DE112016000624B4

DE112016000624B4 - Elektrische Antriebseinrichtung und elektrische Servolenkeinrichtung

Info

Publication number: DE112016000624B4
Application number: DE112016000624.1T
Authority: DE
Inventors: Masao Fujimoto
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2015-02-05
Filing date: 2016-01-29
Publication date: 2021-07-22
Anticipated expiration: 2036-01-30
Also published as: KR20170096204A; CN107408871A; KR101788525B1; JP6408926B2; US10044248B2; JP2016144382A; CN107408871B; DE112016000624T5; WO2016125701A1; US20180131256A1

Abstract

Elektrische Antriebseinrichtung, die durch einen Elektromotor zum Antreiben eines mechanischen System-Steuerelements und eine elektronische Steuereinheit (9) gebildet ist, die gegenüber einer Ausgangswelle des Elektromotors angeordnet ist und zum Steuern des Elektromotors konfiguriert ist, wobei die elektronische Steuereinheit (9) mit einem ECU-Gehäuse (11B), das mit einem Motorgehäuse (11A) verbunden ist, in dem der Elektromotor untergebracht ist, und mit einer elektronischen Steueranordnung (14 - 16) versehen ist, die im ECU-Gehäuse (11B) zum Antreiben und Steuern des Elektromotors untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet,- dass die elektronische Steueranordnung (14 - 16) in eine Stromversorgungsschaltungseinheit (14) mit einer Hauptfunktion, die eine Stromversorgung erzeugt und auf einem Metallsubstrat (17) montiert ist, eine Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) mit einer Hauptfunktion, die den Elektromotor antreibt und auf einem Metallsubstrat (18) montiert ist, und in eine Steuerschaltungseinheit (16) mit einer Hauptfunktion unterteilt ist, welche die Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) steuert und auf einem Harzsubstrat (31) montiert ist,- dass in das Harzsubstrat (31) zumindest ein Stromversorgungsverbinder-Verdrahtungselement (50), das elektrischen Strom von der Stromversorgungsschaltungseinheit (14) der Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) und der Steuerschaltungseinheit (16) zuführt, und ein Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselement, das in die Steuerschaltungseinheit (16) einzugebende oder aus dieser auszugebende Signale überträgt, in einer Kunstharz-Verbinderanschlussanordnung (12) eingebettet sind, die auf einer Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate (17, 18) angeordnet ist, und- dass Verbinderanschlüsse (34, 34, 36, 37, 38, 39) des Stromversorgungsverbinder-Verdrahtungselements (50) und des Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselements, die aus der Verbinderanschlussanordnung (12) freiliegen, direkt mit entsprechenden Verbindern (22, 23, 28, 24, 33E) der Stromversorgungsschaltungseinheit (14), der Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) und der Steuerschaltungseinheit (16) verbunden sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinrichtung und eine elektrische Servolenkeinrichtung und insbesondere eine elektrische Antriebseinrichtung und eine elektrische Servolenkeinrichtung, die beide mit einer eingebauten elektronischen Steuereinheit versehen sind.
Stand der Technik
In den allgemeinen Maschinenindustriebereichen wird ein mechanisches System-Steuerelement durch einen Elektromotor angetrieben. Jedoch wurden in den letzten Jahren diverse mechanisch und elektrisch integrierte elektrische Antriebseinrichtungen vorgeschlagen und entwickelt, bei denen eine elektronische Steuereinheit, die zum Steuern einer Drehzahl und eines Drehmoments eines Elektromotors konfiguriert ist und eine Halbleitervorrichtung oder dergleichen aufweist, einstückig im Elektromotor integriert ist.
Bei einer elektrischen Kraftfahrzeug-Servolenkeinrichtung, die als mechanisch und elektrisch integrierte elektrische Antriebseinrichtung veranschaulicht ist, werden z. B. sowohl eine Drehrichtung als auch ein Drehmoment einer Lenkwelle, die durch Betätigen eines Lenkrads durch den Fahrer gedreht wird, erfasst. Die elektrische Kraftfahrzeug-Servolenkeinrichtung ist so konfiguriert, dass diese den Elektromotor zum Drehen der Lenkwelle in der gleichen Richtung wie die Drehrichtung der Lenkwelle basierend auf den erfassten Werten antreibt, wodurch ein Lenkunterstützungsmoment erzeugt wird. Zur Steuerung des Elektromotors ist eine elektronische Steuereinheit (ECU: Electronic Control Unit) vorgesehen oder in die Servolenkeinrichtung eingebaut.
Als elektrische Servolenkeinrichtung des gattungsgemäßen Standes der Technik offenbart die JP 2013 - 60 119 A (Patentdokument 1) eine derartige elektrische Servolenkeinrichtung. Im Patentdokument 1 ist eine elektrische Servolenkeinrichtung offenbart, die durch einen Elektromotor und eine elektronische Steuereinheit gebildet ist. Der Elektromotor ist in einem Motorgehäuse untergebracht, das einen zylindrischen Abschnitt aus einer Aluminiumlegierung oder dergleichen aufweist, wohingegen die elektronische Steuereinheit in einem ECU-Gehäuse untergebracht ist, das auf der gegenüberliegenden Seite einer Abtriebswelle in axialer Richtung der Motorgehäuse angeordnet ist. Die elektronische Steuereinheit, die im ECU-Gehäuse untergebracht ist, ist mit einer Stromversorgungsschaltungseinheit, einer Stromumwandlungsschaltungseinheit mit einem Leistungsschaltelement, wie z. B. einem MOSFET, IGBT oder dergleichen, zum Antreiben und Steuern des Elektromotors, und einer Steuerschaltungseinheit zum Steuern des Leistungsschaltelements versehen. Ein Ausgangsanschluss des Leistungsschaltelements und ein Eingangsanschluss des Elektromotors sind durch eine Sammelschiene elektrisch miteinander verbunden.
Elektrischer Strom wird mittels einer Verbinderanschlussanordnung aus Kunstharz der elektronischen Steuereinheit zugeführt, die im ECU-Gehäuse untergebracht ist. Ferner werden Erfassungssignale von Erfassungssensoren, die Betriebszustände und dergleichen darstellen, der elektronischen Steuereinheit zugeführt. Die Verbinderanschlussanordnung dient auch als Deckelkörper. Daher ist die Verbinderanschlussanordnung mit der elektronischen Steuereinheit derart verbunden, dass eine im ECU-Gehäuse ausgebildete Öffnung geschlossen wird. Außerdem ist die Verbinderanschlussanordnung mittels Befestigungsschraubbolzen fest mit einer Außenfläche des ECU-Gehäuses verbunden.
Als weitere elektrische Antriebseinrichtungen, bei denen eine elektronische Steuereinheit einstückig integriert ist, sind eine elektrische Bremse, elektrische hydraulische Steuerungen (Regler) für diverse hydraulische Steuerungen und dergleichen bekannt.
Dokumentenliste
Patentliteratur
Patentdokument 1: JP 2013 - 60 119 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Im Übrigen ist die in dem Patentdokument 1 offenbarte elektrische Servolenkeinrichtung im Motorraum eines Kraftfahrzeugs angeordnet, und demzufolge ist eine kleinformatige Konfiguration erforderlich. Der jüngste Trend geht insbesondere dahin, dass eine große Anzahl von Zusatzeinrichtungen, wie z. B. eine Abgasemissions-Steuervorrichtung, Sicherheitsmaßnahmenvorrichtung und dergleichen, im Motorraum des Kraftfahrzeugs eingebaut werden. Daher müssen die Größe einer Vielzahl von Zusatzeinrichtungen sowie die elektrische Servolenkeinrichtung so weit wie möglich reduziert werden. Darüber hinaus ist die Reduzierung der Anzahl von Bauelementen erforderlich.
Bei der elektrischen Servolenkeinrichtung mit der wie im Patentdokument 1 offenbarten Konfiguration sind die Stromversorgungsschaltungseinheit, die Stromumwandlungsschaltungseinheit und die Steuerschaltungseinheit auf insgesamt zwei Substraten montiert. Andererseits wurde über die Anzahl von elektrischen Bauteilen, die zum Steuern des Elektromotors benötigt werden, grob entschieden. Bei der Montage der erforderlichen Anzahl von elektrischen Bauteilen auf diesen zwei Substraten wird daher die radiale Größe des ECU-Gehäuses, in dem die elektronische Steuereinheit untergebracht ist, selbstverständlich tendenziell zunehmen oder größer werden. Strukturell ist bei der elektrischen Servolenkeinrichtung die Begrenzung ihrer axialen Länge relativ gering, aber es besteht die Tendenz, dass die Vergrößerung ihrer radialen Größe begrenzt ist. Daher wäre es wünschenswert, die Größe des vorgenannten Gehäuses in radialer Richtung zu reduzieren.
Zur Realisierung der radialen Größe zu reduzieren, ist es effektiv, eine solche Konfiguration zu verwenden, dass die Stromversorgungsschaltungseinheit, die Stromumwandlungsschaltungseinheit und die Steuerschaltungseinheit in drei einzelne Abschnitte unterteilt sind. Gemäß dieser dreigeteilten Konfiguration werden elektrische Komponenten, die zur Steuerung des Elektromotors benötigt werden, auch dreigeteilt, und somit kann die Fläche jedes einzelnen Substrats im Vergleich zu einer zweigeteilten Konfiguration reduziert werden, wodurch sich die radiale Größe reduziert.
Zur Zuführung von elektrischem Strom, Steuersignalen und dergleichen zu den dreigeteilten einzelnen Substraten erfordert die dreigeteilte Konfiguration jedoch auch eine komplizierte Verbinder-Verdrahtungselementkonfiguration, die eine große Anzahl von Relaisverbindern verwendet. Dies führt zu mehreren Problemen, wie z. B. einer erhöhten Anzahl von Bauteilen, und Schwierigkeiten bei der Verkleinerung. Darüber hinaus erzeugen elektrische Bauteile, welche die Stromversorgungsschaltungseinheit und die Stromumwandlungssteuereinheit bilden, eine große Wärmemenge. Bei der Verkleinerung ist es erforderlich, die von diesen elektrischen Bauteilen erzeugte Wärme zur Außenseite abzustrahlen oder abzuführen.
Die gattungsgemäße DE 10 2015 216 406 A1 beschreibt den Aufbau einer elektrischen Antriebsvorrichtung, wie etwa einer elektrischen Lenkkraftunterstützungsvorrichtung oder dergleichen. Bei dieser wird ein zylindrisches Metallgehäuse eingesetzt, das der Reihe nach darin einen ersten, zweiten, dritten und vierten Raum aufweist, die koaxial angeordnet sind, um darin ein Stromschaltungsteil, ein Leistungsumwandlungsschaltungsteil, ein Steuerschaltungsteil bzw. einen Elektromotor aufzunehmen; ein kreisförmiges Metall-Wärmeübertragungssubstrat ist in dem zylindrischen Metallgehäuse zwischen dem ersten und dem zweiten Raum angeordnet, und das kreisförmige Metall-Wärmeübertragungssubstrat weist eine zylindrische Außenwand, die mit einer zylindrischen Innenfläche des zylindrischen Metallgehäuses in Kontakt ist, eine flache Oberfläche, mit der eine Metallgrundplatte innig verbunden ist, und eine weitere flache Oberfläche auf, mit der eine Metallgrundplatte des Leistungswandlerschaltungsteils innig verbunden ist.
Im Hinblick auf die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine neue elektrische Antriebseinrichtung und eine neue elektrische Servolenkeinrichtung bereitzustellen, die zum Unterdrücken einer Vergrößerung in radialer Richtung eines Gehäuses, in dem eine elektronische Steuereinheit untergebracht ist, und zum Ermöglichen einer reduzierten Bauteileanzahl, wie z. B. Relaisverbindern und dergleichen, konfiguriert sind, und eine vereinfachte Wärmestrahlungsstruktur aufweisen.
Problemlösung
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird bei einer elektrischen Antriebseinrichtung erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und bei einer elektrischen Servolenkeinrichtung erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche. Zum Lösen der vorgenannten und weiteren Aufgaben ist die Einrichtung der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Steueranordnung in eine Stromversorgungsschaltungseinheit mit einer Hauptfunktion, die eine Stromversorgung erzeugt und auf einem Metallsubstrat montiert ist, eine Stromumwandlungsschaltungseinheit mit einer
Hauptfunktion, die einen Elektromotor antreibt und auf einem Metallsubstrat montiert ist, und eine Steuerschaltungseinheit mit einer Hauptfunktion unterteilt ist, welche die Stromumwandlungsschaltungseinheit steuert und auf einem Harzsubstrat montiert ist, dass ein Stromversorgungsverbinder-Verdrahtungselement, das elektrischen Strom von der Stromversorgungsschaltungseinheit und der Steuerschaltungseinheit der Stromumwandlungsschaltungseinheit zuführt und/oder ein Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselement, das in die Steuerschaltungseinheit einzugebende oder aus dieser auszugebende Signale überträgt, in einer Kunstharz-Verbinderanschlussanordnung eingebettet sind, die auf einer Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate angeordnet ist, und dass Verbinderanschlüsse des Stromversorgungsverbinder-Verdrahtungselements und des Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselements, die aus der Verbinderanschlussanordnung freiliegen, direkt mit entsprechenden Verbindern der Stromversorgungsschaltungseinheit, der Stromumwandlungsschaltungseinheit und der Steuerschaltungseinheit verbunden sind.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Erfindungsgemäß sind elektrische Bauteile, die eine elektronische Steuereinheit bilden, entsprechend den jeweiligen Funktionen auf drei Substraten montiert, sodass es möglich ist, die radiale Größe jedes einzelnen Substrats zu reduzieren. Darüber hinaus sind Verbinder-Verdrahtungselemente, durch welche die einzelnen Schalteinheiten elektrisch miteinander verbunden sind, derart angeordnet, dass diese an den Außenumfängen der Metallsubstrate positioniert sind und direkt mit den entsprechenden Schaltungseinheiten verbunden sind, und somit ist es möglich ist, die Bauteileanzahl einer Verbinderanschlussanordnung zu reduzieren. Demzufolge kann die erfindungsgemäße Einrichtung einen vorteilhaften Effekt sowie eine vereinfachte Konfiguration bereitstellen. Zudem kann die Einrichtung der Erfindung einen vorteilhaften Effekt bereitstellen, bei dem eine ausreichende Wärmestrahlungs-Querschnittsfläche der Metallsubstrate selbst oder ein Wärmestrahlungssubstrat gewährleistet ist, an dem die Metallsubstrate befestigt sind.
Figurenliste

1 zeigt eine allgemeine perspektivische Ansicht, die eine Lenkeinrichtung darstellt, die als ein Beispiel veranschaulicht ist, bei dem die vorliegende Erfindung angewandt ist.
2 zeigt eine allgemeine perspektivische Ansicht, die eine elektrische Servolenkeinrichtung beispielhaft als mechanisch und elektrisch integrierte elektrische Antriebseinrichtung veranschaulicht.
