet.
Folglich kann eine Zunahme in der Größe des Verdrahtungsraums aufgrund der redundanten Konfiguration vermieden werden. Ferner wird eine Konfiguration realisiert, bei der die Verbindungsanschlüsse im Wesentlichen gerade ausgebildet sind, wobei sie die Substrate 21 und 22 durchdringen, um so die Anschlüsse zu verkürzen. Dies führt dazu, dass eine Verdrahtungsimpedanz verringerbar ist.
Die Ansteuervorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform weist, wie vorstehend beschrieben, die mehreren Substrate 21 und 22, die Verbinder 75 bis 78 und die Anschlüsse 751, 752 und 761, die als die Verbindungsanschlüsse dienen, auf.
Der Motor 110 weist mehrere Wicklungsgruppen, d. h., die Wicklungen 11 und die Wicklungen 12 auf.
Die Substrate 21 und 22 sind in der Achsrichtung auf einer Seite des Motors 110 vorgesehen, wobei die Substrate die SW-Elemente 301 bis 306, 401 bis 406, die als ein Leitungsschalter der Wicklungen 11 und 12 dienen, und Steuerkomponenten bezüglich der Antriebssteuerung des Motors 110 aufweisen, die darauf befestigt sind. Die Steuerkomponenten der vorliegenden Ausführungsform umfassen die Mikroprozessoren 51 und 52 und die integrierten Schaltungen 56 und 57.
Die Verbinder 75 bis 78 sind auf der gegenüberliegenden Seite des Motors 110 jenseits der Substrate 21 und 22 (d. h. über die Substrate hinweg) vorgesehen. Die Energieanschlüsse 751 und 761, die Masseanschlüsse 752 und 762 und der interne Signalanschluss 717 sind mit den Substraten 21 und 22 verbunden.
Die Substrate 21 und 22 sind derart angeordnet, dass sich wenigstens ein Teil der Substrate überlappt, wenn die Substrate in der Achsrichtung des Motors 110 abgebildet und wenn sie in der Achsrichtung betrachtet werden. Hierin ist ein Bereich, in dem die Substrate 21 und 22 abgebildet werden, als ein Überlappungsbereich bezeichnet. Die Anschlüsse 751, 752, 761, 762 und 717 durchdringen wenigstens einen Teil der Substrate 21 und 22, um die Substrate 21 und 22 in dem Überlappungsbereich zu verbinden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann, da ein Verbindungsanschluss mit den Substraten 21 und 22 verbunden ist, die gleiche Information an die Substrate 21 und 22 übertragen werden. Die gleiche Information umfasst, zusätzlich zu üblichen Signalen, Stromleitungen und Masseleitungen, die mit den Batterien 39 und 49 verbunden sind.
Ferner ist ein Verbindungsabschnitt, an dem die Verbindungsanschlüsse und die Substrate 21 und 22 verbunden werden, in dem Überlappungsbereich vorgesehen, wodurch eine Zunahme in der Größe eines Verdrahtungsraums vermieden werden kann. Folglich kann, verglichen mit einem Fall, in dem der Verdrahtungsraum für Verdrahtungen und Anschlüsse in einem Abschnitt verschieden von dem Überlappungsbereich vorgesehen ist, verhindert werden kann, dass eine Größe der Ansteuervorrichtung, insbesondere die Größe der Ansteuervorrichtung in der radial Richtung, zunimmt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Substrate vorgesehen, von denen ein Substrat auf der Seite des Motors 110 als das erste Substrat 21 bezeichnet ist und ein Substrat auf der Seite der Verbinder 75 bis 78 als das zweite Substrat 22 bezeichnet ist.
Die SW-Elemente 301 bis 306 und 401 bis 406 sind auf der ersten Oberfläche 11 befestigt, die eine Oberfläche auf der Seite des Motors 110 des ersten Substrats 21 ist, und angeordnet, um Wärme zu dem Rahmen 18 abstrahlen zu können, der einen Umriss des Motors 110 auf einer Seite hiervon in der Achsrichtung bildet.
Die Mikroprozessoren 51 und 52 und die integrierten Schaltungen 56 und 57 sind auf dem zweiten Substrate 22 befestigt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann, da der Rahmen 18 als eine Wärmesenke verwendet wird, verglichen mit dem Fall, dass eine fest zugeordnete Wärmesenke vorgesehen ist, die Anzahl von Komponenten verringert und ein Wärmeübertragungspfad zur Atmosphäre verkürzt werden.
Ferner dient das erste Substrat 21 als ein Energie- oder Leistungssubstrat und dient das zweite Substrat 22 als ein Steuersubstrat. Genauer gesagt, eine Energieeinheit, die infolge des hohen Stroms, der durch sie fließt, wahrscheinlich als eine Rauschquelle wirkt, wird von der Steuereinheit isoliert. Folglich wird verhindert, dass die Steuerkomponente durch das Rauschen beeinflusst wird.
Die Substrate 21 und 22 weisen die Federklemmen 26 bzw. 27 auf. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Federklemme 26 auf dem ersten Substrat 21 vorgesehen und ist die Federklemme 27 auf dem zweiten Substrat 22 vorgesehen.
Die Federklemme 26 weist den Einfügeabschnitt 261 und den Substratverbindungsabschnitt 265 auf. Der Einfügeabschnitt 261 kann elastisch verformt werden, indem der Anschluss eingefügt wird, und kommt in Kontakt mit dem Anschluss. Der Substratverbindungsabschnitt 265 ist elektrisch mit dem ersten Substrat 21 verbunden.
Die Federklemme 27 weist den Einfügeabschnitt 271 und den Substratverbindungsabschnitt 275 auf. Der Einfügeabschnitt 271 kann elastisch verformt werden, indem der Anschluss eingefügt wird, und kommt in Kontakt mit dem Anschluss. Der Substratverbindungsabschnitt 275 ist elektrisch mit dem zweiten Substrat 22 verbunden.
Die Energieanschlüsse 751 und 761, die Masseanschlüsse 752 und 762 und der interne Signalanschluss 717 kontaktieren die Federklemmen, wenn sie in die Federklemmen 26 und 27 eingefügt sind, die auf den Substraten 21 und 22 vorgesehen sind. Auf diese Weise sind diese Anschlüsse mit den mehreren Substrate 21 und 22 verbunden.
Dementsprechend wird der Verbindungsanschluss in die Federklemme eingefügt, wodurch der Verbindungsanschluss auf einfache Weise mit den Substraten 21 und 22 verbunden werden kann. Ferner kann ein Fertigungsprozess, wie beispielsweise ein Löten zum elektrischen Verbinden des Verbindungsanschlusses und der Substrate 21 und 22, ausgelassen werden.
Das erste Substrat 21, das in einem Abschnitt nahe dem Motor 110 vorgesehen ist, weist einen Rotationssensor 60 auf, der eine Rotation des Motors 110 erfasst. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist der Rotationssensor 60 mehrere Sensoren 61 und 62 auf, die einen Drehwinkel des Motors 110 erfassen. Die mehreren Sensoren 61 und 62 sind auf der ersten Oberfläche 211 vorgesehen, die eine Oberfläche des ersten Substrats 21 ist, die dem Motor 110 zugewandt ist. Dementsprechend kann eine Rotation des Motors 110 genau erfasst werden.
Der Verbindungsanschluss weist die Energieanschlüsse 751 und 761, die die Batterien 39 und 49 mit den Substrate 21 und 22 verbinden, und die Masseanschlüsse 752 und 762, die die Masse und die Substrate 21 und 22 verbinden, auf. Folglich können die Substrate 21 und 22 in geeigneter Weise mit Energie versorgt werden. Der Verbindungsanschluss weist den internen Signalanschluss 717 auf, der zur Übertragung eines Signals zwischen den Substraten 21 und 22 verwendet wird.
