DE10238318B4

DE10238318B4 - Elektrische Servolenkungsvorrichtung

Info

Publication number: DE10238318B4
Application number: DE10238318A
Authority: DE
Inventors: Satoru Akutsu; Masafumi Okazaki; Hideki Megata; Shinsuke Hemmi; Masayoshi Nishikawa; Tetsunao Takaki; Toshinori Tanaka; Takeshi Sugiyama
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-01-08
Filing date: 2002-08-21
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2022-08-22
Also published as: CN1226159C; JP3593102B2; KR100489290B1; JP2003204654A; CN1401530A; DE10238318A1; US6707185B2; US20030127921A1; FR2834494A1; FR2834494B1; KR20030060743A

Abstract

Elektrische Servolenkungsvorrichtung, welche aufweist: einen Motor (1) mit einem Gehäuse (3) und einer Welle (24), welche an einer Achse des Gehäuses (3) angeordnet ist und mit einem Steuerungsmechanismus eines Fahrzeugs verbunden ist, wobei der Motor (1) betätigbar ist, um eine Steuerkraft eines Lenkrads durch die Welle (24) zu unterstützen; und eine Steuerschaltkreiseinheit (2) mit einer Leistungsvorrichtung (44) zum Antrieb des Motors (1), welche in einem Umgehäuse angeordnet ist; wobei das Gehäuse (3) mit einer Gehäuseöffnung (38) ausgebildet ist, durch welche Leitungskabel hindurchreichen, und wobei das Umgehäuse ebenso mit einer Umgehäuseöffnung (46) ausgebildet ist, durch welche die Leitungskabel hindurchreichen, und wobei der Motor (1) und die Steuerschaltkreiseinheit (2) miteinander integriert sind, wobei die Gehäuseöffnung (38) und die Umgehäuseöffnung (46) derart angeordnet sind, dass sie sich einander entsprechen, und wobei die Leitungskabel Sammelschienenleiter (20) aufweisen, welche von der Umgehäuseöffnung (46) exponiert sind und mit der Leistungsvorrichtung...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Servolenkungsvorrichtung zur Unterstützung der Lenkkraft eines Lenkrads eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
2. Stand der Technik
18 ist eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen elektrischen Servolenkungsvorrichtung, wie in der JP 8-258730 A offenbart.
Bei dieser elektrischen Servolenkungsvorrichtung ist ein Motor 100 und eine Steuerschaltkreiseinheit 103 zur Steuerung eines Stroms, welcher durch den Motor 100 fließt, in einem zylindrischen Gehäuse 101 mit Boden untergebracht.
Der Motor 100 weist eine Welle 104, die mit einem Steuermechanismus eines Fahrzeugs verbunden ist, einen Rotor 108, welcher an der Welle 104 sicher befestigt ist, ein Magnet 107, welcher angeordnet ist, um den Rotor 108 zu umgeben, eine elektromagnetische Kupplung 105 zur Steuerung des Drehmoments, welches zu dem Steuermechanismus in einer eingeschalteten und ausgeschalteten Art und Weise übertragen wird, und einen Hügelsensor 106 auf, um den Steuerwinkel eines Steuerrads oder den Drehwinkel oder die Position der Welle 104 zu erfassen, um eine entsprechende Ausgabe zu dem Steuerschaltkreis 100, 103 zu erzeugen.
Bei der elektrischen Servolenkungsvorrichtung, wie vorstehend konstruiert, wird die Welle 104 angetrieben, um mittels des Motors 100 zu rotieren, so dass die Drehkraft des Motors 100 zu dem Steuermechanismus über die Welle 104 übertragen wird, so dass ein Hilfsdrehmoment des Steuermechanismus vorgesehen wird.
Bei der vorstehend erwähnten, herkömmlichen elektrischen Servolenkungsvorrichtung, bei welcher der Motor 100 und die Steuerschaltkreiseinheit 103 in dem Gehäuse 101 untergebracht sind, treten die folgenden Probleme auf.

(1) Der Motor 100 und die Steuerschaltkreiseinheit 103 können nicht voneinander in einfacher Art und Weise getrennt werden, und wenn somit entweder der Motor 100 oder die Steuerschaltkreiseinheit 103 eine Fehlfunktion aufweisen, ist es notwendig, die elektrische Servolenkungsvorrichtung als Ganzes zu ersetzen.
(2) Der Zusammenbau bzw. die Montagefähigkeit weist Nachteile auf, da es notwendig ist, den Motor 100 und die Steuerschaltkreiseinheit 103 zusammenzubauen bzw. zu montieren, welche miteinander über eine Verkabelung oder Leitungskabel in dem zylindrischen Gehäuse 101 mit Boden zur selben Zeit zu verbinden sind.