3 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der elektrischen Servolenkeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer in 3 dargestellten Stromversorgungsschaltungseinheit.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer in 3 dargestellten Stromumwandlungsschaltungseinheit.
6 zeigt eine perspektivische Ansicht einer in 3 dargestellten Steuerschaltungseinheit.
7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Deckelkörpers, der mit in 3 dargestellten Verbinderanschlüssen versehen ist, aus schrägem Winkel von unten.
8 zeigt eine Draufsicht, die den Deckelkörper aus der Richtung der in 3 dargestellten Ebene A-A veranschaulicht.
9 zeigt eine Schnittansicht, die einen Querschnitt der elektrischen Servolenkeinrichtung längs der Ebene B-B von 8 veranschaulicht, jedoch ein Elektromotorabschnitt weggelassen ist.
10 zeigt eine Schnittansicht, die einen Querschnitt der elektrischen Servolenkeinrichtung längs der Ebene C-C von 8 veranschaulicht, jedoch der Elektromotorabschnitt weggelassen ist.
11 zeigt eine Schnittansicht die einen Querschnitt der elektrischen Servolenkeinrichtung längs der Ebene D-D von 8 veranschaulicht, jedoch der Elektromotorabschnitt weggelassen ist.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend detailliert mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. Es ist selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf die nachfolgend gezeigten und beschriebenen spezifischen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass diverse Änderungen und Modifikationen erfolgen können, ohne vom erfinderischen Konzept dieser Erfindung abzuweichen.
Vor der Erläuterung der Ausführungsbeispiele der Erfindung werden die Konfiguration einer Lenkeinrichtung, die als ein Beispiel veranschaulicht ist, bei dem die Erfindung angewandt ist, und die Konfiguration einer elektrischen Servolenkeinrichtung beispielhaft als mechanisch und elektrisch integrierte Antriebseinrichtung kurz mit Bezug auf 1-2 beschrieben.
Zuerst wird die Lenkeinrichtung zum Lenken von Vorderrädern eines Kraftfahrzeugs erläutert. Die Lenkeinrichtung 1 ist wie in 1 dargestellt aufgebaut. Ein Ritzel (nicht dargestellt) ist am unteren Ende einer Lenkwelle 2 vorgesehen, die mit einem Lenkrad (nicht dargestellt) verbunden ist. Das Ritzel wird in kämmendem Eingriff mit einer Zahnstange (nicht dargestellt) gehalten, die sich in einer Links-und-Rechtsrichtung einer Fahrzeugkarosserie erstreckt. Spurstangen 3 sind zum Lenken der Vorderräder in der Links-und-Rechtsrichtung mit beiden Enden der Zahnstange verbunden. Die Zahnstange ist von einem Zahnstangengehäuse 4 abgedeckt. Eine Gummimanschette 5 ist zwischen dem Zahnstangengehäuse und jeder Spurstange 3 vorgesehen.
Darüber hinaus ist eine elektrische Servolenkeinrichtung 6 zum Unterstützen des Lenkmoments bei drehender Betätigung des Lenkrads vorgesehen. Konkret ist ein Drehmomentsensor 7 zum Erfassen einer Drehrichtung und eines Drehmoments der Lenkwelle 2 vorgesehen. Darüber hinaus sind ein Elektromotorabschnitt 8 zum Aufbringen einer Lenkunterstützungskraft basierend auf den erfassten Werten des Drehmomentsensors 7 auf die Zahnstange über ein Getriebe 10 und ein elektronischer Steuereinheits-(ECU-)Abschnitt 9 zum Steuern eines im Elektromotorabschnitt 8 angeordneten Elektromotors vorgesehen. Der Außenumfangsbereich der Ausgangswellenseite des Elektromotorabschnitts 8 der elektrischen Servolenkeinrichtung 6 ist mit dem Getriebe 10 an drei Punkten mit Schraubbolzen (nicht dargestellt) fest verbunden. Andererseits ist auf der gegenüberliegenden Seite der Ausgangswelle des Elektromotorabschnitts 8 der elektronischen Steuereinheitsabschnitt 9 vorgesehen.
Wie in 2 dargestellt, ist der Elektromotorabschnitt 8 durch ein Motorgehäuse 11A, das einen zylindrischen Bereich aus einer Aluminiumlegierung oder dergleichen aufweist, und dem im Motorgehäuse untergebrachten Elektromotor (nicht dargestellt) gebildet. Andererseits ist der elektronische Steuereinheitsabschnitt 9 durch ein ECU-Gehäuse 11B, das auf der gegenüberliegenden Seite der Ausgangswelle in axialer Richtung des Motorgehäuses 11A angeordnet ist und aus einer Aluminiumlegierung oder dergleichen hergestellt ist, und eine im ECU-Gehäuse untergebrachte elektronische Steueranordnung (nicht dargestellt) gebildet.
Das Motorgehäuse 11A und das ECU-Gehäuse 11B sind mit Befestigungsschraubbolzen an deren gegenüberliegenden Stirnseiten vollständig miteinander befestigt. Die elektronische Steueranordnung, die im ECU-Gehäuse 11B untergebracht ist, ist aus einer Stromversorgungsschaltungseinheit, die zum Erzeugen einer erforderlichen Stromversorgung konfiguriert ist, einer Stromumwandlungsschaltungseinheit, die ein Leistungsschaltelement mit einem MOSFET (einen Metalloxidhalbleiter-FET), einem IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate) oder dergleichen zum Antreiben und Steuern des Elektromotors des Elektromotorabschnitts 8 aufweist, und einer Steuerschaltungseinheit zum Steuern des Leistungsschaltelements aufgebaut. Ein Ausgangsanschluss des Leistungsschaltelements und ein Eingangsanschluss des Elektromotors sind mittels einer Sammelschiene elektrisch miteinander verbunden.
Ein Deckelkörper 12, der aus synthetischem Harz hergestellt ist und auch als Verbinderanschlussanordnung dient, ist an einer anderen Stirnseite des ECU-Gehäuses 11B mittels Befestigungsschraubbolzen befestigt. Der Deckelkörper 12 ist mit einem Stromversorgungs-Steckverbinderanschlusselement 12A, einem Erfassungssensor-Steckverbinderanschlusselement 12B und einem Steuerungszustandsübertragungs-Steckverbinderanschlusselement 12C
zum Übertragen oder Aussenden eines Steuerungszustands zu einer externen Vorrichtung versehen. Elektrischer Strom wird von einer Stromquelle über das Stromversorgungs-Steckverbinderanschlusselement 12A des aus Kunstharz hergestellten Deckelkörpers 12 der elektronischen Steueranordnung zugeführt, die im ECU-Gehäuse 11B untergebracht ist. Darüber hinaus werden Erfassungssignale von Erfassungssensoren, die Betriebszustände und dergleichen darstellen, durch das Erfassungssensor-Steckverbinderanschlusselement 12B der elektronischen Steueranordnung zugeführt. Ferner wird ein Steuerzustandssignal, das einen Stromsteuerzustand der elektrischen Servolenkeinrichtung darstellt, über das Steuerungszustandsübertragungs-Steckverbinderanschlusselement 12C zur elektronischen Steueranordnung übertragen oder gesendet.
Hierbei ist der Deckelkörper zum Abdecken der gesamten Öffnung des ECU-Gehäuses 11B konfiguriert. Stattdessen kann der mit verkleinerten Verbinderanschlüssen versehene Deckelkörper in eine im ECU-Gehäuse 11B ausgebildete Einsatz-Durchgangsöffnung zur elektrischen Verbindung mit der elektronischen Steueranordnung eingesetzt werden.
Bei der wie oben beschrieben konfigurierten elektrischen Servolenkeinrichtung 6 erfasst der Drehsensor 7, wenn die Lenkwelle 2 durch Betätigen des Lenkrads in eine Drehrichtung gedreht wird, sowohl eine Drehrichtung als auch ein Drehmoment der Lenkwelle 2. Die Steuerschaltungseinheit berechnet eine Ansteuerungsstellgröße zum Antreiben des Elektromotors basierend auf den erfassten Werten. Basierend auf der berechneten Ansteuerungsstellgröße wird der Elektromotor durch das Leistungsschaltelement der Stromumwandlungsschaltungseinheit angetrieben. Demzufolge wird die Ausgangswelle des Elektromotors so angetrieben, dass diese die Lenkwelle 2 in die gleiche Richtung wie die Drehrichtung der Lenkwelle dreht. Eine Drehbewegung der Ausgangswelle wird vom Ritzel (nicht dargestellt) durch das Getriebe 10 zur Zahnstange (nicht dargestellt) übertragen und somit wird das Kraftfahrzeug gelenkt. Eine detaillierte Beschreibung dieser Konfiguration und Funktionsweise der Lenkeinrichtung wird weggelassen, da diese allgemein bekannt sind.
Im Übrigen müssen bei der wie oben beschriebenen elektrischen Servolenkeinrichtung eine Vielzahl von Zusatzeinrichtungen sowie die elektrische Servolenkeinrichtung in deren Größe soweit wie möglich verkleinert werden, weil der jüngste Trend dahin geht, dass eine große Anzahl von Zusatzeinrichtungen, wie zum Beispiel eine Abgasemissions-Steuervorrichtung, Sicherheitsmaßnahmenvorrichtung und dergleichen, in den Motorraum des Kraftfahrzeugs eingebaut werden. Bei der elektrischen Servolenkeinrichtung muss auch über die Anzahl von elektrischen Bauteilen, die zum Steuern des Elektromotors erforderlich sind und die Stromversorgungsschaltungseinheit, die Stromumwandlungsschaltungseinheit und die Steuerschaltungseinheit bilden, grob entschieden werden. Bei der Montage der erforderlichen Anzahl von elektrischen Bauteilen auf insgesamt zwei Substraten, wie im Patentdokument 1 offenbart, wird die radiale Größe des ECU-Gehäuses, in dem die elektronische
Steuereinheit untergebracht ist, selbstverständlich tendenziell zunehmen oder ansteigen.
Zum Reduzieren der radialen Größe ist es wirkungsvoll, die Stromversorgungsschaltungseinheit, die Stromumwandlungsschaltungseinheit und die Steuerungsschaltungseinheit in drei einzelne Abschnitte zu unterteilen. Gemäß dieser dreigeteilten Konfiguration werden auch die elektrischen Bauteile, die zum Steuern des Elektromotors benötigt werden, dreigeteilt, und somit kann die Fläche jedes einzelnen Substrats im Vergleich zu einer zweigeteilten Konfiguration reduziert werden, wodurch sich die radiale Größe reduziert.
Zur Zuführung von elektrischem Strom, Steuersignalen und dergleichen zu den dreigeteilten einzelnen Substraten erfordert die dreigeteilte Konfiguration jedoch auch eine komplizierte Verbinder-Verdrahtungselementkonfiguration, die eine große Anzahl von Relaisverbindern verwendet. Dies führt zu mehreren Problemen, wie z. B. einer erhöhten Anzahl von Bauteilen, und Schwierigkeiten bei der Verkleinerung. Darüber hinaus erzeugen elektrische Bauteile, welche die Stromversorgungsschaltungseinheit und die Stromumwandlungsschaltungseinheit bilden eine große Strommenge. Bei der Verkleinerung ist es erforderlich, die von diesen elektrischen Bauteilen erzeugte Wärme effizienter zur Außenseite abzustrahlen oder abzuführen.
Im Hinblick auf den oben beschriebenen Stand der Technik wurde die elektrische Servolenkeinrichtung in dargestellten Ausführungsbeispiel mit der folgenden Konfiguration vorgeschlagen.
Das heißt, die elektrische Servolenkeinrichtung des Ausführungsbeispiels ist so konfiguriert, dass die elektronische Steueranordnung in eine Stromversorgungsschaltungseinheit mit einer Hauptfunktion, die eine Stromversorgung erzeugt und auf einem Metallsubstrat montiert ist, eine Stromumwandlungsschaltungseinheit mit einer Hauptfunktion, die einen Elektromotor antreibt und auf einem Metallsubstrat montiert ist, und eine Steuerschaltungseinheit mit einer Hauptfunktion unterteilt ist, welche die Stromumwandlungsschaltungseinheit steuert und auf einem Harzsubstrat montiert ist, und dass zumindest ein Stromversorgungsverbinder-Verdrahtungselement, das elektrischen Strom von der Stromversorgungsschaltungseinheit der Stromumwandlungsschaltungseinheit und der Steuerschaltungseinheit zuführt und ein Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselement, das in die Steuerschaltungseinheit einzugebende oder aus dieser auszugebende Signale überträgt, in einer Kunstharz-Verbinderanschlussanordnung eingebettet sind, die auf einer Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate angeordnet ist und dass die Verbinderanschlüsse des Stromversorgungsverbinder-Verdrahtungselements und des Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselements, die aus der Verbinderanschlussanordnung freiliegen, direkt mit entsprechenden Verbindern der Stromversorgungsschaltungseinheit, der Stromumwandlungsschaltungseinheit und der Steuerschaltungseinheit verbunden sind.
Die Konfiguration des einen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen elektrischen Servolenkeinrichtung wird nachstehend mit Bezug auf die nachfolgenden Zeichnungen beschrieben, jedoch ist die Form des in den nachfolgenden Zeichnungen dargestellten Deckelkörpers gegenüber dem in 2 dargestellten Deckelkörper 12 leicht modifiziert. Jedoch sind der in den nachfolgenden Zeichnungen dargestellte Deckelkörper und der in 2 dargestellte Deckelkörper 12 in ihrer Funktion identisch.
Es wird auf 3 Bezug genommen, worin die auseinandergezogene perspektivische Ansicht der elektrischen Servolenkeinrichtung 6 dargestellt ist. Der Elektromotor ist generell im Motorgehäuse 11A untergebracht. Wie zuvor erläutert, sind das Motorgehäuse 11A und das ECU-Gehäuse 11B aus Aluminium hergestellt und getrennt voneinander ausgebildet. Stattdessen können diese beiden Gehäuse einstückig als gemeinsames Gehäuse ausgebildet werden.
Der elektronische Steuereinheitsabschnitt 9 umfasst das ECU-Gehäuse 11B, das an der gegenüberliegenden Seite der Ausgangswelle (nicht dargestellt) des im Motorgehäuse 11A untergebrachten Elektromotors fest verbunden ist, und den Deckelkörper, der mit dem ECU-Gehäuse 11B mittels drei Befestigungsschraubbolzen 13 fest verbunden ist. Wie später beschrieben wird, dient der Deckelkörper 12 auch als Verbinderanschlussanordnung. Der Deckelkörper wird durch Spritzgießen aus synthetischem Harz hergestellt. Im Übrigen werden diverse Verbinder-Verdrahtungselemente (die später beschrieben werden) gleichzeitig durch Spritzgießen in den Deckelkörper 12 eingebettet.
