驅(qū)動(dòng)單元和包括驅(qū)動(dòng)單元的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開內(nèi)容總體上涉及驅(qū)動(dòng)單元和包括該驅(qū)動(dòng)單元的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]車輛中所使用的電動(dòng)機(jī)的常規(guī)結(jié)構(gòu)易于出現(xiàn)噪聲，即電機(jī)的線圈與電機(jī)殼體之間的間隙用作電容器以產(chǎn)生噪聲。可以通過以下結(jié)構(gòu)來防止這樣的噪聲。例如，在專利文獻(xiàn)日本公開特許公報(bào)H4-355602A (專利文獻(xiàn)1)中，經(jīng)由被設(shè)置為電機(jī)部件與車體之間的連接的共模路徑(即，電機(jī)殼體和散熱器接地至車體框架)來釋放所生成的噪聲。
[0003]在專利文獻(xiàn)1中，通過將電機(jī)殼體和散熱器連接至車體框架來降低影響控制器的噪聲，并且作為折衷，從電機(jī)泄漏的噪聲增加。此外，從電機(jī)的散熱器和電機(jī)殼體泄漏的噪聲為共模噪聲，并且不知道這樣的噪聲朝著電機(jī)的外部采取什么路徑。因此，從電機(jī)的散熱器和電機(jī)殼體泄漏的噪聲被傳送至無線電設(shè)備的天線并且被傳送到通信裝置等，這可能會(huì)引起無線電噪聲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本公開內(nèi)容的目的是提供一種具有降噪能力的驅(qū)動(dòng)單元或電機(jī)，以及一種使用這樣的驅(qū)動(dòng)單元的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置。
[0005]在本公開內(nèi)容的一個(gè)方面中，驅(qū)動(dòng)單元設(shè)置有旋轉(zhuǎn)電機(jī)，該旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有定子和轉(zhuǎn)子，該定子具有纏繞在定子上的繞組和在定子內(nèi)旋轉(zhuǎn)的軸，該轉(zhuǎn)子能夠相對(duì)于定子旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)單元還包括控制器和被布置在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的一端上的控制器保持構(gòu)件。
[0006]控制器具有:基板，其被固定至控制器保持構(gòu)件；熱生成元件，其被安裝在熱生成元件安裝表面上，該熱生成元件安裝表面是使得能夠進(jìn)行從熱生成元件到控制器保持構(gòu)件的散熱的、基板的控制器保持構(gòu)件側(cè)表面；以及電子部件，其被安裝在基板的與熱生成元件安裝表面相反的電子部件安裝表面上。
[0007]驅(qū)動(dòng)單元還包括電源連接器和接地線，該電源連接器將基板與電源連接，該接地線耦接至電源的接地端子，用于提供經(jīng)由基板和電源連接器到控制器保持構(gòu)件的傳導(dǎo)性連接。在這樣的配置中，甚至在控制器保持構(gòu)件與基板之間的雜散電容用作噪聲傳播路徑的情況下，即，甚至在所生成的噪聲經(jīng)由這樣的路徑傳播的情況下，這樣的噪聲也經(jīng)由電源連接器返回到電源接地線。因此，由雜散電容引起的噪聲被認(rèn)為是常模噪聲。換句話說，本公開內(nèi)容的配置使得否則會(huì)引起共模噪聲的噪聲能夠被收集、被返回至電源作為常模噪聲。
[0008]因此，通過以上述方式來降低共模噪聲，簡化了用于降低共模噪聲的降噪配置。此夕卜，在驅(qū)動(dòng)單元和車載無線電設(shè)備并存于一臺(tái)車輛中的情形下，由于電機(jī)噪聲的降低(即從驅(qū)動(dòng)單元經(jīng)由控制器保持構(gòu)件泄漏的噪聲的降低)而導(dǎo)致無線電噪聲降低。
【附圖說明】
[0009]根據(jù)參照附圖所做出的以下詳細(xì)描述，本公開內(nèi)容的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，在附圖中:
[0010]圖1是本公開內(nèi)容的第一實(shí)施例中的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的系統(tǒng)圖；
[0011]圖2是本公開內(nèi)容的第一實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)單元的電路配置的示意圖；
[0012]圖3是本公開內(nèi)容的第一實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)單元的截面圖；
[0013]圖4是本公開內(nèi)容的第一實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)單元的側(cè)視圖；
[0014]圖5是沿圖4中的箭頭V的驅(qū)動(dòng)單元的俯視圖；
[0015]圖6是沿圖4中的箭頭VI的驅(qū)動(dòng)單元的仰視圖；
[0016]圖7是本公開內(nèi)容的第一實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)單元的分解透射圖；
[0017]圖8是本公開內(nèi)容的第一實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)單元的另一分解透視圖；
