馬達控制設備、動力轉向設備以及制動控制設備的製作方法
2023-07-22 11:52:51 1
專利名稱：馬達控制設備、動力轉向設備以及制動控制設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及可以用於車輛動力轉向系統、車輛制動系統等等的馬達控制設備。
背景技術：
美國專利申請公告US 2003/0173920(≈US 6,906,483B2≈JP 2003-3267233A)示出了電動轉向設備，該電動轉向設備包括一個馬達和一個封裝在配電板殼體(a board housing)中的馬達控制系統配電板。
發明內容
但是，這份美國專利公告中的電動轉向設備內的配電板殼體增大了設備的總體尺寸。
本發明的目的在於提供在構造上簡單並且緊湊的馬達控制設備。
按照本發明的一個方面，一種馬控制設備包括一個包括旋轉構件的馬達；和一個控制系統配電板，該控制系統配電板支撐著一個用於控制馬達的控制電路部分，並且包括一個面對著沿著馬達旋轉軸線的方向的第一配電板部分，和一個從第一配電板部分徑向延伸的第二配電板部分。
按照本發明的另外一個方面，所述馬達控制設備還包括一個與馬達連接起來的致動部分，用以從馬達接收轉矩。這種控制設備可以是一個動力轉向系統或者一個制動控制系統。
圖1是一個按照本發明第一實施例的馬達控制設備的如由x-y平面切割開的局部剖視圖，該馬達控制設備呈一個電動轉向系統的形式。
圖2是一個圖1中所示動力轉向設備的如由y-z平面切割開的局部剖視圖。
圖3是一個圖1中所示動力轉向設備的如由x-z平面切割開的局部剖視圖。
圖4是一個圖1中所示動力轉向設備的如由x-z平面切割開的完整剖視圖。
圖5是一個圖1中所示動力轉向設備的分解透視圖。
圖6是一個透視圖，示出了圖1中所示動力轉向設備內的逆變器以及其周圍內容。
圖7是一個示意圖，示出了一個按照第二實施例的第一實際例子的馬達控制設備，該馬達控制設備呈一個液力轉向系統的形式。
圖8是一個透視圖，示出了圖7中所示動力轉向系統內的液力轉向裝置。
圖9是一個沿著η軸方向看到的圖8中所示動力轉向裝置的前向正視圖。
圖10是一個沿著ξ軸方向看到的圖8中所示動力轉向裝置的前向正視圖。
圖11是一個沿著ζ軸方向看到的圖8中所示動力轉向裝置的前向正視圖。
圖12是一個圖8中所示動力轉向裝置的如由ξ-ζ平面切割開的局部剖視圖。
圖13是一個圖8中所示動力轉向裝置的如由ξ-ζ平面切割開的剖視圖。
圖14是一個示意圖，示出了一個按照第二實施例的第二實際例子的馬達控制設備，該馬達控制設備呈一個液力轉向系統的形式。
圖15是一個示意圖，示出了一個按照第三實施例的第一實際例子的馬達控制設備，該馬達控制設備呈一個制動控制系統的形式。
圖16是一個圖15中所示制動控制系統內的制動控制裝置的如由x-z平面切割開的局部剖視圖。
圖17是一個圖15中所示制動控制系統內的制動控制裝置的剖視圖。
圖18是一個按照第三實施例的第二實際例子的制動控制系統中的制動控制裝置殼體的剖視圖。
圖19是一個按照第三實施例的第三實際例子的制動控制系統中的制動控制裝置殼體的剖視圖。
圖20是一個按照第三實施例的第四實際例子的制動控制系統中的制動控制裝置殼體的剖視圖。
圖21是一個按照第三實施例的第五實際例子的制動控制系統中的制動控制裝置殼體的剖視圖。
具體實施例方式
圖1-6示出了一個按照本發明第一實施例的馬達控制設備或者系統。這種馬達控制設備包括至少一個馬達控制部分1。在第一實施例中，這種馬達控制設備還包括一個致動部分，該致動部分與馬達控制部分1組合起來，形成一個電動轉向系統。在這些附圖中，y軸平行於這個動力轉向設備的軸向；x軸垂直於y軸並且平行於圖1所在的紙面；而z軸垂直於圖1所在的紙面。
本實施例中的馬達控制部分1包括至少一個馬達100，一個用於支撐電源電路部分的動力系統配電板或者基板(a power system boardor substrate)400，以及一個用於支撐控制電路部分的控制系統配電板或者基板300。馬達100包括一個定子110和一個包括轉子的旋轉構件120。所述電源電路包括一個或者多個半導體轉換器件410，這些半導體轉換器件410被安裝在動力系統配電板400上，並且被構造成向馬達100供給電能。在本示例中，各個轉換器件均包括一個逆變器410。在本示例中，所述控制電路包括一個用於控制逆變器410的微電腦，並且該微電腦被安裝在控制系統配電板300上。
控制系統配電板300包括至少一個第一配電板部分或者馬達側部分301，和一個第二配電板部分或者外側部分302。第一配電板部分301被設置在馬達100的一個端部處，位於馬達100的z軸正向側，也就是說如圖3中所示位於馬達100的上側。第一配電板部分301被定位成使得轉子120的軸線垂直於第一配電板部分301。第二配電板部分302從第一配電板部分301徑向向外延伸。在本示例中，控制系統配電板300是一塊基本上平整的單板，並且第一配電板部分301和第二配電板部分302均基本上平整和基本上連貫(在同一平面中)。
本實施例中的動力轉向系統包括至少一個前述的馬達控制部分1，一個包括第一殼體2a和第二殼體2b的組裝殼體，一根轉向輸入軸3，一根小齒輪軸4、一個蝸輪5，一根蝸杆軸6(用作一個由馬達100驅動的傳動構件)，一個轉矩傳感器TS，以及一個旋轉位置傳感器130。控制系統配電板300被設置成使得蝸杆軸6垂直於控制系統配電板300。控制系統配電板300與轉矩傳感器TS、動力系統配電板400以及旋轉位置傳感器130連接起來，其中旋轉位置傳感器130被設置成感測馬達200的旋轉狀態。
第一殼體2a包括至少一個齒輪殼體11、一個馬達殼體12，以及一個動力系統配電板殼體13(如圖5中清晰示出)。在所圖示的例子中，馬達殼體12和動力系統配電板殼體13相互成為一體，並且屬於單個殼體中的整體式部分。馬達殼體12被設置在齒輪殼體11的z軸負向側(也就是說如圖3中所示位於齒輪殼體11的下側)。動力系統配電板殼體13位於齒輪殼體11的z軸負向側，並且位於馬達殼體12的x軸正向側(也就是說如圖3中所示位於馬達殼體12的右側)。