Die elektronische Steueranordnung, welche die Stromversorgungsschaltungseinheit 14, die Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 und die Steuerschaltungseinheit 16 und dergleichen umfasst, ist im Gehäuseraum untergebracht, der vom ECU-Gehäuse 11B und dem Deckelkörper 12 gebildet ist. Metallsubstrate 17, 18, von denen jedes aus einem Metallmaterial, wie zum Beispiel Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder dergleichen hergestellt ist, sind im ECU-Gehäuse 11B angeordnet. Elektrische Bauteile, welche die Stromversorgungsschaltungseinheit 14 und die Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 bilden, sind auf den jeweiligen Metallsubstraten 17, 18 durch eine einseitige Montage montiert. Wie später beschrieben wird, dienen diese Metallsubstrate 17, 18 auch als Wärmeabstrahlelemente. Daher sind diese Metallsubstrate in thermischem Kontakt mit dem ECU-Gehäuse 11B zum Abführen oder Abstrahlen von Wärme angeordnet.
Das heißt, die Metallsubstrate 17,18 weisen eine Wärmeabstrahlfunktion auf, die Wärme sowohl von der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 als auch der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 zum ECU-Gehäuse 11B abführt oder abstrahlt. Hierbei sind die Innenumfangsseite des ECU-Gehäuses 11B und die Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate 17,18 so strukturiert, dass diese in thermischem Kontakt miteinander gehalten werden.
Stattdessen kann Wärme von den Metallsubstrate 17,18 durch Befestigungsschraubbolzen (d. h. in 9 dargestellte Befestigungsschraubbolzen 44) ausgestrahlt werden, durch die diese Metallsubstrate am Deckelkörper 12 befestigt sind. In diesem Fall ist eine Gewindebuchse in den Deckelkörper 12 eingebettet, und die Gewindebuchse muss nur in thermischem Kontakt mit dem ECU-Gehäuse 11B gehalten werden.
Demzufolge werden die Metallsubstrate 17, 18 zum Verbessern deren Strahlungsfähigkeiten beide dicker ausgebildet. Zur Verbesserung der Wärmekontaktleistung wird zudem ein Wärmestrahlungs-Funktionsmaterial mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie zum Beispiel ein wärmeleitender Klebstoff, eine Wärmeleitschicht, ein Wärmeleitfett oder dergleichen, zwischen die Außenumfangsfläche eines jeden der Metallsubstrate 17, 18 und die Innenumfangsfläche des ECU-Gehäuses 11B eingebracht. Der Grund für die dickere Ausbildung eines jeden der Metallsubstrate 17, 18 wird nachfolgend detailliert mit Bezug auf 9 beschrieben.
Die Stromversorgungsschaltungseinheit 14 mit einer Hauptfunktion, die eine Hochspannungs-Gleichstromversorgung erzeugt, die für eine Invertervorrichtung zum Antreiben des Elektromotors verwendet wird, und die eine Niederspannung-Gleichstromversorgung erzeugt, die für eine Steuerschaltung, wie zum Beispiel einen Mikrocomputer oder dergleichen, verwendet wird, ist im Innern des Deckelkörpers 12 angeordnet. Wie in 4 dargestellt, sind auf einer Seite des Metallsubstrats 17, das aus Metallmaterial mit hoher thermischer Leitfähigkeit, wie zum Beispiel Aluminium oder dergleichen, hergestellt ist, elektrische Bauteile, wie zum Beispiel Kondensatoren 19, eine Spule 20, ein Schaltelement 21 mit MOSFET's (Metalloxidhalbleiter-FET's), ein stromversorgungsseitiger Verbinder 22, mit dem ein stromversorgungsseitiger Verbinderanschluss von einer Batterie verbunden ist, ein hochspannungsseitiger Verbinder 23, mit dem ein hochspannungsseitiger Verbinderanschluss zum Zuführen einer Hochspannungs-Stromversorgung zur Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 verbunden ist, und ein niederspannungsseitiger Verbinder 24 montiert, mit dem ein niederspannungsseitiger Verbinderanschluss zum Zuführen einer Niederspannungs-Stromversorgung zur Steuerschalteinheit 16 verbunden ist. Das Metallsubstrat 17 ist durch Ausbilden einer Isolierschicht auf einem Aluminiumsubstrat und durch Drucken eines Leitungsmusters unter Verwendung einer Kupferfolie auf der Isolierschicht konfiguriert. Elektrische Bauteile sind auf dem gedruckten Leitungsmuster montiert und elektrisch verbunden.
In Bezug auf die Stromversorgungsschaltungseinheit 14 werden elektrische Bauteile verwendet, von denen jedes eine vergleichsweise große (hohe) Form (Größe), wie zum Beispiel die Kondensatoren 19, die Spule 20, die Verbinder 22-24 und dergleichen, aufweist. Im Übrigen sind die Verbinder 22, 23 Einpress-(Einrast-)Verbinder mit Elastizitäten, die jeweilige Verbinderanschlüsse einrasten und zurück zu den Innenseiten der Verbinder 22, 23 vorspannen. Somit ermöglicht das bloße Einsetzen des Verbinderanschlusses in den zugehörigen Verbinder eine einfache Verbindung zwischen diesen.
Die Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 mit einer Hauptfunktion, die den Elektromotor antreibt und eine Invertersteuerung dafür ausführt, ist im ECU-Gehäuse 11B angeordnet. In Bezug auf die Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 ist das Metallsubstrat 18 der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 gegenüber dem Metallsubstrat 17 der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 angeordnet. Das heißt, wie aus den Zeichnungen ersichtlich, ist das Metallsubstrat 18 der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 gegenüber dem Metallsubstrat 17 der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 angeordnet und wird in Kontakt mit diesem gehalten.
Die beiden gegenüberliegenden Flächen (d. h. die Kontaktoberflächen) des Metallsubstrats 18 der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 und des Metallsubstrats 17 der Stromzuführungsschaltungseinheit 14 weisen im Wesentlichen die gleiche Form auf, wodurch eine Wärmeleitung zwischen diesen erleichtert wird. Darüber hinaus ist ein Wärmestrahlungs-Funktionsmaterial mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie zum Beispiel ein wärmeleitender Klebstoff, eine Wärmeleitschicht, ein Wärmeleitfett oder dergleichen, zwischen diesen eingebracht.
Hinsichtlich der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15, die, wie in 5 dargestellt, auf dem Metallsubstrat 18 aus einem Metallmaterial mit hoher Wärmeleitfähigkeit wie z. B. Aluminium oder dergleichen hergestellt ist, sind ein Leistungsschaltelement 25 mit einer Vielzahl von MOSFET's (Metalloxidhalbleiter-FET's) oder einem IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate), Ausgangsanschlüsse 26U, 26V, 26W für Ausgaben aus dem Leistungsschaltelement und Verbindungsanschlüsse 27A-27D und dergleichen für Signaleingänge von einem Gate, einem
Drain, einer Source und zum Einspeisen eines Betriebszustands des Schaltelements 25 zurück zur Steuerschaltungseinheit 16 vorgesehen. Darüber hinaus ist ein inverterseitiger Verbinder 28 zum Aufnehmen einer elektrischen Stromversorgung von der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 vorgesehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zusätzlich zu den sechs Schaltelementen 25, zudem drei ausfallsichere Schaltelemente vorgesehen.
Im Übrigen sind die Ausgangsanschlüsse 26U, 26V, 26W Einpress-(Einrast-)Verbinder mit Elastizitäten, die jeweilige Verbinderanschlüsse einer mit dem Elektromotor verbundenen Sammelschiene einrasten und zurück zu den Innenseiten der Ausgangsanschlüsse 26U, 26V, 26W vorspannen. Somit ermöglicht das bloße Einsetzen des Sammelschienen-Verbinderanschlusses in den zugehörigen Ausgangsanschluss eine einfache Verbindung zwischen diesen.
Das Metallsubstrat 18 ist durch Bilden einer Isolierschicht auf einem Aluminiumsubstrat und durch Drucken eines Leitungsmusters unter Verwendung einer Kupferfolie dem Isoliersubstrat konfiguriert. Elektrische Bauteile sind auf das gedruckte Leitungsmuster montiert und elektrisch verbunden. Zum besseren Verständnis ist das Metallsubstrat in 5 so umgedreht, dass die Seite hervorgehoben ist, auf der die beschriebenen elektrischen Bauteile montiert sind. Tatsächlich sind die elektrischen Bauteile, wie in 3 dargestellt, auf der Unterseite des Metallsubstrats montiert.
Die Steuerschaltungseinheit 16, die eine Hauptfunktion zum Ausführen einer Schaltsteuerung für das Schaltelement 25 der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 aufweist, ist zwischen der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 und dem Motorgehäuse 11A angeordnet. Das ECU-Gehäuse 11B ist mit vier Harzsubstrat-Montagevorsprüngen 29 ausgebildet, die sich zum Motorgehäuse 11A hin erstrecken. Das Harzsubstrat der Steuerschaltungseinheit 16 ist auf den Harzsubstrat-Montagevorsprüngen 29 mit Befestigungsschraubbolzen 30 befestigt.
Hinsichtlich der Steuerschaltungseinheit 16 ist, wie in 6 dargestellt, ein Mikrocomputer 32, der das Schaltelement 25 steuert, auf einem Harzsubstrat 31 aus synthetischem Harz montiert. Darüber hinaus sind weitere elektrische Bauteile, wie zum Beispiel periphere Schaltungen des Mikrocomputers 32, auf dem Harzsubstrat 31 montiert, jedoch sind diese weiteren elektrischen Bauteile in 6 weggelassen.
Das Harzsubstrat 31 ist von der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 mit einem vorgegebenen Abstand beabstandet angeordnet. Elektrische Bauteile, welche die Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 bilden, sind in dem durch den vorgegebenen Abstand definierten Zwischenraum angeordnet.
Die Steuerschaltungseinheit 16 und die Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 sind durch die Verbinderanschlüsse 27A-27D miteinander verbunden.
Jeder der Verbinderanschlüsse 27A-27D weist eine größere Länge als der vorgegebene Abstand zwischen dem Harzsubstrat 31 und der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 auf. Der Verbinderanschluss 27A ist mit einer Verbindungsöffnung 33A des Harzsubstrats 31 verbunden, der Verbinderanschluss 27B ist mit einer Verbindungsöffnung 33B verbunden, der Verbinderanschluss 27C ist mit einer Verbindungsöffnung 33C verbunden und der Verbinderanschluss 27D ist mit einer Verbindungsöffnung 33D verbunden. Darüber hinaus ist mit einer Verbindungsöffnung 33E, die im Steuersubstrat (Harzsubstrat 31) ausgebildet ist, ein steuerseitiger Verbinderanschluss zur Signalübertragung und zur Niederspannungs-Stromversorgung ausgebildet. Der steuerseitige Verbinderanschluss ist in ein Isolierbereichselement (das später beschrieben wird) des Deckelkörpers 12 eingebettet.
Auf diese Weise sind die Stromversorgungsschaltungseinheit 14, die Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 und die Steuerschaltungseinheit 16 vom Deckelkörper 12 zum Motorgehäuse 11A hin in dieser Reihenfolge angeordnet. Wie oben beschrieben ist die Steuerschaltungseinheit 16 so angeordnet, dass diese von der Stromumwandlungsschaltungseinheit 14 beabstandet ist, und demzufolge ist es möglich, einen stabilen elektrischen Strom zuzuführen, nachdem das Stromquellenrauschen zur Steuerschaltungseinheit 16 eliminiert worden ist.
Mit erneutem Bezug auf 3 ist der Deckelkörper 12, in dem das Verbinder-Verdrahtungselement eingebettet wurde, zum Abdecken der Öffnung des ECU-Gehäuses 11B konfiguriert. In gleicher Weise wie der in 2 dargestellte Deckelkörper ist der Deckelkörper 12 von 3 auf dessen Außenseite in der axialen Richtung mit einem Stromversorgungs-Steckverbinderanschlusselement 12A, einem Erfassungssensor-Steckverbinderanschlusselement 12B und einem Steuerungszustandsübertragungs-Steckverbinderanschlusselement 12C zum Übertragen oder Aussenden eines Steuerungszustands zu einer externen Vorrichtung versehen. Stattdessen kann das Steckverbinderanschlusselement 12B und einem Steuerungszustandsübertragungs-Steckverbinderanschlusselement 12C einstückig als einziges Steckverbinderanschlusselement ausgebildet werden. Elektrischer Strom wird von einer Stromquelle (nicht dargestellt) durch diese Steckverbinderanschlusselemente 12A-12C zur Stromversorgungsschaltungseinheit 14 zugeführt. Darüber hinaus werden Signale von Erfassungssensoren in die Steuerschaltungseinheit 16 eingegeben.
Es wird auf 7 Bezug genommen, worin die konkrete Konfiguration des Deckelkörpers 12 dargestellt ist. In 7 ist der Deckelkörper 12, der auch als Verbinderanschlussanordnung dient, an dessen Innenseite mit diversen Verbinder-Verdrahtungselementen und deren Verbinderanschlüsse versehen.
Zuerst wird ein Stromquellenverbinder-Verdrahtungselement, das als Stromversorgungsverbinder-Verdrahtungselement dient, durch welches das Steckverbinderanschlusselement 12A, das mit einer externen Stromquelle (d. h. einer fahrzeugseitigen Batterie) verbunden ist, und die Stromversorgungsschaltungseinheit 14 miteinander verbunden sind, in den Deckelkörper 12 eingebettet, sodass ein am oberen Ende des Stromversorgungsverbinder-Verdrahtungselements angeordneter stromquellenseitiger Verbinderanschluss 34 aus dem Deckelkörper 12 freiliegt. Der stromquellenseitige Verbinderanschluss 34 ist im Innern der Seitenumfangsfläche des Deckelkörpers 12 positioniert (im Übrigen entspricht die Seitenumfangsfläche einer Oberfläche, die eine abgedichtete Region (die später beschrieben wird) zusammen mit dem ECU-Gehäuse bildet). Der stromquellenseitige Verbinderanschluss 34 mit dem stromversorgungsseitigen Verbinder 22 der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 verbunden. Wie zuvor beschrieben, gewährleistet oder vervollständigt das bloße Einsetzen des stromquellenseitigen Verbinderanschlusses 34 in den stromversorgungsseitigen Einpress-Verbinder 22 eine einfache Verbindung zwischen diesen. Das Stromquellenverbinder-Verdrahtungselement ist in 11 verdeutlicht dargestellt.
Als zweites wird ein hochspannungsseitiges Verbinder-Verdrahtungselement, das als Stromzufuhrverbinder-Verdrahtungselement dient, durch das die Stromversorgungsschaltungseinheit 14 und die Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 miteinander verbunden sind, in den Deckelkörper 12 eingebettet. Beide Enden des hochspannungsseitigen Verbinder-Verdrahtungselements sind als hochspannungsseitiger Verbinderanschluss 35 und als inverterseitiger Verbindungsanschluss 36 ausgebildet, sodass diese Verbinderanschlüsse aus dem Deckelkörper 12 freiliegen. Ein Verbinderanschluss, d. h. der hochspannungsseitige Verbinderanschluss 35 ist mit dem hochspannungsseitigen Verbinder 23 der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 verbunden, während der andere Verbinderanschluss, d. h. der inverterseitige Verbinderanschluss 36 mit dem inverterseitigen Verbinder 28 der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 verbunden ist. Das hochspannungsseitige Verbinder-Verdrahtungselement ist in 10 verdeutlicht dargestellt.
