DE112018003746T5 - Elektrische Antriebsvorrichtung und elektrische Servolenkeinrichtung - Google Patents

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Tomishige Yatsugi
Takuro Kanazawa
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Hitachi Automotive Systems Ltd
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Abstract

Die Stromwandlerschaltungseinheit 16, die durch eine drehwellenseitige Linie 44A, die der Drehwelle 23 des Elektromotors zugewandt ist, eine steuerausgangsanschlussseitige Linie 44B, die den Spuleneingangsanschlüssen des Elektromotors zugewandt ist, und Seitenlinien definiert ist, die beide Endabschnitte der drehwellenseitigen Linie und der steuerausgangsanschlussseitige Linie verbinden, ist mit Kunstharz verpackt. Dreiphasige Steuerausgangsanschlüsse 48U ~ 48W, die mit den Spuleneingangsanschlüssen verbunden sind, sind an der steuerausgangsanschlussseitigen Linie 44B ausgebildet. Leistungsschaltelemente 38, die obere und untere Arme für jede Phase bilden, sind in einer Zick-Zack-Formation entlang der steuerausgangsanschlussseitigen Linie 44B angeordnet, wobei Leistungsschaltelemente 38 im Wesentlichen von einer Mitte zwischen der drehwellenseitigen Linie 44A und der steuerausgangsanschlussseitigen Linie 44B in Richtung der steuerausgangsanschlussseitigen Linie 44B versetzt sind. Dadurch kann die Größe der Stromwandlerschaltungseinheit reduziert werden, und die Wärme der Stromwandlerschaltungseinheit kann effizient nach außen abgeführt werden.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Antriebsvorrichtung und eine elektrische Servolenkeinrichtung (eine elektrische Servolenkvorrichtung), und insbesondere eine elektrische Antriebsvorrichtung und eine elektrische Servolenkvorrichtung, in denen eine elektronische Steuervorrichtung montiert ist.
  • HINTERGRUND DES STANDES DER TECHNIK
  • Auf dem Gebiet der allgemeinen Industrievorrichtungen wird ein mechanisches Steuerelement von einem Elektromotor angetrieben. In den letzten Jahren wurde eine sogenannte elektrisch mechanisch integrierte elektrische Antriebsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass eine aus einem Halbleiterelement usw. gebildete elektronische Steuereinheit, die eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment des Elektromotors steuert, einstückig im Elektromotor montiert ist, eingesetzt.
  • Als Beispiel einer elektrisch mechanisch integrierten elektrischen Antriebsvorrichtung ist z. B. eine elektrische Servolenkvorrichtung so konfiguriert, dass eine Drehrichtung und ein Drehmoment einer Lenkwelle, die sich durch die Betätigung eines Lenkrads durch den Fahrer dreht, erfasst werden, und basierend auf diesen Erfassungswerten der Elektromotor zum Drehen in der gleichen Richtung wie die Drehrichtung der Lenkwelle angetrieben wird, damit ein Lenkunterstützungsmoment erzeugt wird. Zur Steuerung dieses Elektromotors ist die Servolenkvorrichtung mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU: elektronischen Steuereinheit) versehen.
  • Als elektrische Servolenkvorrichtung des Standes der Technik ist z. B. eine elektrische Servolenkvorrichtung bekannt, die in der ungeprüften japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2013-138610 (Patentdokument 1) offenbart ist. Das Patentdokument 1 offenbart die elektrische Servolenkvorrichtung, die durch eine Elektromotoreinheit und eine elektronische Steuereinheit konfiguriert ist. Ein Elektromotor der Elektromotoreinheit ist in einem Motorgehäuse mit einem zylindrischen Abschnitt aus einer Aluminiumlegierung usw. untergebracht. Eine Leiterplatte der elektronischen Steuereinheit, auf der elektronische Elemente oder Komponenten montiert sind, ist an einem Kühlkörperelement befestigt, das an einer gegenüberliegenden Seite einer Ausgangswelle des Elektromotors in axialer Richtung des Motorgehäuses angeordnet ist und als Deckel des Motorgehäuses dient.
  • Die am Kühlkörperelement befestigte Leiterplatte umfasst darauf eine Stromversorgungsschaltungseinheit, eine Stromwandlerschaltungseinheit (ein Leistungsmodul) mit einem Leistungsschaltelement wie z. B. einem MOSFET und einem IGBT, die den Elektromotor antreiben und steuern, und eine Steuerschaltungseinheit, die das Leistungsschaltelement steuert. Ein Ausgangsanschluss des Leistungsschaltelements und ein Eingangsanschluss des Elektromotors sind über Stromschienen elektrisch verbunden.
  • Die am Kühlkörper befestigte elektronische Steuereinheit wird von einer Stromversorgung über ein aus Kunstharz gefertigtes Verbindergehäuse mit Strom versorgt. Ferner werden Erfassungssignale bezüglich eines Betriebszustands usw. von Erfassungssensoren an die elektronische Steuereinheit gesendet. Das Verbindergehäuse dient als ein Deckelelement oder ein Abdeckelement und ist an einer Außenumfangsfläche des Kühlkörperelements mit einer Befestigungsschraube befestigt, um das Kühlkörperelement hermetisch abzudichten.
  • In der elektrischen Servolenkvorrichtung mit einer wie im Patentdokument 1 offenbarten Konfiguration, sind die Steuerschaltungseinheit, die Stromversorgungsschaltungseinheit und die Stromwandlerschaltungseinheit auf der einen Leiterplatte montiert. Um Wärme von dieser Leiterplatte nach außen abzustrahlen oder abzugeben, ist die Leiterplatte zudem am Kühlkörperelement befestigt, das als Deckelelement des Motorgehäuses dient.
  • Als weitere elektrische Antriebsvorrichtung, in welche die elektronische Steuervorrichtung einstückig eingebaut ist, sind eine elektrische Bremse und eine elektrische Hydraulikdrucksteuerung für verschiedene Arten der Hydraulikdrucksteuerung bekannt. In der nachfolgenden Beschreibung wird die elektrische Servolenkvorrichtung unter diesen elektrischen Antriebsvorrichtungen beschrieben.
  • DOKUMENTENLISTE
  • PATENTDOKUMENT
  • Patentdokument 1: ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2016-036246
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHES PROBLEM
  • Eine derartige elektrische Servolenkvorrichtung ist in einem Motorraum des Fahrzeugs platziert. Daher ist eine Größenreduzierung der Konfiguration der elektrischen Servolenkvorrichtung erforderlich. In den letzten Jahren gab es eine Tendenz, insbesondere verschiedene Hilfsvorrichtungen, wie z. B. eine Abgassteuervorrichtung und eine Sicherheitsvorkehrungsvorrichtung im Motorraum des Fahrzeugs anzuordnen. Es ist daher erforderlich, dass die Hilfsvorrichtungen einschließlich der elektrischen Servolenkvorrichtung so klein wie möglich sind. Insbesondere ist eine Größenreduzierung in radialer Richtung erforderlich.
  • Zusätzlich zur Größenreduzierung ist es ferner erforderlich, ein redundantes System (ein Doppelredundanzsystem) für die elektronische Steuereinheit bereitzustellen. Wenn elektronische Steuereinheiten, die das redundante System bilden, jedoch auf der einen Leiterplatte montiert sind, tritt das Problem auf, die sich Leiterplatte in radialer Richtung vergrößert.
  • Wenn zum Lösen dieses Problems zwei oder mehr Leiterplatten (eine Vielzahl von Leiterplatten), auf denen jeweils erforderliche elektronische Steuerschaltungen montiert sind, in axialer Richtung des Motorgehäuses gestapelt angeordnet werden, kann eine Form in radialer Richtung der elektronischen Steuereinheit klein ausfallen, und dies wäre eine effektive Vorgehensweise.
  • Hierbei weist eine elektrische Komponente, wie z. B. das Leistungsschaltelement, das die Stromwandlerschaltungseinheit bildet, welche die Leistung des Elektromotors steuert, einen großen Wärmewert auf. Deshalb muss neben der erforderlichen Größenreduzierung die Wärme des Leistungsschaltelements effizient abgestrahlt oder nach außen abgeführt werden. Demzufolge ist eine elektrische Antriebsvorrichtung erforderlich, die zum Reduzieren der Größe der Stromwandlerschaltungseinheit und zum effizienten Abführen der Wärme des Leistungsschaltelements nach außen imstande ist.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neuartige elektrische Antriebsvorrichtung und eine neuartige elektrische Servolenkvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage sind, die Größe der Stromwandlerschaltungseinheit zu reduzieren und Wärme der Stromwandlerschaltungseinheit effizient nach außen abzuführen.
  • PROBLEMLÖSUNG
  • Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Stromwandlerschaltungseinheit, die durch eine drehwellenseitige Linie, die der Drehwelle des Elektromotors zugewandt ausgebildet ist, und eine steuerausgangsanschlussseitige Linie, die dreiphasigen Spuleneingangsanschlüssen des Elektromotors zugewandt ausgebildet ist, und Seitenlinien definiert ist, die beide Endabschnitte der drehwellenseitigen Linie und der steuerausgangsanschlussseitigen Linie verbinden, mit Kunstharz ausgebildet und verpackt ist, und dreiphasige Steuerausgangsanschlüsse, die mit den dreiphasigen Spuleneingangsanschlüssen verbunden sind, an der steuerausgangsanschlussseitigen Linie ausgebildet sind, und Leistungsschaltelemente, die obere und untere Arme für jede Phase bilden, in einer Zick-Zack-Formation entlang der steuerausgangsanschlussseitigen Linie angeordnet sind, wobei die Leistungsschaltelemente im Wesentlichen von einer Mitte zwischen der drehwellenseitigen Linie und der steuerausgangsanschlussseitigen Linie in Richtung der steuerausgangsanschlussseitigen Linie versetzt sind.
  • EFFEKTE DER ERFINDUNG
  • Da die Leistungsschaltelemente, welche die oberen und unteren Arme für jede Phase bilden, erfindungsgemäß entlang der steuerausgangsanschlussseitigen Linie angeordnet sind, wobei die Leistungsschaltelemente im Wesentlichen von einer Mitte zwischen der drehwellenseitigen Linie und der steuerausgangsanschlussseitigen Linie in Richtung der steuerausgangsanschlussseitigen Linie versetzt angeordnet sind, kann eine Länge jedes Drahts, der die Leistungsschaltelemente, welche die oberen und unteren Arme bilden, und die Steuerausgangsanschlüsse verbindet, verkürzt werden, wodurch sich eine Größe der Stromwandlerschaltungseinheit reduziert. Da die Leistungsschaltelemente, welche die oberen und unteren Arme bilden, in der Zick-Zack-Formation (einer versetzten Anordnung) angeordnet sind, kann zudem eine Fläche einer Metall-Verdrahtungsplatine vergrößert werden, sodass eine Wärmeabfuhrleistung durch diese vergrößerte Fläche verbessert werden kann.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine allgemeine perspektivische Ansicht einer Lenkvorrichtung als ein Beispiel, auf das die vorliegende Erfindung angewandt wird.