齒輪殼體11包括一個被加工成好象有底杯子的主體。齒輪殼體11的底部面對著y軸的正方向(也就是說如圖1中所示的向上方向)，並且被製成帶有一個通孔11a，轉向輸入軸3插入穿過該通孔11a。齒輪殼體11包括一個位於y軸負向側(也就是說如圖1中所示的下側)的開口11b。小齒輪軸4、蝸輪5、控制系統配電板300以及轉矩傳感器TS被依次插入穿過齒輪殼體11上的開口11b。
轉向輸入軸3是一根中空的圓柱軸(沿著y軸方向延伸)，並且在其中具有一根扭杆8。輸入軸3適合與車輛的轉向輪連接起來。輸入軸3通過扭杆8與小齒輪軸4連接起來。在齒輪殼體11中，扭矩傳感器TS環繞輸入軸3設置，並且被布置成根據車輛駕駛員的轉向操作感測輸入軸3與小齒輪軸4之間的相對旋轉，並且向控制系統配電板300發送一個信號。
馬達殼體12如圖3、4和5中所示將馬達100封裝起來，並且沿著z軸正方向從第一端部延伸至第二端部，其中第一端部被製成帶有一個馬達插入開口12a，該馬達插入開口12a沿著z軸負方向敞口，並且被加工成使得馬達100可以插入穿過其中，第二端部由一個被製成帶有傳感器安裝部分12b的圓環狀端壁限定而成，傳感器安裝部分12b如圖5中清晰示出的那樣沿著z軸正方向敞口，並且被加工成使得旋轉位置傳感器130可以從z軸正方向(如圖3中所示從上方)進行安裝。馬達殼體12還包括一個環繞著定子110和轉子120的周壁。
旋轉位置傳感器130被設置成在馬達殼體12的z軸正向側與控制系統配電板300鄰接，並且介於位於z軸負向側的馬達殼體12與位於z軸正向側(如圖3中所示的上側)的控制系統配電板300之間。控制系統配電板300被設置成使得轉子120的軸線(馬達100的輸出軸)垂直於控制系統配電板300。旋轉位置傳感器130通過輸入端子131與控制系統配電板300連接起來。在本示例中，輸出端子131呈連接銷的形式，所述連接銷沿著z軸正方向從旋轉位置傳感器130垂直地突伸出來，並且插入在如圖5中所示形成於控制系統配電板300上的相應銷孔中。由於旋轉位置傳感器130與控制系統配電板300鄰接，所以輸出端子131可以較短。
本示例中的馬達100是一種包括定子110和轉子120的無刷馬達。電流按照由旋轉位置傳感器130感測到的轉子120的旋轉位置供給定子110。在z軸正向側面對著轉子120的軸向端部的位置處，旋轉位置傳感器130被固定在形成於馬達殼體構件12的第二端部中的傳感器安裝部分12b上。旋轉位置傳感器130被封裝在第一殼體構件2a中，從而使得旋轉位置傳感器130與控制系統配電板300之間通過輸出端子131的連接變得更為容易和更為可靠。馬達100並不局限於無刷類型。馬達100也可以是一種有刷馬達。
動力系統配電板殼體13由一種導熱材料製成，在本示例中，由一種鋁合金製成。在本示例中，動力系統配電板殼體13由鋁質壓鑄件製成，以便獲得更好的冷卻效果或者提高散熱能力。動力系統配電板400被封裝在動力系統配電板殼體13中。如圖2中所示，動力系統配電板殼體13包括大量的動力系統器件接收部分13a，這些接收部分13a分別在相應的位置封裝和裝配在動力系統器件420、430和440上。這些動力系統器件是安裝在動力系統配電板400上的器件。各個動力系統器件接收部分13a是一個位於z軸負方向(也就是說如圖2中所示的向上方向)的凹窩部分。
如圖3中所示，在動力系統器件接收部分13a的外周處，在動力系統配電板殼體13的z軸負向側，設置有一個散熱片13b。散熱片13b被設計成通過增大表面積來吸收和散失設置於動力系統配電板殼體13中的逆變器410的熱量。
由馬達殼體12和動力系統配電板殼體13構成的整體式殼體構件包括一個在z軸正向側面朝控制系統配電板300的端部12c、13c。端部12c、13c具有一個接合表面S，封裝著控制系統配電板300的齒輪殼體構件11被連接在該接合表面S上。這個接合表面S基本上平整，並且在同一平面中連貫，也就是說如圖3中所示在A-A平面中連貫。
在進行組裝時，動力系統器件420-440被裝配在動力系統配電板殼體13上的相應接收(插座或者凹窩)部分13a中。接收部分13a被設計成通過將所述器件插入相應的接收部分13a中而簡單地對器件420-440進行獨立定位。因此，通過將動力系統配電板400覆蓋在動力系統配電板殼體構件13上，所述動力系統器件可以被輕易地設定在動力系統配電板400上的合適位置處，從而使得針對動力系統器件的焊接操作變得更為容易，其中所述動力系統配電板殼體構件13具有裝配在相應插座部分13a中的動力系統器件。
第二殼體2b從y軸負向側覆蓋住小齒輪軸4，並且將第一殼體2a上的開口11b封閉起來，如圖1中所示。
如圖4中所示，控制系統配電板300被設置在動力系統配電板400與蝸輪5之間，並且因此位於馬達100與蝸輪5之間。呈平板形式的控制系統配電板300平行於x-y平面，並且垂直於蝸杆軸6。控制系統配電板300(或者控制系統配電板300上的電路)通過按照由轉矩傳感器TS感測到的轉向轉矩向動力系統配電板400(或者動力系統配電板400上的電路)輸出一個驅動指令信號，驅動馬達100。
控制系統配電板300被設置在馬達100的z軸正向側，也就是說設置在旋轉位置傳感器130所在的那一側。傳感器130的輸出端子131在本示例中基本上沿著馬達100的軸線在z軸正方向上直線式延伸，從而使得輸出端子131的長度方向基本上垂直於控制系統配電板300。輸出端子131基本上垂直地與控制系統配電板300連接起來。