Die Druckschrift DE 197 82 297 T1 offenbart eine Servolenkungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist vorgenommen worden, um die Probleme zu lösen, welche vorstehend erwähnt worden sind, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Servolenkungsvorrichtung bereitzustellen, bei welcher bei einem Fehler bzw. einer Fehlfunktion von entweder einem Motor oder einer Steuerschaltkreiseinheit alleine die fehlerhafte durch eine neue zu ersetzen ist, und bei welcher die Montagefähigkeit verbessert ist.
Die Aufgabe wird durch eine elektrische Servolenkungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Im Hinblick auf die vorstehende Aufgabe weist die elektrische Servolenkungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf: einen Motor, welcher ein Gehäuse und eine Welle aufweist, die an einer Achse des Gehäuses angeordnet ist und mit einem Servomechanismus eines Fahrzeugs verbunden ist, wobei der Motor betrieben wird, um eine Steuerkraft eines Steuerrads über die Welle zu unterstützen; und eine Steuerschaltkreiseinheit mit einer Leistungsvorrichtung zum Antrieb des Motors, welche in einer Umhausung angebracht sind. Das Gehäuse ist mit einer Gehäuseöffnung ausgebildet, durch welche Leitungskabel hindurchreichen. Das Umgehäuse ist ebenso mit einer Umgehäuseöffnung ausgebildet, durch welche Leitungskabel hindurchreichen. Der Motor und die Steuerschaltkreiseinheit sind miteinander mit der Gehäuseöffnung und der Umgehäuseöffnung integriert, welche derart angeordnet sind, dass sie einander entsprechen. Die Leitungskabel weisen Sammelschienenleiter auf, welche von der Umgehäuseöffnung exponiert sind und mit der Leistungsvorrichtung elektrisch verbunden sind, wobei die Sammelschienenleiter über Relaiskabel mit einer Motorwicklung verbunden sind, welche in dem Gehäuse zur Erzeugung eines rotierenden magnetischen Feldes angeordnet ist. Ein Ende der Sammelschienenleiter ist mit einem Ende der entsprechenden Relaiskabel mittels Schrauben verbunden das Gehäuse enthält Öffnungen, welche an Stellen gegenüber den Schrauben ausgebildet sind, wobei ein Ende der Sammelschienenleiter und ein Ende der Relaiskabel miteinander mittels der Schrauben durch die Öffnungen verbunden sind. Bei der vorstehenden Anordnung ist es lediglich notwendig, wenn entweder der Motor oder die Steuerschaltkreiseinheit eine Fehlfunktion aufweisen, alleine diejenige Einheit mit der Fehlfunktion zu ersetzen, wodurch es möglich wird, die Kosten der Reparatur bzw. des Ersetzens zu reduzieren. Zusätzlich ist es nur notwendig, als erstes den Motor und die Steuerschaltkreiseinheit separat voneinander zusammenzubauen und dann den Motor und die Steuerschaltkreiseinheit in eine einzige Einheit in dem endgültigen Verfahrensschritt zu integrieren, wobei dadurch die Montagefähigkeit verbessert wird.
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der bevorzugten Erfindung ersichtlich, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Frontansicht einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Seitenansicht von rechts der elektrischen Servolenkungsvorrichtung von 1.
3 ist eine Seitenansicht von links der elektrischen Servolenkungsvorrichtung von 1.
4 ist eine Draufsicht der elektrischen Servolenkungsvorrichtung von 1.
5 ist eine Rückansicht der elektrischen Servolenkungsvorrichtung von 1.
6 ist eine Ansicht, welche einen Steuerschaltkreis von 1 darstellt, wobei ein Motor entfernt worden ist.
7 ist eine rückwärtige Ansicht der Steuerschaltkreiseinheit.
8 ist eine Ansicht, welche die Steuerschaltkreiseinheit von 2 darstellt, wobei der Motor entfernt ist.
9 ist eine rückwärtige Ansicht des Steuerschaltkreises von 8
10 ist eine Draufsicht der Steuerschaltkreiseinheit von 6.
11 ist eine Draufsicht vom Boden der Steuerschaltkreiseinheit von 6.
12 ist eine Draufsicht des Motors von 2, wenn die Steuerschaltkreiseinheit entfernt ist.
13 ist eine teilweise aufgeschnittene Querschnittsansicht der elektrischen Servolenkungsvorrichtung von 1.
14 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 14-14 von 13.
15 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 15-15 von 13.
16 ist eine Frontansicht eines Motors einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
17 ist eine Frontansicht eines Motors einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
18 ist eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen elektrischen Servolenkungsvorrichtung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Nachfolgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Einzelnen beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird. In der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen werden die gleichen und entsprechenden Teile durch die gleichen Symbole bezeichnet.
Ausführungsform 1
Als erstes wird eine elektrische Servolenkungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Folgenden beschrieben.