[0018]圖9是本公開內(nèi)容的第一實(shí)施例中的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)的側(cè)視圖；
[0019]圖10是沿圖9中的箭頭X的EOT的仰視圖；
[0020]圖11是沿圖9中的箭頭XI的EOT的俯視圖；
[0021]圖12是本公開內(nèi)容中的第一實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)單元中的噪聲傳播路徑的圖；
[0022]圖13是本公開內(nèi)容的第二實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)單元的截面圖；
[0023]圖14是本公開內(nèi)容的第二實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)單元的側(cè)視圖；
[0024]圖15是沿圖14中的箭頭XV的驅(qū)動(dòng)單元的俯視圖；以及
[0025]圖16是沿圖14中的箭頭XVI的驅(qū)動(dòng)單元的仰視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]在下文中，參照附圖來描述本公開內(nèi)容中的驅(qū)動(dòng)單元和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置。
[0027](第一實(shí)施例)
[0028]在圖1至圖12中示出了本公開內(nèi)容的第一實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)單元和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置。在下文中，在以下所描述的所有實(shí)施例中，為了描述簡潔起見，相同的附圖標(biāo)記代表相同的部件。
[0029]如圖1所示，驅(qū)動(dòng)單元1被應(yīng)用于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置8，以用于輔助由駕駛員進(jìn)行的轉(zhuǎn)向操作。驅(qū)動(dòng)單元1是用作旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電機(jī)10與用作用于控制電機(jī)10的控制器的EOT 40的一體式組合。
[0030]圖1示出了具有電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置8的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)100的系統(tǒng)圖。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)100包括分別用作系統(tǒng)的部件的方向盤101、柱軸102、小齒輪104、齒條軸105、輪子106以及電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置8等。
[0031]方向盤101連接至柱軸102。柱軸102上設(shè)置有扭矩傳感器103，該扭矩傳感器103用于檢測在駕駛員操作方向盤101時(shí)被輸入至柱軸102的轉(zhuǎn)向扭矩。在柱軸102的末端處，設(shè)置有與齒條軸105嚙合的小齒輪104。在齒條軸105的兩端上，經(jīng)由拉桿等設(shè)置有一對(duì)輪子106。
[0032]由此，當(dāng)駕駛員旋轉(zhuǎn)方向盤101時(shí)，連接至方向盤101的柱軸102旋轉(zhuǎn)。柱軸102的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過小齒輪104而轉(zhuǎn)變成齒條軸105的平移運(yùn)動(dòng)，并且根據(jù)齒條軸105的位移量，一對(duì)輪子106被轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度。
[0033]電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置8設(shè)置有減速齒輪9和驅(qū)動(dòng)單元1，該減速齒輪9用作動(dòng)力傳動(dòng)部。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置8基于來自扭矩傳感器103的信號(hào)和從未示出的控制局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)獲得的車輛速度而從電機(jī)10輸出輔助扭矩，并且經(jīng)由減速齒輪9將扭矩傳送至柱軸102，以用于輔助方向盤101的轉(zhuǎn)向操作。也就是說，本實(shí)施例的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置8是被稱為“柱助力”型的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置，其利用由電機(jī)10生成的扭矩來輔助柱軸102的旋轉(zhuǎn)。然而，裝置8還可以被用作“齒條助力”型，其輔助對(duì)齒條軸105的驅(qū)動(dòng)。換句話說，在本實(shí)施例中用作“驅(qū)動(dòng)對(duì)象”的柱軸102可以用其他對(duì)象代替，例如用齒條軸105代替。