控制系統配電板300具有一個沿著z軸負方向面對著馬達殼體構件12的馬達側表面，和一個沿著z軸正方向面對著齒輪殼體11的外側表面。控制系統器件被安裝在控制系統配電板300的兩側上，並且形成於控制系統配電板300上的電路由形成於馬達側表面上的馬達側電路310和形成於控制系統配電板300的外側表面上的外側電路320構成，如圖2等等中所示。由此，控制系統配電板300的兩側被用於安裝器件，從而增大了用於安裝各種器件的面積。馬達側電路310和外側電路320通過控制系統配電板300集合呈一個有利於組裝和管理操作的整體式電路板。第二配電板部分302從第一配電板部分301徑向延伸出來。在所圖示的例子中，馬達100中的旋轉構件120包括轉子和與轉子構成一體的馬達輸出軸。馬達輸出軸被插入穿過通孔303。
動力系統配電板400在第一殼體2a中被設置在一個與控制系統配電板300鄰接的位置處，並且通過線束和接插件與控制系統配電板300電連接起來。動力系統配電板400和控制系統配電板300相互鄰接，從而使得這兩塊配電板之間的電連接長度可以縮短。
在圖5所示的例子中，動力系統配電板400上的電源電路和控制系統配電板300上的控制電路通過連接銷電連接起來，其中各個連接銷均包括一個由動力系統配電板400支撐的第一銷端部和一個由控制系統配電板300的第二配電板部分302支撐的第二銷端部，或者被插入一個形成於控制系統配電板300上的對於銷孔中。
如圖5中所示，在馬達100的x軸正向側，動力系統配電板400相對於馬達100的軸線徑向延伸。動力系統配電板400與控制系統配電板300中的第二配電板部分或者外側部分302重疊。動力系統配電板400沿著z軸面對著控制系統配電板300中的第二配電板部分302。動力系統配電板400和控制系統配電板300基本上並排地相互平行延伸。因此，這兩塊配電板之間的連接更為容易。
動力系統配電板400包括用於接收電源接插件20和信號接插件30的貫穿部分403和404(如圖5中所示)，其中信號接插件30沿著z軸正方向穿過動力配電板殼體13並且穿過動力系統配電板400朝向控制系統配電板300延伸。電源接插件20是一個用於從外部供給電能的器件。在本示例中，電能被供給至動力系統配電板400，並且還經由動力系統配電板400供給至控制系統配電板300。信號接插件30用於向控制系統配電板300供給一個或者多個表示車輛工作狀況的信號。這些接插件穿過殼體13和動力系統配電板400直線式朝向控制系統配電板300延伸，並且這些接插件可以抵達控制系統配電板300。因此，易於從外部將車速信號以及其它車輛工作狀況信號傳送至位於控制系統配電板300上的電路。在本示例中，動力系統配電板殼體13還包括用於接收電源接插件20和信號接插件30的貫穿部分。
如圖2中所示，安裝在動力系統配電板40上的動力系統器件組至少包括繼電器420、電容器430以及消聲線圈440。在x軸的正向側，由馬達100的徑向外側(位於x軸的正向側)與控制系統配電板300的x軸正向側部分形成一個靜區。因此，相對較大的繼電器420、電容器430以及消聲線圈440被安裝在所述靜區中，以便減小整個系統的尺寸。
圖6更為詳細地示出了逆變器410以及它們周圍的內容。動力系統配電板殼體13包括第一端部和第二端部，其中第一端部具有布置在外周上的散熱片13b並且位於z軸的負向側，而第二端部在z軸正向側具有一個逆變器安裝表面13d並且被製成帶有一個用於接收動力系統配電板400的開口。這個逆變器安裝表面13d基本上平整並且平行於動力系統配電板400。逆變器410的壁面與逆變器安裝表面13d保持接觸。動力系統配電板殼體13被設計成從逆變器安裝表面13d吸收由逆變器410產生的熱量，並且從散熱片13b散失熱量。
轉向助力由馬達100產生。馬達100的驅動力通過設置在馬達100旋轉軸線上的蝸杆軸6傳遞至蝸輪5，並且以對齊方式與馬達100的輸出軸(120)首尾相接。蝸杆軸6與蝸輪5嚙合，其中蝸輪5與小齒輪軸4整體式旋轉。小齒輪軸4沿著y軸負方向(如圖1中所示向下)延伸至一個與齒條(未示出)嚙合的部分。以這種方式，這種轉向協助系統可以通過將馬達100的驅動力傳動至所述齒條來利用一個轉向助力驅動所述齒條。
圖4示出了一個第一殼體2a的x-z剖面。馬達100中的旋轉構件包括一個用作轉子的粗徑部分，和一個用作馬達100的輸出軸的軸部分。馬達100的輸出軸與蝸杆軸6(傳動構件)對齊並且通過連接構件9與蝸杆軸6聯接。蝸杆軸6和轉子120通過軸承15和17以及軸承16和18在各自的兩端部處支撐在第一殼體構件2a上。因此，蝸杆軸6和轉子120的位置僅由這些軸承確定。因此，易於簡單地通過提高軸承15-18的位置精度來提高組裝精度。任選性地，可以採用具有用作蝸杆軸6的整體式部分和用作轉子120的整體式部分的單個整體式構件。
在以前技術中用於電動轉向系統的馬達控制設備內，一個用於控制馬達的控制系統配電板被封裝在一個用於控制系統配電板的控制配電板殼體中，並且所述控制配電板殼體是一個與馬達殼體和用於蝸輪的齒輪殼體相互獨立的構件，從而使得整個系統的尺寸增大。與此相反，按照本發明第一實施例的控制系統配電板300被設置在馬達100的一個軸向端部處(並非位於馬達100的圓周處)。此外，在所圖示的例子中，控制系統配電板300和旋轉位置傳感器130緊密重疊，並且控制系統配電板30的兩側均用於安裝電路部分。因此，第一實施例的優勢在於尺寸縮小、緊湊並且組裝簡便。
圖7-10示出了一個按照本發明第二實施例的馬達控制設備。在第二實施例中，這種馬達控制設備包括一個馬達控制部分1，和一個與馬達控制部分組合起來形成一液力轉向系統的致動部分。在第二實施例中，馬達控制部分1基本上與第一實施例中相同，並且所述致動部分包括一個液力轉向裝置200，取代了第一實施例中的齒輪殼體11。在第二實施例中(不同於第一實施例)，在馬達控制部分1與液力轉向裝置200中的泵之間提供了一個殼體罩50。
圖7示出了一部裝備有所述液力轉向系統的車輛，包括馬達控制部分1、液力轉向裝置200、液壓缸40、齒條軸41、小齒輪42、車輛上的可轉向輪43、轉向輪SW、轉矩傳感器TS、控制閥V以及電池組E。液力轉向裝置200包括一個存儲槽或者油箱230以及一個液壓泵P。在本實施例中，ξ(橫)軸是一根沿著齒條軸41的軸向延伸的軸線，ζ(豎)軸是一根豎直軸線，而η軸垂直於圖7所在的紙面。