1 ist eine Frontansicht der elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Seitenansicht von rechts der elektrischen Servolenkungsvorrichtung, die in 1 gezeigt ist. 3 ist eine Seitenansicht von links der elektrischen Servolenkungsvorrichtung, die in 1 gezeigt ist. 4 ist eine Draufsicht der elektrischen Servolenkungsvorrichtung, die in 1 gezeigt ist. 5 ist eine Rückansicht der elektrischen Servolenkungsvorrichtung, die in 1 gezeigt ist.
6 ist eine Ansicht einer Steuerschaltkreiseinheit 2, die in 1 gezeigt ist, wobei ein Motor 1 nicht vorgesehen ist. 7 ist eine rückwärtige Ansicht der Steuerschaltkreiseinheit 2, die in 6 gezeigt ist. 8 ist eine Ansicht der Steuerschaltkreiseinheit 2, die in 2 gezeigt ist, wobei der Motor 1 nicht vorgesehen ist. 9 ist eine rückwärtige Ansicht der Steuerschaltkreiseinheit 2, die in 8 gezeigt ist. 10 ist eine Draufsicht der Steuerschaltkreiseinheit 2, die in 6 gezeigt ist. 11 ist eine Draufsicht von unten der Steuerschaltkreiseinheit 2, die in 6 gezeigt ist. 12 ist eine Draufsicht des Motors 1 von 2, wenn die Steuerschaltkreiseinheit 2 entfernt ist.
13 ist eine teilweise aufgeschnittene Querschnittsansicht der elektrischen Servolenkungsvorrichtung, die in 1 gezeigt ist. 14 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 14-14 von 13. 15 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 15-15 von 13.
Die elektrische Servolenkungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform ist mit dem Motor 1 und der Steuerschaltkreiseinheit 2 versehen.
Der Motor 1 weist ein Gehäuse 3, das aus Aluminium oder ähnlichem aufgebaut ist, einen zylindrischen Rahmen 5 mit Boden, welcher an dessen Umfangsabschnitt mit einem Eingriffsabschnitt 32 des Gehäuses 3 passend im Eingriff ist, einen Stator 4, welcher an einer inneren Wand des Rahmens 5 sicher befestigt ist, einen ringröhrenförmigen Halter 15, welcher an einer Seitenfläche des Stators 4 sicher befestigt ist, eine Basis 18, die durch einen oberen Abschnitt des Halters 15 gelagert wird, eine Welle 14, welche an der zentralen Achse des Gehäuses 3 und des Stators 4 angeordnet ist, sowie durch ein vorderes Lager 6 und ein hinteres Lager 7 drehbar gelagert ist, einen Rotor 8, welcher Nordpol- und Südpolmagnete 25 aufweist, die abwechselnd angeordnet sind und an dem Schaft 24 mit deren äußeren Umfangsflächen angefügt sind, die mit einer Schutzröhre abgedeckt sind (welche nicht gezeigt sind), einen Vorsprung, welcher in einen Endabschnitt der Welle 24 eingepresst ist, so dass dieser mit einem nicht gezeigten Steuerungsmechanismus gekoppelt ist, sowie einen Drehpositionssensor in Form eines Resolvers, welcher zwischen dem Vorsprung 26 und einer Bürste 27 angeordnet ist, um den Drehwinkels des Rotors 8 zu erfassen.
Der Stator 4 weist einen Kern 4A, der an gestapelten Silikonstahlplatten angeordnet ist und eine Vielzahl von sich axial erstreckenden Stützen (nicht gezeigt) aufweist, welche an Umfangsintervallen ausgebildet sind, und eine Motorwicklung 10 auf, welche aus Leitungskabeln oder Leitern aufgebaut ist, die um die Schlitze in dem Kern 4A über eine Spule 9 gewickelt sind. Die Motorwicklung 10 weist einen U-Phasenwicklungsabschnitt, einen V-Phasenwicklungsabschnitt und einen W-Phasenwicklungsabschnitt auf, welche miteinander sternförmig verbunden sind und ebenso an deren gemeinsamen Seiten zu einem gemeinsamen Anschluss 14 durch Verlöten verbunden sind.
Der Halter 15 weist einen U-Phasenanschluss 11, einen V-Phasenanschluss 12 und einen W-Phasenanschluss 13 auf, welche jeweils an einem harzgeformten Halter oder Halterhauptkörper entsprechend ausgebildet sind, so dass sie sich in Umfangsrichtung erstrecken und in entsprechenden Nuten von unterschiedlichen diametralen Dimensionen aufgenommen werden, die in dem entsprechenden Halter ausgebildet sind. Der U-Phasenanschluss 11, der V-Phasenanschluss 12 und der W-Phasenanschluss 13 weisen eine bandförmige Konfiguration auf, wenn diese in einer ebenen Form entwickelt sind, jedoch eine kreisförmige Konfiguration, wenn sie in den Nuten aufgenommen sind. Diese Anschlüsse 11, 12 und 13 sind mit dem U-Phasenwicklungsabschnitt, dem V-Phasenwicklungsabschnitt bzw. dem W-Phasenwicklungsabschnitt der Motorwicklung 10 verbunden. Darüber hinaus weist jeder U-Phasenabschnitt 11, V-Phasenabschnitt 12 und W-Phasenabschnitt 13 einen Verbindungsabschnitt 17 auf, welcher sich in axialer Richtung erstreckt.