[0034]接下來，基于圖2來描述電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置8的電氣配置。在圖2中，為了該圖的可讀性，從中省略了一些控制線等。
[0035]電機(jī)10是三相無刷電機(jī)，并且具有分別纏繞在隨后提到的定子12上的第一繞組組(winding group) 13 和第二繞組組 14。
[0036]第一繞組組13包括U相線圈131、V相線圈132以及W相線圈133。第二繞組組14包括U相線圈141、V相線圈142以及W相線圈143。
[0037]根據(jù)本實(shí)施例，第一繞組組13和第二繞組組14分別對(duì)應(yīng)于“繞組”。
[0038]EOT 40設(shè)置有第一逆變器部50、第二逆變器部60、電力繼電器71和72、反向連接保護(hù)繼電器73和74、控制單元80、旋轉(zhuǎn)角傳感器85、電容器86和87、以及用作線圈構(gòu)件的扼流線圈89，這些元件分別安裝在以下提到的基板41上。在本實(shí)施例中，構(gòu)成ECU 40的電子部件被安裝在一個(gè)基板41上。在這樣的配置中，相比于使用多個(gè)基板41的情況，減少了EOT 40中的部件的數(shù)目，由此減小了 EOT 40的體積。
[0039]第一逆變器部50具有用于對(duì)到第一繞組組13的電力供給進(jìn)行切換的、以橋接形式組合的六個(gè)開關(guān)元件(SW元件)51至56。第二逆變器部60具有用于對(duì)到第二繞組組14的電力供給進(jìn)行切換的、呈橋接形式的六個(gè)SW元件61至66。
[0040]雖然本實(shí)施例的SW元件51至56、61至66是金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(M0SFET)，但是也可以使用諸如絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)等的其他元件。
[0041]對(duì)于布置在第一逆變器部50的高電位側(cè)的SW元件51、52和53，漏極連接至用作電源的電池109的正極，并且源極連接至布置在低電位側(cè)的SW元件54、55和56的漏極。
[0042]SW元件54、55和56的源極經(jīng)由電流檢測元件57、58和59連接至電池109的負(fù)極。高電位側(cè)的SW元件51、52、53與低電位側(cè)的SW元件54、55、56之間的接合點(diǎn)分別連接至U相線圈131、V相線圈132和W相線圈133。
[0043]對(duì)于布置在第二逆變器部60的高電位側(cè)的SW元件61、62和63，漏極連接至電池109的正極，并且源極連接至布置在低電位側(cè)的SW元件64、65和66的漏極。
[0044]SW元件64、65、66的源極經(jīng)由電流檢測元件67、68和69連接至電池109的負(fù)極。高電位側(cè)的SW元件61、62、63與低電位側(cè)的SW元件64、65、66之間的接合點(diǎn)分別連接至U相線圈141、V相線圈142和W相線圈143。
[0045]電流檢測元件57、58和59被布置在分別對(duì)應(yīng)于第一繞組組13中的三個(gè)相的SW元件54至56的低電位側(cè)，以用于檢測第一繞組組13的三個(gè)相中的每個(gè)相中的電流。
[0046]電流檢測元件67、68和69被布置在分別對(duì)應(yīng)于第二繞組組14的三個(gè)相的SW元件64至66的低電位側(cè)，以用于檢測第二繞組組14的三個(gè)相中的每個(gè)相中的電流。
[0047]本實(shí)施例的電流檢測元件57至59、67至69被實(shí)現(xiàn)為分流電阻器。
[0048]電力繼電器71被布置在電池109與第一逆變器部50之間的位置處，并且傳導(dǎo)或攔截電池109與第一逆變器部50之間的電流。
[0049]電力繼電器72被布置在電池109與第二逆變器部60之間的位置處，并且傳導(dǎo)或攔截電池109與第二逆變器部60之間的電流。
[0050]反向連接保護(hù)繼電器73被布置在電力繼電器71與第一逆變器部50之間的位置處。反向連接保護(hù)繼電器74被布置在電力繼電器72與第二逆變器部60之間的位置處。[0051 ] 反向連接保護(hù)繼電器73和74通過具有相對(duì)于電力繼電器71、72反向連接的寄生二極管來防止當(dāng)例如在電池109被反向連接的情況下時(shí)電流在相反方向上流動(dòng)，以保護(hù)ECU 40。
[0052]在本實(shí)施例中，電力繼電器71、72和反向連接保護(hù)繼電器73、74均為M0SFET。然而，諸如IGBT等的其他半導(dǎo)體元件也可以用作這些繼電器。在本實(shí)施例中，電力繼電器71、72和反向連接保護(hù)繼電器73、74對(duì)應(yīng)于“繼電器”。
[0053]控制單元80具有用作電子部件和計(jì)算電路的微計(jì)算機(jī)81和用作集成電路(1C)電路的專用集成電路(ASIC)82以及作為集成電路部件的其他部件。
[0054]微計(jì)算機(jī)81基于來自扭矩傳感器103或旋轉(zhuǎn)角傳感器85等的信號(hào)來計(jì)算與到第一繞組組13和第二繞組組14的電力供給相關(guān)的指令值。
[0055]ASIC 82包括預(yù)驅(qū)動(dòng)器、信號(hào)放大器和調(diào)節(jié)器等。預(yù)驅(qū)動(dòng)器基于指令值生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且將所生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至第一逆