本示例中的泵P是一種具有第一埠(出口)210和第二埠(出口)220的雙向旋轉泵。馬達控制部分1使得泵P沿著正向或者反向旋轉，來產生一個轉向助力。存儲槽230被設置在馬達控制部分1的ζ軸正向側，也就是說位於馬達控制部分1的上側。存儲槽230是一個用於存儲供送至泵P的液壓用液體的容器。
液壓缸40的內部由活塞40c分為第一缸室40a和第二缸室40b，其中活塞40c與齒輪軸41整體式移動，而第一缸室40a和第二缸室40b分別通過控制閥V與泵P的第一出口210和第二出口220連通。齒條軸41與小齒輪42嚙合，其中小齒輪42與轉向輪SW連接起來。
依照由轉矩傳感器TS感測到的轉向轉矩T，馬達控制部分1中的控制系統配電板300上的控制電路利用馬達100驅動泵P，其中轉矩傳感器TS被設置在轉向輪SW與小齒輪42之間的轉向連杆中。當由馬達100驅動的泵P沿著從第一缸室40a向第二缸室40b的方向供給液體時，齒條軸41沿著ξ軸負方向，也就是說如圖7中所示的向左方向，與活塞40c整體式移動，並且沿著ξ軸負方向向車輛43提供轉向助力。通過從第二缸室40b向第一缸室40a供給液體，產生出沿著ξ軸正方向的轉向助力。
圖8是液力轉向裝置200的透視圖，其中液力轉向裝置200是一個包括泵P和存儲槽230的整體式裝置。按照第二實施例的液力轉向裝置200還在圖9(沿著η軸方向的前視圖)、圖10(沿著ξ軸方向的前視圖)、圖11(沿著ζ軸方向的前視圖)、圖12(沿著ξ-ζ平面的局部剖視圖)以及圖13(沿著ξ-ζ平面的剖視圖)中示出。
第二實施例中的馬達控制部分1在構造上與第一實施例中的馬達控制部分1相同。馬達控制部分1與取代齒輪殼體11的泵P連接起來。沿著馬達100的軸向延伸的z軸與ζ(豎)軸指向同一方向，而x軸與ξ(橫)軸指向同一方向。由此，ξ-ζ-η坐標系與第一實施例中的x-y-z坐標系一致。
如同第一實施例中那樣，第二實施例中的馬達控制部分1內的控制系統配電板300被設置在z軸的正向側，也就是說如圖12和13中清晰示出的那樣，被設置在馬達100的ζ(豎)軸正向側(上側)，從而使得轉子120的軸線垂直於控制系統配電板300。馬達殼體12和動力系統配電板殼體13是一個整體式殼體中的整體式部分。殼體(12，13)與泵P之間的接合表面S是一個平整(水平的)表面B-B。
馬達殼體12被設置在泵P的z軸負向側(下側)。動力系統配電板殼體13被設置在泵P的z軸負向側(下側)，並且被設置在馬達殼體12的x軸正向側。本示例中的泵P是一種餘擺線(齒輪)泵。但是，泵P也可以是其它類型。
在馬達殼體12與控制系統配電板300之間，在與控制系統配電板300鄰接的位置處，旋轉位置傳感器130被設置在馬達100的z軸正向側。動力系統配電板殼體13是一個與馬達殼體12構成一體的鋁質壓鑄件。動力系統配電板殼體13在z軸負向外側(下側)具有散熱片13b，並且具有分別用於在相應位置處接收和定位動力系統器件420、430以及440的動力系統器件接收部分13a。
在動力系統配電板400與泵P之間，控制系統配電板300在z軸負向側被設置在馬達100的端部處，並且被定向成使得轉子120的軸線基本上垂直地與控制系統配電板300交叉。旋轉位置傳感器130的輸出端子131沿著z軸正方向延伸，也就是說向上延伸，基本上垂直地裝配入控制系統配電板300上的相應孔內。馬達側電路310和外側電路320被形成在控制系統配電板300的兩側，如同第一實施例中那樣。
控制系統配電板300包括帶有通孔303的第一配電板部分301，和從第一配電板部分301徑向向外突伸的第二配電板部分302。馬達100的輸出軸穿過控制系統配電板300上的通孔303向上延伸。通孔303的開口尺寸或者直徑被製成很小，以便在控制系統配電板300上增加用於安裝控制電路部分的面積。通孔303的直徑小於旋轉位置傳感器130的外徑。在本示例中，通孔303的直徑小於旋轉位置傳感器130上的固定圓環部分的內徑。
存儲槽230被設置在z軸的正向側，也就是說通孔303的豎向上側，而馬達100被設置在z軸的負向側，也就是說通孔303的豎向下側。從存儲槽230中洩漏出來的液壓用液體在向上插入穿過通孔303的輸出軸120上流下，並且流過輸出軸120與通孔303之間的圓環狀間隙，流向控制系統配電板300的朝向馬達100的下側。這種方案有助於防止控制系統配電板300被從存儲槽230中洩漏出來的液壓被液體弄溼。
動力系統配電板400被緊密地水平設置在控制系統配電板300的第二配電板部分302的下方。在位於馬達殼體12的x軸正向側的靜區中，具有相對較大體積的繼電器420、電容器430以及消聲線圈440被支撐在動力系統配電板400上。
動力系統配電板400被設置在馬達100的x軸正向側，位於這樣一個環繞馬達100的圓周位置處，即使得動力系統配電板400與控制系統配電板300的第二配電板部分302重疊。電源接插件20和信號接插件30分別穿過動力系統配電板400上的貫穿部分403和404。車速傳感器44的車速信號VSP通過信號接插件30供給至控制系統配電板300上的電路。還有，在第二實施例中，一個或者多個逆變器410被安裝在動力系統配電板400上，並且如圖6中所示，以與第一實施例中相同的方式排布。
殼體罩50被設置在泵P與由馬達殼體12和動力系統配電板殼體13構成的整體式殼體之間，如圖13中清晰所示，並且被設置成封閉住由整體式殼體(12，13)的z軸正向側端部12c與13c限定的開口。
殼體罩50包括一個裝配部分51，泵P的外殼包括一個裝配部分201。裝配部分51和201相互嚙合，來使得泵P的旋轉軸線Lp與馬達100的旋轉軸線Lm對齊。在本示例中，裝配部分201向上凹陷，而裝配部分51向上突起，並且如圖13中所示那樣，裝配在裝配部分201中。泵P的旋轉軸和馬達100的輸出軸由此通過裝配部分51和201上的孔相互對齊，並且以驅動方式首尾相接。