Ferner wird auch für den Fall, dass alle der Verbindungsanschlüsse in der Ansteuervorrichtung 1 die internen Signalanschlüsse 717 sind, das Konzept, gemäß dem der ”Verbindungsanschluss einen internen Signalanschluss aufweist”, angewandt. In gleicher Weise wird für den Fall, dass die Verbindungsanschlüsse nicht den internen Signalanschluss aufweisen, das Konzept, gemäß dem ”der Verbindungsanschluss einen internen Signalanschluss aufweist”, angewandt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der interne Signalanschluss 717 zur Übertragung des Erfassungswertes des Rotationssensors 60 verwendet. Der interne Signalanschluss 717 ist derart vorgesehen, dass eine Signalübertragung zwischen den Substraten 21 und 22 bewerkstelligt werden kann.
Die elektrische Servolenkungsvorrichtung 108 der vorliegenden Ausführungsform weist die Ansteuervorrichtung 1 und das Untersetzungsgetriebe 109 auf. Das Untersetzungsgetriebe 109 überträgt die Leistung des Motors 110 auf den Säulenschaft 102, wobei der Motor 110 ein Hilfsdrehmoment ausgibt, das ein Lenken des Lenkrads 101 unterstützt, das von dem Fahrer betätigt wird.
Die Ansteuervorrichtung 1 ist für die elektrische Servolenkungsvorrichtung 108 ausgelegt, wodurch eine Zunahme in der Größe des Verdrahtungsraums vermieden werden kann, auch wenn eine Konfiguration angewandt wird, bei der mehrere Verbinder und Substrate vorgesehen sind. Dies führt dazu, dass sowohl eine Verkleinerung als auch eine redundante Konfiguration realisierbar sind.
(Zweite Ausführungsform)
Nachstehend ist die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 9 beschrieben.
Die Ansteuervorrichtung der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich dahingehend von der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, dass der zweite Signalverbinder 78 nicht vorgesehen ist und nur ein Signalverbinder 77 vorgesehen ist. Das Signal, das durch den Signalverbinder 77 übertragen wird, wird für die erste Steuereinheit 501 und die zweite Steuereinheit 502 verwendet. Gemäß der zweiten Ausführungsform entsprechen, gleich der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, die Energieanschlüsse 751 und 761 und die Masseanschlüsse 752 und 762 der Energieversorgungsverbinder 75 und 76 und der interne Signalanschluss 717 den Verbindungsanschlüssen. Die Verbindung zwischen den jeweiligen Anschlüssen und dem ersten Substrat 21 und dem zweiten Substrat 22 ist ebenso gleich der vorstehend beschriebenen Ausführungsform. Gemäß dieser Konfiguration können Effekte gleich denjenigen der vorstehend beschriebenen Ausführungsform erzielt werden.
(Dritte Ausführungsform)
Nachstehend ist die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 10 und 11 beschrieben. 11 zeigt eine Querschnittsansicht entsprechend der 4 der ersten Ausführungsform. Auch die 14, 16 und 21, die nachstehend noch beschrieben sind, zeigen ähnliche Ansichten. Die Ansteuervorrichtung 3 der vorliegenden Ausführungsform ist gleich der zweiten Ausführungsform, in der der zweite Signalverbinder 78 nicht vorgesehen ist und nur ein Signalverbinder 77 vorgesehen ist.
Bei der Ansteuervorrichtung 3 der dritten Ausführungsform ist, gleich der zweiten Ausführungsform, der zweite Signalverbinder 78 nicht vorgesehen und nur ein Signalverbinder 77 vorgesehen.
Ferner ist, gemäß der dritten Ausführungsform, der erste Energieversorgungsverbinder 75 mit dem ersten Substrat 21 verbunden und nicht mit dem zweiten Substrat 22 verbunden. Der zweite Energieversorgungsverbinder 76 ist mit dem zweiten Substrat 22 verbunden und nicht mit dem ersten Substrat 21 verbunden. Gemäß der dritten Ausführungsform sind die Energieverbinder 75 und 76 für die Substrate 21 und 22 vorgesehen. Genauer gesagt, die erste Batterie 39 ist mit dem ersten Substrat 21 verbunden und die zweite Batterie 49 ist mit dem zweiten Substrat 22 verbunden.
Wie in 11 gezeigt, sind der Energieanschluss 753 und der Masseanschluss 754 des ersten Energieverbinders 75 in Verbindungsanschlusseinfügelöcher (nicht gezeigt) des zweiten Substrats 22 und Verbindungsanschlusseinfügelöcher (nicht gezeigt) des ersten Substrats 21 eingefügt und durchdringen das zweite Substrat 22 und das erste Substrat 21. Ferner sind keine Federklemmen in den Einfügelöchern des zweiten Substrats 22 vorgesehen, in die die Anschlüsse 753 und 754 eingefügt sind, und ist die Innenseitenoberfläche isoliert. Gleich der ersten Ausführungsform werden die Anschlüsse 753 und 754 und das erste Substrat 21 elektrisch verbunden, indem die Anschlüsse 753 und 754 in die Federklemme 26 eingefügt werden. Folglich sind die Anschlüsse 753 und 754 mit dem ersten Substrat 21 verbunden und nicht mit dem zweiten Substrat 22 verbunden.
Der Energieanschluss 763 und der Masseanschluss 764 des zweiten Energieverbinders 76 sind in Verbindungsanschlusseinfügelöcher (nicht gezeigt) des zweiten Substrats 22 eingefügt, wobei sie das zweite Substrat 22 durchdringen. Die Spitzenabschnitte der Anschlüsse 763 und 764 befinden sich zwischen dem ersten Substrat 21 und dem zweiten Substrat 22. Genauer gesagt, die Anschlüsse 763 und 764 erstrecken sich nicht zu dem ersten Substrat 21. Gleich der ersten Ausführungsform sind die Anschlüsse 763 und 764 und das zweite Substrat 22 über die Federklemme 27 elektrisch verbunden. Folglich sind die Anschlüsse 763 und 764 und das zweite Substrat 22 verbunden und vom den ersten Substrat 21 getrennt.
Die Funktion der Anschlüsse 753 und 754 ist gleich derjenigen der Anschlüsse 751 und 752 der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, mit der Ausnahme, dass die Anschlüsse 753 und 754 nicht mit dem zweiten Substrat 22 verbunden sind. Ferner ist die Funktion der Anschlüsse 763 und 764 gleich derjenigen der Anschlüsse 761 und 762 der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, mit der Ausnahme, dass die Anschlüsse 763 und 764 nicht mit dem ersten Substrat 21 verbunden sind.
Gemäß der dritten Ausführungsform entspricht der interne Signalanschluss 717 einem ”Verbindungsanschluss”.
Gemäß der Konfiguration der dritten Ausführungsform können Effekte gleich denjenigen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen erzielt werden.
(Vierte Ausführungsform)
Nachstehend ist die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 12 beschrieben.
Bei der Ansteuervorrichtung 4 der vierten Ausführungsform ist der zweite Energieversorgungsverbinder 76 nicht vorgesehen und nur ein Energieversorgungsverbinder 75 vorgesehen. Gleich der zweiten Ausführungsform ist nur ein Signalverbinder 77 vorgesehen.
Gemäß der vierten Ausführungsform entsprechen der Energieanschluss 751 und der Masseanschluss 752 des Energieversorgungsverbinders 75 und der interne Signalanschluss 717 den Verbindungsanschlüssen. Die Verbindungen zwischen dem Verbindungsanschluss, dem ersten Substrat 21 und dem zweiten Substrat 22 sind gleich denjenigen der vorstehend beschriebenen Ausführungsform.
Gemäß der Konfiguration der vierten Ausführungsform können Effekte gleich denjenigen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen erzielt werden.