    • 2 zeigt eine allgemeine perspektivische Ansicht einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 3 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der in 2 dargestellten elektrischen Servolenkvorrichtung.
    • 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines in 3 dargestellten Motorgehäuses.
    • 5 zeigt einen Querschnitt des in 4 dargestellten Motorgehäuses, das in axialer Richtung des Motorgehäuses geschnitten ist.
    • 6 zeigt eine perspektivische Ansicht des in 4 dargestellten Motorgehäuses mit einer am Motorgehäuse montierten Stromwandlerschaltungseinheit.
    • 7 zeigt eine perspektivische Ansicht des in 4 dargestellten Motorgehäuses, wobei eine Stromversorgungsschaltungseinheit zudem am Motorgehäuse montiert ist.
    • 8 zeigt eine perspektivische Ansicht des in 4 dargestellten Motorgehäuses mit einer am Motorgehäuse zudem montierten Steuerschaltungseinheit.
    • 9 zeigt eine perspektivische Ansicht des in 4 dargestellten Motorgehäuses und einer am Motorgehäuse zu befestigenden Metallabdeckung.
    • 10 zeigt ein Schaltbild, das eine Schaltungskonfiguration der Stromwandlerschaltungseinheit veranschaulicht, die ein redundantes System bildet.
    • 11 zeigt eine Zeichnung, die schematisch einen Querschnitt einer Stromwandlungsschaltungseinheit des redundanten Systems veranschaulicht.
    • 12 zeigt eine Zeichnung zum Beschreiben der Anordnung von Metall-Verdrahtungsplatinen und Leistungsschaltelementen der einen Stromwandlerschaltungseinheit des redundanten Systems.
  • AUSFÜHRUNGSBEISPIELE ZUM REALISIEREN DER ERFINDUNG
  • Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen detailliert beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das nachfolgende Ausführungsbeispiel beschränkt und umfasst alle konstruktiven Modifikationen und Äquivalente, die zum technischen Schutzumfang der vorliegenden Erfindung gehören.
  • Vor der Beschreibung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung wird eine Konfiguration einer Lenkvorrichtung als Beispiel, auf das die vorliegende Erfindung angewandt wird, anhand von 1 kurz erläutert.
  • Zunächst wird eine Lenkvorrichtung zum Lenken von Vorderrädern eines Fahrzeugs beschrieben. Eine Lenkvorrichtung 1 ist, wie in 1 dargestellt, konfiguriert. Ein Ritzel (nicht dargestellt) ist an einem unteren Ende einer Lenkwelle 2 vorgesehen, die mit einem Lenkrad (nicht dargestellt) verbunden ist. Dieses Ritzel steht mit einer Zahnstange (nicht dargestellt) in Eingriff, die sich in rechten und linken Richtungen einer Fahrzeugkarosserie erstreckt. Eine Spurstange 3 zum Lenken der Vorderräder nach rechts und links ist jeweils mit beiden Enden der Zahnstange verbunden. Die Zahnstange ist in einem Zahnstangengehäuse 4 untergebracht. Zwischen dem Zahnstangengehäuse 4 und jeder Spurstange 3 ist eine Gummikappe 5 vorgesehen.
  • Die Lenkvorrichtung 1 ist mit einer elektrischen Servolenkvorrichtung 6 versehen, um ein Drehmoment beim Durchführen eines Drehvorgangs des Lenkrads zu unterstützen. Das heißt, ein Drehmomentsensor 7, der eine Drehrichtung und ein Drehmoment der Lenkwelle 2 erfasst, ist vorgesehen. Außerdem ist eine Elektromotoreinheit 8 vorgesehen, die der Zahnstange über ein Zahnrad 10 eine Lenkhilfskraft basierend auf einem Erfassungswert des Drehmomentsensors 7 bereitstellt. Darüber hinaus ist eine elektronische Steuereinheit (ECU) 9 vorgesehen, die einen in der Elektromotoreinheit 8 angeordneten Elektromotor steuert. Die Elektromotoreinheit 8 der elektrischen Servolenkvorrichtung 6 ist mit dem Zahnrad 10 an drei Abschnitten eines Außenumfangs an einer Ausgangswellenseite der Elektromotoreinheit 8 mit Schrauben (nicht dargestellt) verbunden. Die elektronische Steuereinheit 9 ist auf einer der Ausgangswelle der Elektromotoreinheit 8 gegenüberliegenden Seite angeordnet.
  • Wenn in der elektrischen Servolenkvorrichtung 6 die Lenkwelle 2 durch die Lenkradbetätigung in eine beliebige Drehrichtung gedreht wird, erfasst der Drehmomentsensor 7 die Drehrichtung und das Drehmoment der Lenkwelle 2. Eine Steuerschaltungseinheit berechnet einen Antriebsbetätigungsbetrag des Elektromotors basierend auf diesen Erfassungswerten. Der Elektromotor wird dann von einem Leistungsschaltelement einer Stromwandlerschaltungseinheit basierend auf dem berechneten Antriebsbetätigungsbetrag angetrieben. Daraufhin dreht sich eine Ausgangswelle des Elektromotors zum Antreiben und Drehen der Lenkwelle 2 in der gleichen Richtung wie eine Richtung der Lenkradbetätigung. Diese Drehung der Ausgangswelle des Elektromotors wird über das Ritzel (nicht dargestellt) und das Zahnrad 10 auf die Zahnstange (nicht dargestellt) übertragen, und das Fahrzeug wird gelenkt. Da eine solche Konfiguration und Funktionsweise bekannt sind, wird hier auf eine weitere Beschreibung verzichtet.
  • Wenn, wie oben beschrieben, zwei oder mehr Leiterplatten (eine Vielzahl von Leiterplatten), auf denen jeweils erforderliche elektronische Steuerschaltungen montiert sind, in axialer Richtung des Motorgehäuses gestapelt angeordnet werden, kann eine Form in radialer Richtung der elektronischen Steuereinheit klein ausfallen, und dies wäre eine effektive Methode zur Reduzierung der Größe.
  • Hierbei weist, wie oben ebenfalls beschrieben, eine elektrische Komponente, wie z. B. das Leistungsschaltelement, das die Stromwandlerschaltungseinheit bildet, welche die Leistung des Elektromotors steuert, einen großen Wärmewert auf. Aus diesem Grund muss neben der erforderlichen Größenreduzierung die Wärme des Leistungsschaltelements effizient nach außen abgestrahlt oder abgegeben werden. Vor diesem Hintergrund schlägt das vorliegende Ausführungsbeispiel die elektrische Servolenkvorrichtung mit der nachfolgenden Konfiguration vor.
  • Das heißt, im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Stromwandlerschaltungseinheit, die durch eine drehwellenseitige Linie, die der Drehwelle des Elektromotors zugewandt ausgebildet ist, eine steuerausgangsanschlussseitige Linie, die dreiphasigen Spuleneingangsanschlüssen des Elektromotors zugewandt ausgebildet ist, und Seitenlinien definiert, die beide Endabschnitte der drehwellenseitigen Linie und der steuerausgangsanschlussseitigen Linie verbinden, mit Kunstharz ausgebildet und verpackt, und dreiphasige Steuerausgangsanschlüsse, die mit den dreiphasigen Spuleneingangsanschlüssen verbunden sind, sind an der steuerausgangsanschlussseitigen Linie ausgebildet, und Leistungsschaltelemente, die obere und untere Arme für jede Phase bilden, sind in einer Zick-Zack-Formation entlang der steuerausgangsanschlussseitigen Linie angeordnet sind, wobei die Leistungsschaltelemente im Wesentlichen von einer Mitte zwischen der drehwellenseitigen Linie und der steuerausgangsanschlussseitigen Linie in Richtung der steuerausgangsanschlussseitigen Linie versetzt sind.
  • Da gemäß dieser Konfiguration die Leistungsschaltelemente, welche die oberen und unteren Arme für jede Phase bilden, entlang der steuerausgangsanschlussseitigen Linie angeordnet sind, wobei die Leistungsschaltelemente im Wesentlichen von einer Mitte zwischen der drehwellenseitigen Linie und der steuerausgangsanschlussseitigen Linie in Richtung der steuerausgangsanschlussseitigen Linie versetzt sind, kann eine Länge jedes Drahts, der die Leistungsschaltelemente, welche die oberen und unteren Arme bilden, und die Steuerausgangsanschlüsse verbindet, verkürzt werden, wodurch eine Größe der Leistungsumwandlungsschaltungseinheit reduziert wird. Da die Leistungsschaltelemente, welche die oberen und unteren Arme bilden, in der Zick-Zack-Formation (einer versetzten Anordnung) angeordnet sind, kann zudem eine Fläche einer Metall-Verdrahtungsplatine vergrößert werden, sodass eine Wärmeabgabeleistung durch diese vergrößerte Fläche verbessert werden kann.
  • In der nachfolgenden Beschreibung wird eine Konfiguration der elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 1 bis 12 detailliert beschrieben. 2 zeigt eine Zeichnung, die eine allgemeine Konfiguration der elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht. 3 zeigt eine Zeichnung aus einer schrägen Richtung gesehen, wobei Komponenten der in 2 dargestellten elektrischen Servolenkvorrichtung zerlegt sind. 4 bis 9 zeigen Zeichnungen, die Montagezustände von Komponenten veranschaulichen, die in einer Montagereihenfolge zusammengesetzt werden. 10 bis 12 zeigen Zeichnungen zum Erläutern spezifischer Konfigurationen, die Merkmale des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind. Das Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.
  • Wie in 2 dargestellt, ist eine Elektromotoreinheit 8, welche die elektrische Servolenkvorrichtung bildet, durch ein Motorgehäuse 11 mit einem zylindrischen Abschnitt aus einer Aluminiumlegierung usw. und einen Elektromotor (nicht dargestellt) konfiguriert, der im Motorgehäuse 11 untergebracht ist. Eine elektronische Steuereinheit 9 ist durch eine Metallabdeckung 12, die aus einer Aluminiumlegierung usw. hergestellt ist und auf einer zu einer Ausgangswelle des Elektromotors gegenüberliegenden Seite in axialer Richtung des Motorgehäuses 11 angeordnet ist, und eine elektronische Steuereinheit (nicht dargestellt) konfiguriert, die in dieser Metallabdeckung 12 untergebracht ist.