殼體罩50包括一個位於泵P與馬達100之間的第一(泵側)罩部52，和一個從第一罩部52徑向向外延伸超過泵P的圓周的第二(外側)罩部53。如圖13中所示，第二罩部53在z軸方向或者豎直方向上的高度大於第一罩部52的高度。因此，第二罩部可以覆蓋安裝在控制系統配電板300上側面上的較高的組成部件。通過在第一罩部51的下方將較短的組成部件安裝在控制系統配電板300的第一配電板部分301上，並且在第二罩部52的下方將較高的組成部件安裝在控制系統配電板300的第二配電板部分302上，整個系統的軸向或者豎直尺寸可以減小。
在第二實施例中，具有兩個出口210和220的雙向旋轉泵P由馬達控制部分1沿著正向和反向驅動。通過使用如同在第一實施例中緊密布置的馬達控制部分1，動力轉向系統被製成緊湊並且簡單。
圖14示出了第二實施例的一種變型(或者第二實際例子)。在圖14中示出的液力轉向系統在下述幾點與圖7中的動力轉向系統不同。驅動雙向旋轉泵P，採用了一個單向泵P′。一個控制閥240被設置在泵P′與液壓缸40之間，並且被設置成轉換液壓用液體的吸入/排放，來沿著預期方向產生出轉向助力。圖14所示的動力轉向系統可以提供如圖7所示系統中的優點。
圖15-17示出了一個在按照本發明第三實施例的第一實際例子中的馬達控制設備。在第三實施例中，這種馬達控制設備包括一個馬達控制部分1，和一個與馬達控制部分組合起來形成一液壓制動控制系統的致動部分。在第三實施例中，馬達控制部分1基本與第一實施例的馬達控制部分相同，致動部分包括一個制動控制裝置500。
圖15表示設有第三實施例的制動控制系統的車輛。在圖15中示出的制動控制系統是一種牽引制動系統(a brake-by-wire system)。在本示例中，這種制動系統包括用於前輪FR和FL的液壓制動致動器65，和用於無需利用液壓力對後輪RR和RL進行電力制動的電力制動致動器67。但是，本發明並不局限於這種制動系統。例如，任選性地針對所有四個車輪均可採用液壓制動致動器。
制動控制裝置500包括一個泵P′，用於向液壓制動致動器65供給液壓力以便制動前輪，以及用於控制從泵P′供給的液壓力的電磁閥510、520和530。這種制動控制裝置500與馬達控制部分1連接起來，其中馬達控制部分1與按照第一和第二實施例的馬達控制部分相同。
在第三實施例中，一個微電腦330被安裝在控制系統配電板300上(如圖16和17中所示)。微電腦330被構造成依照制動踏板狀況或者車輪滑動狀況對逆變器410進行控制。在本示例中，微電腦330用作一個用於進行液壓力計算和電磁閥控制的主ECU 331，和一個制動ECU 332。但是，任選性地，針對主ECU 331和制動ECU 332可以採用兩個或者更多的微電腦。逆變器410以與第一實施例中相同的方式安裝起來(如圖6中所示)。
主缸61(a master cylinder)帶有一個衝程傳感器62和一個衝程模擬器63。當駕駛員下壓制動踏板64時，主缸61產生一個液壓力，並且衝程傳感器62向主ECU 331發送一個表示制動踏板64的衝程或者下壓程度的衝程信號。由主缸61產生的主缸壓力通過油路71和72供給制動控制裝置500，並且由制動控制裝置500控制的液壓力通過油路73和74供給前輪缸(或者致動器)65。
考慮到諸如車速或者車輛偏轉速度這樣的車輛工作狀況或者車輛運動變量，主ECU 331會依照衝程信號計算出預期的前輪液壓力；通過致動器ECU 332向制動控制裝置500發送一個指令信號，控制輪缸65的液壓力；並且在制動操作時利用一個再生制動裝置68對前輪進行制動。後輪致動器致動器66響應於來自主ECU 331的指令信號對相應電力卡鉗67的制動力進行控制。
制動控制裝置500包括泵P′和電磁閥510-530。對於牽引制動系統的正常制動操作來說，制動控制裝置500阻斷主缸61與輪缸65之間的連接，並且利用泵P′(在圖16和17中示出)向輪缸65供給液壓力，來產生出制動力。如果由於駕駛員的突然制動操作增大了車輪鎖定趨勢，那麼制動控制裝置500會驅動電磁閥510-530來減輕這種車輪鎖定趨勢，並且阻斷從主缸61向前輪缸65的液壓力供給。
由此，制動控制裝置500合適地驅動該裝置中的電磁閥510-530，並且由此減小前輪缸65中的制動液壓力，來在防止車輪鎖定的同時產生出制動力。當牽引制動系統無法正常工作時，致動器控制裝置500會通過容許將主缸壓力供給輪缸65而產生出制動力。
正如圖16中的x-z平面局部剖視圖所示和圖17中的完整剖視圖所示，馬達控制部分1和制動控制裝置500被整合為一個整體。馬達控制部分1與第一和第二實施例中相同。
在一個平整的接合表面C-C中，馬達控制部分1與取代第一實施例中的齒輪殼體11的制動控制裝置500接合起來。制動控制裝置500包括液壓泵P′，並且通過殼體罩50′與由馬達殼體12和動力系統配電板殼體13構成的殼體接合起來。
本示例中的泵P′是一種外齒輪類型，並且由馬達100進行驅動。但是，任選性地也可以採用任何其它類型的泵。用於調整制動液壓力的電磁閥510-530被設置在泵P′的x軸正向側(在圖16和17中位於泵P′的右側)。
電磁閥510-530包括連接端子511-531，並且這些電磁閥510-530被安裝成使得端子511-531面對著馬達控制部分1中的控制系統配電板300。端子511-531沿著z軸負方向朝向控制系統配電板300突伸，並且與控制系統配電板300上的電路連接起來。安裝於控制系統配電板300上的微電腦330中的制動控制ECU 332被構造成，通過依照來自於主ECU 331的指令信號控制電磁閥310-330的打開/閉合狀態，對制動液壓力進行控制。