Die Basis 18 ist durch einsetzgeformte Sammelschienenleiterseitenanschlüsse 16 ausgebildet, welche mit den entsprechenden Sammelschienenleitern 20 durch Schrauben 21 und Nüssen 19 zu verbinden sind, in welche die Schrauben 21 in eine integrierte Einheit einzuschrauben sind. Die Sammelschienenleiterseitenanschlüsse 16, welche in Oberflächenkontakt mit den entsprechenden Sammelschienenleitern 20 sind, sind nach außen exponiert. Sammelschienenleiterführungsabschnitte 22 sind an den gegenüberliegenden Seiten jedes Sammelschienenleiterseitenanschlusses 16 vorgesehen. Zusätzlich ist die Basis 18 mit drei konischen Einsetzschlitzen 18a ausgebildet, welche sich in Richtung eines Öffnungsabschnitts ausdehnen.
Insgesamt sind drei der Basis 18, die Verbindungsabschnitte 17 in die Einsetzschlitze 18A eingesetzt, wobei sich die Verbindungsabschnitte 17 von dem U-Phasenanschluss 11, dem V-Phasenanschluss 12 und dem W-Phasenanschluss 13 in axialer Richtung erstrecken. Die Verbindungsabschnitte 17 sind mit deren Spitzenenden mit entsprechenden Sammelschienenleiterseitenanschlüssen 16 durch TIG-Schweißen verbunden. Die Sammelschienenleiterseitenanschlüsse 16 sind in rechten Winkeln im Hinblick auf die Welle 24 angeordnet.
Hierzu ist zu erwähnen, dass die Sammelschienenleiterseitenanschlüsse 16, die Verbindungabschnitte 17 und die entsprechenden Phasenanschlüsse 11, 12 und 13 gemeinsam Übertragungskabel bilden, welche zur elektrischen Verbindung der Sammelschienenleiter 20 und der Motorwicklung 10 miteinander dienen.
Wie in 13 gezeigt, ist die Basis 18 an dessen gegenüberliegenden Enden mit Vorsprüngen 23 versehen, welche jeweils eine Öffnung 23A in deren Zentrum aufweisen. Mit den nicht gezeigten Vorsprüngen sind Öffnungen 23A im Eingriff, welche als Eingriffsabschnitte der Vorsprünge 23 dienen, die sich von der inneren Oberfläche des Gehäuses 3 in axialer Richtung erstrecken, so dass die Basis 18 daran gehindert wird, sich zu drehen, wenn die Sammelschienenleiter 20 an der Basis 18 mittels der Schrauben 21 befestigt sind.
Der Resolver ist mit einem ovalförmigen Resolverrotor 28 versehen, welcher in die Welle 24 eingepresst ist bzw. unter Druck eingesetzt ist, und mit einem Resolverstator 34 versehen, welcher den Resolverrotor 28 umschließt.
Das Frontlager 6 an der Gehäuseseite 3 weist einen äußeren Ringabschnitt davon auf, welcher an dem Gehäuse 3 durch Verstemmen sicher befestigt ist.
Ein Stator 4 ist in einen tassenförmigen Rahmen 5 eingepresst, welcher durch Ziehen bzw. Zeichnen von einer Eisenplatte ausgebildet ist. Der Rahmen 5 ist an seinem Boden mit einer Lagerbox 29 ausgebildet, um das rückwärtige Lager 7 aufzunehmen und zu halten.
Der Rahmen 5 ist ebenso an seinem Boden mit einer Öffnung 5A ausgebildet, welche zur Platzierung des Gehäuses 3 und des Rahmens 5 in passendem Eingriff miteinander verwendet wird. Eine Kappe 30, die aus Gummi aufgebaut ist, ist in der Öffnung 5A montiert, um die Wasserdichtigkeit des Inneren des Motors 1 sicher zu stellen.
Das Gehäuse 3 ist an seinen gegenüberliegenden Enden mit einem Getriebeseiteneingriffsabschnitt 31 zum passenden Eingriff mit einem Steuerradseitengehäuse (nicht gezeigt) und einem Rahmenseiteneingriffsabschnitt 32 ausgebildet, um für einen passenden Eingriff mit dem Rahmen 5 zu sorgen.