(Fünfte Ausführungsform)
Die fünfte und sechste Ausführungsform zeigen Modifikationen des Rotationssensors. Die Rotationssensoren der fünften und sechsten Ausführungsform können mit jeder der Ausführungsformen kombiniert werden.
Nachstehend ist die fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 13 beschrieben.
In der fünften Ausführungsform unterscheidet sich der Rotationssensor 160 von demjenigen in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen. Bei dem Rotationssensor 160 ist der erste Sensor 61 in der ersten Baugruppe 168 untergebracht und der zweite Sensor 62 in der zweiten Baugruppe 169 untergebracht. Genauer gesagt, die Sensoren 61 und 62 sind jeweils in unterschiedlichen Baugruppen gebildet.
Die erste Baugruppe 168 ist auf der ersten Oberfläche 211 des ersten Substrats 21 befestigt, und die zweite Baugruppe 169 ist auf der zweiten Oberfläche 212 des ersten Substrats 21 befestigt. Die zweite Baugruppe 169 kann auf der Seite der ersten Oberfläche 211 befestigt sein, und die ersten Baugruppe 168 kann auf der Seite der zweiten Oberfläche 212 befestigt sein. Die Baugruppen 168 und 169 sind derart angeordnet, dass die Magnetsensoren der Sensoren 61 und 62 auf der Mittellinie des Magneten 16 angeordnet sind.
Gemäß der fünften Ausführungsform ist der Sensor 61 auf der ersten Oberfläche 211 befestigt, die eine Oberfläche auf der Seite des Motors 111 des ersten Substrats 21 ist, und ist der Sensor 62 auf der zweiten Oberfläche 212 befestigt, die eine Oberfläche auf der gegenüberliegenden Seite des Motors 111 ist.
Die Sensoren 61 und 62 sind in verschiedenen Baugruppen gebildet und auf beiden Oberflächen des ersten Substrats 21 angeordnet, wodurch die Magnetsensoren der Sensoren 61 und 62 auf der Rotationsachse oder in einem Bereich nahe der Rotationsachse, in dem ein geringer Erfassungsfehler erwartet wird, angeordnet werden können. Die Sensoren 61 und 62 sind derart auf beiden Seiten angeordnet, dass ein Befestigungsbereich klein sein kann und die Größe in der radialen Richtung ebenso klein sein kann. Darüber hinaus können Effekte gleich denjenigen in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen erzielt werden.
(Sechste Ausführungsform)
Nachstehend ist die sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 14 beschrieben.
Bei der Ansteuervorrichtung 5 der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich der Rotationssensor 360 von den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen. Ferner ist der interne Signalanschluss 717 nicht vorgesehen.
Der Rotationssensor 360 ist als ein Drehmelder mit einem Drehmelderrotor 361, einem Drehmelderstator 362 und einem Drehmelderanschluss 365 als ein Rotationssensoranschluss aufgebaut. Der Drehmelderrotor 361 ist an dem Außenumfang der Welle 15 in der radialen Richtung befestigt und rotiert zusammen mit der Weile 15. Der Drehmelderstator 362 ist an einer Außenseite des Drehmelderrotors 361 vorgesehen.
Der Drehmelderanschluss 365 dient als ein Anschluss, der elektrische Signale überträgt, die durch die Änderung eines Blindwiderstands zwischen dem Drehmelderrotor 361 und dem Drehmelderstator 362 erzeugt werden, wobei die elektrischen Signale als Information über den Drehwinkel des Motors 110 gesendet werden. Der Drehmelderanschluss 365 ist in einem Bereich gebildet, in dem sich die Substrate 21 und 22 überlappen, in der Achsrichtung betrachtet. Der Drehmelderanschluss 365 erstreckt sich von der Seite des Motors 110 im Wesentlichen gerade zur Seite des Verbinderbildungsabschnitts 715 der Abdeckung 71. Der Drehmelderanschluss 365 ist in ein Verbindungsanschlusseinfügeloch (nicht gezeigt) eingefügt, das durch das erste Substrat 21 gebildet ist, und in ein Verbindungsanschlusseinfügeloch (nicht gezeigt) eingefügt, das durch das zweite Substrat 22 gebildet ist. Dementsprechend durchdringt der Drehmelderanschluss 365 die Substrate 21 und 22.
Die Federklemme 29 ist auf der ersten Oberfläche 221 des zweiten Substrats 22 vorgesehen, wobei sie sich außerhalb des Anschlusseinfügelochs des zweiten Substrats 22 befindet, durch das der Drehmelderanschluss 365 eingefügt wird. Die Federklemme 29 ist gleich der Federklemme 26 oder dergleichen aufgebaut, derart, dass der Drehmelderanschluss 365 durch die Federklemme 29 eingefügt wird, wodurch der Drehmelderanschluss 365 und das zweite Substrat 22 verbunden werden. Folglich sind die Mikroprozessoren 51 und 52 und die integrierten Schaltungen 56 und 57 in der Lage, das Ausgangssignal des Drehmelderanschlusses 365 zu verwenden.
Gemäß der sechsten Ausführungsform sind der Drehmelderanschluss 365 und das erste Substrat 21 nicht elektrisch verbunden. Genauer gesagt, die Federklemme ist nicht in dem Anschlusseinfügeloch des ersten Substrats 21 vorgesehen, durch das der Drehmelderanschluss 365 eingefügt wird, so dass der Drehmelderanschluss 365 und das erste Substrat 21 isoliert sind. Für den Fall, dass die Information Ober den Drehwinkel in dem ersten Substrat 21 verwendet wird, ist die Federklemme 29 auf der ersten Oberfläche 211 des ersten Substrats 21 vorgesehen und wird der Drehmelderanschluss 365 durch die Federklemme 29 eingefügt, wodurch der Drehmelderanschluss 365 und das erste Substrat 21 elektrisch verbunden werden. Für den Fall, dass der Drehmelderanschluss 365 mit dem ersten Substrat 21 und dem zweiten Substrat 22 verbunden ist, kann der Drehmelderanschluss 365 als ”Verbindungsanschlüsse” betrachtet werden.
Gemäß der sechsten Ausführungsform ist der Rotationssensor 360 in dem Motor 110 vorgesehen, um die Rotation zu erfassen. Der Rotationssensor 360 durchdringt einen Teil der Substrate 21 und 22 in dem Überlappungsbereich. Der Rotationssensor 360 weist einen Drehmelderanschluss 365 auf dem zweiten Substrat 22 auf, das ein Substrat verschieden von dem ersten Substrat 21 ist, das nahe der Seite des Motors 110 angeordnet ist. Folglich können, ohne einen Verdrahtungsraum zum Verbinden des Rotationssensors 360 mit dem zweiten Substrat 22 zu vergrößern, der Rotationssensor 360 und das zweite Substrat 22 derart verbunden werden, dass der Erfassungswert des Rotationssensors 360 in geeigneter Weise zum zweiten Substrat 22 übertragen werden kann.
Gemäß der sechsten Ausführungsform entspricht das erste Substrat 21 einem motorenseitigen Substrat. Ferner können Effekte gleich denjenigen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen erzielt werden.
(Siebte Ausführungsform)
Nachstehend ist die siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 15 bis 17 beschrieben. In der Querschnittsansicht gemäß 16 ist eine Schraffierung der Wärmesenke 80 ausgelassen, um die Beschreibung zu vereinfachen. In gleicher Weise ist eine Schraffierung der Wärmesenke 80 in der 21 ausgelassen.