Der hochspannungsseitige Verbinderanschluss 35 ist mit dem hochspannungsseitigen Verbinder 23 der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 verbunden. Wie zuvor beschrieben, vervollständigt das bloße Einsetzen des hochspannungsseitigen Verbinderanschlusses 35 in den hochspannungsseitigen Einpress-Verbinder 23 eine einfachere Verbindung zwischen diesen. Außerdem ist der inverterseitige Verbinderanschluss 36 mit dem inverterseitigen Verbinder 28 der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 verbunden. Ein WIG-Verschweißen (Wolfram-Inertgas-Lichtbogenschweißen) des inverterseitigen Verbinderanschlusses 36 und des inverterseitigen Verbinders 28 vervollständigt eine einfache Verbindung zwischen diesen.
Der Querschnitt des hochspannungsseitigen Verbinder-Verdrahtungselements zwischen dem hochspannungsseitigen Verbinderanschluss 35 und dem inverterseitigen Verbinderanschluss 36 ist in einer C-Form ausgebildet, in der ein Verbinder-Verdrahtungsbereich, der dem inverterseitigen Verbinderanschluss 36 entspricht, relativ länger als jener des hochspannungsseitigen Verbinderanschlusses ist. Der relativ längere Verbinder-Verdrahtungsbereich ist im synthetischen Harz, das den Deckelkörper 12 bildet, so eingebettet, dass ein hochspannungsseitiges Isolierbereichselement 45 gebildet oder bereitgestellt wird. Wie in 10 verdeutlicht, ist das hochspannungsseitige Isolierbereichselement 45 so konfiguriert, dass dieser sich durch ein Einsatzelement, das auf einer Stirnseite der Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate 17, 18 ausgebildet ist, zur Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 erstreckt. Das Einsatzelement kann als ein auf der Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate 17,18 ausgeschnittener Ausschnitt ausgebildet sein. Stattdessen kann das Einsatzelement als Einsatz-Durchgangsöffnung ausgebildet sein. Zudem ist das hochspannungsseitige Isolierbereichselement 45, welches das hochspannungsseitige Verdrahtungselement bildet, zwischen der Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate 17, 18 und der Innenseite der Seitenumfangsfläche des Verbinder-Deckelkörpers 12 angeordnet. Die detaillierte Anordnung des hochspannungsseitigen Isolierbereichselements wird später mit Bezug auf 10 beschrieben.
Als drittes wird ein niederspannungsseitiges Verbinder-Verdrahtungselement, das als Stromzufuhrverbinder-Verdrahtungselement dient, durch das die Stromversorgungsschaltungseinheit 14 und die Steuerschaltungseinheit 16 miteinander verbunden sind, in den Deckelkörper 12 eingebettet. Beide Enden des niederspannungsseitigen Verbinder-Verdrahtungselements sind als niederspannungsseitiger Verbinderanschluss 37 und als steuerseitiger Verbinderanschluss 36 so ausgebildet, dass diese Verbinderanschlüsse aus dem Deckelkörper 12 freiliegen. Ein Verbinderanschluss, d. h. der niederspannungsseitige Verbinderanschluss 37 ist mit dem niederspannungsseitigen Verbinder 24 der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 verbunden, während der andere Verbinderanschluss, d. h. der der steuerseitige Verbinderanschluss 38 mit der Verbindungsöffnung 33E der Steuerschaltungseinheit 16 verbunden ist.
Darüber hinaus ist ein Signalübertragungsverbinder Verdrahtungselement, das zum niederspannungsseitigen Verbinder-Verdrahtungselement angrenzend angeordnet ist und sowohl mit dem Erfassungssensor-Steckverbinderanschlusselement 12B als auch dem Steuerungszustandsübertragungs-Steckverbinderanschlusselement 12C zum Übertragen von Signalen verbunden ist, im Deckelkörper 12 so eingebettet, dass ein steuerseitiger Verbinderanschluss 39 aus dem Deckelkörper 12 freiliegt. Das niederspannungsseitige Verbinder-Verdrahtungselement ist in 11 veranschaulicht dargestellt.
Der niederspannungsseitige Verbinderanschluss 37 ist mit dem niederspannungsseitigen Verbinder 24 der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 verbunden. Der bloße Eingriff des niederspannungsseitigen Verbinderanschlusses 37 mit dem niederspannungsseitigen Sockel-Verbinder 24 stellt eine einfache Verbindung zwischen diesen her. Darüber hinaus sind der steuerseitige Verbinderanschluss 38 und der signalübertragungssteuerseitige Verbinderanschluss 39 mit der Verbindungsöffnung 33E der Steuerschaltungseinheit 16 verbunden. Das Verlöten der steuerseitigen Verbinderanschlüsse 38, 39 und der Verbindungsöffnung 33E stellt eine einfache Verbindung zwischen diesen her.
Das oben beschriebene niederspannungsseitige Verbinder-Verdrahtungselement und das Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselement werden beide in das den Deckelkörper 12 bildende synthetische Harz so eingebettet, dass ein niederspannungsseitiges Isolierbereichselement 46 gebildet wird. Wie in 11 verdeutlicht, ist das niederspannungsseitige Isolierbereichselement 46 durch ein Einsatzelement, das auf einer Stirnseite der Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate 17, 18 ausgebildet ist, zur Steuerschaltungseinheit 16 hin erstreckend konfiguriert. Das Einsatzelement kann als ein auf der Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate 17, 18 ausgeschnittener Ausschnitt ausgebildet sein. Stattdessen kann das Einsatzelement als Einsatz-Durchgangsöffnung ausgebildet werden. Darüber hinaus ist das niederspannungsseitige Isolierbereichselement 46, welches das niederspannungsseitige Verbinder-Verdrahtungselement bildet, zwischen der Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate 17, 18 und der Innenseite der Seitenumfangsfläche des Verbinder-Deckelkörpers 12 angeordnet. Die detaillierte Anordnung des niederspannungsseitigen Isolierbereichselements wird später mit Bezug auf 11 beschrieben.
Wie in 7 verdeutlicht, ist der Deckelkörper 12 auf dessen Innenumfangsfläche mit Metallsubstrate-Befestigungsvorsprüngen 43 zum Befestigen des Metallsubstrats 17 der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 und des Metallsubstrats 18 der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 aneinander ausgebildet. Darüber hinaus sind der stromversorgungsseitige Verbinderanschluss 34, der hochspannungsseitige Verbinderanschluss 35, der inverterseitige Verbinderanschluss 36, der niederspannungsseitige Verbinderanschluss 37, der steuerseitige Verbinderanschluss 38 und der signalübertragungssteuerseitige Verbinderanschluss 39 nahe an der Innenumfangsfläche des Deckelkörpers 12 angeordnet.
Das heißt, der stromversorgungsseitige Verbinderanschluss 34, der hochspannungsseitige Verbinderanschluss 35, der inverterseitige Verbinderanschluss 36, der niederspannungsseitige Verbinderanschluss 37, der steuerseitige Verbinderanschluss 38 und der signalübertragungssteuerseitige Verbinderanschluss 39 sind derart angeordnet, dass diese in der Nähe der jeweiligen Außenumfangsseiten der Substrate der Stromversorgungsschaltungseinheit 14, Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 und der Steuerschaltungseinheit 16 positioniert sind.
Hierdurch können elektrische Bauteile, welche die Stromversorgungsschaltungseinheit 14 die Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 und die Steuerschaltungseinheit 16 bilden, in der Nähe der Mitte eines jeden der Substrate angeordnet sein. Somit ist es möglich, die Größe in radialer Richtung zu reduzieren.
Unter der Annahme, dass einige der oben beschriebenen Anschlüsse durch die Innenseite der jeweiligen Substrate verlaufen, müssen die Einsatzelemente hierfür in den jeweiligen Metallsubstraten 17, 18 ausgebildet werden. Dies bedeutet, dass Wärmestrahlungsdurchgangs-Querschnittsflächen klein werden. Somit besteht die Möglichkeit einer verschlechterten Wärmeabfuhr.
Im Gegensatz dazu sind im dargestellten Ausführungsbeispiel die Verbinder-Verdrahtungselemente, welche die jeweiligen Verbinderanschlüsse umfassen, derart angeordnet, dass diese außerhalb der Metallsubstrate 17, 18 angeordnet sind. Dies beseitigt die Notwendigkeit unnütze Einsatzelemente innerhalb der Metallsubstrate 17, 18 auszubilden, wodurch eine ausreichende Wärmestrahlungsdurchgangs-Querschnittsfläche sichergestellt ist.
Im Deckelkörper 12 des Ausführungsbeispiels sind das Verbinder-Verdrahtungselement zum Zuführen von elektrischem Strom von der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 sowohl zur Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 als auch der Steuerschaltungseinheit 16, und das Verbinder-Verdrahtungselement zum Übertragen von in die Steuerschaltungseinheit einzugebenden und aus dieser auszugebenden Signalen in die Verbinderanschlussanordnung eingebettet, die aus Kunstharz durch Einsatzformen hergestellt ist. Darüber hinaus sind die Verbinderanschlüsse des Stromversorgungsverbinder-Verdrahtungselements und des Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselements, die aus der Verbinderanschlussanordnung freiliegen, direkt mit entsprechenden Verbindern der Stromversorgungsschaltungseinheit, der Stromumwandlungsschaltungseinheit und der Steuerungsschaltungseinheit verbunden.
Aus den oben beschriebenen Gründen können Verdrahtungen zwischen der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 und der Steuerschaltungseinheit 16 eliminiert werden, und somit können die jeweiligen Verbinder-Verdrahtungselemente direkt mit entsprechenden Verbindern verbunden werden, ohne irgendwelche zusätzliche Relais-Verbinderbauteile zu verwenden. Demzufolge sind zusätzliche Relais-Verbinderbauteile nicht erforderlich, und somit trägt die reduzierte Anzahl von Bauteilen zur Verkleinerung bei. Darüber hinaus unterbindet die vereinfachte Verbinder-Verdrahtungselementkonfiguration einen Vermehrung der Montage-Arbeitsstunde und verhindert demzufolge einen Anstieg des Produkt-Stückpreises.
Zudem sind im dargestellten Ausführungsbeispiel die Verbinder-Verdrahtungselemente, welche die jeweiligen Verbinderanschlüsse umfassen, so angeordnet, dass diese außerhalb des Harzsubstrats 31 sowie der Metallsubstrate 17, 18 angeordnet sind. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, unnütze Einsatzelemente innerhalb der Metallsubstrate 17, 18 zu bilden, wodurch eine ausreichende Wärmestrahlungsdurchgangs-Querschnittsfläche sichergestellt ist.
Die Reihenfolge des Zusammenbaus der in 3 dargestellten elektrischen Servolenkeinrichtung ist wie folgt. Zuerst werden das Metallsubstrat 17 der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 und das Metallsubstrat 18 der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 einander gegenüber gelegt, und dann werden die Befestigungsschraubbolzen 44 eingesetzt. Danach werden die Befestigungsschraubbolzen 44 in die jeweiligen im Deckelkörper 12 ausgebildeten Metallsubstrat-Befestigungsvorsprünge 43 zum Befestigen der Stromversorgungsschaltungseinheit 14, der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 und des Deckelkörpers 12 zusammen mit den Befestigungsschraubbolzen eingeschraubt.
In diesem Zustand wird die Verbindung zwischen dem stromversorgungsseitigen Verbinder 22 der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 und dem stromversorgungsseitigen Verbinderanschluss 34 hergestellt, während die Verbindung zwischen dem hochspannungsseitigen Verbinder 23 des hochspannungsseitigen Verbinder-Verdrahtungselement und dem hochspannungsseitigen Verbinderanschluss 35 hergestellt wird. Darüber hinaus wird die Verbindung zwischen dem niederspannungsseitigen Verbinder 24 und dem niederspannungsseitigen Verbinderanschluss 37 hergestellt.
Im oben beschriebenen Zustand ragte das hochspannungsseitige Isolierbereichselement 45 aus der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 heraus, und somit werden als nächstes der inverterseitige Verbinderanschluss 36, der aus dem Isolierbereichselement freiliegt, und der inverterseitige Verbinder 38 unter Verwendung eines WIG-Schweißbrenners miteinander verbunden.
Nachfolgend wird das ECU-Gehäuse 11B zum Deckelkörper 12 hin eingesetzt, und danach werden das ECU-Gehäuse und der Deckelkörper mit den Befestigungsschraubbolzen 13 fest miteinander verbunden. Anschließend werden die Befestigungsbolzen 30 in die jeweiligen Harzsubstrat-Befestigungsvorsprünge 29 zum Befestigen und Montieren der Steuerschaltungseinheit 16 auf den Harzsubstrat-Befestigungsvorsprüngen eingeschraubt. Auf diese Weise werden die Steuerschaltungseinheit 16 und das ECU-Gehäuse 11B miteinander vereinigt.
Im oben genannten Zustand werden die Verbindungsöffnungen 33A-33E, die im Harzsubstrat 31 der Steuerschaltungseinheit 16 ausgebildet sind, und die entsprechenden Verbinderanschlüsse 27A-27D und die Verbinderanschlüsse 38, 39 durch Löten miteinander verbunden. Auf diese Weise kann das elektronische Steuereinheitselement 9 fertiggestellt werden.
Danach wird das elektronische Steuereinheitselement 9 mittels den Befestigungsschraubbolzen fest mit dem Motorgehäuse 11A verbunden, wobei ein Befestigungsflansch verwendet wird, der einstückig mit dem ECU-Gehäuse 11B ausgebildet ist. Auf diese Weise werden das Motorgehäuse 11A und das ECU-Gehäuse 11B miteinander vereinigt.
Einzelheiten der Konfiguration der elektronischen Steueranordnung, die im ECU-Gehäuse 11B untergebracht ist, werden nachfolgend mit Bezug auf 8-11 beschrieben.
Es wird auf 8 Bezug genommen, worin die Draufsicht dargestellt ist, die den Deckelkörper 12 aus der Richtung der in 3 dargestellten Ebene A-A veranschaulicht, und zudem die planare Struktur der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 veranschaulicht. Die detaillierte Konfiguration/Struktur der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 selbst wurde jedoch bereits mit Bezug auf 5 erläutert. Daher wird die detaillierte Beschreibung der Stromumwandlungsschaltungseinheit weggelassen, da die obige Beschreibung darüber selbsterklärend zu sein scheint. Ein wichtiger Punkt in Bezug auf die elektronische Steueranordnung besteht darin, dass Einsatzelemente 40A, 48 auf jeweiligen Stirnseiten der Außenumfangsseite des Metallsubstrats 18 ausgebildet sind.