Der Getriebeseiteneingriffsabschnitt 31 des Gehäuses 3 ist durch einen nicht gezeigten O-Ring wasserdicht, welcher an der Steuerradseitengetriebebox montiert ist, so dass Wasser, Staub und weiteres daran gehindert wird, ins Innere des Motors 1 von dem Getriebeseiteneingriffsabschnitt 31 einzudringen.
Ein Dichtelement in Form eines O-Rings 33 ist ebenso an dem Rahmenseiteneingriffsabschnitt 32 des Gehäuses 3 montiert, um somit die Wasserdichtigkeit davon sicher zu stellen.
Wie in den 1 und 13 gezeigt, ist der Resolverstator 34 an dem Gehäuse 3 mittels Schrauben 34A sicher befestigt. Der Resolverstator 34 ist an seinen gegenüberliegenden Enden mit entsprechenden Öffnungen 34B ausgebildet, durch welche es möglich ist, die Positionsjustierungen nach der Installation des Resolverstators 34 vorzunehmen, so dass Zusammenbaufehler in Richtung der Drehung zwischen dem Rotor 8 und dem Resolverrotor 28 und zwischen dem Stator 4 und dem Gehäuse 3 bewerkstelligt werden können.
Ein Verbinder 80 zur Verwendung mit der Signalverbindung ist an dem Resolverstator 34 vorgesehen. Sensorleitungskabel 35 sind an deren gegenüberliegenden Enden mit einem ersten Sensorverbinder 36A und einem zweiten Sensorverbinder 36B vorgesehen. Der erste Sensorverbinder 36A ist mit dem Verbinder 80 verbunden, und der zweite Sensorverbinder 36B, der mit der Steuerschaltkreiseinheit 2 verbunden ist, ist an der Gehäuseöffnung 38 mittels eines Eingriffselements 37 befestigt. Das elastisch verformbare Eingriffselement 37, welches aus einem Harz hergestellt ist, nimmt die Form einer ringförmigen Konfiguration als Ganzes auf und ist an dessen gegenüberliegenden Seiten mit Vorsprungsabschnitten 37A ausgebildet, welche sich in einer diametralen oder radialen Richtung erstrecken. Ein äußeres Seitenteil von jedem Vorsprungsabschnitt 37A ist mit einem konkaven Abschnitt in passendem Eingriff, der in der inneren Wand der Gehäuseöffnung 38 ausgebildet ist, und wobei ein inneres Seitenteil jedes vorstehenden Abschnitts 37A mit einem konkaven Abschnitt in passendem Eingriff ist, welcher in dem zweiten Sensorverbinder 36B ausgebildet ist.
Ein Dichtelement in Form eines O-Rings 39 ist an dem äußeren Umfangsabschnitt der Gehäuseöffnung 38 vorgesehen, um die Wasserdichtigkeit davon sicher zu stellen. Darüber hinaus ist ein ebener Abschnitt, welcher zur Verbindung mit dem Gehäuse 3 notwendig ist, an der Fläche des Gehäuses ausgebildet, welche um die Gehäuseöffnung 38 vorgesehen ist, welche mit der Steuerschaltkreiseinheit 2 in Kontakt ist. Hierzu ist zu erwähnen, dass das Dichtelement nicht auf den O-Ring 39 begrenzt ist, sondern auch ein anderes Element sein kann, wie beispielsweise ein nicht-metallischer Dichtring.
Der Getriebeseiteneingriffsabschnitt 31 des Gehäuses 3 weist eine Gewindeöffnung 40 auf, welche an der Innenseite davon an drei Stellen ausgebildet ist, um es einem Bediener zu ermöglichen, die Schrauben 21 von außen zu drehen, wenn die Sammelschienenseite 20 an der Basis 18 angeschraubt sind, so dass die Sammelschienenleiter 20 an den Sammelschienenleiterseitenanschlüssen 16 sicher befestigt werden können, nachdem das Gehäuse 3 und der Rahmen 5 miteinander zusammengefügt worden sind.
Ein Steuerschaltkreisumgehäuse ist durch einen Kühlkörper 41 mit einem Finnenabschnitt bzw. Flossenabschnitt 41a, einem Seitenwandabschnitt 42 und einer Abdeckung 43 aufgebaut. Das Steuerschaltkreisumgehäuse beinhaltet darin ein Metallsubstrat 45 mit einer Leistungsvorrichtung 44 usw., welche an einer Seitenfläche davon angebracht sind, und wobei ein Substrat 49 mit einem Steuermikrocomputer 48 usw. daran angebracht ist. Der Kühlköper 41 befindet sich in engem Kontakt mit der äußeren Seitenfläche des Metallsubstrats 45, an welchem die Leistungsvorrichtung 44 angebracht ist. Der Kühlkörper 41 ist aus Aluminium aufgebaut, welches ein geringes Gewicht und eine hohe Leitfähigkeit aufweist.