同樣，在第三實施例中，殼體罩50′被置於泵P′與由馬達殼體12和動力系統配電板殼體13構成的殼體之間，並且被設置成封閉住由殼體12和13的z軸負向側端部12c和13c限定的開口。殼體罩50′包括一個裝配部分，該裝配部分被裝配在制動控制裝置500的殼體501上的一個凹陷部分中，並且被加工成貼切地接收泵P′。因此，殼體罩50′上的裝配部分使得易於確定出泵P′和馬達100的位置，並且易於使得馬達100的馬達旋轉軸線Lm與泵P′的泵旋轉軸線Lp對齊。
通過將馬達控制部分1與包括泵P′和電磁閥510-530在內的制動控制裝置500組合起來，第三實施例可以提供與第一和第二實施例中相同的優點。
圖18示出了一個按照第三實施例的第二實際例子。在第二實際例子中，泵P′被接收在一個形成於制動控制裝置殼體501上的凹槽內，並且由一個位於殼體501的z軸正向側的罩502覆蓋住。
圖19示出了一個按照第三實施例的第三實際例子。在第三實際例子中，除了第一控制系統配電板300(或者300a)之外，還設置有一個第二控制系統配電板300b。第一控制系統配電板300基本上與圖16和17中示出的第一實際例子中相同。在本示例中，第一控制系統配電板300和第二控制系統配電板300b基本上相互平行，並且兩塊配電板300和300b由一個沿著z軸延伸的連接件300c連接起來。位於z軸負向側的第一控制系統配電板300由馬達殼體12、動力系統配電板殼體13以及殼體罩50′封閉起來。位於z軸正向側的第二控制系統配電板300b由制動系統裝置殼體501和罩503封閉起來。電磁閥510-533被置於第一控制系統配電板300與第二控制系統配電板300b之間。第一電磁閥510、第二電磁閥520以及第三電磁閥530的連接端子511、521和531沿著z軸正方向朝向第二控制系統配電板300b突伸，並且這些端子511、521和531均與第二控制系統配電板300b連接起來。在圖16和17中示出的第一實際例子內，第一電磁閥510、第二電磁閥520以及第三電磁閥530的連接端子511、521和531沿著z軸負方向朝向控制系統配電板300突伸，並且這些端子511、521和531均與控制系統配電板300連接起來。
圖20示出了一個按照第三實施例的第四實際例子。第四實際例子採用了如同第三實際例子中的第一控制系統配電板300和第二控制系統配電板300b，並且還採用了一個泵罩502。泵罩502被封裝在罩503中，並且被固定在裝置殼體501上，從而使得泵P′被液密性封裝起來。在圖20所示的第四實際例子中，在罩50′與由馬達殼體12和動力系統配電板殼體13構成的殼體之間，設置有一個類似於圖13中所示的罩50的罩50。
圖21示出了一個按照第三實施例的第五實際例子。第五實際例子採用了一個馬達前罩140，其既用作一個泵罩，又用作一個用於馬達100的馬達罩。這些第二至第五實際例子均可以提供與在第三實施例的第一實際例子中相同的效果。在第三實施例中，電磁閥可以被安裝在控制系統配電板上。
本申請以於2004年11月22日提交的在先日本專利申請No.2004-336806和於2005年9月8日提交的在先日本專利申請No.2005-260111為基礎。在此通過參考將日本專利申請No.2004-336806和日本專利申請No.2005-260111中的全部內容結合入本發明。
儘管前面已經參照本發明的某些特定實施例對本發明進行了描述，但是本發明並不局限於前述實施例。對於本技術領域的那些熟練人員來說，在前述教導的啟示之下，將能夠對前述實施例進行修改和變型。本發明的範圍參照所附權利要求加以界定。
權利要求
1.一種馬達控制設備，包括一個包括旋轉構件的馬達；和一個控制系統配電板，該控制系統配電板支撐著一個用於控制馬達的控制電路部分，並且包括一個面對著沿著馬達旋轉軸線的方向的第一配電板部分，和一個從第一配電板部分徑向延伸的第二配電板部分。
2.如權利要求1中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述控制系統配電板的第一配電板部分被定向成使得所述馬達中的旋轉構件的旋轉軸線基本上垂直於該第一配電板部分。
3.如權利要求1中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述馬達包括一個從第一軸向端部軸向延伸至第二軸向端部的定子，並且所述控制系統配電板的第一配電板部分軸向面對著該定子的第二軸向端部。
4.如權利要求1中所述的馬達控制設備，其特徵在於，該馬達控制設備還包括一個殼體構件，該殼體構件將所述馬達封裝起來，並且從第一端部軸向延伸至第二端部，所述控制系統配電板軸向面對著該殼體構件的第二端部。
5.如權利要求4中所述的馬達控制設備，其特徵在於，封裝著所述馬達的殼體構件包括一個環繞在所述馬達周圍的周壁，和一個圓環狀端壁，該圓環狀端壁限定出所述殼體構件的第二端部，並且被製成帶有一個孔；所述馬達中的旋轉構件包括一根延伸穿過所述殼體構件的圓環狀端壁上的孔的輸出軸；所述控制系統配電板的第一配電板部分軸向面對著所述殼體構件的圓環狀端壁；並且所述控制系統配電板的第二配電板部分徑向向外延伸。
6.如權利要求1中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述控制系統配電板的第一配電板部分被製成帶有一個通孔，並且所述馬達中的旋轉構件包括一根延伸穿過所述控制系統配電板的第一配電板上的通孔的輸出軸。
7.如權利要求1中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述控制電路包括一個安裝在所述控制系統配電板第一側的第一側電路部分，和一個安裝在所述控制系統配電板第二側的第二側電路部分。
8.如權利要求1中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述控制電路包括一個安裝在所述控制系統配電板上的微電腦。