  • Das Motorgehäuse 11 und die Metallabdeckung 12 sind an deren gegenüberliegenden Stirnflächen mittels eines Klebstoffs oder Befestigungsschrauben oder durch Schweißen fest miteinander verbunden. Die elektronische Steuereinheit, die Im Innern eines Aufnahmeraums der Metallabdeckung 12 untergebracht ist, ist durch eine Stromversorgungsschaltungseinheit, die eine erforderliche Energie erzeugt, eine Stromwandlerschaltungseinheit mit einem Leistungsschaltelement, wie z. B. einem MOSFET und einem IGBT, die den Elektromotor der Elektromotoreinheit 8 antreiben und steuern, und eine Steuerschaltungseinheit konfiguriert, die das Leistungsschaltelement steuert. Ein Ausgangsanschluss des Leistungsschaltelements und ein Eingangsanschluss einer Spule des Elektromotors sind über Stromschienen elektrisch verbunden.
  • Eine Verbinderanschlussanordnung 13 ist an einer Stirnfläche der Metallabdeckung 12 mit Befestigungsschrauben befestigt. Die Verbinderanschlussanordnung 13 weist einen Verbinderanschluss-Formgebungsabschnitt 13A für die Stromversorgung, einen Verbinderanschluss-Formgebungsabschnitt 13B für Erfassungssensoren und einen Verbinderanschluss-Formgebungsabschnitt 13C für eine Steuerzustandsausgabe auf, durch die ein Steuerzustand an eine externe Vorrichtung ausgegeben wird. Die in der Metallabdeckung 12 untergebrachte elektronische Steuereinheit wird von einer Stromversorgung durch den aus Kunstharz hergestellten Verbinderanschluss-Formgebungsabschnitt 13A zur Stromversorgung mit Strom versorgt. Ferner wird die elektronische Steuereinheit mit Erfassungssignalen eines Betriebszustands usw. von den Erfassungssensoren durch den Verbinderanschluss-Formgebungsabschnitt 13B für Erfassungssensoren versorgt. Ein Stromsteuerzustandssignal der elektrischen Servolenkvorrichtung wird von der elektronischen Steuereinheit durch den Verbinderanschluss-Formgebungsabschnitt 13C zur Steuerzustandsausgabe ausgegeben.
  • 3 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der elektrischen Servolenkvorrichtung 6. Ein aus Eisen hergestellten ringförmiges Seitenjoch (nicht dargestellt) ist an einer Innenseite eines Motorgehäuses 11 befestigt. Der Elektromotor ist im Innern dieses Seitenjochs untergebracht. Ein Ausgangswellenabschnitt 14 des Elektromotors stellt die Lenkhilfskraft über das Getriebe der Zahnstange bereit. Da ein spezifischer Aufbau des Elektromotors weithin bekannt ist, wird dessen Beschreibung hier weggelassen.
  • Das Motorgehäuse 11 ist aus einer Aluminiumlegierung hergestellt und wirkt als Kühlkörper, die am Elektromotor und an der nachfolgend aufgeführten Stromversorgungsschaltungseinheit und Stromumwandlungsschaltungseinheit erzeugte Wärme durch eine Wärmekapazität des Kühlkörpers selbst sammelt und die Wärme dann an die Außenatmosphäre abstrahlt oder abgibt. Der Elektromotor und das Motorgehäuse 11 bilden die Elektromotoreinheit 8.
  • Die elektronische Steuereinheit EC ist mit einer Seitenstirnwand 15 des Motorgehäuses 11 verbunden, die eine dem Ausgangswellenabschnitt 14 der Elektromotoreinheit 8 gegenüberliegende Seite ist. Die elektronische Steuereinheit EC weist die Stromwandlerschaltungseinheit 16, die Stromversorgungsschaltungseinheit 17 und die Steuerschaltungseinheit 18 auf. Die Seitenstirnwand 15 des Motorgehäuses 11 ist mit dem Motorgehäuse 11 einstückig ausgebildet. Die Seitenstirnwand 15 kann jedoch getrennt vom Motorgehäuse 11 ausgebildet sein, und dann am Motorgehäuse 11 mittels Schrauben oder durch Schweißen befestigt werden.
  • Hierbei bilden die Stromwandlerschaltungseinheit 16, die Stromversorgungsschaltungseinheit 17 und die Steuerschaltungseinheit 18 ein redundantes System (ein Doppelredundanzsystem) durch eine elektronische Haupt-Steuereinheit und eine elektronische Neben-Steuereinheit. In einem normalen Zustand wird der Elektromotor von der elektronischen Haupt-Steuereinheit angetrieben und gesteuert. Beim Auftreten eines anormalen Zustands oder eines Fehlers in der elektronischen Haupt-Steuereinheit, wird die Steuerung jedoch auf die elektronische Neben-Steuereinheit umgeschaltet, und der Elektromotor wird von der elektronischen Neben-Steuereinheit angetrieben und gesteuert.
  • Daher wird normalerweise Wärme von der elektronischen Haupt-Steuereinheit an das Motorgehäuse 11 übertragen. Wenn der anormale Zustand oder der Fehler an der elektronischen Haupt-Steuereinheit auftritt, stoppt die elektronische Haupt-Steuereinheit und die elektronische Neben-Steuereinheit arbeitet, worauf Wärme von der elektronischen Neben-Steuereinheit an das Motorgehäuse 11 übertragen wird.
  • Als weiteres redundantes System können sowohl die elektronische Haupt-Steuereinheit als auch die elektronische Neben-Steuereinheit als reguläre elektronische Steuereinheit arbeiten. Wenn der anormale Zustand oder der Fehler bei einer der elektronischen Steuereinheiten auftritt, dann treibt und steuert die andere elektronische Steuereinheit den Elektromotor mit halber Leistungsfähigkeit an. Obwohl die Leistungsfähigkeit des Elektromotors halbiert ist, ist in diesem Fall eine Lenkfunktion gewährleistet. Hierbei sei angemerkt, dass das vorliegende Ausführungsbeispiel auch dann realisiert werden kann, wenn kein redundantes System eingesetzt wird.
  • Die elektronische Steuereinheit EC ist durch die Stromwandlerschaltungseinheit 16, die Stromversorgungsschaltungseinheit 17, die Steuerschaltungseinheit 18 und die Verbinderanschlussanordnung 13 konfiguriert. Diese Stromwandlerschaltungseinheit 16, Stromversorgungsschaltungseinheit 17, Steuerschaltungseinheit 18 und Verbinderanschlussanordnung 13 sind in dieser Reihenfolge von der Seite der Seitenstirnwand 15 zu einer Richtung angeordnet, die sich von der Seitenstirnwand 15 wegbewegt. Die Steuerschaltungseinheit 18 ist eine Einheit, die ein Steuersignal zum Ansteuern des Leistungsschaltelements der Stromwandlerschaltungseinheit 16 erzeugt, und ist durch einen Mikrocomputer und eine periphere Schaltung usw. konfiguriert. Die Stromversorgungsschaltungseinheit 17 ist eine Einheit, die Strom zum Ansteuern der Steuerschaltungseinheit 18 und Strom für die Stromwandlerschaltungseinheit 16 erzeugt, und ist durch einen Kondensator, eine Spule und ein Schaltelement usw. konfiguriert. Die Stromwandlungsschaltungseinheit 16 ist eine Einheit, die den in der Dreiphasenspule des Elektromotors fließenden Strom (die Leistung) steuert, und ist durch die Leistungsschaltelemente konfiguriert, welche die dreiphasigen Ober- und Unterarme usw. bilden.
  • Eine Einheit mit großem Wärmewert in der elektronischen Steuereinheit EC ist in erster Linie die Stromwandlerschaltungseinheit 16 und die Stromversorgungsschaltungseinheit 17. Die Wärme der Stromwandlerschaltungseinheit 16 und der Stromversorgungsschaltungseinheit 17 wird vom Motorgehäuse 11 aus einer Aluminiumlegierung abgegeben.
  • Die aus Kunstharz hergestellte Verbinderanschlussanordnung 13 ist zwischen der Steuerschaltkreiseinheit 18 und der Metallabdeckung 12 angeordnet, und ist mit einer Fahrzeugbatterie (der Stromversorgung) und einer weiteren externen Steuervorrichtung (nicht dargestellt) verbunden, an die der momentane Steuerzustand der elektrischen Servolenkvorrichtung ausgegeben wird. Selbstverständlich ist die Verbinderanschlussanordnung 13 mit der Stromwandlerschaltungseinheit 16, der Stromversorgungsschaltungseinheit 17 und der Steuerschaltungseinheit 18 verbunden.
  • Die Metallabdeckung 12 weist eine Funktion zum Aufnehmen und flüssigkeitsdichten Abdichten der Stromwandlerschaltungseinheit 16, der Stromversorgungsschaltungseinheit 17 und der Steuerschaltungseinheit 18 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Metallabdeckung 12 am Motorgehäuse 11 durch Schweißen befestigt. Da die Metallabdeckung 12 aus Metall hergestellt ist, weist die Metallabdeckung 12 auch die Funktion zum Abstrahlen oder Abgeben von Wärme, die an der Stromwandlerschaltungseinheit 16 und der Stromversorgungsschaltungseinheit 17 usw. erzeugt wird, nach außen auf.
  • Als nächstes wird die Struktur oder Konfiguration jeder Komponente und ein Montageverfahren der Komponenten mit Bezug auf die 4 bis 9 beschrieben. 4 zeigt eine Außenansicht des Motorgehäuses 11. 5 zeigt einen Querschnitt des Motorgehäuses 11, der in axialer Richtung des Motorgehäuses 11 geschnitten ist.
  • In den 4 und 5 ist das Motorgehäuse 11 zylindrisch oder rohrförmig geformt. Das Motorgehäuse 11 umfasst einen Seitenumfangsflächenabschnitt 11A, die Seitenstirnwand 15, die das eine Ende des Seitenumfangsflächenabschnitts 11A verschließt, und eine Seitenstirnwand 19, die das andere Ende des Seitenumfangsflächenabschnitts 11A verschließt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Seitenumfangsflächenabschnitt 11A und die Seitenstirnwand 15 einstückig miteinander ausgebildet, sodass das Motorgehäuse 11 eine zylindrische Form mit Boden aufweist. Die Seitenstirnwand 19 dient als Deckel und verschließt das andere Ende des Seitenumfangsflächenabschnitts 11A, nachdem der Elektromotor im Seitenumfangsflächenabschnitt 11A untergebracht wurde.
  • Wie in 5 dargestellt, ist ein Stator 21 mit Kernen, um welche die Spule 20 gewickelt ist, in den Seitenumfangsflächenabschnitt 11A eingepasst, und ein Rotor 22, in den ein Permanentmagnet eingebettet ist, ist drehbar in diesem Stator 21 untergebracht. Eine Drehwelle 23 ist am Rotor 22 befestigt, und deren eines Ende bildet den Ausgangswellenabschnitt 14, und deren anderes Ende bildet einen Dreherfassungsabschnitt 24 zum Erfassen einer Drehphase und einer Drehzahl der Drehwelle 23. Der Dreherfassungsabschnitt 24 ist mit einem Permanentmagneten versehen und ragt durch eine Durchgangsöffnung 25, das an der Seitenstirnwand 15 ausgebildet ist, nach außen vor. Die Drehphase und die Drehzahl der Drehwelle 23 werden durch einen Magnetismus-Erfassungsabschnitt erfasst, der durch ein GMR-Element (nicht dargestellt) usw. konfiguriert ist.