Das Einsatzelement 40A ist ein linearer Ausschnitt, der in den Außenumfang des Metallsubstrats 18 geschnitten ist. Das oben beschriebene niederspannungsseitige Isolierbereichselement 46 ist so konfiguriert, dass dieses sich durch das Einsatzelement 40A zur Steuerschaltungseinheit 16 hin erstreckt. Der Grund für das als linearer „Ausschnitt“ ausgebildete Einsatzelement 40A besteht darin, dass es eine große Anzahl von Verdrahtungselementen gibt, die durch das niederspannungsseitige Isolierbereichselement 46 verlaufen, und somit ermöglicht die vergrößerte „Ausschnitt“-Fläche ein Einführen dieser Verdrahtungselemente durch das niederspannungsseitige Isolierbereichselement 46. Selbstverständlich ist, wie in 11 dargestellt, ein Einsatzelement auch im Außenumfang des Metallsubstrats 17 derart ausgebildet, dass dieses im Wesentlichen dem im Metallsubstrat 18 ausgebildeten Einsatzelement 40A entspricht.
In ähnlicher Weise wie oben ist das Einsatzelement 48 ein in den Außenumfang des Metallsubstrats 18 geschnittener Ausschnitt. Das zuvor beschriebene hochspannungsseitige Isolierbereichselement 45 ist so ausgebildet, dass dieses sich durch das Einsatzelement 48 zur Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 hin erstreckt. Selbstverständlich ist auch ein Einsatzelement im Außenumfang des Metallsubstrats 17 so ausgebildet, dass dieses im Wesentlichen mit dem im Metallsubstrat 18 ausgebildeten Einsatzelement 48 übereinstimmt.
Der Querschnitt der elektrischen Servolenkeinrichtung entlang der Ebene B-B von 8 wird nachfolgend mit Bezug auf 9 beschrieben, jedoch ist der Elektromotorbabschnitt in 9 weggelassen.
In 9 sind das ECU-Gehäuse 11B und das Motorgehäuse 11A mit einer Vielzahl von Befestigungsschraubbolzen 41 fest miteinander verbunden, die in die einstückig mit den jeweiligen Gehäusen verbundenen Montageflansche eingeschraubt sind. In ähnlicher Weise sind das ECU-Gehäuse 11B und der Deckelkörper 12 mit einer Vielzahl von Befestigungsschraubbolzen miteinander verbunden, die in die einstückig mit den ECU-Gehäuse bzw. dem Deckelkörper ausgebildeten Montageflansche eingeschraubt sind.
Ein Teil des Deckelkörpers 12 mit Ausnahme der Steckverbinderanschlusselemente 12A-12C ist in der Öffnung des ECU-Gehäuses 11B untergebracht. Die Außenumfangsfläche des Deckelkörpers 12 wird in engem Kontakt mit der Innenumfangsfläche des ECU-Gehäuses 11B gehalten. Dichtungsringe 42 sind in der Außenumfangsfläche des Deckelkörpers 12 angeordnet. Ein unerwünschter Wassereintritt oder dergleichen in den Zwischenraum zwischen dem Deckelkörper 12 und dem ECU-Gehäuse 11B kann durch die Dichtungsringe 42 verhindert werden.
Der Deckelkörper 12 ist auf dessen Innenumfang mit Metallsubstrat-Befestigungsvorsprüngen 43 zum Befestigen des Metallsubstrats 17 der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 und des Metallsubstrats 18 der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 aneinander ausgebildet. Solche Metallsubstrat-Befestigungsvorsprünge 43 sind im Allgemeinen an vier Punkten ausgebildet, jedoch ist, wie in 3 ersichtlich, im Ausführungsbeispiel nur eine Stelle weggelassen und somit sind die Metallsubstrat-Befestigungsvorsprünge 43 nur an drei Punkten ausgebildet. Der Grund dafür besteht darin, dass die Fläche des Metallsubstrats 18 der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 so weit wie möglich reduziert werden soll und die Anzahl der Befestigungsschraubbolzen reduziert werden soll.
Das Metallsubstrat 17 der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 sowie das Metallsubstrat 18 der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 ist mit Einsatzöffnungen ausgebildet, durch welche die Befestigungsschraubbolzen 44 eingesetzt werden. Mit der vereinfachten Struktur werden das Metallsubstrat 17 der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 und das Metallsubstrat 18 der Stromumwandlungsschaltungseinheit an den Metallsubstrat-Befestigungsvorsprüngen 43 durch Einschrauben der Befestigungsschraubbolzen 44 von der Seite des Metallsubstrats 18 der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 in die jeweiligen Metallsubstrat-Befestigungsvorsprünge 43 stabil befestigt. Zudem sind das Metallsubstrat 17 der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 und das Metallsubstrat 18 der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 einander gegenüberliegend angeordnet, wodurch eine Wärmeübertragung zwischen diesen ermöglicht wird.
Wie zuvor mit Bezug auf 3 beschrieben, weisen die Metallsubstrate 17, 18 eine Wärmestrahlungsfunktion auf, die Wärme sowohl von der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 als auch der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 zum ECU-Gehäuse 11B emittiert oder abstrahlt. Daher sind die Innenumfangsseite des ECU-Gehäuses 11B und die Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate 17, 18 so strukturiert, dass diese in engem thermischen Kontakt miteinander gehalten werden. Zur Verbesserung der thermischen Kontaktleistung ist darüber hinaus ein Wärmestrahlungs-Funktionsmaterial mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie zum Beispiel ein wärmeleitfähiger Klebstoff, eine Wärmeleitschicht, ein Wärmeleitfett oder dergleichen, zwischen die Außenumfangsfläche eines jeden der Metallsubstrate 17, 18 und der Innenumfangsfläche des ECU-Gehäuses 11B eingebracht.
Hierbei sind im dargestellten Ausführungsbeispiel die Metallsubstrate 17, 18 zum Verbessern ihrer Abstrahlfähigkeiten beide dicker ausgebildet. Normalerweise wird ein dünnes Metallsubstrat aus einer Aluminiumlegierung für die Metallsubstrate 17, 18 verwendet. Im Falle der Verwendung eines solchen dünnen Metallsubstrats ist eine Wärmestrahlungsdurchgangs-Querschnittsfläche unzureichend und somit neigt ein Phänomen aufzutreten, dass sich Wärme im dünnen Metallsubstrat ansammelt. Somit besteht die Möglichkeit, dass die angesammelte Wärme einen schlechten Einfluss auf die elektrischen Bauteile der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 und der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 ausübt.
Eine Möglichkeit zur Verbesserung der Wärmeabfuhrleistung des oben genannten dünnen Metallsubstrats besteht darin, das dünne Metallsubstrat auf einem separat hergestellten Wärmestrahlungssubstrat zu befestigen. Dies führt jedoch dazu, dass die Fertigungskosten aufgrund des durch Druckgießen im Gesenk geformten Wärmeabstrahlsubstrats erhöht werden müssen, und führt außerdem dazu, dass die Anzahl der Befestigungsschraubbolzen erhöht werden muss, die zum Befestigen des Metallsubstrats auf dem Wärmeabstrahlsubstrat verwendet werden (mit der Maßgabe, dass die erfindungsgemäße Einrichtung bei einer Struktur angewandt werden kann, bei der ein Wärmestrahlungssubstrat zusammen mit dem Metallsubstrat verwendet oder hergestellt worden ist).
Im Gegensatz zum obigen sind im dargestellten Ausführungsbeispiel die Dicke des Metallsubstrats 17 und die Dicke des Metallsubstrats 18 dicker ausgebildet. Darüber hinaus sind diese Metallsubstrate thermisch über ein zwischen diesen eingebrachtes Wärmestrahlungs-Funktionsmaterial miteinander verbunden. Demzufolge können das Metallsubstrat 17 und das Metallsubstrat 18 wie ein einziges dickes Wärmestrahlungssubstrat behandelt oder verwendet werden. Somit kann sowohl durch das Metallsubstrat 17 als auch das Metallsubstrat 18 ein ausreichender Wärmestrahlungsdurchgang sichergestellt werden, wodurch eine ausreichende Wärmeabfuhr aus den elektrischen Bauteilen der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 und der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 ermöglicht wird.
im dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedes der Metallsubstrate mit einer zweifachen oder größeren Dicke als ein herkömmliches dünnes Metallsubstrat strukturiert. Im Allgemeinen beträgt die Dicke eines herkömmlichen dünnen Metallsubstrats ca. 2 mm. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Dicke eines jeden der Metallsubstrate auf einen Bereich von 4 mm bis 10 mm festgelegt. Im Übrigen wird die Wärme eines jeden der Metallsubstrate 17, 18 auf das ECU-Gehäuse 11B übertragen und danach von der Außenumfangsfläche des ECU-Gehäuses 11B zur Atmosphäre freigegeben.
Durch das gemeinsame Befestigen des Metallsubstrats 17 der Stromumwandlungsschaltungseinheit 14 und des Metallsubstrats 18 der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 mit den Befestigungsschraubbolzen 44 kann der Wärmestrahlungsdurchgang der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 und der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 vergrößert werden, als ob ein vereinigtes Wärmestrahlungssubstrat vorgesehen oder verwendet worden wäre. Darüber hinaus kann die Anzahl der Befestigungsschraubbolzen reduziert werden, wodurch ein geringerer Produkt-Stückpreis ermöglicht wird.
Wie zuvor festgestellt, erfordert die Verwendung eines Wärmestrahlungssubstrats ein durch Druckgießen im Gesenk geformtes Wärmestrahlungssubstrat, erhöht die Anzahl der Befestigungsschraubbolzen zum festen Verbinden eines jeden der Metallsubstrate und des Wärmestrahlungssubstrats, und erhöht zudem die Bauteileanzahl aufgrund eines Wärmestrahlungs-Funktionsmaterials, wie zum Beispiel eines Wärmeleitfetts oder dergleichen, das auf beiden Seiten des Wärmestrahlungssubstrats erforderlich ist.
Im Gegensatz dazu erfordert die Einrichtung des Ausführungsbeispiels lediglich, dass jedes der Metallsubstrate 17, 18 dicker ausgebildet sein sollte. Dadurch entfällt die Notwendigkeit der Herstellung eines durch Druckgießen im Gesenk geformten Wärmestrahlungssubstrats. Dadurch ist es möglich, den Produkt-Stückpreis niedrig zu halten. Außerdem bedeutet dies eine reduzierte Anzahl von Befestigungsschraubbolzen, die zum Befestigen der Metallsubstrate 17, 18 auf den jeweiligen Wärmestrahlungssubstraten erforderlich sind, und reduzierte Einbaustellen von Wärmestrahlungs-Funktionsmaterialien. Infolgedessen ist es möglich, die Bauteileanzahl zu reduzieren und die Anzahl an Montage-Arbeitsstunden zu reduzieren, wodurch ein Anstieg des Produkt-Gesamtstückpreises verhindert wird.
Die elektrischen Bauteile, wie zum Beispiel Kondensatoren, eine Spule und dergleichen, welche die Stromversorgungsschaltungseinheit 14 bilden und eine große Formabmessung aufweisen, sind zwischen dem Metallsubstrat 17 und der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 und der Bodenfläche der Innenseite des Deckelkörpers 12 untergebracht. Diese elektrischen Bauteile, von denen jedes eine große Formabmessung aufweist, erfordern einen großen Gehäuseraum. Daher verwendet die Einrichtung des Ausführungsbeispiels eine lange abgedichtete Region, die zwischen der Außenumfangsfläche des Deckelkörpers 12 und der Innenumfangsfläche des ECU-Gehäuses 11B definiert ist, um den oben erwähnten großen Gehäuseraum zu bilden.
Das heißt, die elektrische Servolenkeinrichtung ist im Motorraum eines Kraftfahrzeugs angeordnet, und dadurch tritt oft eine Situation auf, bei der die elektrische Servolenkeinrichtung während einer Fahrt bei Regenwetter oder Wasser in der Pfütze beim Fahren auf der Straße mit Pfützen mit Regenwasser benetzt wird. Aus diesem Grund muss eine ausreichende Wasserdichtheit in der Kontaktregion des ECU-Gehäuses 11B und des Deckelkörpers 12 gewährleistet sein. Daher ist die abgedichtete Region zwischen dem ECU-Gehäuse und dem Deckelkörper verlängert und zusätzlich sind zwei Dichtringe 42 in der abgedichteten Region eingebaut.
Dementsprechend sind die Dichtringe 42 doppelt eingebaut, und dadurch kann eine zuverlässige Wasserdichtheit sichergestellt werden. Darüber hinaus kann durch die lange abgedichtete Region ein großer Gehäuseraum zwischen dem Deckelkörper 12 und dem Metallsubstrat der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 gebildet werden. Die Stromversorgungsschaltungseinheit 14, die durch elektrische Bauteile mit jeweils großer Formabmessung gebildet ist, kann auf einfache Weise im großen Gehäuseraum untergebracht werden. Wie oben erläutert, kann durch eine effektive Nutzung des Raums, der zur Sicherstellung einer zuverlässigeren Wasserdichtheit definiert ist, die Stromversorgungsschaltungseinheit 14, die durch elektrische Bauteile mit jeweils großer Formabmessungen gebildet ist, effektiv untergebracht werden.
Hierdurch ist es möglich, die axiale Länge so weit wie möglich zu verkürzen. Darüber hinaus sind der mit der Stromquelle verbundene stromquellenseitige Verbinderanschluss 34 und der stromversorgungsseitige Einpress-(Einrast-)Verbinder 22 der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 einander gegenüberliegend angeordnet und so konfiguriert, dass der stromquellenseitige Verbinderanschluss direkt in den stromversorgungsseitigen Einpress-Verbinder eingesetzt und mit diesem verbunden ist. Dies erleichtert die Montagearbeiten.
Der Querschnitt der elektrischen Servolenkeinrichtung längs der Ebene C-C von 8 wird nachfolgend mit Bezug auf 10 beschrieben, jedoch ist der Elektromotorabschnitt in 10 weggelassen.
In 10 erstreckt sich das hochspannungsseitige Isolierbereichselement 45 aus synthetischem Harz von der Bodenfläche der Innenseite des Deckelkörpers 12 zur Steuerschaltungseinheit 16 hin. Das hochspannungsseitige Isolierbereichselement 45 ist zum Erstrecken durch das Einsatzelement 47, das auf der Außenumfangsseite des Metallsubstrats 17 vorgesehen ist, und das Einsatzelement 48 konfiguriert, das auf der Außenumfangsseite des Metallsubstrats 18 vorgesehen ist, zur Stromumwandlungsschaltungseinheit 15. Im Übrigen sind das Einsatzelement 47 des Metallsubstrats 17 und das Einsatzelement 48 des Metallsubstrats 18 zwischen den Außenumfangsflächen der Metallsubstrate 17, 18 und der Innenumfangsfläche des Deckelkörpers 12 ausgebildet.
Ein hochspannungsseitiges Verbinder-Verdrahtungselement 49 ist im hochspannungsseitigen Isolierbereichselement 45 eingebettet. Ein Ende des hochspannungsseitigen Verbinder-Verdrahtungselements 49 ist als der hochspannungsseitige Verbinderanschluss 35 ausgebildet, wohingegen das andere Ende des hochspannungsseitigen Verbinder-Verdrahtungselements 49 als der inverterseitige Verbinderanschluss 36 ausgebildet ist. Auf diese Weise gewährleistet die Bereitstellung des hochspannungsseitigen Isolierbereichselements 45 eine elektrische Isolierung zwischen dem hochspannungsseitigen Verbinder-Verdrahtungselement 49 und jedem der Metallsubstrate 17, 18.