9.如權利要求1中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述控制系統配電板的第一和第二配電板部分是平整的，並且相互連貫。
10.如權利要求1-9中之一所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述馬達控制設備還包括一個動力系統配電板，所述動力控制系統配電板支撐著一個用以向所述馬達供給電能的電源電路部分；並且所述控制電路被構造成對該電源電路進行控制。
11.如權利要求10中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述動力系統配電板沿著所述控制系統配電板的第二配電板部分徑向延伸。
12.如權利要求11中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述動力系統配電板和控制系統配電板相互鄰接。
13.如權利要求12中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述電源電路和控制電路均通過連接銷電連接起來，其中各個連接銷均包括一個由所述動力系統配電板支撐起來的第一銷端部和一個由所述控制系統配電板的第二配電板部分支撐起來的第二銷端部。
14.如權利要求11中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述馬達中的旋轉構件包括一根沿著第一軸向突伸的輸出軸；並且所述動力系統配電板包括一個沿著第一軸向面朝所述控制系統配電板的第二配電板部分的表面；所述控制系統配電板的第二配電板部分包括一個沿著與第一軸向相反的第二軸向面朝所述動力系統的表面。
15.如權利要求11中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述動力系統配電板支撐著多個電源電路部分；並且該馬達控制設備還包括一個帶有接收部分的殼體構件，所述接收部分分別裝配在電源電路部分上。
16.如權利要求11中所述的車輛轉向運動控制設備，其特徵在於，所述動力系統配電板被製成帶有一個貫穿部分，該貫穿部分中接收著一個電源接插件，該電源接插件穿過所述動力系統配電板從外部朝向所述控制系統配電板延伸。
17.如權利要求11中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述動力系統配電板支撐著繼電器、電容器以及線圈中的至少一個。
18.如權利要求11中所述的馬達控制設備，其特徵在於，該馬達控制設備還包括一個殼體構件，該殼體構件將所述動力系統配電板封裝起來，並且包括一個其中設置有散熱片的第一殼體部分，和一個第二殼體部分；並且安裝在所述動力系統配電板上的電源電路部分是一個轉換器件，該轉換器件具有一個與所述殼體構件的第二殼體部分的壁面保持接觸的壁面。
19.如權利要求18中所述的馬達控制設備，其特徵在於，封裝著所述動力系統配電板的殼體構件由一種導熱材料製成。
20.如權利要求18中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述第二殼體部分面對著動力系統配電板；並且所述轉換器件是一個逆變器。
21.如權利要求18中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述第二殼體部分的壁面基本上平整，並且平行於所述動力系統配電板，而所述轉換器件的壁面也基本上平整，並且與所述第二殼體部分的壁面接觸。
22.如權利要求11中所述的馬達控制設備，其特徵在於，該馬達控制設備包括一個殼體，該殼體包括一個封裝著所述馬達的第一部分和一個封裝著所述動力系統配電板的第二部分，並且該殼體的第一和第二部分相互一體。
23.如權利要求22中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述殼體的第一和第二部分包括相應的端面，這些端面形成了一個連續的平整接合表面，覆蓋住所述控制系統配電板的第二殼體接合在該接合表面上。
24.如權利要求11中所述的馬達控制設備，其特徵在於，該馬達控制設備包括一個動力系統殼體構件，該動力系統殼體構件將所述動力系統配電板封裝起來，並且是一個鋁質壓鑄件。
25.如權利要求11中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述動力系統配電板包括一個平整的主體部分，該主體部分基本上平行於所述控制系統配電板的第二配電板部分。
26.如權利要求1-9中之一所述的馬達控制設備，其特徵在於，該馬達控制設備還包括一個旋轉傳感器，該旋轉傳感器被設置成感測所述馬達中的旋轉構件的旋轉位置，並且與所述控制系統配電板相鄰設置。
27.如權利要求26中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述旋轉傳感器包括一個沿著所述馬達的旋轉軸線突伸的端子，該端子基本上垂直於所述控制系統配電板。
28.如權利要求26中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述旋轉傳感器被軸向置於所述馬達與控制系統配電板之間。
29.如權利要求26中所述的馬達控制設備，其特徵在於，該馬達控制設備還包括一個殼體構件，該殼體構件包括一個具有孔的圓環狀端壁，所述馬達中的旋轉構件包括一根延伸穿過該殼體構件的圓環狀端壁上的孔的輸出軸；並且所述旋轉傳感器被安裝在該殼體構件的圓環狀端壁上，軸向位於該殼體構件的圓環狀端壁與所述控制系統配電板之間。
30.如權利要求26中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述控制系統配電板的第一配電板部分被製成帶有一個通孔，該通孔接收著所述馬達中的旋轉構件，並且與所述旋轉傳感器上的開口相比，開口尺寸較小。