  • Mit erneutem Bezug auf 4 sind Wärmeabstrahlabschnitte (Wärmeabgabeabschnitte) 15A und 15B für die Stromwandlerschaltungseinheit 16 und die Stromversorgungsschaltungseinheit 17 auf einer Oberfläche der Seitenstirnwand 15 ausgebildet, die an einer dem Ausgangswellenabschnitt 14 gegenüberliegenden Seite der Drehwelle 23 angeordnet sind. Ferner sind die Leiterplatten-Befestigungsabschnitte 26 einstückig mit der Seitenstirnwand 15 an vier Ecken der Seitenstirnwand 15 so ausgebildet, dass diese auf der Oberfläche der Seitenendwand 15 stehen oder von dieser vorragen. Jeder Leiterplatten-Befestigungsabschnitt 26 weist eine Schraubenöffnung im Innern des Leiterplatten-Befestigungsabschnitts 26 auf. Der Leiterplatten-Befestigungsabschnitt 26 ist zum Befestigen einer nachstehend genannten Glasepoxid-Leiterplatte 34 der Steuerschaltungseinheit 18 vorgesehen, und weist eine Funktion zum Abgeben (oder Übertragen) von Wärme von der Leiterplatte der Steuerschaltungseinheit 18 an das Motorgehäuse 11 auf.
  • Die Leiterplatten-Befestigungsabschnitte 26, die aus dem Stromwandlerschaltung-Wärmeabgabeabschnitt 15A (der später beschrieben wird) vorragen, weisen jeweils einen Leiterplatten-Aufnahmeabschnitt 27 auf, dessen Höhe in Axialrichtung die identisch mit der des Stromversorgungsschaltung-Wärmeabgabeabschnitts 15B (der später beschrieben wird) ist. Dieser Leiterplatten-Aufnahmeabschnitt 27 ist ein Abschnitt, auf dem eine nachstehend beschriebene Glasepoxid-Leiterplatte 31 der Stromversorgungsschaltungseinheit 17 montiert ist.
  • Wie aus 4 ersichtlich, ist ein ebener Bereich, der die Seitenstirnwand 15 bildet, die senkrecht zur Drehwelle 23 verläuft, in zwei Abschnitte unterteilt. Der eine ist der Stromwandlerschaltung-Wärmeabgabeabschnitt 15A, an dem die Stromwandlerschaltungseinheit 16 befestigt ist, und der andere ist der Stromversorgungsschaltung-Wärmeabgabeabschnitt 15B, an dem die Stromversorgungsschaltungseinheit 17 befestigt ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Fläche des Stromwandlerschaltung-Wärmeabgabeabschnitts 15A größer als diejenige des Stromversorgungsschaltung-Wärmeabgabeabschnitts 15B. Dies liegt daran, dass das oben beschriebene redundante System verwendet wird und ein Montagebereich der Stromwandlerschaltungseinheit 16 gesichert ist.
  • Hierbei sind Spuleneingangsanschluss-Führungsöffnungen am Stromwandlerschaltung-Wärmeabgabeabschnitt 15A ausgebildet, obwohl diese in den Zeichnungen nicht dargestellt sind. Ferner sind die Eingangsanschlüsse der Dreiphasenspule des Elektromotors, mit denen nachfolgend beschriebene Steuerausgangsanschlüsse der Stromwandlerschaltungseinheit 16 verbunden sind, aus diesen Spuleneingangsanschluss-Führungsöffnungen herausgezogen. Diese dreiphasigen Spuleneingangsanschlüsse sind so angeordnet, dass sie einer nachstehenden beschriebenen steuerausgangsanschlussseitigen Linie 44B (siehe 12) der Stromwandlerschaltungseinheit 16 zugewandt sind.
  • Ferner ist eine Stufe mit unterschiedlicher Höhe in Axialrichtung (einer Richtung, in der sich die Drehwelle 23 erstreckt) zwischen dem Stromwandlerschaltung-Wärmeabgabeabschnitt 15A und dem Stromversorgungsschaltung-Wärmeabgabeabschnitt 15B vorgesehen. Das heißt, der Stromversorgungsschaltung -Wärmeabgabeabschnitt 15B ist mit einer Stufe ausgebildet, die vom Stromwandlerschaltung-Wärmeabgabeabschnitt 15A in Richtung der Drehwelle 23 des Elektromotors wegweist. Diese Stufe ist auf eine solche Höhe festgelegt, dass sich die Stromwandlerschaltungseinheit 16 und die Stromversorgungsschaltungseinheit 17 nicht gegenseitig beinträchtigen, wenn die Stromversorgungsschaltungseinheit 17 montiert wird, nachdem die Stromwandlerschaltungseinheit 16 montiert wurde.
  • Der Stromwandlerschaltung-Wärmeabgabeabschnitt 15A ist mit drei langen schmalen rechteckigen vorragenden Wärmeabgabeabschnitten 28 versehen. Diese vorragenden Wärmeabgabeabschnitte 28 sind Abschnitte, auf denen die Stromwandlerschaltungseinheit 16 für das redundante System montiert ist. Die vorragenden Wärmeabgabeabschnitte 28 ragen von der Oberfläche des Stromwandlerschaltung-Wärmeabgabeabschnitts 15A in Richtung der Drehwelle 23 des Elektromotors so vor, dass diese vom Elektromotor wegweisen.
  • Diese vorragenden Wärmeabgabeabschnitte 28 sind in rechteckigen Formen gemäß jeweiligen Formen einer Haupt-Stromwandlerschaltungseinheit 16M, einer Neben-Stromwandlerschaltungseinheit 16S und einer Anomalie-Ansprechschaltungseinheit 16E ausgebildet, wie dies in 6 dargestellt ist. Zudem ist die eine lange Seite jedes vorragenden Wärmeabgabeabschnitts 28 (jeder der Einheiten 16M, 16S und 16E) der Drehwelle 23 zugewandt, und die andere lange Seite jedes vorragenden Wärmeabgabeabschnitts 28 (jeder der Einheiten 16M, 16S und 16E) ist den vorgenannten dreiphasigen Spuleneingangsanschlüssen zugewandt.
  • Der Stromversorgungsschaltung-Wärmeabgabeabschnitt 15B ist zu einer ebenen Oberfläche ausgebildet, und die Stromversorgungsschaltungseinheit 17 ist am Stromversorgungsschaltung-Wärmeabgabeabschnitt 15B montiert. Daher wirkt der vorragende Wärmeabgabeabschnitt 28 als Wärmeabgabebereich, der an der Stromwandlerschaltungseinheit 16 erzeugte Wärme an die Seitenstirnwand 15 abgibt und überträgt, und der Stromversorgungsschaltung -Wärmeabgabeabschnitt 15B wirkt als Wärmeabgabebereich, der an der Stromversorgungsschaltungseinheit 17 erzeugte Wärme an die Seitenstirnwand 15 abgibt und überträgt. Die vorragenden Wärmeabgabeabschnitte 28 können entfernt werden. In diesem Fall wirkt der Stromwandlerschaltung-Wärmeabgabeabschnitt 15A als Wärmeabgabebereich, der an der Stromwandlerschaltungseinheit 16 erzeugte Wärme an die Seitenstirnwand 15 abgibt und überträgt.
  • Da im vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie oben beschrieben, die Seitenstirnwand 15 des Motorgehäuses 11 als Kühlkörperelement wirkt, ist ein separat ausgebildetes Kühlkörperelement nicht erforderlich, sodass eine Länge in axialer Richtung verkürzt werden kann. Da das Motorgehäuse 11 eine ausreichende Wärmekapazität aufweist, ist es ferner möglich, Wärme der Stromversorgungsschaltungseinheit 17 und der Stromwandlerschaltungseinheit 16 effizient vom Motorgehäuse 11 nach außen abzustrahlen oder abzugeben.
  • Als nächstes zeigt 6 einen Zustand, bei dem die Stromwandlungsschaltungseinheit 16 an den vorragenden Wärmeabgabeabschnitten 28 montiert ist. Wie in 6 dargestellt, ist die Stromwandlerschaltungseinheit 16, die das redundante System bildet, an den vorragenden Wärmeabgabeabschnitten 28 montiert, die am Stromwandlerschaltung-Wärmeabgabeabschnitt 15A ausgebildet sind. Die Stromwandlerschaltungseinheit 16 ist durch die Haupt-Stromwandlerschaltungseinheit 16M, die Neben-Stromwandlerschaltungseinheit 16S und die Anomalie-Ansprechschaltungseinheit 16E konfiguriert. Zudem ist jede oder sind alle der Einheiten 16M, 16S und 16E mit den Leistungsschaltelemente und Metall-Verdrahtungsplatinen, welche die Einheit bilden, mit Kunstharz verpackt. Diese detaillierte Beschreibung erfolgt später mit Bezug auf die 10 bis 12.
  • Somit ist die Stromwandlerschaltungseinheit 16 thermisch mit dem vorragenden Wärmeabgabeabschnitt 28 verbunden. Anhand dieser Konfiguration kann am Leistungsschaltelement erzeugte Wärme effizient auf den vorragenden Wärmeabgabeabschnitt 28 übertragen werden. Ein Wärmeübertragungsfett (oder ein wärmeleitendes Fett) ist zwischen der Stromwandlerschaltungseinheit 16 und dem vorragenden Wärmeabgabeabschnitt 28 aufgetragen, wodurch die Wärmeübertragung von der Stromwandlerschaltungseinheit 16 zum vorragenden Wärmeabgabeabschnitt 28 erleichtert wird. Darüber hinaus wird die Stromwandlerschaltungseinheit 16 in Richtung der Seite des vorragenden Wärmeabgabeabschnitts 28 durch ein elastisches Funktionselement eines Befestigungselements der Stromwandlerschaltungseinheit, das an einem Endabschnitt der Drehwelle 23 montiert ist, gedrückt und gehalten.
  • Die auf den vorragenden Wärmeabgabeabschnitt 28 übertragene Wärme diffundiert durch den Stromwandlerschaltung-Wärmeabgabeabschnitt 15A und wird weiter auf den Seitenumfangsflächenabschnitt 11A des Motorgehäuses 11 übertragen und dann nach außen abgegeben. Da hierbei, wie oben beschrieben, eine Höhe des Stromwandlerschaltung-Wärmeabgabeabschnitts 15A in axialer Richtung geringer als die des Stromversorgungsschaltung-Wärmeabgabeabschnitts 15B der Stromversorgungsschaltungseinheit 17 ist, beeinträchtigt die Stromwandlerschaltungseinheit 16 die Stromversorgungsschaltungseinheit 17 nicht.