Wie in 15 gezeigt, sind, bei der Ansteuervorrichtung 6 der siebten Ausführungsform, die elektronischen Komponenten bezüglich des ersten Systems 901 und der Rotationssensor 60 auf dem ersten Substrat 21 befestigt und die elektronischen Komponenten bezüglich des zweiten Systems 902 auf dem zweiten Substrat 22 befestigt. Insbesondere sind die SW-Elemente 301 bis 306, die Stromdetektoren 311 bis 313, die erste Drosselspule 35, der erste Kondensator 36, der erste Mikroprozessor 51, die erste integrierte Schaltung 56 und der Rotationssensor 60 auf dem ersten Substrat 21 befestigt. Die SW-Elemente 401 bis 406, die Stromdetektoren 411 bis 413, die zweite Drosselspule 45, der zweite Kondensator 46, der zweite Mikroprozessor 52 und die zweite integrierte Schaltung 57 sind auf dem zweiten Substrat 22 befestigt. Genauer gesagt, gemäß der siebten Ausführungsform, sind der Energieschaltungsabschnitt und der Steuerschaltungsabschnitt nicht isoliert, wobei Energieeingangs- und Energieausgangsleitungen bezüglich der Energie, die von der Batterie bereitgestellt wird, und die Signalleitungen, die zur Übertragung der Steuersignale verwendet werden, oder dergleichen in den Substraten 21 und 22 gemischt sind.
Gemäß der siebten Ausführungsform sind die Motorleitungen, die mit der ersten Wicklung 11 verbunden sind, mit dem ersten Substrat 21 verbunden, und sind die Motorleitungen, die mit der zweiten Wicklung 12 verbunden sind, mit dem zweiten Substrat 22 verbunden.
Wie in 16 gezeigt, ist die Wärmesenke 80 zwischen dem ersten Substrat 21 und dem zweiten Substrat 22 vorgesehen. Dier Wärmesenke 80 ist aus einem Material, wie beispielsweise Aluminium, mit einer guten Wärmeleitfähigkeit aufgebaut. Das erste Substrat 21 ist anhand einer Schraube (nicht gezeigt) oder dergleichen auf der Seite des Motors 110 der Wärmesenke 80 befestigt. Das Substrat 22 ist anhand einer Schraube 197 auf der gegenüberliegenden Seite des Motors 110 der Wärmesenke 80 befestigt. Genauer gesagt, die Substrate 21 und 22 sind auf jeweiligen Seiten der Wärmesenke 80 befestigt. Die Wärmesenke 80 wird in einem Zustand, in dem die Substrate 21 und 22 befestigt sind, anhand einer Wärmesenkenbefestigungsschraube 198 an dem Rahmen 18 befestigt.
Die erste Drosselspule 35, der erste Kondensator 36, der erste Mikroprozessor 51 und der Rotationssensor 60 sind auf der ersten Oberfläche 21 des ersten Substrats 21 befestigt. Die SW-Elemente 301 bis 306, die Stromdetektoren 311 bis 313 und die erste integrierte Schaltung 56 sind auf der zweiten Oberfläche 212 des ersten Substrats 21 befestigt. Die SW-Elemente 401 bis 406, die Stromdetektoren 411 bis 413 und die zweite integrierte Schaltung 57 sind auf der ersten Oberfläche 211 des zweiten Substrats 22 befestigt. Die zweite Drosselspule 45, der zweite Kondensator 46 und der zweite Mikroprozessor 52 sind auf der zweiten Oberfläche des zweiten Substrats 22 befestigt.
Die SW-Elemente 301 bis 306 und 401 bis 406 sind derart angeordnet, dass sie Wärme zur Wärmesenke 80 abstrahlen können. Zusätzlich zu den SW-Elementen 301 bis 306 und 401 bis 406 können die Stromdetektoren 311 bis 313 und 411 bis 413 und die integrierten Schaltungen 56 und 57 an der Wärmesenke 80 vorgesehen sein, um Wärme abstrahlen zu können. Gemäß der siebten Ausführungsform dient der Rahmen 18 nicht als eine Wärmesenke.
Gemäß der siebten Ausführungsform sind die Substrate 21 und 22 in der Achsrichtung auf beiden Seiten der Wärmesenke 80 vorgesehen, so dass Wärme, die von den SW-Elementen 301 bis 306 und 401 bis 406 erzeugt wird, durch die Wärmesenke 80 abgestrahlt werden kann. Folglich ist es unwahrscheinlich, dass sie Wärme, die von dem ersten System 901 erzeugt wird, und Wärme, die von dem zweiten System 902 erzeugt wird, gegenseitig beeinflussen. Die von den SW-Elementen 301 bis 306 und 401 bis 406 erzeugte Wärme wird derart von der gleichen Wärmesenke 80 abgestrahlt, dass eine Differenz der abgestrahlten Wärme zwischen den Systemen geringer sein kann. Ferner können, da die Schaltungskonfigurationen der beiden Systeme, einschließlich der Wärmeabstrahlungsstrukturen, von dem Motor 110 getrennt werden können, verschiedene Tests für die Schaltungskonfigurationen getrennt von dem Motor 110 ausgeführt werden.
Gemäß der siebten Ausführungsform ist, gleich der zweiten Ausführungsform, der zweite Signalverbinder 78 nicht vorgesehen und nur ein Signalverbinder 77 vorgesehen.
In dem Signalverbinder 77 sind ein Drehmomentsignalanschluss 773, der ein Signal von dem Drehmomentsensor 103 annimmt, und ein Fahrzeugsignalanschluss 774 (in der 16 nicht gezeigt), der ein CAN-Signal annimmt, gebildet. Die Signalanschlüsse 773 und 774 der siebten Ausführungsform sind sich zum ersten Substrat 21 erstreckend gebildet.
In der Wärmesenke 80 ist ein Energieanschlusseinfügeabschnitt 83 gebildet. Der Energieanschlusseinfügeabschnitt 83 kommuniziert zwischen der Seite des Motors 110 der Wärmesenke 80 und dem Verbinderbildungsabschnitt 715 der Abdeckung 71. Der Energieanschlusseinfügeabschnitt 83 ist an einem entsprechenden Abschnitt bei den ersten Energieverbindern 751 und 752 und den zweiten Energieverbindern 761 und 762 gebildet, an dem die Anschlüsse 751, 752, 761 und 762 eingefügt werden. Folglich sind die Anschlüsse 751, 752, 761 und 762 sich zu einem Abschnitt der Wärmesenke 80, in dem das erste Substrat 21 gebildet ist, erstreckend gebildet.
Die Wärmesenke 80 weist einen Signalanschlusseinfügeabschnitt 84 auf. Der Signalanschlusseinfügeabschnitt 84 kommuniziert zwischen der Seite des Motors 110 der Wärmesenke 80 und dem Verbinderbildungsabschnitt 715 der Abdeckung 71. Der Signalanschlusseinfügeabschnitt 84 ist an einem entsprechenden Abschnitt bei den Signalanschlüssen 773 und 774 des Signalverbinders 77 und des internen Signalanschlusses 717 gebildet, an dem die Anschlüsse 773, 774 und 717 eingefügt werden. Folglich sind die Anschlüsse 773, 774 und 717 sich zu einem Abschnitt der Wärmesenke 80, in dem das erste Substrat 21 gebildet ist, erstreckend gebildet. In der 16 sind die Signalanschlüsse 773 und 774 und der interne Signalanschluss 717 in den gleichen Signalanschlusseinfügeabschnitt eingefügt. Der Signalanschlusseinfügeabschnitt 84 wird jedoch in Abhängigkeit von der Anschlussanordnung oder dergleichen vorgesehen, wobei der Signalanschlusseinfügeabschnitt, in den der interne Signalanschluss 717 eingefügt wird, beispielsweise separat vorgesehen wird.
