[發明專利]無刷電動機及搭載無刷電動機的電動助力轉向裝置和車輛

有效

• 申請號: 201580024177.8
• 申請日: 2015-08-10
• 公開（公告）號: CN108093665B
• 公開（公告）日: 2020-03-03
• 發明（設計）人: 和田利昌
• 申請（專利權）人: 日本精工株式會社
• 主分類號: H02K5/22
• 分類號: H02K5/22;H02K11/33;B62D5/04
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;黃綸偉

提供一種無刷電動機及搭載無刷電動機的電動助力轉向裝置和車輛，該無刷電動機重量輕并且制造也容易，還具備也包含電動機母線端子和ECU端子的安裝在內的一體型結構的端子連接機構。無刷電動機具備用于插入電動機母線端子和ECU端子，并且用螺栓和螺母來進行連接的螺母一體型的端子連接機構。

技術領域

本發明涉及一種無刷電動機以及搭載了該無刷電動機的電動助力轉向裝置和車輛，該無刷電動機具備用于插入電動機母線端子和ECU端子并且進行連接的螺母一體型的端子連接機構。被搭載在車輛上的電動助力轉向裝置是用來通過至少基于轉向扭矩運算出的電流指令值來對車輛的轉向系統施加由電動機(例如，無刷電動機)產生的輔助力的，并且通過由電橋電路構成的逆變器來對其進行驅動控制。

背景技術

作為在驅動單元中搭載了無刷電動機的裝置，有電動助力轉向裝置(EPS)。電動助力轉向裝置利用電動機的旋轉力對車輛的轉向機構施加轉向輔助力(輔助力)，其將由逆變器所供給的電力來控制的電動機的驅動力通過諸如齒輪等傳送機構向轉向軸或齒條軸施加轉向輔助力。為了準確地產生轉向輔助力的扭矩，這樣的現有的電動助力轉向裝置進行電動機電流的反饋控制。反饋控制調整電動機外加電壓，以便使轉向輔助指令值(電流指令值)與電動機電流檢測值之間的差變小，電動機外加電壓的調整通常用調整PWM(脈沖寬度調制)控制的占空比(Duty)來進行。作為電動機，通常使用耐用性強、可維修性優異以及噪音少的無刷電動機。

如圖1所示，對電動助力轉向裝置的一般結構進行說明。轉向盤(方向盤)1的柱軸(轉向軸或方向盤軸)2經過減速裝置內的減速齒輪3、萬向節4a和4b、齒輪齒條機構5、轉向橫拉桿6a和6b，再通過輪轂單元7a和7b，與轉向車輪8L和8R連接。另外，在柱軸2上設有用于檢測出轉向盤1的轉向扭矩的扭矩傳感器10和用于檢測出轉向角θ的轉向角傳感器14，對轉向盤1的轉向力進行輔助的電動機20通過減速齒輪3與柱軸2連接。電池13對用于控制電動助力轉向裝置的控制單元(ECU)30進行供電，同時，經過點火開關11，點火信號被輸入到控制單元30。控制單元30基于由扭矩傳感器10檢測出的轉向扭矩Th和由車速傳感器12檢測出的車速Vel，進行作為輔助(轉向輔助)指令的電流指令值的運算，通過對電流指令值實施補償等而得到的電壓控制指令值Vref，來控制供給EPS用電動機20的電流。

此外，轉向角傳感器14不是必須的，可以不設置轉向角傳感器14。還有，也可以通過與電動機20連接的諸如分解器等旋轉傳感器來獲得轉向角。

另外，收發車輛的各種信息的CAN(Controller Area Network，控制器局域網絡)40被連接到控制單元30，車速Vel也能夠從CAN40處獲得。此外，收發CAN40以外的通信、模擬/數字信號、電波等的非CAN41也被連接到控制單元30。

電動助力轉向裝置的電動機20的動力傳送機構示例和電動機20與控制單元(ECU)30的連接示例如圖2所示那樣。

如圖2所示，電動機20的輸出軸21向電動機機殼22的外側延伸，形成電動機磁軛(モータヨーク)的電動機機殼22由用于容納具備轉子等的電動機本體的有底并略呈圓筒形的外殼本體23和被安裝在外殼本體23的開口一側的電動機安裝部24構成。電動機安裝部24整體被形成為板狀，通過其中央部的貫通孔將輸出軸21插通在電動機安裝部24的外側。另外，也可以將電動機安裝部24形成為法蘭狀。

動力傳動機構50具有由蝸輪51和蝸桿52構成的蝸輪減速機構，并且具備用于連接蝸輪減速機構和輸出軸21的連接部53。蝸輪51被形成在與輸出軸21同軸的蝸桿軸51A的中間部分，并且與蝸桿52嚙合。與蝸桿52一體化地一起旋轉的柱軸2的上部(轉向盤)一側輸出軸2A與蝸桿52的軸心連接。通過蝸輪減速機構，電動機20的旋轉，即，輸出軸21的旋轉被減速，然后被傳送到上部一側輸出軸2A。