Der Kühlkörper 41 ist mit einer Kühlkörperöffnung 46 ausgebildet, welche die gleiche Form aufweist wie die Gehäuseöffnung 38, und weist eine zentrale Achse in Ausrichtung mit derjenigen der Gehäuseöffnung 38 auf. Von der Kühlkörperöffnung 46, welche eine Umgehäuseöffnung darstellt, ragen drei Sammelschienenleiter 20 hervor, um einen Antriebsstrom zu den U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasenwicklungsabschnitten der Unterwicklung 10 zuzuführen. Die Sammelschienenleiter 20 sind mit der Leistungsquelle 44 verbunden und an dem Kühlkörper 41 mittels eines Harzformteils 46A befestigt, welches die Kühlkörperöffnung 46 schließt. Das Harzformteil 46A wird unter Verwendung einer sogenannten Potting- bzw. Gießeinrichtung ausgebildet, welche zum auffüllen eines Spalts mit einem Harz dient.
Die Sammelschienenleiter 20, welche als Leitungskabel dienen, sind in der Art und Weise angebracht, dass diese in rechten Winkeln im Hinblick auf das Metallsubstrat 45 angeordnet sind, an welchen die Leistungsvorrichtung 44 angebracht ist, wobei die Dickenrichtung der Sammelschienenleiter 20 parallel zu der Welle in einem Zustand ausgerichtet sind, in welchen die Steuerschaltkreiseinheit 4 an dem Motor 1 montiert ist. Zusätzlich sind die Sammelschienenleiter 20 um einen vorbestimmten Betrag in axialer Richtung der Welle 24 unter Betätigung deren eigener Flexibilität verschwenkbar. Hierzu ist zu erwähnen, dass, obwohl diese Ausführungsform eine derartige Struktur aufweist, dass die Sammelschienenleiter 20 verschwenkbar sind, können diese anstelle davon auch derart aufgebaut sein, dass die Sammelschienenseitenanschlüsse 16 verschwenkbar sind.
Sensoranschlüsse 47 zur Verbindung mit dem Resolverstator 34 ragen ebenso von der Kühlkörperöffnung 46 hervor, welche als Umgehäuseöffnung dient. Die Sensoranschlüsse 47 sind mit dem Kühlkörper 41 mittels des Harzformteils 46 fixiert. Zusätzlich sind die Sensoranschlüsse 47 an deren Enden mit dem Substrat 49 verbunden und an deren Enden in den zweiten Sensorverbinder 36B eingesetzt, wobei der Resolver und die Steuerschaltkreiseinheit 2 elektrisch miteinander verbunden sind.
Ein bogenförmiger Kerbabschnitt 50, welcher dem äußeren Umfang des Rahmens 5 des Motors 1 entspricht, ist an dem Finnenabschnitt 41a des Kühlkörpers 41 ausgebildet, so dass dieser die Dimensionen in Höhenrichtung der Vorrichtung steuert oder unterdrückt, wenn der Motor 1 und die Steuerschaltkreiseinheit 2 miteinander montiert sind.
Der Kühlkörper 41 ist an dem Gehäuse 3 mittels der Schrauben 3A in der Nähe der Kühlkörperöffnung 46 sicher befestigt. Ebenso ist der Kühlkörper 41 an dem Rahmen mittels einer Strebe 51 mit L-förmigem Querschnitt fixiert. Die L-förmige Strebe 51 ist an einem ersten oder einem Seitenfußabschnitt davon an dem Kühlkörper 41 mittels einer Schrauben 51a fixiert und an einem zweiten oder anderen Seitenfußabschnitt an dem Bodenabschnitt des Rahmens 5 durch Schweißen fixiert.
Somit sind die Fixierungsstellen, an welchen der Motor 1 und die Steuerschaltkreiseinheit 2 miteinander verbunden sind, in einen Steuerungsmechanismusseitenabschnitt, in welchem die Umgehäuseöffnung in Form der Kühlkörperöffnung 46 lokalisiert ist, und einem anderen Seitenabschnitt unterteilt, welcher gegenüber der Steuerungsmechanismusseite angeordnet ist. Als Folge davon sind der Motor 1 und die Steuerschaltkreiseinheit 2 stark miteinander verbunden, um eine hohe Vibrationswiderstandsfähigkeit und eine hohe Schlag- bzw. Stoßwiderstandsfähigkeit aufzuweisen.
Obwohl die Sammelschienenleiter 20 und die Sensoranschlüsse 47 von der Kühlkörperöffnung 46 hervorragen, ist das Innere des Steuerschaltkreisumgehäuses durch das Harzgussteil 46A abdichtend verschlossen, welches in die Kühlkörperöffnung 46 eingesetzt bzw. verstopft ist, so dass es möglich ist, Staub, Dreck und ähnliches daran zu hindern, ins Innere der Steuerschaltkreiseinheit 2 einzudringen, wenn die Steuerschaltkreiseinheit 2 alleine aufbewahrt wird oder als einzelne oder separate Einheit transportiert wird.