Gemäß der siebten Ausführungsform sind, zusätzlich zu den Anschlüssen 751, 752, 761 und 762 der Energieversorgungsverbinder 75 und 76 und dem internen Signalanschluss 717, die Anschlüsse 773 und 774 des Signalverbinders 77 unter Verwendung der Federklemmen 26 und 27 elektrisch mit dem ersten und dem zweiten Substrat 21, 22 verbunden. Genauer gesagt, gemäß der siebten Ausführungsform entsprechen die Anschlüsse 751, 752, 761, 762, 773, 774 und 717 ”Verbindungsanschlüssen”. Die detaillierte Konfiguration der Verbindung zwischen dem Verbindungsanschluss und den Substrate 21 und 22 unter Verwendung der Federklemmen 26 und 27 ist gleich derjenigen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen.
Dementsprechend können ein Signal von dem Drehmomentsensor 103 und ein Signal über das CAN von dem ersten Mikroprozessor 51 und der ersten integrierten Schaltung 56, die auf dem ersten Substrat 21 befestigt sind, und dem zweiten Mikroprozessor 52 und der zweiten integrierten Schaltung 57, die auf dem zweiten Substrat 22 befestigt sind, verwendet werden. Gemäß der siebten Ausführungsform entsprechen der Drehmomentsensor 103 und das CAN einem ”externen Element” und entsprechen die Drehmomentsignalanschlüsse 773 und 783 und die Fahrzeugsignalanschlüsse 774 und 784 einem ”externen Signalanschluss”.
Gemäß der siebten Ausführungsform ist die Wärmesenke 80 zwischen dem ersten Substrat 21 und dem zweiten Substrat 22 vorgesehen. Das erste Substrat 21 weist mehrere SW-Elemente 301 bis 306, den ersten Mikroprozessor 51 und die erste integrierte Schaltung 56 darauf befestigt auf. Das zweite Substrat 22 weist mehrere SW-Elemente 401 bis 406, den zweiten Mikroprozessor 52 und die zweite integrierte Schaltung 57 darauf befestigt auf.
Die SW-Elemente 301 bis 306, 401 bis 406 sind auf den Substraten 21 und 22 der Wärmesenke 80 zugewandt befestigt.
Dementsprechend kann Wärme, die von den SW-Elementen 301 bis 306, 401 bis 406 erzeugt wird, in geeigneter Weise zur Wärmesenke 80 abgestrahlt werden.
Es sind mehrere Wicklungsgruppen vorgesehen, die die erste Wicklung 11 und die zweite Wicklung 12 beinhalten.
Das erste Substrat 21 weist die SW-Elemente 301 bis 306 zur Leitungssteuerung von einer Wicklungsgruppe (d. h. den Wicklungen 11), den ersten Mikroprozessor 51 und die erste integrierte Schaltung 56 darauf befestigt auf.
Das zweite Substrat 22 weist die SW-Elemente 401 bis 406 zur Leitungssteuerung der anderen Wicklungsgruppe (d. h. der Wicklungen 12), den ersten Mikroprozessor 52 und die erste integrierte Schaltung 57 darauf befestigt auf.
Gemäß der siebten Ausführungsform sind Komponenten bezüglich des ersten Systems 901 auf dem ersten Substrat 21 befestigt und Komponenten bezüglich des zweiten Systems 902 auf dem zweiten Substrat 22 befestigt, so dass die jeweiligen Substrate 21 und 22 für jedes System fest zugeordnet sind. Folglich kann, auch wenn irgendeine Abnormität auf einem Substrat auftritt, die Antriebssteuerung des Motors 110 auf dem anderen Substrat aufrechterhalten werden. Darüber hinaus ist jedes der Substrate jeweiligen Seiten der Wärmesenke 80 zugewandt vorgesehen, so dass Wärme, die sich von dem jeweils anderen System ausbreitet, wahrscheinlich blockiert wird.
Der Verbindungsanschluss umfasst die Signalanschlüsse 773, 774, 783 und 784, die es ermöglichen, dass ein externes Signal an die Substrate 21 und 22 gesendet werden kann. Folglich kann ein externes Signal in geeigneter Weise zu den Substraten 21 und 22 übertragen werden. Ferner können Effekte gleich denjenigen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen erzielt werden.
(Achte Ausführungsform)
Nachstehend ist die achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 18 beschrieben.
Die Ansteuervorrichtung 7 der achten Ausführungsform unterscheidet sich dahingehend von der siebten Ausführungsform, dass der zweite Energieversorgungsverbinder 76 nicht vorgesehen ist und nur ein Energieversorgungsverbinder 75 vorgesehen ist.
Gemäß der achten Ausführungsform sind der Energieanschluss 751 und der Masseanschluss 752 des Energieverbinders 75, der Drehmomentsignalanschluss 773 und der Fahrzeugsignalanschluss 774 des Signalverbinders 77 und der interne Signalanschluss 717 vorgesehen. Die Verbindungen zwischen dem Verbindungsanschluss und den Substraten 21 und 22 sind gleich denjenigen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen. Mit der Konfiguration der achten Ausführungsform können Effekte gleich denjenigen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen erzielt werden.
(Neunte Ausführungsform)
Nachstehend ist die neunte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 19 beschrieben.
Die Ansteuervorrichtung 8 der neunten Ausführungsform ist gleich der dritten Ausführungsform, bei der der erste Energieversorgungsverbinder 75 mit dem ersten Substrat 21 verbunden ist und mit dem zweiten Substrat 22 nicht verbunden ist. Der zweite Energieversorgungsverbinder 76 ist mit dem zweiten Substrat 22 verbunden und mit dem ersten Substrat 21 nicht verbunden. Genauer gesagt, gemäß der neunten Ausführungsform sind die Energieversorgungsverbinder 75 und 76 für das Substrat 21 bzw. das Substrat 22 vorgesehen. Insbesondere ist die erste Batterie 39 mit dem ersten Substrat 21 verbunden und ist die zweite Batterie 49 mit dem zweiten Substrat 22 verbunden. Gemäß der neunten Ausführungsform ist, da die elektronischen Komponenten bezüglich des ersten Systems 901 auf dem ersten Substrat 21 befestigt sind und die elektronischen Komponenten bezüglich des zweiten Systems 902 auf dem zweiten Substrat 22 befestigt sind, die erste Batterie 39 für das erste System 901 vorgesehen und die zweite Batterie 49 für das zweite System 902 vorgesehen.
Gemäß der neunten Ausführungsform sind, gleich der dritten Ausführungsform, die Federklemmen nicht für die Anschlusseinfügelöcher des zweiten Substrats 22 vorgesehen, in die der Energieanschluss 753 und der Masseanschluss 754 des ersten Energieversorgungsverbinders 75 eingefügt sind (siehe 11). Ferner sind die Anschlüsse 753 und 754 und das zweite Substrat 22 isoliert.
Wie vorstehend beschrieben, ist, gemäß der neunten Ausführungsform, die erste Batterie 39 für das erste System 901 vorgesehen und die zweite Batterie 49 für das zweite System 902 vorgesehen. Folglich wird, auch wenn eine Abnormität in dem Energiesystem auftritt, verhindert, dass die Systeme 901 und 902 fehlerhaft arbeiten.
Die Signalanschlüsse 773, 774 und 717 sind über die Federklemmen 26 und 27 mit dem ersten Substrat 21 und dem zweiten Substrat 22 verbunden. Gemäß der neunten Ausführungsform entsprechen die Signalanschlüsse 773, 774 und 717 einem ”Verbindungsanschluss”. Mit der Konfiguration der neunten Ausführungsform können Effekt gleich denjenigen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen erzielt werden.
(Zehnte Ausführungsform)
Nachstehend ist die zehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 20 beschrieben.