  • Als nächstes zeigt 7 einen Zustand, bei dem die Stromversorgungsschaltungseinheit 17 oberhalb oder über der Stromwandlerschaltungseinheit 16 montiert ist. Wie in 7 dargestellt, ist die Stromversorgungsschaltungseinheit 17 am Stromversorgungsschaltung-Wärmeabgabeabschnitt 15B montiert. Kondensatoren 29 und Spulen 30 usw., welche die Stromversorgungsschaltungseinheit 17 bilden, sind auf der Glasepoxid-Leiterplatte 31 montiert. Die Stromversorgungsschaltungseinheit 17 weist das redundante System auf, und, wie aus den Zeichnungen ersichtlich, sind durch die Kondensatoren 29 und die Spulen 30 usw. konfigurierte Stromversorgungsschaltungen vorgesehen, die symmetrisch zueinander angeordnet sind.
  • Eine Oberfläche auf der Seite des Stromversorgungschaltung-Wärmeabgabeabschnitts 15B dieser Glasepoxid-Leiterplatte 31 ist an der Seitenstirnwand 15 so befestigt, dass diese den Stromversorgungsschaltung-Wärmeabgabeabschnitt 15B berührt. Wie in 7 dargestellt, ist die Glasepoxid-Leiterplatte 31 als Befestigungsart an den Schraubenöffnungen, die an den Leiterplatten-Aufnahmeabschnitten 27 der Leiterplatten-Befestigungsabschnitte 26 vorgesehen sind, mit Befestigungsschrauben (nicht dargestellt) befestigt, und ist zudem an den Schraubenöffnungen, die am Stromversorgungsschaltung-Wärmeabgabeabschnitt 15B vorgesehen sind, mit Befestigungsschrauben (nicht dargestellt) befestigt.
  • Da die Stromversorgungsschaltungseinheit 17 hierbei durch die Glasepoxid-Leiterplatte 31 gebildet ist, können die Schaltungseinheiten auf beiden Seiten der Glasepoxid-Leiterplatte 31 montiert werden. Auf der Oberfläche an der Seite des Stromversorgungsschaltung-Wärmeabgabeabschnitts 15B der Glasepoxid-Leiterplatte 31 ist das GMR-Element (nicht dargestellt) oder eine Drehphasen- und Drehzahlerfassungseinheit montiert, die durch eine vom GMR gebildete Erfassungsschaltung konfiguriert ist, und erfasst zusammen mit dem an der Drehwelle 23 vorgesehenen Dreherfassungsabschnitt 24 die Drehphase und die Drehzahl der Drehwelle 23.
  • Da die Glasepoxid-Leiterplatte 31 an der Seitenendwand 15 zum Berühren des Stromversorgungsschaltung-Wärmeabgabeabschnitt 15B befestigt ist, ist es möglich, 7, die an der Stromversorgungsschaltungseinheit 17 erzeugte Wärme, effizient zum Stromversorgungsschaltung-Wärmeabgabeabschnitt 15B zu übertragen. Die auf den Stromversorgungsschaltung-Wärmeabgabeabschnitt 15B übertragene Wärme wird weiter auf den Seitenumfangsflächenabschnitt 11A des Motorgehäuses 11 übertragen und diffundiert durch diesen, und wird danach nach außen abgegeben. Durch Einfügen eines guten Wärmeübertragungsklebstoffs (oder eines gut wärmeleitenden Klebstoffs), eines Wärmeübertragungsfetts (oder eines wärmeleitenden Fetts) oder einer Wärmeübertragungsschicht (oder einer wärmeleitenden Schicht) zwischen der Glasepoxid-Leiterplatte 31 und dem Stromversorgungsschaltung-Wärmeabgabeabschnitt 15B kann hierbei eine Wärmeübertragungsleistung (oder eine Wärmeleitfähigkeit) weiter verbessert werden.
  • Als nächstes zeigt 8 einen Zustand, bei dem die Steuerschaltungseinheit 18 oberhalb oder über der Stromversorgungsschaltungseinheit 17 montiert ist. Wie in 8 dargestellt, ist die Steuerschaltungseinheit 18 oberhalb oder über der Stromversorgungsschaltungseinheit 17 montiert. Mikrocomputer 32 und periphere Schaltungen 33, welche die Steuerschaltungseinheit 18 bilden, sind auf der Glasepoxid-Leiterplatte 34 montiert. Die Steuerschaltungseinheit 18 weist ebenfalls das redundante System auf, und wie aus den Zeichnungen ersichtlich, sind Steuerschaltungen vorgesehen, die durch die Mikrocomputer 32 und die peripheren Schaltungen 33, wie z. B. Transistoren, die symmetrisch zueinander angeordnet sind, vorgesehen. Die Mikrocomputer 32 und die peripheren Schaltungen 33 sind auf einer Oberfläche an der Seite der Stromversorgungsschaltungseinheit 17 der Glasepoxid-Leiterplatte 34 montiert.
  • Diese Glasepoxid-Leiterplatte 34 ist an den Schraubenöffnungen, die an den Oberseiten der Leiterplatten-Befestigungsabschnitte 26 vorgesehen sind, mit Befestigungsschrauben (nicht dargestellt) befestigt, wie dies in 8 dargestellt ist, sodass ein Zwischenraum, in dem die Kondensatoren 29 und die Spulen 30 usw. der in 7 dargestellten Stromversorgungsschaltungseinheit 17 angeordnet sind, zwischen der Glasepoxid-Leiterplatte 31 der Stromversorgungsschaltungseinheit 17 und der Glasepoxid-Leiterplatte 34 der Steuerschaltungseinheit 18 vorgesehen ist.
  • Als nächstes zeigt 9 einen Zustand, bei dem die Verbinderanschlussanordnung 13 oberhalb oder über der Steuerschaltungseinheit 18 montiert ist. Wie in 9 dargestellt, ist die Verbinderanschlussanordnung 13 oberhalb oder über der Steuerschaltungseinheit 18 montiert. Die Verbinderanschlussanordnung 13 ist an Schraubenöffnungen befestigt, die an den Oberseiten von Leiterplatten-Befestigungsabschnitten 26A und 26B vorgesehen sind, mit Befestigungsschrauben 36 befestigt, sodass die Steuerschaltungseinheit 18 zwischen der Stromversorgungsschaltungseinheit 17 und der Verbinderanschlussanordnung 13 angeordnet ist. In diesem, wie in 9 dargestellten Zustand, ist die Verbinderanschlussanordnung 13 mit der Stromwandlerschaltungseinheit 16, der Stromversorgungsschaltungseinheit 17 und der Steuerschaltungseinheit 18 verbunden. Nach dem Befestigen der Verbinderanschlussanordnung 13 wird ein Öffnungsende 37 der Metallabdeckung 12 mit einem abgestuften Abschnitt 35 des Motorgehäuses 11 verbunden und zudem durch Schweißen am Motorgehäuse 11 befestigt.
  • Als nächstes wird die Stromwandlerschaltungseinheit 16 des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die 10 bis 12 beschrieben. 10 zeigt ein Schaltbild, das eine Schaltungskonfiguration der Stromwandlerschaltungseinheit 16 veranschaulicht, die ein redundantes System bildet. 11 zeigt eine Zeichnung, die schematisch einen Querschnitt einer Stromwandlungsschaltungseinheit des redundanten Systems veranschaulicht. 12 zeigt eine Zeichnung, die eine Anordnung von Metall-Verdrahtungsplatinen und Leistungsschaltelementen der einen Stromwandlerschaltungseinheit des redundanten Systems veranschaulicht.
  • Die in 10 dargestellte Schaltung ist eine Schaltung des redundanten Systems, in der sowohl die elektronische Haupt-Steuereinheit als auch die elektronische Neben-Steuereinheit als reguläre elektronische Steuereinheit arbeiten und wenn der anormale Zustand oder der Fehler bei einer der elektronischen Steuereinheiten auftritt, die andere elektronische Steuereinheit den Elektromotor mit halber Leistungsfähigkeit antreibt und steuert. Obwohl die Leistungsfähigkeit des Elektromotors in diesem Fall halbiert ist, ist eine Lenkfunktion gewährleistet. Die Spule 20 des Elektromotors wird hierbei durch eine U-Phasen-Hauptspule UM, eine V-Phasen-Hauptspule VM, eine W-Phasen-Hauptspule WM, eine U-Phasen-Nebenspule US, eine V-Phasen-Nebenspule VS und eine W-Phasen-Nebenspule WS gebildet.
  • Die U-Phasen-Hauptspule UM, die V-Phasen-Hauptspule VM und die W-Phasen-Hauptspule WM werden von der Haupt-Stromwandlungsschaltungseinheit 16M gesteuert. Die U-Phasen-Nebenspule US, die V-Phasen-Nebenspule VS und die W-Phasen-Nebenspule WS werden von der Neben-Stromwandlungsschaltungseinheit 16S gesteuert. Eine Schaltungskonfiguration der Haupt-Stromwandlungsschaltungseinheit 16M und der Neben-Stromwandlungsschaltungseinheit 16S ist identisch, und diese Stromwandlungsschaltungseinheiten 16M und 16S teilen sich einen Betrieb der Spule 20 zu gleichen Teilen.
  • Die Stromwandlungsschaltungseinheit 16 weist die Leistungsschaltelemente auf, die obere- und untere Arme für die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase bilden. Auf der U-Phasenseite sind ein Paar eines Oberarm-Leistungsschaltelements 38UU und eines Unterarm-Leistungsschaltelements 38UL in Reihe geschaltet, und dessen Mittelpunkt ist mit der U-Phasen-Hauptspule UM verbunden. Auf der V-Phasenseite sind ein Paar eines Oberarm-Leistungsschaltelements 38VU und eines Unterarm-Leistungsschaltelements 38VL in Reihe geschaltet, und dessen Mittelpunkt ist mit der V-Phasen-Hauptspule VM verbunden. Auf der W-Phasenseite sind ein Paar eines Oberarm-Leistungsschaltelements 38WU und eines Unterarm-Leistungsschaltelements 38WL in Reihe geschaltet, und dessen Mittelpunkt ist mit der W-Phasen-Hauptspule WM verbunden.
  • Gleichermaßen weist die Neben-Stromwandlerschaltungseinheit 16S die Leistungsschaltelemente auf, die obere und untere Arme für die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase bilden. Auf der U-Phasenseite sind ein Paar eines Oberarm-Leistungsschaltelements 39UU und eines Unterarm-Leistungsschaltelements 39UL in Reihe geschaltet, und dessen Mittelpunkt ist mit der U-Phasen-Nebenspule US verbunden. Auf der V-Phasenseite sind ein Paar eines Oberarm-Leistungsschaltelements 39VU und eines Unterarm-Leistungsschaltelements 39VL in Reihe geschaltet, und dessen Mittelpunkt ist mit der V-Phasen-Nebenspule VS verbunden. Auf der W-Phasenseite sind ein Paar eines Oberarm-Leistungsschaltelements 39WU und eines Unterarm-Leistungsschaltelements 39WL in Reihe geschaltet, und dessen Mittelpunkt ist mit der W-Phasenteilspule WS verbunden.
