[发明专利]无刷电动机以及搭载了该无刷电动机的电动助力转向装置和车辆

说明书

本发明提供一种无刷电动机以及搭载了该无刷电动机的电动助力转向装置和车辆，该无刷电动机重量轻并且制造也容易，还具备也包含ECU的安装在内的实现了小型化的电动机机壳。本发明的无刷电动机具备电动机磁轭的一端侧设有电动机安装用法兰，并且，电动机磁轭的他端侧设有ECU安装用法兰的一体型结构的电动机机壳。

技术领域

本发明涉及一种无刷电动机以及搭载了该无刷电动机的电动助力转向装置和车辆，该无刷电动机具备电动机磁轭的一端侧设有电动机安装用法兰，并且，电动机磁轭的他端侧设有ECU安装用法兰的由铝、锌合金或镁合金制成的一体型结构的电动机机壳。被搭载在车辆上的电动助力转向装置是用来通过至少基于转向扭矩运算出的电流指令值来对车辆的转向系统施加由电动机(例如，无刷电动机)产生的辅助力的，并且通过由电桥电路构成的逆变器来对其进行驱动控制。

背景技术

作为在驱动单元中搭载了无刷电动机的装置，有电动助力转向装置(EPS)。电动助力转向装置利用电动机的旋转力对车辆的转向机构施加转向辅助力(辅助力)，其将由逆变器所供给的电力来控制的电动机的驱动力通过诸如齿轮等传送机构向转向轴或齿条轴施加转向辅助力。为了准确地产生转向辅助力的扭矩，这样的现有的电动助力转向装置进行电动机电流的反馈控制。反馈控制调整电动机外加电压，以便使转向辅助指令值(电流指令值)与电动机电流检测值之间的差变小，电动机外加电压的调整通常用调整PWM(脉冲宽度调制)控制的占空比(Duty)来进行。作为电动机，通常使用耐用性强、可维修性优异以及噪音少的无刷电动机。

参照图1对电动助力转向装置的一般结构进行说明。如图1所示，转向盘(方向盘)1的柱轴(转向轴或方向盘轴)2经过减速装置内的减速齿轮3、万向节4a和4b、齿轮齿条机构5、转向横拉杆6a和6b，再通过轮毂单元7a和7b，与转向车轮8L和8R连接。另外，在柱轴2上设有用于检测出转向盘1的转向扭矩的扭矩传感器10和用于检测出转向角θ的转向角传感器14，对转向盘1的转向力进行辅助的电动机20通过减速齿轮3与柱轴2连接。电池13对用于控制电动助力转向装置的控制单元(ECU)30进行供电，同时，经过点火开关11，点火信号被输入到控制单元30。控制单元30基于由扭矩传感器10检测出的转向扭矩Th和由车速传感器12检测出的车速Vel，进行作为辅助(转向辅助)指令的电流指令值的运算，通过对电流指令值实施补偿等而得到的电压控制指令值Vref，来控制供给EPS用电动机20的电流。

此外，转向角传感器14不是必须的，也可以不设置转向角传感器14。还有，也可以通过与电动机20连接的诸如分解器之类的旋转传感器来获得转向角。

另外，收发车辆的各种信息的CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)40被连接到控制单元30，车速Vel也能够从CAN40处获得。此外，收发CAN40以外的通信、模拟/数字信号、电波等的非CAN41也被连接到控制单元30。

电动助力转向装置的电动机20的动力传送机构示例和电动机20与控制单元(ECU)30的连接示例如图2所示那样。

如图2所示，电动机20的输出轴21向电动机机壳22的外侧延伸，形成电动机磁轭(motor yoke)的电动机机壳22由用于容纳具备转子等的电动机本体的有底并略呈圆筒形的外壳本体23和被安装在外壳本体23的开口一侧的电动机安装部24构成。电动机安装部24整体被形成为板状，通过其中央部的贯通孔将输出轴21插通在电动机安装部24的外侧。另外，也可以将电动机安装部24形成为法兰状。

动力传动机构50具有由蜗轮51和蜗杆52构成的蜗轮减速机构，并且具备用于连接蜗轮减速机构和输出轴21的连接部53。蜗轮51被形成在与输出轴21同轴的蜗杆轴51A的中间部分，并且与蜗杆52啮合。与蜗杆52一体化地一起旋转的柱轴2的上部(转向盘)一侧输出轴2A与蜗杆52的轴心连接。通过蜗轮减速机构，电动机20的旋转，即，输出轴21的旋转被减速，然后被传送到上部一侧输出轴2A。