Bei der Ansteuervorrichtung 9 der zehnten Ausführungsform sind zwei Signalverbinder 77 und 78 vorgesehen. Gleich den Signalanschlüssen 773 und 774 des ersten Signalverbinders sind die Signalanschlüsse 783 und 784 des zweiten Signalverbinders 78 über die Federklemmen 26 und 27 mit dem ersten Substrat 21 und dem zweiten Substrat 22 verbunden. Darüber hinaus ist, gleich der neunten Ausführungsform, der erste Energieversorgungsverbinder 75 mit dem ersten Substrat 21 verbunden und der zweite Energieversorgungsanschluss 76 mit dem zweiten Substrat 22 verbunden. Gemäß der zehnten Ausführungsform entsprechen die Signalanschlüsse 773, 774, 783, 784 und 717 einem ”Verbindungsanschluss” und entsprechen die Signalanschlüsse 773, 774, 783 und 784 einem ”externen Signalanschluss”.
Mit der Konfiguration der zehnten Ausführungsform können Effekt gleich denjenigen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen erzielt werden.
(Elfte Ausführungsform)
Nachstehend ist die elfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 21 und 22 beschrieben.
Gemäß der Ansteuervorrichtung 10 der elften Ausführungsform sind Komponenten, die auf der ersten Oberfläche 211 befestigt sind, und Komponenten, die auf der zweiten Oberfläche 212 des ersten Substrats 21 befestigt sind, von denjenigen der siebten Ausführungsform verschieden. Gemäß der elften Ausführungsform sind die SW-Elemente 301 bis 306, die Stromdetektoren 311 bis 313 und die erste integrierte Schaltung 56 auf der ersten Oberfläche 211 des ersten Substrats 21 befestigt. Die erste Drosselspule 35, der erste Kondensator 36 und der erste Mikroprozessor 51 sind auf der zweiten Oberfläche 212 des ersten Substrats 21 befestigt. Ein konkaver Abschnitt 86, der den ersten Kondensator 36 unterbringt, ist in der Wärmesenke 80 gebildet, um eine Interferenz zwischen dem ersten Kondensator 36 und den anderen Schaltungskomponenten zu vermeiden.
Die SW-Elemente 301 bis 306, die auf der ersten Oberfläche 211 befestigt sind, sind vorgesehen, um Wärme zum Rahmen 18 abstrahlen zu können. Zusätzlich zu den SW-Elementen 301 bis 306 können die Stromdetektoren 311 bis 313 und die integrierte Schaltung 56 vorgesehen sein, um Wärme zum Rahmen 18 abstrahlen zu können. Gleich der siebten Ausführungsform sind die SW-Elemente 401 bis 406 oder dergleichen, die auf dem zweiten Substrat 22 befestigt sind, vorgesehen, um Wärme zur Wärmesenke 81 abstrahlen zu können.
Gemäß der elften Ausführungsform ist es, da die Substrate 21 und 22, gleich siebten Ausführungsform, in der Achsrichtung auf beiden Seiten der Wärmesenke 81 vorgesehen sind, unwahrscheinlich, dass sich Wärme, die von dem ersten System 901 erzeugt wird, und Wärme, die von dem zweiten System 902 erzeugt wird, gegenseitig beeinflussen. Die SW-Elemente 301 bis 306 sind auf der ersten Oberfläche 211 des ersten Substrats 21 befestigt, und die SW-Elemente 401 bis 406 sind auf der ersten Oberfläche 221 des zweiten Substrats 22 befestigt. Genauer gesagt, die SW-Elemente 301 bis 306 und die SW-Elemente 401 bis 406 sind auf Oberflächen auf der Seite des Motors 110 der Substrate 21 und 22 befestigt. Bei den Substrate 21 und 22 sind elektronische Komponenten, die Wärme abstrahlen müssen, in der gleichen Richtung angeordnet, um Wärme in der gleichen Richtung abzustrahlen. Dementsprechend kann ein gemeinsames Layout für die Substrate 21 und 22 verwendet werden, so dass die Anzahl von Komponenten verringert werden kann. In der elften Ausführungsform ist eine Modifikation der siebten Ausführungsform beschrieben. Der Schaltungsaufbau und die Anzahl von Verbindern können jedoch gleich denjenigen der achten bis zehnten Ausführungsform sein.
Gemäß der elften Ausführungsform sind die SW-Elemente 301 bis 306, die auf dem ersten Substrat 21 befestigt sind, angeordnet, um Wärme zu dem Rahmen 18 abstrahlen zu können, der den Umriss des Motors 100 auf einer Seite des Motors 110 in der Achsrichtung bildet.
Die SW-Elemente 401 bis 406, die auf dem zweiten Substrat 22 befestigt sind, sind angeordnet, um Wärme zu der Wärmesenke 81 abstrahlen zu können. Folglich kann ein gemeinsames Layout für die Substrate 21 und 22 verwendet werden, so dass die Anzahl von Komponenten verringert werden kann.
(Zwölfte Ausführungsform)
In der zwölft bis vierzehnten Ausführungsform ist hauptsächlich eine Ausrichtung/Anordnung für die Substrate 21 und 22 beschrieben. Gemäß der Ausrichtung/Anordnung in der zwölften bis vierzehnten Ausführungsform sind der Schaltungsaufbau, die Anzahl von Verbindern, das Layout von Komponenten, die auf den Substraten 21 und 22 befestigt sind, oder dergleichen mit denjenigen in jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kombinierbar. Die 23 bis 25 zeigen schematische Seitenansichten, in denen die elektronische Komponenten und die Federklemmen, die auf den Substraten 21 und 22 befestigt sind, ausgelassen sind.
Nachstehend ist die zwölfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 23 beschrieben.
Wie in 23 gezeigt, ist in dem Rahmen 180 ein Leitabschnitt 188 zur Ausrichtung/Anordnung gebildet, der sich von den Substratbefestigungsabschnitten 185 und 186 unterscheidet. Der Leitabschnitt 188 ist in einer Säulenform ausgebildet, wobei er von dem Rahmen 18 in Richtung des Controllers 20 ragt.
In dem ersten Substrat 21 ist ein Positionierungsloch 218 gebildet, in das der Leitabschnitt 188 eingefügt wird. Ein Positionierungsloch 228 ist in dem zweiten Substrat 22 gebildet, um den Leitabschnitt 188 zu positionieren, der eingefügt wird. Indem der Leitabschnitt 188 in die Positionierungslöcher 218 und 228 eingefügt wird, werden die Substrate 21 und 22 ausgerichtet. Folglich können die jeweiligen Anschlüsse in geeigneter Weise in die Anschlusseinfügelöcher und die Federklemmen eingefügt werden.
Es sollte beachtet werden, dass die Position der Substrate 21 und 22 in der Achsrichtung durch die Substratbefestigungsabschnitte 185 und 186 (in der 23 nicht gezeigt) bestimmt wird. Mit der Konfiguration der zwölften Ausführungsform können Effekt gleich denjenigen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen erzielt werden.
(Dreizehnte Ausführungsform)
Nachstehend ist eine dreizehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 24 beschrieben.
Wie in 24 gezeigt, ist ein Vorrichtungseinfügeloch 829 in der Wärmesenke 82 gebildet, in das eine Justiervorrichtung eingefügt wird. In den Substraten 21 und 22 sind Vorrichtungseinfügelöcher 219 und 229 an Abschnitten entsprechende dem Vorrichtungseinfügeloch 829 gebildet. Gemäß der dreizehnten Ausführungsform wird, da die Vorrichtungseinfügelöcher 219, 229 und 829 in den Substraten 21 und 22 und der Wärmesenke 82 gebildet sind, eine Justiervorrichtung J, die in die Vorrichtungseinfügelöcher 219, 229 und 829 eingefügt werden kann, verwendet, um die Substrate 21 und 22 auszurichten. Folglich können die jeweiligen Anschlüsse in geeigneter Weise in die Anschlusseinfügelöcher und die Federklemmen eingefügt werden. Mit der Konfiguration der dreizehnten Ausführungsform können Effekt gleich denjenigen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen erzielt werden.