  • Ferner sind die Oberarm-Leistungsschaltelemente 38UU, 38VU und 38WU der Haupt-Stromwandlerschaltungseinheit 16M und die Oberarm-Leistungsschaltelemente 39UU, 39VU und 39WU der Neben-Stromwandlerschaltungseinheit 16S jeweils mit einer Stromversorgungsleitung BL verbunden. Andererseits sind die Unterarm-Leistungsschaltelemente 38UL, 38VL und 38WL der Haupt-Stromwandlerschaltungseinheit 16M und die Unterarm-Leistungsschaltelemente 39UL, 39VL und 39WL der Neben-Stromwandlerschaltungseinheit 16S jeweils mit einer Masseleitung EL verbunden.
  • Jeder Betrieb der Haupt-Stromwandlerschaltungseinheit 16M und der Neben-Stromwandlerschaltungseinheit 16S ist im Wesentlichen der gleiche wie der einer typischen Stromwandlerschaltungseinheit. Daher wird hierauf eine detaillierte Erläuterung verzichtet.
  • Die Anomalie-Ansprechschaltungseinheit 16E weist ebenfalls eine Hauptseite und eine Nebenseite auf, und die U-Phasen-Hauptspule UM, die V-Phasen-Hauptspule VM und die W-Phasen-Hauptspule WM sind mit einem jeweiligen Neutralpunkt-Relaisschaltelementen 40M der Anomalie-Ansprechschaltungseinheit 16E verbunden, und außerdem sind die U-Phasen-Nebenspule US, die V-Phasen-Nebenspule VS und die W-Phasen-Nebenspule WS sind mit den jeweiligen Neutralpunkt-Relaisschaltelementen 40S der Anomalie-Ansprechschaltungseinheit 16E verbunden. Wenn der abnormale Zustand oder der Fehler an einer der elektronischen Steuereinheiten auftritt, wird daher eines der Neutralpunkt-Relaisschaltelemente 40M und 40S, das die Seite des Auftretens eines abnormalen Zustands oder die Seite des Auftretens eines Fehlers darstellt, ausgeschaltet, und ein Stromfluss wird als Reaktion auf das Auftreten eines abnormalen Zustands oder eines Fehlers gestoppt.
  • 11 zeigt eine Zeichnung, die einen Querschnitt der Haupt-Stromwandlerschaltungseinheit 16M schematisch veranschaulicht. Die Haupt-Stromwandlerschaltungseinheit 16M, die mit Kunstharz 43 verpackt ist, ist an einer Oberseite des vorragenden Wärmeabgabeabschnitts 28 der Seitenendwand 15 des Motorgehäuses 11 montiert. Die Haupt Stromwandlerschaltungseinheit 16M ist nicht auf einer Leiterplatte montiert, sondern nur mit dem Kunstharz geformt. Damit ist eine Dicke in einer Höhenrichtung der Haupt-Stromwandlerschaltungseinheit 16M geringer, sodass eine Reduzierung der Größe und der Teileanzahl erreicht werden kann.
  • Eine Metall-Verdrahtungsplatine 41 ist als Verdrahtungsmuster ist im Kunstharz 43 angeordnet, und das Leistungsschaltelement 38 ist auf der Verdrahtungsplatine 41 positioniert und mit der Verdrahtungsplatine 41 elektrisch verbunden. Ferner ist ein Clip 42 eines Überbrückungsdrahts am Leistungsschaltelement 38 angeordnet und mit dem Leistungsschaltelement 38 elektrisch verbunden. Obwohl 11 den Querschnitt des einen der Leistungsschaltelemente 38 darstellt, weisen die anderen Leistungsschaltelemente 38 die gleiche Konfiguration auf. Die Neben-Stromwandlerschaltungseinheit 16S und die Anomalie-Ansprechschaltungseinheit 16E weisen ebenfalls im Wesentlichen die gleiche Konfiguration auf.
  • 12 zeigt eine Zeichnung, welche die Anordnung der Metall-Verdrahtungsplatinen und der Leistungsschaltelemente der Haupt-Stromwandlerschaltungseinheit 16M veranschaulicht. Die Haupt-Stromwandlerschaltungseinheit 16M ist eine Einheit, die durch Anordnen der Metall-Verdrahtungsplatinen und der Leistungsschaltelemente an vorbestimmten Positionen und einstückiges Formen derselben mit dem Kunstharz 43 gebildet ist. In 12 ist das Kunstharz 43, aus dem die Metall-Verdrahtungsplatinen und die Leistungsschaltelemente geformt sind, transparent, um die Metall-Verdrahtungsplatinen und die Leistungsschaltelemente sichtbar zu machen.
  • In 12 ist die Haupt-Stromwandlerschaltungseinheit 16M einstückig mit dem Kunstharz 43 geformt und in einer im Wesentlichen rechteckigen Form ausgebildet. Die eine lange Seite (im Folgenden als drehwellenseitige Linie bezeichnet) 44A ist der Drehwelle 23 zugewandt, und die andere lange Seite (im Folgenden als steuerausgangsanschlussseitige Linie bezeichnet) 44B ist den dreiphasigen Spuleneingangsanschlüssen des Elektromotors zugewandt. Diese drehwellenseitige Linie 44A und steuerausgangsanschlussseitige Linie 44B verlaufen parallel zueinander, und die Haupt-Stromwandlerschaltungseinheit 16M ist durch die drehwellenseitige Linie 44A, die steuerausgangsanschlussseitige Linie 44B, und die Seitenlinien 44C und 44D geformt oder definiert, die beide Endabschnitte der drehwellenseitigen Linie 44A und der steuerausgangsanschlussseitigen Linie 44B verbinden.
  • Die Metall-Verdrahtungsplatine umfasst eine lange schmale Stromversorgung-Verdrahtungsplatine 45, die als Stromversorgungsleitung BL dient, eine lange schmale Masse-Verdrahtungsplatine 46, die an die Stromversorgung-Verdrahtungsplatine 45 angrenzt und als Masseleitung EL dient, und drei separat angeordnete Steuerung-Verdrahtungsplatinen 47U, 47V und 47W, die jeweils an die Stromversorgung-Verdrahtungsplatine 45 angrenzen und als Steuerleitung dienen. Die Masse-Verdrahtungsplatine 46 ist so angeordnet, dass sie sich in Längsrichtung entlang der drehwellenseitigen Linie 44A erstreckt und an den Stirnflächen der drehwellenseitigen Linie 44A geerdet ist. Die drei Steuerung-Verdrahtungsplatinen 47U, 47V und 47W erstrecken sich jeweils in Längsrichtung entlang der steuerausgangsanschlussseitigen Linie 44B und sind in regelmäßigen Abständen angeordnet. Die Stromversorgung-Verdrahtungsplatine 45 ist in Längsrichtung entlang der drehwellenseitigen Linie 44A im Wesentlichen in der Mitte zwischen den drei Steuerung-Verdrahtungsplatinen 47U, 47V und 47W und der Masse-Verdrahtungsplatine 46 erstreckend angeordnet und mit einer Stromversorgung an Stirnflächen der drehwellenseitigen Linie 44A verbunden.
  • Die Oberarm-Leistungsschaltelemente 38UU, 38VU und 38WU sind in regelmäßigen Abständen auf einer Oberseite der Stromversorgung-Verdrahtungsplatine 45 angeordnet. Die Unterarm-Leistungsschaltelemente 38UL, 38VL und 38WL sind in regelmäßigen Abständen auf einer Oberseite der drei Steuerung-Verdrahtungsplatinen 47U, 47V bzw. 47W angeordnet.
  • Hierbei sind die Oberarm-Leistungsschaltelemente 38UU, 38VU und 38WU und die Unterarm-Leistungsschaltelemente 38UL, 38VL und 38WL in einer Zick-Zack-Formation (einer versetzten Anordnung) in Längsrichtung (in Richtungen der drehwellenseitigen Linie 44A und der steuerausgangsanschlussseitigen Linie 44B) so angeordnet, dass die Unterarm-Leistungsschaltelemente 38UL, 38VL und 38WL jeweils zwischen den Oberarm-Leistungsschaltelementen 38UU, 38VU bzw. 38WU (die Leistungsschaltelemente 38UU, 38VU, 38WU, 38UL, 38VL und 38WL sind versetzt) positioniert sind, wobei eine Linie der Oberarm-Leistungsschaltelemente 38UU, 38VU und 38WU und eine Linie der Unterarm-Leistungsschaltelemente 38UL, 38VL und 38WL einen vorbestimmten Abstand voneinander aufweisen.
  • Ein U-Phasen-Steuerausgangsanschluss 48U, ein V-Phasen-Steuerausgangsanschluss 48V und ein W-Phasen-Steuerausgangsanschluss 48W, die mit der U-Phasen-Hauptspule UM, der V-Phasen-Hauptspule VM und der W-Phasen-Hauptspule WM verbunden sind, sind mit den drei Steuerung-Verdrahtungsplatinen 47U, 47V und 47W, die sich in Längsrichtung entlang der steuerausgangsanschlussseitigen Linie 44B erstrecken, einstückig ausgebildet und jeweils in regelmäßigen Abständen angeordnet.
  • Ferner sind ein Gateanschluss G und ein Drainanschluss D für jedes Leistungsschaltelement 38 der drei Phasen der oberen und unteren Arme an einer Seite der steuerausgangsanschlussseitigen Linie 44B ausgebildet, wobei der Gateanschluss G und der Drainanschluss an den U-Phasen-Steuerausgangsanschluss 48U, den V-Phasen-Steuerausgangsanschluss 48V und den W-Phasen-Steuerausgangsanschluss 48W angrenzen. Die Gate-Anschlüsse G für die drei Phasen sind über Verbindungsleitungen 49 mit Gates der jeweiligen Leistungsschaltelemente 38 der oberen und unteren Arme verbunden.
  • Die Oberarm-Leistungsschaltelemente 38UU, 38VU und 38WU auf der Stromversorgung-Verdrahtungsplatine 45 sind über Überbrückungsdrähte 50U, 50V und 50W mit den entsprechenden drei Steuerung-Verdrahtungsplatinen 47U, 47V und 47W verbunden. Gleichermaßen sind die Leistungsschaltelemente 38UL, 38VL und 38WL des unteren Arms auf den drei Steuerung-Verdrahtungsplatinen 47U, 47V und 47W über Überbrückungsdrähte 51U, 51V und 51W mit der Masse-Verdrahtungsplatine 46 verbunden.