31.如權利要求1-9中之一所述的馬達控制設備，其特徵在於，該馬達控制設備還包括一個與所述馬達連接起來的致動部分，用以從所述馬達接收轉矩。
32.如權利要求31中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述致動部分包括一個由所述馬達驅動的傳動構件；並且所述控制系統配電板被置於所述馬達與致動部分中的傳動構件之間。
33.如權利要求32中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述致動部分中的傳動構件與所述馬達對齊，從而使得所述傳動構件的旋轉軸線基本上與所述馬達的旋轉軸線共線。
34.如權利要求33中所述的馬達控制設備，其特徵在於，該馬達控制設備還包括一個封裝著所述馬達的殼體，和一個罩件，該罩件在所述殼體與傳動構件之間延伸，並且覆蓋住所述殼體上的一個開口；所述控制系統配電板被置於所述殼體與該罩件之間。
35.如權利要求34中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述致動部分包括一個可旋轉地支撐著所述傳動構件的外殼，並且包括一個裝配部分；而所述罩件包括一個與所述致動部分中的裝配部分嚙合的裝配部分，用以使得所述馬達與傳動構件對齊。
36.如權利要求32中所述的馬達控制設備，其特徵在於，該馬達控制設備是一個動力轉向系統；所述致動部分包括一個轉向機構和一個用以感測轉向轉矩的轉矩傳感器；並且所述控制電路被構造成依照轉向轉矩對所述馬達進行控制。
37.如權利要求32中所述的馬達控制設備，其特徵在於，該馬達控制設備是一個電動轉向系統，並且所述致動部分包括一個轉向齒輪機構。
38.如權利要求37中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述轉向齒輪機構包括一個與轉向軸連接起來的蝸輪和一根蝸杆軸，該蝸杆軸是由所述馬達驅動的傳動構件，並且與所述蝸輪嚙合。
39.如權利要求38中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述蝸杆軸在其兩端部處被可旋轉地支撐起來，所述蝸杆軸與馬達中的旋轉構件對齊；並且所述馬達中的旋轉構件在兩端部處被支撐起來。
40.如權利要求38中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述控制系統配電板被置於所述馬達與蝸輪之間。
41.如權利要求32中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述致動部分是一個液壓系統，並且所述致動部分包括一個由所述馬達驅動的液壓泵，用以產生出液壓力。
42.如權利要求41中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述致動部分包括一個設置於所述泵上方的流體存儲器。
43.如權利要求42中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述泵被豎直設置在所述泵下方的馬達與所述泵上方的流體存儲器之間。
44.如權利要求41中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述控制系統配電板的第一配電板部分被置於所述馬達與泵之間，並且被製成帶有一個通孔，所述馬達和泵通過該通孔得以驅動性連接。
45.如權利要求41中所述的馬達控制設備，其特徵在於，該馬達控制設備包括一個覆蓋住所述控制系統配電板的罩。
46.如權利要求45中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述罩包括一個泵側部分和一個外側部分，其中泵側部分位於所述泵與控制系統配電板的第一配電板部分之間，而外側部分徑向向外延伸超過所述泵，並且高於所述泵側部分。
47.如權利要求41中所述的馬達控制設備，其特徵在於，該馬達控制設備是一個液壓力轉向系統，並且所述致動部分還包括一個液壓轉向動力缸，該液壓轉向動力缸利用由所述泵產生的液壓力進行工作。
48.如權利要求41中所述的馬達控制設備，其特徵在於，該馬達控制設備是一個制動控制系統，並且所述致動部分包括一個液壓制動部分，該液壓制動部分利用由所述泵產生的液壓力進行工作。
49.如權利要求48中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述致動部分包括一個電磁閥，用以調整由所述泵產生的液壓力。
50.如權利要求49中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述電磁閥包括一個朝向所述控制系統配電板突伸的端子。
51.如權利要求50中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述電磁閥上的端子與所述控制系統配電板連接起來。
52.如權利要求49中所述的馬達控制設備，其特徵在於，所述控制系統配電板是一個第一控制系統配電板，該馬達控制設備還包括一個第二控制系統配電板，並且所述電磁閥上的端子與該第二控制系統配電板連接起來。
全文摘要
一種馬控制設備，包括一個馬達和一個支撐著用於控制馬達的控制電路的控制系統配電板。這種設備還包括一個支撐著向馬達供給電能的電源電路的動力系統配電板。所述控制系統配電板包括一個面對著沿著馬達旋轉軸線的方向的第一配電板部分，和一個從第一配電板部分徑向延伸的第二配電板部分。
文檔編號B62D5/04GK1783693SQ20051012860
公開日2006年6月7日 申請日期2005年11月22日 優先權日2004年11月22日
發明者椎野高太郎, 木村誠, 與田敏郎, 藤田治彥, 近藤喜盛, 坂本芳樹 申請人:株式會社日立製作所