Ferner ist zu erwähnen, dass in den Zeichnungen das Bezugszeichen 70 einen Kommunikationsverbinder für die Fahrzeugsteuerung und das Bezugszeichen 71 einen Drehmomentsensorverbinder bezeichnet.
Bei der vorstehend konstruierten elektrischen Servolenkungsvorrichtung wird der Zusammenbau der Komponenten gemäß dem folgenden Verfahren durchgeführt.
Als erstes wird die Steuerschaltkreiseinheit 2 auf den Motor 1 in der Art und Weise aufgebracht, dass die Gehäuseöffnung 38 in angrenzendem Eingriff mit der Kühlkörperöffnung 46 platziert ist. In dem Fall ist ein Ende der Sammelschienenleiter 20 der Steuerschaltkreiseinheit 2 der Basis 18 zugewandt, und zur selben Zeit sind die Sensoranschlüsse 47 der Steuerschaltkreiseinheit 2 in den zweiten Sensorverbinder 36B eingesetzt.
Danach wird der Kühlkörper 41 an dem Gehäuse 3 mittels der Schrauben 3A befestigt. Zusätzlich wird der Kühlkörper 41 und der Rahmen 5 miteinander mittels der Strebe 51 mit L-förmigem Querschnitt fixiert.
Schließlich werden die Sammelschienenleiter 20 an der Basis 18 unter Verwendung der Schrauben 21 durch die Gewindeöffnungen 40 in dem Gehäuse 3 sicher befestigt, und die Motorwicklung 10 und die Steuerschaltkreiseinheit 2 werden elektrisch miteinander verbunden.
Bei der elektrischen Servolenkungsvorrichtung der vorstehenden Konstruktion wird die Welle 24 angetrieben, um durch den Motor 1 zu rotieren, so dass die Drehantriebskraft des Motors 1 zu dem Steuermechanismus über die Welle 24 übertragen wird, um das Drehmoment des Steuermechanismus zu unterstützen.
Ausführungsform 2
Wie in 16 gezeigt, können entsprechende Leitungskabel 52 der U-Phase, V-Phase und W-Phase anstelle der Sammelschienenleiter 20 verwendet werden, welche als Leitungskabel wirken, und wobei Sensorleitungskabel 53 anstelle der Sensoranschlüsse 47 verwendet werden kann, und wobei eine Anbringung 54, von welcher diese Leitungskabel 52, 53 abgeleitet werden oder sich erstrecken, kann an dem Motor 1 angebracht sein, wobei es dadurch möglich wird, den Motor 1 mit der Steuerschaltkreiseinheit elektrisch zu verbinden, ohne die vorstehend erwähnte Struktur des Motors zu ändern.
Ausführungsform 3
Wie darüber hinaus in 17 gezeigt, kann die Anbringung 56, der U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasenverbinder 55 und der Sensorverbinder integriert miteinander ausgebildet sein, wobei die Leitungskabel 52 und die Sensorleitungskabel 53 der 16 weggelassen werden.
Obwohl die vorstehenden Ausführungsformen derart konstruiert sind, dass sowohl die Sammelschienenleiter 20 als auch die Sensoranschlüsse 47 durch die Umgehäuseöffnung in Form der Kühlkörperöffnung 46 und der Gehäuseöffnung 38 hindurchreichen, können diese durch individuelle Öffnungen hindurchreichen, welche separat voneinander vorgesehen sein können.
Ferner kann der Motor derart strukturiert sein, dass ein Rotorkern mit einer daran angebrachten Motorwicklung zur Erzeugung eines sich drehenden magnetischen Feldes an der Welle fixiert ist, wobei ein Stator um den äußeren Umfang des Rotorkerns angeordnet ist.