Das hochspannungsseitige Verbinder-Verdrahtungselement 49 mit dem hochspannungsseitigen Verbinderanschluss 35 und dem inverterseitigen Verbinderanschluss 36 ist in einer C-Form ausgebildet. Der hochspannungsseitige Verbinder 23 der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 und der inverterseitige Verbinder 28 der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 sind umgekehrt zueinander angeordnet, und somit können diese Verbindungspaare wechselseitig verbunden werden.
Daher kann beim Befestigen des Deckelkörpers 12 am ECU-Gehäuse 11B die Verbindung zwischen dem hochspannungsseitigen Verbinderanschluss 35 und dem hochspannungsseitigen Einpress-Verbinder 23 durch Einsetzen des hochspannungsseitigen Verbinderanschlusses in den hochspannungsseitigen Einpress-Verbinder hergestellt werden. Außerdem kann die Verbindung zwischen dem inverterseitigen Verbinderanschluss 36 und dem inverterseitigen Verbinder 28 durch WIG-Schweißen des inverterseitigen Verbinderanschlusses an den inverterseitigen Verbinder hergestellt werden. Hierbei ist die Steuerschaltungseinheit 16 noch nicht eingebaut, und somit kann der WIG-Schweißbrenner auf einfache Weise in die Nähe des inverterseitigen Verbinderanschlusses 36 sowie des inverterseitigen Verbinders 28 gebracht werden.
Das hochspannungsseitige Isolierbereichselement 45, welches das hochspannungsseitige Verbinder-Verdrahtungselement bildet, ist zum Positionieren außerhalb der Metallsubstrate 17, 18 und des Harzsubstrats 31 eingerichtet. Infolgedessen gibt es keine im Innern der Metallsubstrate 17, 18 ausgebildete unnützen Einsatzelemente, wodurch eine ausreichende Wärmestrahlungsdurchgangs-Querschnittsfläche gewährleistet wird.
Der Querschnitt der elektrischen Servolenkeinrichtung längs der Ebene D-D von 8 wird nachfolgend mit Bezug auf 11 beschrieben, jedoch ist der Elektromotorabschnitt in 11 weggelassen.
In 11 ist ein Stromversorgungsverbinder-Verdrahtungselement 50, das die externe Stromquelle und die Stromversorgungsschaltungseinheit 14 verbindet, im Steckverbinderanschlusselement 12A eingebettet. Der stromquellenseitige Verbinderanschluss 34, der am oberen Ende des Stromversorgungsverbinder-Verdrahtungselements 50 angeordnet ist, liegt aus dem Deckelkörper 12 frei. Der stromversorgungsseitige Verbinderanschluss 34 ist mit dem stromversorgungsseitigen Verbinder 22 der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 verbunden. Das bloße Einsetzen des stromversorgungsseitigen Verbinderanschlusses 34 in den stromversorgungsseitigen Einpress-Verbinder 22 gewährleistet oder schafft eine einfache Verbindung zwischen diesen.
Außerdem erstreckt sich das niederspannungsseitige Isolierbereichselement 46 aus Kunstharz von der Bodenfläche der Innenseite des Deckelkörpers 12 zur Steuerschaltungseinheit 16 hin. Das niederspannungsseitige Isolierbereichselement 46 ist zum Erstrecken durch das im Metallsubstrat 17 ausgebildete Einsatzelement 40B und das im Metallsubstrat 18 ausgebildete Einsatzelement 40A zur Steuerungsschaltungseinheit 16 hin konfiguriert. Im Übrigen sind das Einsatzelement 40B des Metallsubstrats 17 und das Einsatzelement 40A des Metallsubstrats 18 zwischen den Außenumfangsflächen der Metallsubstrate 17, 18 und der Seitenumfangsfläche des Deckelkörpers 12 ausgebildet.
Ein niederspannungsseitiges Verbinder-Verdrahtungselement 51 ist im niederspannungsseitigen Isolierbereichselement 46 eingebettet. Ein Ende des niederspannungsseitigen Verbinder-Verdrahtungselements 51 ist als der niederspannungsseitige Verbinderanschluss 37 ausgebildet, während das andere Ende des niederspannungsseitigen Verbinder-Verdrahtungselements 51 als der steuerseitige Verbinderanschluss 38 ausgebildet ist. Auf diese Weise gewährleistet die Bereitstellung des niederspannungsseitigen Isolierbereichselements 46 eine elektrische Isolierung zwischen dem niederspannungsseitigen Verbinder-Verdrahtungselement 51 und jedem der Metallsubstrate 17, 18.
Das niederspannungsseitige Verbinder-Verdrahtungselement 51 mit dem niederspannungsseitigen Verbinderanschluss 37 und dem steuerseitigen Verbinderanschluss 38 ist in einer C-Form ausgebildet. Der niederspannungsseitige Verbinder 24 der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 und die Verbindungsöffnung 33E der Steuerschaltungseinheit 16 können wechselseitig verbunden sein. Daher kann bei der Befestigung des Deckelkörpers 12 eine Verbindung zwischen dem niederspannungsseitigen Verbinderanschluss 37 und dem niederspannungsseitigen Einpress-Verbinder 24 durch Einsetzen des niederspannungsseitigen Verbinderanschlusses in den niederspannungsseitigen Einpress-Verbinder hergestellt werden. Außerdem kann eine Verbindung zwischen dem steuerseitigen Verbinderanschluss 38 und der Verbindungsöffnung 33E des Harzsubstrats 31 der Steuerschaltungseinheit 60 durch deren Zusammenlöten während dem Einsetzen des steuerseitigen Verbinderanschlusses in die Verbindungsöffnung hergestellt werden. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Harzsubstrat 31 der Steuerschaltungseinheit 16 bereits auf den Harzsubstrat-Befestigungsvorsprüngen 29 mit den Befestigungsbolzen 30 befestigt. In diesem Zustand können der steuerseitige Verbinderanschluss 38 und die Verbindungsöffnung 33E durch Löten miteinander verbunden werden.
Der Deckelkörper 12 ist mit dem externen Erfassungssensor-Steckverbinderanschlusselement 12B und dem externen Steuerungszustandsübertragungs-Steckverbinderanschlusselement 12C versehen. Zudem wird das Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselement (nicht dargestellt), das durch diese Steckverbinderanschlusselemente 12B, 12C zugeführte Signale überträgt, im Deckelkörper 12 eingebettet, und danach liegt der signalübertragungssteuerseitige Verbinderanschluss 39 aus dem Deckelkörper 12 frei. Das Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselement ist im Isolierbereichselement 46 eingebettet. Das Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselement ist mit der Verbindungsöffnung 33E der Steuerschaltungseinheit 16 verbunden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das niederspannungsseitige Isolierbereichselement 46, welches das niederspannungsseitiger Verbinder-Verdrahtungselement bildet, so eingerichtet, dass dieses außerhalb der Metallsubstrate 17, 18 und des Harzsubstrats 31 positioniert ist. Daher gibt es keine unnützen Einsatzelemente, die innerhalb der Metallsubstrate 17, 18 ausgebildet sind, wodurch eine ausreichende Wärmestrahlungsdurchgangs-Querschnittsfläche sichergestellt ist.
Darüber hinaus sind, wie aus den jeweiligen Zeichnungen ersichtlich, im dargestellten Ausführungsbeispiel das Harzsubstrat 31 der Steuerschaltungseinheit 16, das Metallsubstrat 18 der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 und das Metallsubstrat 17 der Stromumwandlungsschaltungseinheit 14 vom Motorgehäuse 11B aus gesehen in dieser Reihenfolge angeordnet. Daher wird Wärme vom Elektromotor mittels des Harzsubstrats 31 abgesperrt, das eine höhere wärmeisolierende Eigenschaft als die Metallsubstrate 17, 18 aufweist, wodurch die durch den elektronischen Steuereinheitsabschnitt vom Motor aufgenommene Wärme reduziert wird.
Wie oben erläutert, ist im dargestellten Ausführungsbeispiel die elektronische Steueranordnung in eine Stromversorgungsschaltungseinheit 14 mit einer Hauptfunktion, die eine Stromversorgung erzeugt und auf einem Metallsubstrat 17 montiert ist, eine Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 mit einer Hauptfunktion, die einen Elektromotor antreibt und auf einem Metallsubstrat 18 montiert ist, und eine Steuerschaltungseinheit 16 mit einer Hauptfunktion unterteilt, welche die Stromumwandlungsschaltungseinheit steuert und auf einem Harzsubstrat 31 montiert ist, und somit ist es möglich, die Anzahl der auf jedem einzelnen Substrat montierten Bauteile zu reduzieren. Infolgedessen ist es möglich, die radiale Größe jedes einzelnen Substrats zu reduzieren. Im Übrigen neigt die axiale Länge aufgrund der dreiteiligen Substratkonfiguration dazu, sich zu verlängern, jedoch ist eine solche geringfügig verlängerte axiale Länge in der elektrischen Servolenkeinrichtung strukturell zulässig. Unter dem Gesichtspunkt eines gesamten Produkts ist es vorteilhaft, die radiale Größe/Beschaffenheit anstatt der verlängerten axialen Länge zu reduzieren.
Das Verbinder-Verdrahtungselement, das elektrischen Strom von der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 zur Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 und der Steuerschaltungseinheit 16 zuführt, und das Verbinder-Verdrahtungselement, das in die Steuereinheit einzugebende und daraus auszugebende Signale überträgt, sind in der Verbinderanschlussanordnung aus synthetischem Harz durch Einsatzformen ausgebildet. Außerdem sind Verbindungsanschlüsse der Verbinder-Verdrahtungselemente, die aus der Verbinderanschlussanordnung freiliegen, d. h. das Verbinder-Verdrahtungselement zum Zuführen einer Hochspannungsstromversorgung, das Verbinder-Verdrahtungselement zum Zuführen einer Niederspannungsstromversorgung und das Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselement direkt mit entsprechenden Verbindern der Stromversorgungsschaltungseinheit, der Stromumwandlungsschaltungseinheit und der Steuerschaltungseinheit verbunden.
Aus den oben erläuterten Gründen können Verdrahtungen zwischen der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 und der Steuerschaltungseinheit 16 eliminiert werden, und somit können die jeweiligen Verbinder-Verdrahtungselemente direkt mit entsprechenden Verbindern verbunden werden, ohne irgendwelche zusätzlichen Relais-Verbinderbauteile zu verwenden. Dementsprechend sind zusätzliche Relais-Verbinderbauteile nicht erforderlich, und folglich trägt eine reduzierte Bauteileanzahl zur Verkleinerung bei. Darüber hinaus verhindert die vereinfachte Verbinder-Verdrahtungselement-Konfiguration einen Anstieg der Montage-Arbeitsstunden, und unterbindet demzufolge einen Anstieg des Produkt-Stückpreises.
Ferner sind im dargestellten Ausführungsbeispiel die Dicke des Metallsubstrats 17 und die Dicke des Metallsubstrats 18 dicker ausgebildet. Darüber hinaus sind diese Metallsubstrate über ein zwischen diesen eingebrachtes Wärmestrahlungs-Funktionsmaterial thermisch miteinander verbunden. Demzufolge können das Metallsubstrat 17 und das Metallsubstrat 18 wie ein einziges dickes Wärmeabstrahlsubstrat behandelt oder verwendet werden. Dadurch kann sowohl durch das Metallsubstrat 17 als auch das Metallsubstrat 18 ein ausreichender Wärmeabstrahldurchgang sichergestellt werden, wodurch eine ausreichende Wärmeabfuhr aus den elektrischen Bauteilen der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 und der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 ermöglicht wird.
Durch das gemeinsame Befestigen des Metallsubstrats 17 der Stromumwandlungsschaltungseinheit 14 und des Metallsubstrats 18 der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 mit den Befestigungsschraubbolzen 44 kann der Wärmestrahlungsdurchgang der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 und der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 vergrößert werden, als ob ein vereinigtes Wärmestrahlungssubstrat vorgesehen oder verwendet worden wäre. Darüber hinaus kann die Anzahl der Befestigungsschraubbolzen reduziert werden, wodurch ein geringerer Produkt-Stückpreis ermöglicht wird. Zudem erfordert die Einrichtung des Ausführungsbeispiels lediglich, dass jedes der Metallsubstrate 17, 18 dicker ausgebildet sein sollte. Dadurch entfällt die Notwendigkeit der Herstellung eines durch Druckgießen im Gesenk geformten Wärmestrahlungssubstrats. Somit ist es möglich, den Produkt-Stückpreis niedrig zu halten.
Darüber hinaus ist die Stromversorgungsschaltungseinheit 14, die elektrische Bauteile verwendet, von denen jedes eine große Formabmessung aufweist, im Gehäuseraum zwischen dem Metallsubstrat 17 und dem Deckelkörper 12 untergebracht, in welchem eine vergleichsweise lange abgedichtete Region vorhanden ist. Durch eine effektive Nutzung des Gehäuseraums ist es somit möglich, die axiale Länge so weit wie möglich zu verkürzen.
Darüber hinaus sind der stromquellenseitige Verbinderanschluss 34, der hochspannungsseitige Verbinderanschluss 35, der inverterseitige Verbinderanschluss 36, der niederspannungsseitige Verbinderanschluss 37, der steuerseitige Verbinderanschluss 38 und der signalübertragungssteuerseitige Verbinderanschluss 39 so angeordnet, dass diese in der Nähe der jeweiligen Außenumfangsseiten der Substrate der Stromversorgungsschaltungseinheit 14, der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 und der Steuerschaltungseinheit 16 positioniert sind. Hierbei können die elektrischen Bauteile, welche die Stromversorgungsschaltungseinheit 14, die Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 und die Steuerschaltungseinheit 16 bilden, in der Nähe der Mitte eines jeden der Substrate angeordnet werden. Dadurch ist es möglich, die Größe in radialer Richtung zu reduzieren. Die jeweiligen Verbinderanschlüsse sind so angeordnet, dass diese außerhalb der Metallsubstrate 17, 18 positioniert sind. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, unnütze Einsatzelemente innerhalb der Metallsubstrate 17, 18 zu bilden, wodurch ein ausreichender Wärmestrahlungsdurchgang gewährleistet ist.