  • Auf diese Weise sind die dreiphasigen Steuerausgangsanschlüsse 48U, 48V und 48W, die mit den Spuleneingangsanschlüssen verbunden sind, an der steuerausgangsanschlussseitigen Linie 44B ausgebildet, und die Leistungsschaltelemente 38UU, 38VU, 38WU, 38UL, 38VL und 38WL, welche die oberen und unteren Arme für jede Phase bilden, sind entlang der steuerausgangsanschlussseitigen Linie 44B angeordnet, wobei diese Leistungsschaltelemente 38UU, 38VU, 38WU, 38UL, 38VL und 38WL im Wesentlichen von einer Mitte zwischen der drehwellenseitigen Linie 44A und der steuerausgangsanschlussseitigen Linie 44B in Richtung der steuerausgangsanschlussseitigen Linie 44B versetzt sind.
  • Mittels dieser Anordnung kann eine Länge jedes Drahts, der die Leistungsschaltelemente 38UU, 38VU, 38WU, 38UL, 38VL und 38WL, welche die oberen und unteren Arme bilden, und die Steuerausgangsanschlüsse 48U, 48V und 48W verbinden, verkürzt werden, wodurch sich die Größe der Stromwandlerschaltungseinheit reduziert. Da zudem die Drahtlänge verkürzt werden kann, kann eine Zunahme der Impedanz unterbunden werden.
  • Darüber hinaus sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Leistungsschaltelemente 38UU, 38VU und 38WU des oberen Arms und die Leistungsschaltelemente 38UL, 38VL und 38WL des unteren Arms in der Zick-Zack-Formation (der versetzten Anordnung) in Längsrichtung derart angeordnet, dass die Unterarm-Leistungsschaltelemente 38UL, 38VL und 38WL jeweils zwischen den Oberarm-Leistungsschaltelementen 38UU, 38VU und 38WU (die Leistungsschaltelemente 38UU, 38VU, 38WU, 38UL, 38VL und 38WL sind versetzt) positioniert sind.
  • Folglich kann die Stromversorgung-Verdrahtungsplatine 45 in einer Form ausgebildet sein, die in Richtung der Seiten der Steuerung-Verdrahtungsplatine 47U, 47V und 47W vorragt. Umgekehrt weisen die Steuerung-Verdrahtungsplatinen 47U, 47V und 47W Formen auf, die sich gemäß dem Vorsprung der Form der Stromversorgung-Verdrahtungsplatine 45 zurückziehen (oder einpassen). Gleichermaßen können die Steuerverdrahtungsplatinen 47U, 47V und 47W in Formen ausgebildet sein, die in Richtung der Seite der Stromversorgungsverdrahtungsplatine 45 vorragen. Umgekehrt weist die Stromversorgung-Verdrahtungsplatine 45 eine Form auf, die sich gemäß den Vorsprüngen der Formen der Steuerverdrahtungsplatinen 47U, 47V und 47W zurückzieht (oder einpasst). Auf diese Weise kann jeder Wärmeabgabebereich (jeder Wärmeabstrahlbereich) der Stromversorgung-Verdrahtungsplatine 45 und der Steuerung-Verdrahtungsplatinen 47U, 47V und 47W durch diese vorragenden Formen groß ausfallen. Demzufolge ist es möglich, Wärme effizient an den in 11 dargestellten vorragenden Wärmeabgabeabschnitt 28 abzugeben.
  • Außerdem können die Oberarm-Leistungsschaltelemente 38UU, 38VU und 38WU und die Unterarm-Leistungsschaltelemente 38UL, 38VL und 38WL nahe beieinander angeordnet werden, damit jede Länge der Überbrückungsdrähte 50U, 50V und 50W und der Überbrückungsdrähte 51U, 51V und 51W weiter verkürzt werden kann.
  • Darüber hinaus sind Harzströmungsöffnungen 52 an Abschnitten der Stromversorgung-Verdrahtungsplatte 45 und der Masse-Verdrahtungsplatte 46 ausgebildet, die mit dem Kunstharz 43 geformt sind. Durch Vorsehen dieser Harzströmungsöffnungen 52 kann ein gutes Formen beider Oberflächen sowohl der Stromversorgung-Verdrahtungsplatte 45 als auch der Masse-Verdrahtungsplatte 46 erreicht werden. Wenn diese Harzströmungsöffnungen 52 in Abschnitten vorgesehen sind, in denen die Überbrückungsdrähte 51U, 51V und 51W angeordnet sind, kann hierbei auch ein gutes Formen beider Oberflächen eines jeden der Überbrückungsdrähte 51U, 51V und 51W erreicht werden. Da die Überbrückungsdrähte 51U, 51V und 51W und die Harzströmungsöffnungen 52 einander überlappen, wird hierbei eine Fläche der Stromwandlerschaltungseinheit, von oben betrachtet, klein, wodurch ein Reduzierungseffekt der Gesamtgröße der Stromwandlerschaltungseinheit hervorgerufen wird.
  • Wie oben beschrieben, ist die Stromwandlerschaltungseinheit durch die drehwellenseitige Linie, die der Drehwelle des Elektromotors zugewandt ausgebildet ist, die steuerausgangsanschlussseitige Linie, die dem dreiphasigen Spuleneingang zugewandt ausgebildet ist, und die Seitenlinien definiert, die beide Endabschnitte der drehwellenseitigen Linie und der steuerausgangsanschlussseitige Linie ist verbinden, mit dem Kunstharz ausgebildet und verpackt, und die dreiphasigen Steuerausgangsanschlüsse, die mit den Dreiphasenspulen-Eingangsanschlüssen verbunden sind, sind an der steuerausgangsanschlussseitigen Linie ausgebildet, und die Leistungsschaltelemente, welche die oberen und unteren Armen für jede Phase bilden, sind in der Zick-Zack-Formation entlang der steuerausgangsanschlussseitigen Linie angeordnet, wobei die Leistungsschaltelemente im Wesentlichen von einer Mitte zwischen der drehwellenseitigen Linie und der steuerausgangsanschlussseitigen Linie in Richtung der Steuerausgangsanschlussseitigen Linie versetzt sind.
  • Da gemäß dieser Konfiguration die Leistungsschaltelemente, welche die oberen und unteren Arme für jede Phase bilden, entlang der steuerausgangsanschlussseitigen Linie angeordnet sind, wobei die Leistungsschaltelemente im Wesentlichen von einer Mitte zwischen der drehwellenseitigen Linie und der steuerausgangsanschlussseitigen Linie in Richtung der steuerausgangsanschlussseitigen Linie versetzt sind, kann eine Länge jedes Drahts, der die Leistungsschaltelemente, welche die oberen und unteren Arme bilden, und die Steuerausgangsanschlüsse verbindet, verkürzt werden, wodurch sich eine Größe der Stromwandlerschaltungseinheit reduziert. Da die Leistungsschaltelemente, welche die oberen und unteren Arme bilden, in der Zick-Zack-Formation (der versetzten Anordnung) angeordnet sind, kann zudem eine Fläche der Metall-Verdrahtungsplatte vergrößert werden, sodass eine Wärmeabgabeleistung durch diese vergrößerte Fläche verbessert werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt und umfasst alle Konstruktionsmodifikationen. Das obige Ausführungsbeispiel ist ein Ausführungsbeispiel, das zum leichteren Verständnis der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben wurde, und die vorliegende Erfindung ist nicht notwendigerweise auf das Ausführungsbeispiel mit allen oben beschriebenen Elementen oder Komponenten beschränkt. Zudem kann ein Teil der Konfiguration des Ausführungsbeispiels durch eine Konfiguration anderer Ausführungsbeispiele ersetzt werden. Außerdem kann die Konfiguration anderer Ausführungsbeispiele der Konfiguration des Ausführungsbeispiels hinzugefügt werden. Darüber hinaus kann in Bezug auf einen Teil der Konfiguration des Ausführungsbeispiels die Konfiguration anderer Ausführungsbeispiele hinzugefügt, entfernt und ersetzt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 6
    elektrische Servolenkvorrichtung
    8
    Elektromotoreinheit
    9
    elektronische Steuereinheit
    11
    Motorgehäuse
    12
    Metallabdeckung
    13
    Verbinderanschlussanordnung
    14
    Ausgangswellen Abschnitt
    15
    Seitenstirnwand
    16
    Stromumwandlungsschaltungseinheit
    17
    Stromversorgungsschaltungseinheit
    18
    Steuerschaltungseinheit
    19
    Seitenstirnwand
    20
    Spule
    21
    Stator
    22
    Rotor
    23
    Drehwelle
    24
    Dreherfassungsabschnitt
    25
    Durchgangsöffnung
    26
    Leiterplatten-Befestigungsabschnitt
    27
    Leiterplatten-Aufnahmeabschnitt
    28
    vorragender Wärmeabgabeabschnitt
    29
    Kondensator
    30
    Spule
    31
    Glasepoxid-Leiterplatte
    32
    Mikrocomputer
    33
    periphere Schaltung
    34
    Glasepoxid-Leiterplatte
    35
    abgestufter Abschnitt
    36
    Befestigungsschraube
    37
    Öffnungsende
    38UU, 38VU, 38WU, 39UU, 39VU, 39WU
    Oberarm-Leistungsschaltelement
    38UL, 38VL, 38WL; 39UL, 39VL,39WL
    Unterarm-Leistungsschaltelement
    40M, 40S
    Neutralpunkt-Relaisschaltelement
    41
    Metall-Verdrahtungsplatine
    42
    Clip
    43
    Kunstharz
    44A
    drehwellenseitige Linie
    44B
    steuerausgangsanschlussseitige Linie
    45
    Stromzufuhr-Verdrahtungsplatine
    46
    Masse-Verdrahtungsplatine
    47U, 47V, 47W
    Steuerung-Verdrahtungsplatine
    48U, 48V, 48W
    Steuerausgangsanschluss
    50U, 50V, 50W, 51U, 51V, 51W
    Überbrückungsdraht

Claims (10)

  1. Elektrische Antriebsvorrichtung, umfassend: ein Motorgehäuse, in dem ein Elektromotor untergebracht ist, der ein mechanisches Steuerelement antreibt; und eine elektronische Steuereinheit, die auf einer Seite einer Seitenstirnwand des Motorgehäuses vorgesehen ist, die eine zu einem Ausgangswellenabschnitt einer Drehwelle des Elektromotors gegenüberliegende Seite ist, und eine Steuerschaltungseinheit, eine Stromversorgungsschaltungseinheit und eine Stromwandlerschaltungseinheit umfasst, die zum Antreiben des Elektromotors konfiguriert sind, und wobei zumindest ein Stromwandlerschaltung-Wärmeabgabeabschnitt an der Seitenstirnwand des Motorgehäuses ausgebildet ist, die Stromwandlerschaltungseinheit am Stromwandlerschaltung-Wärmeabgabeabschnitt montiert ist und an der Stromwandlerschaltungseinheit erzeugte Wärme durch den Stromwandlerschaltung-Wärmeabgabeabschnitt an das Motorgehäuse abgegeben wird, wobei die Stromwandlerschaltungseinheit durch eine drehwellenseitige Linie, die der Drehwelle des Elektromotors zugewandt ausgebildet ist, eine steuerausgangsanschlussseitige Linie, die dreiphasigen Spuleneingangsanschlüssen des Elektromotors zugewandt ausgebildet ist und parallel zur drehwellenseitigen Linie verläuft, und Seitenlinien definiert ist, die beide Endabschnitte der drehwellenseitigen Linie und der steuerausgangsanschlussseitigen Linie verbinden, und die Stromwandlerschaltungseinheit mit Kunstharz verpackt ist, und wobei dreiphasige Steuerausgangsanschlüsse, die mit den dreiphasigen Spuleneingangsanschlüssen verbunden sind, an der steuerausgangsanschlussseitigen Linie ausgebildet sind, und Leistungsschaltelemente, die obere und untere Arme für jede Phase bilden, in einer Zick-Zack-Formation entlang der steuerausgangsanschlussseitigen Linie angeordnet sind, wobei die Leistungsschaltelemente im Wesentlichen von einer Mitte zwischen der drehwellenseitigen Linie und der steuerausgangsanschlussseitigen Linie in Richtung der steuerausgangsanschlussseitigen Linie versetzt sind.