Claims

Elektrische Servolenkungsvorrichtung, welche aufweist: einen Motor (1) mit einem Gehäuse (3) und einer Welle (24), welche an einer Achse des Gehäuses (3) angeordnet ist und mit einem Steuerungsmechanismus eines Fahrzeugs verbunden ist, wobei der Motor (1) betätigbar ist, um eine Steuerkraft eines Lenkrads durch die Welle (24) zu unterstützen; und eine Steuerschaltkreiseinheit (2) mit einer Leistungsvorrichtung (44) zum Antrieb des Motors (1), welche in einem Umgehäuse angeordnet ist; wobei das Gehäuse (3) mit einer Gehäuseöffnung (38) ausgebildet ist, durch welche Leitungskabel hindurchreichen, und wobei das Umgehäuse ebenso mit einer Umgehäuseöffnung (46) ausgebildet ist, durch welche die Leitungskabel hindurchreichen, und wobei der Motor (1) und die Steuerschaltkreiseinheit (2) miteinander integriert sind, wobei die Gehäuseöffnung (38) und die Umgehäuseöffnung (46) derart angeordnet sind, dass sie sich einander entsprechen, und wobei die Leitungskabel Sammelschienenleiter (20) aufweisen, welche von der Umgehäuseöffnung (46) exponiert sind und mit der Leistungsvorrichtung (44) elektrisch verbunden sind, wobei die Sammelschienenleiter (20) über Relaiskabel mit einer Motorwicklung (10) verbunden sind, welche in dem Gehäuse (3) zur Erzeugung eines rotierenden magnetischen Feldes angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelschienenleiter (20) ein Ende aufweisen, welches mit einem Ende der entsprechenden Relaiskabel mittels Schrauben (21) verbunden ist, und wobei das Gehäuse (3) Öffnungen (23A) aufweist, welche an Stellen gegenüber den Schrauben (21) ausgebildet sind, wobei ein Ende der Sammelschienenleiter (20) und ein Ende der Relaiskabel miteinander mittels der Schrauben (21) durch die Öffnungen (23A) verbunden sind.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Leitungskabel Sensoranschlüsse (47) aufweisen, welche von der Umgehäuseöffnung (46) exponiert sind und durch Sensorleitungskabel (35) mit einem Drehpositionssensor elektrisch verbunden sind, welcher in dem Gehäuse (3) zur Erfassung eines Drehwinkels der Welle (24) angeordnet ist.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Sensoranschlüsse (47) und der Drehpositionssensor miteinander über Sensorverbinder (36A, 36B) verbunden sind, welche an gegenüberliegenden Enden der Sensorleitungskabel (35) vorgesehen sind.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei sich die Sammelschienenleiter (20) in eine Richtung erstrecken, welche rechtwinklig zur Achse der Welle (24) ist.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sich die Sensoranschlüsse (47) in eine Richtung rechtwinklig zu der Achse der Welle (24) erstrecken.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Sensorverbinder (36B) an der Sensoranschlussseite mit der Gehäuseöffnung (38) durch ein Eingriffselement (37) im Eingriff ist.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Eingriffselement (37) mit einer inneren Wand der Gehäuseöffnung (38) elastisch im Eingriff ist.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Gehäuse (3) mit einem Eingriffsabschnitt (31) ausgebildet ist, welcher derart angepasst ist, dass dieser in passendem Eingriff mit einem Getriebekasten des Steuerungsmechanismus platziert ist, und wobei die Öffnungen (23A) an einer Innenseite des Eingriffsabschnitts (31) ausgebildet sind.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Sammelschienenleiterseitenanschlüsse (16) der Relaiskabel, welche an die Sammelschienenleiter (20) durch die Schrauben (21) angebracht sind, und Muttern (19), in welche die Schrauben (21) eingeschraubt werden, einsetzgeformt sind, um eine Basis (18) zu bilden.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Basis (18) mit einem Eingriffsabschnitt (31) ausgebildet ist, welcher daran angepasst ist, mit einem Eingriffsabschnitt (31) im Eingriff zu sein, welcher an dem Gehäuse (3) ausgebildet ist, um ein Drehen der Basis (18) zu verhindern, wenn die Sammelschienenleiter (20) und die Sammelschienenleiterseitenanschlüsse (16) miteinander mittels der Schrauben (21) fixiert sind.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein Abdichtelement (39) um die Gehäuseöffnung (38) vorgesehen ist, um einen Umfangsabschnitt der Gehäuseöffnung (38) abzudichten.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei Fixierungsstellen, an welchen der Motor (1) und die Steuerschaltkreiseinheit (2) miteinander fixiert sind, an einer Steuermechanismusseite angeordnet sind, an welcher die Gehäuseöffnung (38) vorliegt, und an einer Seite angeordnet, welche gegenüber dem Steuermechanismus angeordnet ist, an welchem die Umgehäuseöffnung (46) vorliegt.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei ein Substrat (45), an welchem die Leistungsvorrichtung (44) montiert ist, in Oberflächenkontakt mit einem Kühlkörper (41) ist, welcher eine Oberfläche des Umgehäuses bildet.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei der Kühlkörper (41), der an dem Motor (1) fest angebracht ist, mit einer Kerbe (50) ausgebildet ist, welche einem äußeren Umfang des Motors entspricht.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei ein Harzformteil (46A) in der Gehäuseöffnung (46) vorgesehen ist, um die Gehäuseöffnung (46) abzuschließen.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei sich die Sammelschienenleiter (20) in eine Richtung rechtwinklig zu dem Substrat (45) erstrecken und in einer axialen Richtung der Welle (24) verschwenkbar sind.