(Vierzehnte Ausführungsform)
Nachstehend ist eine vierzehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 25 beschrieben.
Wie in 25 gezeigt, ist das Verbindungsanschlusseinfügeloch 225 des zweiten Substrats 22 gebildet, um eine geringere Größe als das Verbindungsanschlusseinfügeloch 215 des ersten Substrats 21 aufzuweisen. Genauer gesagt, wenn angenommen wird, dass der maximale Durchmesser des Verbindungsanschlusseinfügelochs 215 d1 ist und der maximale Durchmesser des Verbindungsanschlusseinfügelochs 225 d2 ist, gilt das Verhältnis d1 > d2. Das Verbindungsanschlusseinfügeloch 225 des zweiten Substrats 22, das sich nahe dem Energieversorgungsverbinder 75 befindet, ist kleiner ausgebildet, wodurch die Position des Energieanschlusses 751 bestimmt wird, wenn der Zusammenbau erfolgt, und zwar an dem Verbindungsanschlusseinfügeloch 225 des zweiten Substrats 22. Ferner ist das Verbindungsanschlusseinfügeloch 215 des ersten Substrats 21, das sich entfernt von dem Energieversorgungsverbinder 75 befindet, größer als das Verbindungsanschlusseinfügeloch 225 des zweiten Substrats 22 ausgebildet, wodurch der Energieanschluss 751 auf einfache Weise in dieses eingefügt werden kann. Dies führt dazu, dass der Verbindungsanschluss und die Substrate 21 und 22 auf einfache Weise montierbar sind.
Ein Verhältnis zwischen dem Energieanschluss 751 des Energieversorgungsverbinders 75 und den Verbindungsanschlusseinfügelöchern 215 und 225 ist unter Bezugnahme auf die 25 beschrieben worden. In gleicher Weise ist, für andere Anschlusseinfügelöcher, in die andere Anschlüsse eingefügt werden, das Anschlusseinfügeloch des zweiten Substrats 22 größer ausgebildet als das Anschlusseinfügeloch des ersten Substrats 21, wodurch eine Montage dieser auf einfache Weise erzielbar ist. Mit der Konfiguration der vierzehnten Ausführungsform können Effekt gleich denjenigen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen erzielt werden.
(Weitere Ausführungsformen)
(A) Die Anzahl von Systemen
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind zwei Wicklungsgruppen vorgesehen, bei denen SW-Elemente und Steuerkomponenten für jede Wicklungsgruppe vorgesehen sind. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann die Anzahl von Wicklungsgruppen bei wenigstens drei liegen. Ferner können wenigstens drei Paare von SW-Element und Steuerkomponente vorgesehen sein.
(B) Substrat
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind zwei Substrate vorgesehen. Gemäß weiteren Ausführungsformen können wenigstens drei Substrate vorgesehen sein, bei denen die Verbindungsanschlüsse die Substrate durchdringen.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen werden jeder Anschluss und das Substrat elektrisch verbunden, indem der Anschluss in die Federklemme eingefügt wird. Ferner sind, gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, die Federklemmen auf einer Oberfläche einer Basisabschnittsseite des Anschlusses, der einzufügen ist, vorgesehen. Gemäß weiteren Ausführungsformen können die Federklemmen auf einer der Oberflächen des Substrats vorgesehen sein oder können die Federklemmen auf einer Spitzenendoberfläche des Anschlusses, der in jedes Substrat einzufügen ist, vorgesehen sein. Ferner ist, gemäß weiteren Ausführungsformen, ein Verbindungsverfahren zur Verbindung des Anschlusses mit dem Substrat nicht auf ein Verfahren unter Verwendung der Federklemme beschränkt, sondern kann ein beliebiges anderes Verfahren, wie beispielsweise Löten, angewandt werden.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind der Anschluss und das Substrat im Wesentlichen senkrecht verbunden. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann der Verbindungsanschluss bezüglich mehrerer Substrate schräg eingefügt sein.
(C) Steuerkomponenten
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind, für die Steuerkomponenten, zwei Baugruppen, einschließlich eines Mikroprozessors und einer integrierten Schaltung, für jedes System vorgesehen. Gemäß weiteren Ausführungsformen können die Steuerkomponenten als eine einzige Baugruppe oder als wenigstens drei Baugruppen konfiguriert und für jedes System vorgesehen sein. Darüber hinaus kann jede/jeder einer Vorstufe, eines Signalverstärkers und eines Reglers, die in der integrierten Schaltung enthalten sind, ausgelassen sein. Die Steuerkomponenten können von mehreren Systemen gemeinsam genutzt werden.
(D) Rotationssensor
Gemäß der ersten Ausführungsform weist der Rotationssensor zwei Sensoren auf. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann die Anzahl von Sensoren, die in dem Rotationssensor enthalten ist, bei eins oder wenigstens drei liegen. Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen weist ein einziger Sensor eine Funktion zur Berechnung eines Drehwinkels und eine Funktion zur Berechnung einer Drehfrequenz auf. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann die Funktion zur Berechnung einer Drehfrequenz ausgelassen sein.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet der erste Controller Erfassungswerte des ersten Sensors und verwendet der zweite Controller Erfassungswerte des zweiten Sensors. Gemäß weiteren Ausführungsformen können Erfassungswerte des ersten und des zweiten Sensors für den ersten und den zweiten Controller verwendet werden. Genauer gesagt, der interne Signalanschluss kann verwendet werden, um den Erfassungswert des ersten Sensors zusätzlich zu dem Erfassungswert des zweiten Sensors des Rotationssensors zu übertragen.
(E) Verbindereinheit
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen weist die Verbindereinheit einen oder zwei Energieversorgungsverbinder und einen oder zwei Signalverbinder auf. Gemäß weiteren Ausführungsformen ist die Anzahl von Verbindern für die Verbindereinheit nicht beschränkt. Ferner befindet sich, gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, der Öffnungsabschnitt des Verbinders auf der gegenüberliegenden Seite zu der Motoreinheit und wird der Kabelstrang oder dergleichen in der Achsrichtung in den Verbinder eingefügt. Gemäß weiteren Ausführungsformen ist eine Öffnungsrichtung des Verbinders nicht auf die Achsrichtung beschränkt, sondern kann sich der Öffnungsabschnitt radial außen befinden und kann der Kabelstrang oder dergleichen radial von außen eingefügt werden.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform weist die Verbindereinheit einen Energieanschluss, einen Masseanschluss, einen Drehmomentsignalanschluss, einen Fahrzeugsignalanschluss und einen internen Signalanschluss auf. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann ein Teil des Energieanschlusses, des Masseanschlusses, des Drehmomentanschlusses und des Fahrzeugsignalanschlusses und des internen Signalanschlusses ausgelassen sein. Darüber hinaus können, anstelle des Drehmomentsignalanschlusses und des Fahrzeugsignalanschlusses, Signale von einem anderen Sensor oder dergleichen an die Verbindereinheit gegeben werden.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird der interne Signalanschluss zur Übertragung des Erfassungswertes des Rotationssensors verwendet. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann der interne Signalanschluss zur Übertragung von Information zwischen den Substraten verwendet werden, wobei sich die Information von dem Erfassungswert des Rotationssensors unterscheidet.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Verbindereinheit sind die Abdeckung und der Verbinder einteilig ausgebildet. Gemäß weiteren Ausführungsformen können die Abdeckung und der Verbinder separat vorgesehen sein.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist eine Spitze der Abdeckung in der Verbindereinheit in den Nutabschnitt des Motorgehäuses eingefügt, wodurch die Verbindereinheit am Motorgehäuse befestigt wird. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann die Verbindereinheit am Rahmen befestigt sein. Darüber hinaus kann, anstatt Klebemittel zu verwenden, die Verbindereinheit anhand einer Schraube oder dergleichen am Motorgehäuse befestigt werden. Die Verbindereinheit kann an einem Rahmen verschieden von dem Motorgehäuse befestigt werden.