Im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Dicke des Metallsubstrats 17 der Stromversorgungsschaltungseinheit 14 und die Dicke des Metallsubstrats 18 der Stromumwandlungsschaltungseinheit 15 dicker ausgebildet. Die aufeinandergestapelten Metallsubstrate 17, 18 dienen als vereinigtes Wärmestrahlungssubstrat. Stattdessen kann ein herkömmliches dünnes Metallsubstrat als Wärmestrahlungssubstrat verwendet werden. In diesem Fall muss zum Abführen oder Abstrahlen der von den elektrischen Bauteilen erzeugten Wärme, welche die Stromversorgungsschaltungseinheit und die Stromumwandlungsschaltungseinheit bilden, konkret ein Aluminiumlegierungsmaterial, das eine größere oder gleichgroße Dicke wie eine vorgegebene Abmessung aufweist, als Wärmestrahlungssubstrat hergestellt werden, und danach wird das Wärmestrahlungssubstrat innerhalb des ECU-Gehäuses angeordnet und so positioniert, dass dieses sich in radialer Richtung erstreckt. Darüber hinaus sind das Metallsubstrat der Stromversorgungsschaltungseinheit und das Metallsubstrat der Stromumwandlungsschaltungseinheit jeweils mit beiden Seiten des Wärmestrahlungssubstrats zum Abführen oder Abstrahlen von Wärme verbunden.
Das heißt, ein Aluminiumlegierungsmaterial mit der summierten Dicke aus der Dicke des Metallsubstrats 17 und der Dicke des Metallsubstrats 18 (mit der Maßgabe, dass eine geringfügige Abweichung der Dickenabmessung toleriert werden kann) wird als Wärmestrahlungssubstrat verwendet, und dann wird ein dünnes Metallsubstrat mit herkömmlicher Dicke mit diesem Wärmestrahlungssubstrat der summierten Dicke zur Wärmestrahlung/-abfuhr verbunden. In diesem Fall ist es erforderlich, das Wärmestrahlungssubstrat mit dem ECU-Gehäuse 11B thermisch zu verbinden. Darüber hinaus kann in gleicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel ein Wärmestrahlungs-Funktionsmaterial zur Förderung der Wärmeabstrahlung/-abfuhr hinzugefügt werden.
Wie oben gemäß der Erfindung erläutert, ist eine elektronische Steueranordnung in eine Stromversorgungsschaltungseinheit mit einer Hauptfunktion, die eine Stromversorgung erzeugt und auf einem Metallsubstrat montiert ist, eine Stromumwandlungsschaltungseinheit mit einer Hauptfunktion, die einen Elektromotor antreibt und auf einem Metallsubstrat montiert ist, und eine Steuerschaltungseinheit mit einer Hauptfunktion unterteilt, welche die Stromumwandlungsschaltungseinheit steuert und auf einem Harzsubstrat montiert ist. Darüber hinaus ist ein Stromversorgungsverbinder-Verdrahtungselement, das elektrischen Strom von der Stromversorgungseinheit zur Stromumwandlungsschaltungseinheit und der Steuerschaltungseinheit zuführt, und ein Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselement, das in die Steuerschaltungseinheit einzugebende oder aus dieser auszugebende Signale überträgt, in einer Kunstharz-Verbinderanschlussanordnung eingebettet, die auf einer Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate angeordnet ist. Ferner sind Verbinderanschlüsse des Stromversorgungsverbinder-Verdrahtungselements und Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselements, die aus der Verbinderanschlussanordnung freiliegen, direkt mit entsprechenden Verbindern der Stromversorgungsschaltungseinheit, der Stromumwandlungsschaltungseinheit und der Steuerschaltungseinheit verbunden.
Gemäß dem obigen sind elektrische Bauteile, die eine elektronische Steuereinheit bilden, auf drei Substraten gemäß den jeweiligen Funktionen montiert, und somit ist es möglich, die radiale Größe jedes einzelnen Substrats zu reduzieren. Zusätzlich sind Verbinder-Verdrahtungselemente, durch welche einzelne Schaltungseinheiten elektrisch miteinander verbunden sind, derart angeordnet, dass diese auf den Außenumfängen der Metallsubstrate angeordnet sind und direkt mit den entsprechenden Schaltungseinheiten verbunden sind, und demzufolge ist es möglich, die Bauteileanzahl der Verbinderanschlussanordnung zu reduzieren. Infolgedessen kann die Einrichtung der Erfindung einen vorteilhaften Effekt wie zum Beispiel eine vereinfachte Konfiguration, bereitstellen. Darüber hinaus kann die Vorrichtung der Erfindung einen vorteilhaften Effekt bereitstellen, indem eine ausreichende Wärmestrahlungs-Querschnittsfläche der Metallsubstrate selbst oder ein Wärmestrahlungssubstrat gewährleistet ist, an dem die Metallsubstrate befestigt sind.
Obwohl das vorstehende eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung ist, ist es selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf die hierin dargestellten und beschriebenen spezifischen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass diverse Änderungen und Modifikationen erfolgen können, ohne vom Schutzumfang oder Geist dieser Erfindung abzuweichen. Die vorstehenden Ausführungsbeispiele sind zum Beispiel zum besseren Verständnis detailliert erläutert, jedoch müssen nicht alle Bauteile/Elemente, wie oben erläutert, vorgesehen werden. Darüber hinaus kann ein Teil von Bauteilen/Elementen eines Ausführungsbeispiels durch einen Teil eines anderen Ausführungsbeispiels ersetzt werden. Ferner kann ein Bauteil/Element eines Ausführungsbeispiels zu Bauteilen/Elementen eines anderen Ausführungsbeispiels hinzugefügt werden. Hinsichtlich eines jeden der Bauteile/Elemente jedes Ausführungsbeispiels kann ferner willkürlich ein Hinzufügen, Streichen oder Ersetzen erfolgen.
Als elektrische Antriebseinrichtung und elektrische Servolenkeinrichtung, die auf den oben dargestellten und erläuterten Ausführungsbeispielen basiert, können mehrere nachstehend beschriebene Aspekte berücksichtigt werden.
Das heißt, gemäß einem Aspekt der elektrischen Antriebseinrichtung wird eine elektrische Antriebseinrichtung bereitgestellt, die durch einen Elektromotor zum Antreiben eines mechanischen System-Steuerelements und einer elektronischen Steuereinheit gebildet ist, die gegenüber einer Ausgangswelle des Elektromotors angeordnet ist und zum Steuern des Elektromotors konfiguriert ist, wobei die elektronische Steuereinheit mit einem ECU Gehäuse, das mit einem Motorgehäuse verbunden ist, in dem der Elektromotor untergebracht ist, und einer elektronischen Steueranordnung versehen ist, die im ECU-Gehäuse zum Antreiben und Steuern des Elektromotors untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steueranordnung in eine Stromversorgungsschaltungseinheit mit einer Hauptfunktion, die eine Stromversorgung erzeugt und auf einem Metallsubstrat montiert ist, eine Stromumwandlungsschaltungseinheit mit einer Hauptfunktion, die den Elektromotor antreibt und auf einem Metallsubstrat montiert ist, und eine Steuerschaltungseinheit mit einer Hauptfunktion unterteilt ist, welche die Stromumwandlungsschaltungseinheit steuert und auf einem Harzsubstrat montiert ist, dass zumindest ein Stromversorgungsverbinder-Verdrahtungselement, das elektrischen Strom von der Stromversorgungsschaltungseinheit zur Stromumwandlungsschaltungseinheit zuführt oder ein Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselement, das in die Steuerschaltungseinheit einzugebende oder aus dieser auszugebende Signale überträgt, in einer Kunstharz-Verbinderanschlussanordnung eingebettet sind, die auf einer Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate angeordnet ist, und dass die Verbinderanschlüsse des Stromversorgungsverbinder- Verdrahtungselements und des Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselements, die aus der Verbinderanschlussanordnung freiliegen, direkt mit entsprechenden Verbindern der Stromversorgungsschaltungseinheit, der Stromumwandlungsschaltungseinheit und der Steuerschaltungseinheit verbunden sind.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der elektrischen Antriebseinrichtung dient die Verbinderanschlussanordnung als Deckelkörper, der eine Öffnung des ECU-Gehäuses schließt, in der die Stromversorgungsschaltungseinheit, die Stromumwandlungsschaltungseinheit und die Steuerschaltungseinheit untergebracht sind.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt sind die Stromversorgungsschaltungseinheit, die Stromumwandlungsschaltungseinheit und die Steuerschaltungseinheit in dieser Reihenfolge vom Deckelkörper angeordnet, elektrische Bauteile der Stromversorgungsschaltungseinheit und der Stromumwandlungsschaltungseinheit sind auf einer ersten Seite eines jeden der Metallsubstrate durch eine einseitige Montage montiert, und eine zweite Seite des Metallsubstrats der Stromversorgungsschaltungseinheit und eine zweite Seite des Metallsubstrats der Stromumwandlungsschaltungseinheit sind einander gegenüberliegend befestigt und thermisch miteinander verbunden, wobei die zweite Seite der ersten Seite eines jeden der Metallsubstrate gegenüberliegt.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt ist das Stromversorgungsverbinder-Verdrahtungselement durch ein Einsatzelement, das auf einer Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate der Stromversorgungsschaltungseinheit der Stromumwandlungsschaltungseinheit ausgebildet ist, zur Stromumwandlungsschaltungseinheit erstreckend konfiguriert, und das Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselement ist zum Erstrecken durch ein Einsatzelement, das auf der Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate der Stromversorgungsschaltungseinheit und der Stromumwandlungsschaltungseinheit ausgebildet ist, zur Steuerschaltungseinheit erstreckend konfiguriert.
Gemäß noch einem weiteren bevorzugten Aspekt, weist das Stromversorgungsverbinder-Verdrahtungselement ein hochspannungsseitiges Verbinder-Verdrahtungselement und ein niederspannungsseitiges Verbinder-Verdrahtungselement auf, das hochspannungsseitige Verbinder-Verdrahtungselement ist durch ein erstes Einsatzelement, das auf der Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate der Stromversorgungsschaltungseinheit und der Stromumwandlungsschaltungseinheit ausgebildet ist, mit der Stromumwandlungsschaltungseinheit verbunden, und das niederspannungsseitige Verbinder-Verdrahtungselement ist durch ein zweites Einsatzelement, das auf der Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate der Stromversorgungsschaltungseinheit und der Stromumwandlungsschaltungseinheit ausgebildet ist, mit der Steuerschaltungseinheit verbunden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt ist ein Bereich des hochspannungsseitigen Verbinder-Verdrahtungselements mit Ausnahme von Anschlüssen beider Enden des hochspannungsseitigen Verbinder-Verdrahtungselements im synthetischen Harz eingebettet, das den Deckelkörper bildet, um ein hochspannungsseitiges Isolierbereichselement zu bilden, das hochspannungsseitige Isolierbereichselement ist in den jeweiligen ersten Einsatzelementen der Metallsubstrate positioniert, ein Bereich des niederspannungsseitigen Verbinder-Verdrahtungselements mit Ausnahme von Anschlüssen beider Enden des niederspannungsseitigen Verbinder-Verdrahtungselements und ein Bereich des Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselement mit Ausnahme von Anschlüssen beider Enden des Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselements sind im synthetischen Harz eingebettet, das den Deckelkörper bildet, um ein niederspannungsseitiges Isolierbereichselement zu bilden, und das niederspannungsseitige Isolierbereichselement ist in den jeweiligen zweiten Einsatzelementen der Metallsubstrate positioniert.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt sind das hochspannungsseitige Verbinder-Verdrahtungselement, das niederspannungsseitiger Verbinder-Verdrahtungselement und das Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselement auf einer Außenumfangsseite des Metallsubstrats der Stromversorgungsschaltungseinheit sowie des Metallsubstrats der Stromumwandlungsschaltungseinheit angeordnet.
Unter einem anderen Gesichtspunkt der elektrischen Servolenkeinrichtung wird eine elektrische Servolenkeinrichtung bereitgestellt, die durch einen Elektromotor zum Aufbringen einer Lenkunterstützungskraft auf eine Lenkwelle und eine elektronische Steuereinheit gebildet ist, die gegenüber einer Ausgangswelle des Elektromotors angeordnet ist und zum Steuern des Elektromotors konfiguriert ist, wobei die elektronische Steuereinheit mit einem ECU-Gehäuse, das mit einem Motorgehäuse verbunden ist, in dem der Elektromotor untergebracht ist, und einer elektronischen Steueranordnung versehen ist, die im ECU-Gehäuse zum Antreiben und Steuern des Elektromotors untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steueranordnung in eine Stromversorgungsschaltungseinheit mit einer Hauptfunktion, die eine Stromversorgung erzeugt und auf einem Metallsubstrat montiert ist, eine Stromumwandlungsschaltungseinheit mit einer Hauptfunktion, die den Elektromotor antreibt und auf einem Metallsubstrat montiert ist, und eine Steuerschaltungseinheit mit einer Hauptfunktion unterteilt ist, welche die Stromumwandlungsschaltungseinheit steuert und auf einem Harzsubstrat montiert ist, dass ein Stromversorgungsverbinder-Verdrahtungselement, das elektrischen Strom von der Stromversorgungsschaltungseinheit zur Stromumwandlungsschaltungseinheit zuführt und/oder ein Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselement, das in die Steuerschaltungseinheit einzugebende oder aus dieser auszugebende Signale überträgt, in einer Kunstharz-Verbinderanschlussanordnung eingebettet sind, die auf einer Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate angeordnet ist, und dass Verbinderanschlüsse des Stromversorgungsverbinder-Verdrahtungselements und des Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselements, die aus der Verbinderanschlussanordnung freiliegen, direkt mit entsprechenden Verbindern der Stromversorgungsschaltungseinheit, der Stromumwandlungsschaltungseinheit und der Steuerschaltungseinheit verbunden sind.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der elektrischen Servolenkeinrichtung dient die Verbinderanschlussanordnung als Deckelgehäuse, die eine Öffnung des ECU-Gehäuses schließt, in dem die Stromversorgungsschaltungseinheit, die Stromumwandlungsschaltungseinheit und die Steuerungsschaltungseinheit untergebracht sind.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt sind die Stromversorgungsschaltungseinheit, die Stromumwandlungsschaltungseinheit und die Steuerungsschaltungseinheit der Reihenfolge vom Deckelkörper angeordnet, die elektrischen Bauteile der Stromversorgungsschaltungseinheit und der Stromumwandlungsschaltungseinheit sind an auf einer ersten Seite eines jeden der Metallsubstrate durch eine einseitige Montage montiert sind, und eine zweite Seite des Metallsubstrats der Stromversorgungsschaltungseinheit und eine zweite Seite des Metallsubstrats der Stromumwandlungsschaltungseinheit einander gegenüberliegend befestigt und thermisch miteinander verbunden sind, wobei die zweite Seite der ersten Seite eines jeden der Metallsubstrate gegenüberliegt.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt ist das Stromzufuhrverbinder-Verdrahtungselement zum Erstrecken durch ein Einsatzelement, das auf einer Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate der Stromversorgungsschaltungseinheit und der Stromumwandlungsschaltungeinheit ausgebildet ist, zur Stromumwandlungsschaltungeinheit konfiguriert, und das Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselement ist zum Erstrecken durch ein Einsatzelement, das auf der Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate der Stromversorgungsschaltungseinheit und der Stromumwandlungsschaltungeinheit ausgebildet ist, zur Steuerschaltungseinheit konfiguriert.