  2. Elektrische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Stromwandlerschaltungseinheit umfasst eine Masse-Verdrahtungsplatine, die sich in Längsrichtung erstreckt und als Masseleitung dient, die entlang der drehwellenseitigen Linie angeordnet ist; eine Stromversorgung-Verdrahtungsplatine, die sich in Längsrichtung angrenzend an die Masse-Verdrahtungsplatine erstreckt und als Stromversorgungsleitung dient; und drei Steuerung-Verdrahtungsplatinen, die getrennt entlang der steuerausgangsanschlussseitigen Linie angrenzend an die Stromversorgung-Verdrahtungsplatine angeordnet sind und jeweils als Steuerleitung dienen, wobei die dreiphasigen Steuerausgangsanschlüsse jeweils an den drei Steuerung-Verdrahtungsplatinen ausgebildet sind, wobei drei Oberarm-Leistungsschaltelemente, die den oberen Arm bilden, auf der Stromversorgung-Verdrahtungsplatine angeordnet sind, und drei Unterarm-Leistungsschaltelemente, die den unteren Arm bilden, jeweils auf den drei Steuerung-Verdrahtungsplatinen angeordnet sind, die drei Oberarm-Leistungsschaltelemente und die drei Steuerung-Verdrahtungsplatinen, auf denen die drei Unterarm-Leistungsschaltelemente, die mit den drei Oberarm-Leistungsschaltelementen gepaart sind, angeordnet sind, über erste Überbrückungsdrähte verbunden sind, und die drei Unterarm- Leistungsschaltelemente und die Masse-Verdrahtungsplatine über zweite Überbrückungsdrähte verbunden sind.
  3. Elektrische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei: die drei Oberarm-Leistungsschaltelemente und die drei Unterarm-Leistungsschaltelemente in der Zick-Zack-Formation in Richtung der steuerausgangsanschlussseitigen Linie derart angeordnet sind, dass die Unterarm-Leistungsschaltelemente jeweils zwischen den Oberarm-Leistungsschaltelementen positioniert sind, wobei eine Linie der Oberarm-Leistungsschaltelemente und eine Linie der Unterarm-Leistungsschaltelemente einen vorbestimmten Abstand voneinander aufweisen.
  4. Elektrische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei: die Stromversorgung-Verdrahtungsplatine in einer solchen Form als Abschnitte ausgebildet ist, in denen die Oberarm-Leistungsschaltelemente angeordnet sind, in Richtung der Seiten der Steuerung-Verdrahtungsplatine vorragen, wobei die Steuerung-Verdrahtungsplatinen umgekehrt in Formen ausgebildet sind, die sich zum Einpassen in die jeweiligen Vorsprünge der Stromversorgung-Verdrahtungsplatine zurückziehen, und die Steuerung-Verdrahtungsplatinen in solchen Formen als Abschnitte ausgebildet sind, in denen die Unterarm-Leistungsschaltelemente angeordnet sind, in Richtung der Seite der Stromversorgung-Verdrahtungsplatine vorragen, wobei die Stromversorgung-Verdrahtungsplatine umgekehrt in einer Form ausgebildet ist, die sich zum Einpassen in die jeweiligen Vorsprünge der Formen der Steuerung-Verdrahtungsplatinen zurückziehen.
  5. Elektrische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei: eine Harzströmungsöffnung, in die das Kunstharz strömt, an einem Teil der Masse-Verdrahtungsplatine und einem Teil der Stromversorgung-Verdrahtungsplatine ausgebildet ist.
  6. Elektrische Servolenkvorrichtung, umfassend: einen Elektromotor, der eine Lenkunterstützungskraft an eine Lenkwelle basierend auf einer Ausgabe von einem Drehmomentsensor bereitstellt, der eine Drehrichtung und ein Drehmoment der Lenkwelle erfasst; ein Motorgehäuse, in dem der Elektromotor untergebracht ist; und eine elektronische Steuereinheit, die an einer Seite einer Seitenstirnwand des Motorgehäuses vorgesehen ist, die einer Seite gegenüberliegt, die eine zu einem Ausgangswellenabschnitt (14) einer Drehwelle (23) des Elektromotors gegenüberliegende Seite ist, und eine Steuerschaltungseinheit, eine Stromversorgungsschaltungseinheit und eine Stromwandlerschaltungseinheit umfasst, die zum Antreiben des Elektromotors konfiguriert sind, und wobei zumindest ein Stromwandlerschaltung-Wärmeabgabeabschnitt an der Seitenstirnwand des Motorgehäuses ausgebildet ist, die Stromwandlerschaltungseinheit am Stromwandlerschaltung-Wärmeabgabeabschnitt montiert ist, und an der Stromwandlerschaltungseinheit erzeugte Wärme durch den Stromwandlerschaltung-Wärmeabgabeabschnitt an das Motorgehäuse abgegeben wird, die Stromwandlerschaltungseinheit durch eine drehwellenseitige Linie, die der Drehwelle des Elektromotors zugewandt ausgebildet ist, und eine steuerausgangsanschlussseitige Linie, die dreiphasigen Spuleneingangsanschlüssen des Elektromotors zugewandt ausgebildet ist und parallel zur drehwellenseitigen Linie verläuft, und Seitenlinien definiert ist, die beide Endabschnitte der drehwellenseitigen Linie und der steuerausgangsanschlussseitigen Linie verbinden, und die Stromwandlerschaltungseinheit mit Kunstharz verpackt ist, und dreiphasige Steuerausgangsanschlüsse, die mit den dreiphasigen Spuleneingangsanschlüssen verbunden sind, an der steuerausgangsanschlussseitigen Linie ausgebildet sind, und Leistungsschaltelemente, die obere und untere Arme für jede Phase bilden, in einer Zick-Zack-Formation entlang der steuerausgangsanschlussseitigen Linie angeordnet sind, wobei die Leistungsschaltelemente im Wesentlichen von einer Mitte zwischen der drehwellenseitigen Linie und der steuerausgangsanschlussseitigen Linie in Richtung der steuerausgangsanschlussseitigen Linie versetzt sind.
  7. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 6, wobei: die Stromwandlerschaltungseinheit umfasst eine Masse-Verdrahtungsplatine, die sich in Längsrichtung erstreckt und als Masseleitung dient, die entlang der drehwellenseitigen Linie angeordnet ist; eine Stromversorgung-Verdrahtungsplatine, die sich in Längsrichtung angrenzend an die Masse-Verdrahtungsplatine erstreckt und als Stromversorgungsleitung dient; und drei Steuerung-Verdrahtungsplatinen, die getrennt entlang der steuerausgangsanschlussseitigen Linie angrenzend an die Stromversorgung-Verdrahtungsplatine angeordnet sind und jeweils als Steuerleitung dienen, wobei die dreiphasigen Steuerausgangsanschlüsse jeweils an den drei Steuerung-Verdrahtungsplatinen ausgebildet sind, wobei drei Oberarm-Leistungsschaltelemente, die den oberen Arm bilden, auf der Stromversorgung- Verdrahtungsplatine angeordnet sind, und drei Unterarm-Leistungsschaltelemente, die den unteren Arm bilden, jeweils auf den drei Steuerung-Verdrahtungsplatinen angeordnet sind, die drei Oberarm-Leistungsschaltelemente und die drei Steuerung-Verdrahtungsplatinen, auf denen die drei Unterarm-Leistungsschaltelemente, die mit den drei Oberarm-Leistungsschaltelementen gepaart sind, angeordnet sind, über erste Überbrückungsdrähte verbunden sind, und die drei Unterarm-Leistungsschaltelemente und die Masse-Verdrahtungsplatine über zweite Überbrückungsdrähte verbunden sind.
  8. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 7, wobei: die drei Oberarm-Leistungsschaltelemente und die drei Unterarm-Leistungsschaltelemente in der Zick-Zack-Formation in Richtung der steuerausgangsanschlussseitigen Linie derart angeordnet sind, dass die Unterarm-Leistungsschaltelemente jeweils zwischen den Oberarm-Leistungsschaltelementen positioniert sind, wobei eine Linie der Oberarm-Leistungsschaltelemente und eine Linie der Unterarm-Leistungsschaltelemente einen vorbestimmten Abstand voneinander aufweisen.
  9. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 8, wobei: die Stromversorgung-Verdrahtungsplatine in einer solchen Form als Abschnitte ausgebildet ist, in denen die Oberarm-Leistungsschaltelemente angeordnet sind, in Richtung der Seiten der Steuerung-Verdrahtungsplatine vorragen, wobei die Steuerung-Verdrahtungsplatinen umgekehrt in Formen ausgebildet sind, die sich zum Einpassen in die jeweiligen Vorsprünge der Stromversorgung-Verdrahtungsplatine zurückziehen, und die Steuerung-Verdrahtungsplatinen in solchen Formen als Abschnitte ausgebildet sind, in denen die Unterarm-Leistungsschaltelemente angeordnet sind, in Richtung der Seite der Stromversorgung-Verdrahtungsplatine vorragen, wobei die Stromversorgung-Verdrahtungsplatine umgekehrt in einer Form ausgebildet ist, die sich zum Einpassen in die jeweiligen Vorsprünge der Formen der Steuerung-Verdrahtungsplatinen zurückziehen.
  10. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 7, wobei: eine Harzströmungsöffnung, in die das Kunstharz strömt, an einem Teil der Masse-Verdrahtungsplatine und einem Teil der Stromversorgung-Verdrahtungsplatine ausgebildet ist.
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