(F) Ansteuervorrichtung
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist der Motor als ein bürstenloser Drehstrommotor aufgebaut. Gemäß weiteren Ausführungsformen ist der Motor nicht auf den bürstenlosen Drehstrommotor beschränkt, sondern kann eine beliebige Art von Motor verwendet werden. Ferner ist der Motor nicht auf einen Motor beschränkt, sondern kann ein Generator oder ein sogenannter Motorgenerator mit der Funktion eines Motors und eines Generators verwendet werden.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird die Ansteuervorrichtung auf eine elektrische Servolenkungsvorrichtung angewandt. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann die Ansteuervorrichtung auf eine Vorrichtung verschieden von der elektrischen Servolenkungsvorrichtung angewandt werden.
Die vorliegende Erfindung ist, wie vorstehend beschrieben, nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weise modifiziert werden, ohne ihren Schutzumfang zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2015116095 A [0002, 0003]

Claims

Ansteuervorrichtung mit: – einem Motor (110) mit mehreren Wicklungsgruppen (11, 12), der um eine Rotationsachse rotiert, die sich in seiner Achsrichtung erstreckt; – einem Schaltelement (301, 302, 303, 304, 305, 306, 401, 402, 403, 404, 405, 406), das als ein Leitungsschalter der Wicklungsgruppen dient; – einer Steuerkomponente (51, 52, 56, 57), die eine Antriebssteuerung des Motors ausführt; – mehreren Substraten (21, 22), die in der Achsrichtung auf einer Seite des Motors vorgesehen sind und das Schaltelement und die Steuerkomponente darauf befestigt aufweisen; – einem Verbinder (70, 75, 76, 77, 78), der in der Achsrichtung auf einer gegenüberliegenden Seite des Motors jenseits der Substrate vorgesehen ist; und – einem Verbindungsanschluss (751, 752, 761, 762, 773, 774, 783, 784, 717), der mit den Substraten verbunden ist, wobei – die Substrate derart angeordnet sind, dass sich ein Teil der Substrate überlappt, wenn die Substrate in der Achsrichtung betrachtet werden, wobei ein Überlappungsbereich als ein Bereich definiert ist, in dem sich der Teil der Substrate überlappt, und – der Verbindungsanschluss, in dem Überlappungsbereich, wenigstens einen Teil der Substrate durchdringt, wobei der Verbindungsanschluss in dem Überlappungsbereich mit den Substraten verbunden ist.
Ansteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Ansteuervorrichtung einen Rahmen (18) aufweist, der einen Umriss des Motors bildet, auf einer Seite hiervon in der Achsrichtung; – die mehreren Substrate in der Anzahl zwei sind, einschließlich eines ersten Substrats (21), das auf einer Motorseite nahe dem Motor angeordnet ist, und eines zweiten Substrats (22), das auf einer Verbinderseite nahe dem Verbinder angeordnet ist; – das Schaltelement auf einer motorseitigen Oberfläche (211) des ersten Substrats befestigt und angeordnet ist, um Wärme zu dem Rahmen abstrahlen zu können; und – die Steuerkomponente auf dem zweiten Substrat befestigt ist.
Ansteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Ansteuervorrichtung eine Wärmesenke (80, 81, 82) aufweist; – die mehreren Substrate in der Anzahl zwei sind, einschließlich eines ersten Substrats (21), das auf einer Motorseite nahe dem Motor angeordnet ist, und eines zweiten Substrats (22), das auf einer Verbinderseite nahe dem Verbinder angeordnet ist; – die Wärmesenke (80, 81, 82) zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat angeordnet ist; – sowohl das erste Substrat als auch das zweite Substrat mehrere Schaltelemente und die Steuerkomponente darauf befestigt aufweisen; und – wenigstens ein Teil der Schaltelemente auf einer Wärmesenkenseitenoberfläche der Substrate befestigt und angeordnet ist, um Wärme zu der Wärmesenke abstrahlen zu können.
Ansteuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass – die mehreren Schaltelemente erste Schaltelemente (301, 302, 303, 304, 305, 306) und zweite Schaltelemente (401, 402, 403, 404, 405, 406) aufweisen, – die ersten Schaltelemente, die auf dem ersten Substrat befestigt sind, angeordnet sind, um Wärme zu dem Rahmen (18) abstrahlen zu können; und – die zweiten Schaltelemente, die auf dem zweiten Substrat befestigt sind, angeordnet sind, um Wärme zu der Wärmesenke (80, 81, 82) abstrahlen zu können.
Ansteuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass – die mehreren Wicklungsgruppen in der Anzahl zwei sind, wobei die Wicklungsgruppen eine erste Wicklungsgruppe (11) und eine zweite Wicklungsgruppe umfassen; – die ersten Schaltelemente (301, 302, 303, 304, 305, 306) als Leitungsschalter für die erste Wicklungsgruppe dienen; – die ersten Schaltelemente und die Steuerkomponente (51, 56) auf dem ersten Substrat befestigt sind; – die zweiten Schaltelemente (401, 402, 403, 404, 405, 406) als Leitungsschalter für die zweite Wicklungsgruppe dienen; und – die zweiten Schaltelemente und die Steuerkomponente (51, 56) auf dem zweiten Substrat befestigt sind.
Ansteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass – jedes der Substrate eine Federklemme (26, 27, 29) mit einem Einfügeabschnitt (261, 271), der elastisch verformbar ist, indem ein Anschluss eingefügt wird, und einen Substratverbindungsabschnitt (265, 275), der elektrisch mit dem Substrat verbunden ist, aufweist; und – der Verbindungsanschluss die Federklemme kontaktiert, wenn er in die Federklemme eingefügt ist, um die mehreren Substrate zu verbinden.
Ansteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Substrat, das in einem Abschnitt nahe dem Motor angeordnet ist, einen Rotationssensor (60, 160) aufweist, der eine Rotation des Motors erfasst.
Ansteuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationssensor mehrere Sensoren (61, 62) aufweist, die einen Drehwinkel des Motors erfassen.
Ansteuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Sensoren auf der motorseitigen Oberfläche (211) befestigt sind.
Ansteuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Teil der Sensoren auf der motorseitigen Oberfläche befestigt ist; und – der Rest der Sensoren auf einer Oberfläche (212) auf einer gegenüberliegenden Seite des Motors befestigt ist.
Ansteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass – der Motor einen Rotationssensor (360) aufweist, der eine Rotation des Motors erfasst; – der Rotationssensor einen Rotationssensoranschluss (365) aufweist, der einen Teil der Substrate in dem Überlappungsbereich durchdringt, wobei der Rotationssensoranschluss ein Erfassungssignal zu einem Substrat (22) von den mehreren Substraten übertragen kann, das sich von einem motorseitigen Substrat (21) unterscheidet, das nahe dem Motor angeordnet ist.
Ansteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsanschluss einen Energieanschluss (751, 761), der eine Batterie (39, 49) mit den Substraten verbindet, und einen Masseanschluss (752, 762), der eine Masse mit den Substraten verbindet, aufweist.
Ansteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsanschluss einen externen Signalanschluss (773, 774, 783, 784) aufweist, der ein von einem externen Element erfasstes Signal übertragen kann.
Ansteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsanschluss einen internen Signalanschluss (717) aufweist, der zur Übertragung eines Signals zwischen den mehreren Substraten verwendet wird.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung mit: – der Ansteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14; und – einem Energieübertragungselement (109), das Energie des Motors, der ein Hilfsdrehmoment ausgibt, auf ein Ansteuerobjekt (102) überträgt, wobei das Hilfsdrehmoment eine Lenkbetätigung eines Fahrers, der ein Lenkelement (101) verwendet, unterstützt.