Gemäß noch einem weiteren bevorzugten Aspekt weist das Stromversorgungsverbinder-Verdrahtungselement ein hochspannungsseitiges Verbinder-Verdrahtungselement und ein niederspannungsseitiges Verbinder-Verdrahtungselement auf, das hochspannungsseitige Verbinder-Verdrahtungselement ist durch ein erstes Einsatzelement, das auf der Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate der Stromversorgungsschaltungseinheit und der Stromumwandlungsschaltungseinheit ausgebildet ist, mit der Stromumwandlungsschaltungseinheit verbunden, und das niederspannungsseitige Verbinder-Verdrahtungselement ist durch ein zweites Einsatzelement, das auf der Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate der Stromversorgungsschaltungseinheit und der Stromumwandlungsschaltungseinheit ausgebildet ist, mit der Steuerungsschaltungseinheit verbunden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt ist ein Bereich des hochspannungsseitigen Verbinder-Verdrahtungselements mit Ausnahme von Anschlüssen beider Enden des hochspannungsseitigen Verbinder-Verdrahtungselements im synthetischen Harz eingebettet, das den Deckelkörper bildet, um ein hochspannungsseitiges Isolierbereichselement zu bilden, das hochspannungsseitige Isolierbereichselement ist in den jeweiligen ersten Einsatzelementen der Metallsubstrate positioniert, ein Bereich des niederspannungsseitigen Verbinder-Verdrahtungselements mit Ausnahme von Anschlüssen beider Enden des niederspannungsseitigen Verbinder-Verdrahtungselements und ein Bereich des Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselements mit Ausnahme von Anschlüssen beider Enden des Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselements sind im synthetischen Harz eingebettet, das den Deckelkörper bildet, um ein niederspannungsseitiges Isolierbereichselement zu bilden, und das niederspannungsseitige Isolierbereichselement ist in den jeweiligen zweiten Einsatzelementen der Metallsubstrate positioniert.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt sind das hochspannungsseitige Verbinder-Verdrahtungselement, das niederspannungsseitige Verbinder-Verdrahtungselement und das Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselement auf der Außenumfangsseite sowohl des Metallsubstrats der Stromversorgungsschaltungseinheit als auch des Metallsubstrats der Stromumwandlungsschaltungseinheit angeordnet.

Claims

Elektrische Antriebseinrichtung, die durch einen Elektromotor zum Antreiben eines mechanischen System-Steuerelements und eine elektronische Steuereinheit (9) gebildet ist, die gegenüber einer Ausgangswelle des Elektromotors angeordnet ist und zum Steuern des Elektromotors konfiguriert ist, wobei die elektronische Steuereinheit (9) mit einem ECU-Gehäuse (11B), das mit einem Motorgehäuse (11A) verbunden ist, in dem der Elektromotor untergebracht ist, und mit einer elektronischen Steueranordnung (14 - 16) versehen ist, die im ECU-Gehäuse (11B) zum Antreiben und Steuern des Elektromotors untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, - dass die elektronische Steueranordnung (14 - 16) in eine Stromversorgungsschaltungseinheit (14) mit einer Hauptfunktion, die eine Stromversorgung erzeugt und auf einem Metallsubstrat (17) montiert ist, eine Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) mit einer Hauptfunktion, die den Elektromotor antreibt und auf einem Metallsubstrat (18) montiert ist, und in eine Steuerschaltungseinheit (16) mit einer Hauptfunktion unterteilt ist, welche die Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) steuert und auf einem Harzsubstrat (31) montiert ist, - dass in das Harzsubstrat (31) zumindest ein Stromversorgungsverbinder-Verdrahtungselement (50), das elektrischen Strom von der Stromversorgungsschaltungseinheit (14) der Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) und der Steuerschaltungseinheit (16) zuführt, und ein Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselement, das in die Steuerschaltungseinheit (16) einzugebende oder aus dieser auszugebende Signale überträgt, in einer Kunstharz-Verbinderanschlussanordnung (12) eingebettet sind, die auf einer Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate (17, 18) angeordnet ist, und - dass Verbinderanschlüsse (34, 34, 36, 37, 38, 39) des Stromversorgungsverbinder-Verdrahtungselements (50) und des Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselements, die aus der Verbinderanschlussanordnung (12) freiliegen, direkt mit entsprechenden Verbindern (22, 23, 28, 24, 33E) der Stromversorgungsschaltungseinheit (14), der Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) und der Steuerschaltungseinheit (16) verbunden sind.
Elektrische Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verbinderanschlussanordnung (12) als Deckelkörper dient, der eine Öffnung des ECU-Gehäuses (11B) schließt, in dem die Stromversorgungsschaltungseinheit (14), die Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) und die Steuerschaltungseinheit (16) untergebracht sind.
Elektrische Antriebseinrichtung nach Anspruch 2, wobei: - die Stromversorgungsschaltungseinheit (14), die Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) und die Steuerschaltungseinheit (16) in dieser Reihenfolge vom Deckelkörper (12) angeordnet sind, und - elektrische Bauteile der Stromversorgungsschaltungseinheit (14) und der Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) auf einer ersten Seite eines jeden der Metallsubstrate (17, 18) durch eine einseitige Montage montiert sind, und - eine zweite Seite des Metallsubstrats (17) der Stromversorgungsschaltungseinheit (14) und eine zweite Seite des Metallsubstrats (18) der Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) einander gegenüberliegend befestigt und thermisch miteinander verbunden sind, wobei die zweite Seite der ersten Seite eines jeden der Metallsubstrate (17, 18) gegenüberliegt.
Elektrische Antriebseinrichtung nach Anspruch 3, wobei: - das Stromversorgungsverbinder-Verdrahtungselement (50) zum Erstrecken durch ein Einsatzelement (47, 48), das auf der Außenumfangsseite der Metallsubstrate (17, 18) der Stromversorgungsschaltungseinheit (14) und der Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) ausgebildet ist, zur Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) konfiguriert ist, und - das Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselement zum Erstrecken durch ein Einsatzelement (40B, 40A), das auf der Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate (17, 18) der Stromversorgungsschaltungseinheit (14) und der Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) ausgebildet ist, zur Steuerschaltungseinheit (16) konfiguriert ist.
Elektrische Antriebseinrichtung nach Anspruch 4, wobei: - das Stromversorgungsverbinder-Verdrahtungselement (50) ein hochspannungsseitiges Verbinder-Verdrahtungselement (49) und ein niederspannungsseitiges Verbinder-Verdrahtungselement (51) aufweist, - das hochspannungsseitige Verbinder-Verdrahtungselement (49) durch ein erstes Einsatzelement (47, 48), das an der Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate (17, 18) der Stromversorgungsschaltungseinheit (14) und der Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) ausgebildet ist, mit der Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) verbunden ist, und - das niederspannungsseitige Verbinder-Verdrahtungselement (51) durch ein zweites Einsatzelement (40B, 40A), das auf der Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate (17, 18) der Stromversorgungsschaltungseinheit (14) und der Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) ausgebildet ist, mit der Steuerschaltungseinheit (16) verbunden ist.
Elektrische Antriebseinrichtung nach Anspruch 5, wobei: - ein Bereich des hochspannungsseitigen Verbinder-Verdrahtungselements (49) mit Ausnahme von Anschlüssen (35, 36) beider Enden des hochspannungsseitigen Verbinder-Verdrahtungselements (49) im synthetischen Harz eingebettet ist, das den Deckelkörper (12) bildet, um ein hochspannungsseitiges Isolierbereichselement (45) zu bilden, - das hochspannungsseitige Isolierbereichselement (45) in den jeweiligen ersten Einsatzelementen (47, 48) der Metallsubstrate (17, 18) positioniert ist, ein Bereich des niederspannungsseitigen Verbinder-Verdrahtungselements (51) mit Ausnahme von Anschlüssen (37, 38) beider Enden des niederspannungsseitigen Verbinder-Verdrahtungselements (51) und ein Bereich des Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselement mit Ausnahme von Anschlüssen beider Enden des Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselements im synthetischen Harz eingebettet sind, das den Deckelkörper (12) bildet, um ein niederspannungsseitiges Isolierbereichselement (46) zu bilden, und - das niederspannungsseitige Isolierbereichselement (46) in den jeweiligen zweiten Einsatzelementen (40B, 40A) der Metallsubstrate (17, 18) positioniert ist.
Elektrische Antriebseinrichtung nach Anspruch 6, wobei das hochspannungsseitige Verbinder-Verdrahtungselement (49), das niederspannungsseitige Verbinder-Verdrahtungselement (51) und das Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselement auf der Außenumfangsseite sowohl des Metallsubstrats (17) der Stromübertragungsschaltungseinheit (14) als auch des Metallsubstrats (18) der Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) angeordnet sind.
Elektrische Servolenkeinrichtung (6), die durch einen Elektromotor zum Aufbringen einer Lenkunterstützungskraft auf eine Lenkwelle (2) und eine elektronische Steuereinheit (9) gebildet ist, die gegenüber einer Ausgangswelle des Elektromotors angeordnet ist und zum Steuern des Elektromotors konfiguriert ist, wobei die elektronische Steuereinheit (9) mit einem ECU-Gehäuse (11B), das mit einem Motorgehäuse (11A) verbunden ist, in dem der Elektromotor untergebracht ist, und mit einer elektronischen Steueranordnung (14 - 16) versehen ist, die im ECU-Gehäuse (11B) zum Antreiben und Steuern des Elektromotors untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, - dass die elektronische Steueranordnung (14 - 16) in eine Stromversorgungsschaltungseinheit (14) mit einer Hauptfunktion, die eine Stromversorgung erzeugt und auf einem Metallsubstrat (17) montiert ist, eine Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) mit einer Hauptfunktion, die den Elektromotor antreibt und auf einem Metallsubstrat (18) montiert ist, und in eine Steuerschaltungseinheit (16) mit einer Hauptfunktion unterteilt ist, welche die Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) steuert und auf einem Harzsubstrat (31) montiert ist, - dass in das Harzsubstrat (31) zumindest ein Stromversorgungsverbinder-Verdrahtungselement (50), das elektrischen Strom von der Stromversorgungsschaltungseinheit (14) der Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) und der Steuerschaltungseinheit (16) zuführt, und ein Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselement, das in die Steuerschaltungseinheit (16) einzugebende oder aus dieser auszugebende Signale überträgt, in einer Kunstharz-Verbinderanschlussanordnung (12) eingebettet sind, die auf einer Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate (17, 18) angeordnet ist, und - dass Verbinderanschlüsse (34, 35, 36, 37, 38, 39) des Stromversorgungsverbinder-Verdrahtungselements (50) und des Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselements, die aus der Verbinderanschlussanordnung (12) freiliegen, direkt mit entsprechenden Verbindern (22, 23, 28, 24, 33E) der Stromversorgungsschaltungseinheit (14), der Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) und der Steuerschaltungseinheit (16) verbunden sind.
Elektrische Servolenkeinrichtung nach Anspruch 8, wobei die Verbinderanschlussanordnung (12) als Deckelkörper dient, der eine Öffnung des ECU-Gehäuses (11B) schließt, in dem die Stromversorgungsschaltungseinheit (14), die Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) und die Steuerschaltungseinheit (16) untergebracht sind.
Elektrische Servolenkeinrichtung nach Anspruch 9, wobei: - die Stromversorgungsschaltungseinheit (14), die Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) und die Steuerschaltungseinheit (16) in dieser Reihenfolge vom Deckelkörper (12) ausgehend angeordnet sind, und - elektrische Bauteile der Stromversorgungsschaltungseinheit (14) und der Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) auf einer ersten Seite eines jeden der Metallsubstrate (17, 18) durch eine einseitige Montage montiert sind, und - eine zweite Seite des Metallsubstrats (17) der Stromversorgungsschaltungseinheit (14) und eine zweite Seite des Metallsubstrats (18) der Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) einander gegenüberliegend befestigt und thermisch miteinander verbunden sind, wobei die zweite Seite der ersten Seite eines jeden der Metallsubstrate (17, 18) gegenüberliegt.
Elektrische Servolenkeinrichtung nach Anspruch 10, wobei: - das Stromversorgungsverbinder-Verdrahtungselement (50) zum Erstrecken durch ein Einsatzelement (47), das auf einer Außenumfangsseite der Metallsubstrate (17, 18) der Stromversorgungsschaltungseinheit (14) und der Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) ausgebildet ist, zur Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) konfiguriert ist, und - das Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselement zum Erstrecken durch ein Einsatzelement (40B), das auf der Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate (17, 18) der Stromversorgungsschaltungseinheit (14) und der Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) ausgebildet ist, zur Steuerschaltungseinheit (16) konfiguriert ist.
Elektrische Servolenkeinrichtung nach Anspruch 11, wobei: - das Stromversorgungsverbinder-Verdrahtungselement (50) ein hochspannungsseitiges Verbinder-Verdrahtungselement (49) und ein niederspannungsseitiges Verbinder-Verdrahtungselement (51) aufweist, - das hochspannungsseitige Verbinder-Verdrahtungselement (49) durch ein erstes Einsatzelement (47, 48), das auf der Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate (17, 18) der Stromversorgungsschaltungseinheit (14) und der Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) ausgebildet ist, mit der Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) verbunden ist, und - das niederspannungsseitige Verbinder-Verdrahtungselement (51) durch ein zweites Einsatzelement (40B, 40A), das auf der Außenumfangsseite eines jeden der Metallsubstrate (17, 18) der Stromversorgungsschaltungseinheit (14) und der Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) ausgebildet ist, mit der Steuerschaltungseinheit (16) verbunden ist.
Elektrische Servolenkeinrichtung nach Anspruch 12, wobei: - ein Bereich des hochspannungsseitigen Verbinder-Verdrahtungselements (49) mit Ausnahme von Anschlüssen (35, 36) beider Enden des hochspannungsseitigen Verbinder-Verdrahtungselements (49) im synthetischen Harz eingebettet ist, das den Deckelkörper (12) bildet, um ein hochspannungsseitiges Isolierbereichselement (45) zu bilden, - das hochspannungsseitige Isolierbereichselement (45) in den jeweiligen ersten Einsatzelementen (47, 48) der Metallsubstrate (17, 18) positioniert ist, - ein Bereich des niederspannungsseitigen Verbinder-Verdrahtungselements (51) mit Ausnahme von Anschlüssen (37, 38) beider Enden des niederspannungsseitigen Verbinder-Verdrahtungselements (51) und ein Bereich des Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselements mit Ausnahme von Anschlüssen beider Enden des Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselements im synthetischen Harz eingebettet sind, das den Deckelkörper (12) bildet, um ein niederspannungsseitiges Isolierbereichselement (46) zu bilden, und - das niederspannungsseitige Isolierbereichselement (46) in den jeweiligen zweiten Einsatzelementen (40B, 40A) der Metallsubstrate (17, 18) positioniert ist.
Elektrische Servolenkeinrichtung nach Anspruch 13, wobei das hochspannungsseitige Verbinder-Verdrahtungselement (49), das niederspannungsseitige Verbinder-Verdrahtungselement (51) und das Signalübertragungsverbinder-Verdrahtungselement auf der Außenumfangsseite sowohl des Metallsubstrats (17) der Stromübertragungsschaltungseinheit (14) als auch des Metallsubstrats (18) der Stromumwandlungsschaltungseinheit (15) angeordnet sind.