(57)【要約】本発明は、電動モータ（９）と、電力を電動モータ（９）へ供給する電力供給装置と、電動モータ（９）へ連結された少なくとも一つのギヤすなわち従動ギヤ（４）と、電子部材とを有する自動車の調整装置のための駆動ユニットに関する。前記ユニットにおいては、電子部材及び電力供給装置（５，６，１５；７１〜８３）は、電動モータ（９）のハウジング（１）内に一体化されており、前記電子部材及び電力供給装置（５，６，１５；７１〜８３）は、電動モータ（９）の制御及び調節の機能及び調整装置の制御、調節及び監視の機能の両方を行う。
2005503100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと、電動モータへ給電する電力供給装置と、電動モータへ連結された少なくとも一つのギヤ機構と、電子部材とを有する自動車の調整装置のための駆動ユニットであって、
電子部材ユニット及び電力供給装置（５，６，１５；７１〜８３）が、電動モータ（９）のハウジング（１）内に一体化されており、その電子部材（５，６，１５；７１〜８３）が、電動モータ（９）の制御及び調整の機能及び調整装置の制御、調整及び監視の機能を行うようになっている駆動ユニット。
【請求項２】
電子部材及び電力供給装置（５，６，１５；７１〜８３）は、ハウジングベース（２）又はハウジングカバー（３）内に一体化されており、プラグ又はプラグシステム（５）が、ハウジングベース（２）又はハウジングカバー（３）の外側に案内されている請求項１に記載の駆動ユニット。
【請求項３】
電子部材及び電力供給装置（５，６，１５；７１〜８３）の部材を保持する導体プレート（１０）が、ハウジング（１）、ハウジングベース（２）又はハウジングカバー（３）の一部分として形成されている請求項１又は２に記載の駆動ユニット。
【請求項４】
導体プレートは、ハウジング（１）、ハウジングベース（２）又はハウジングカバー（３）の構成部分である請求項３に記載の駆動ユニット。
【請求項５】
導体プレートは、ハウジングベース（２）又はハウジングカバー（３）に射出成形されている請求項４に記載の駆動ユニット。
【請求項６】
電子部材ユニット及び／又は電力供給装置（５，６，１５；７１〜８３）及び／又は導体プレート（１０）の少なくとも一つの部材は、ハウジングベース（２）又はハウジングカバー（３）の内側へ固定されている上記それぞれの請求項のいずれか一項に記載の駆動ユニット。
【請求項７】
電子部材ユニット及び／又は電力供給装置（５，６，１５；７１〜８３）の部材は、ハウジングベース（２）又はハウジングカバー（３）の内側にある凹部（２０）内へ挿入又はクリッピングされている請求項６に記載の駆動ユニット。
【請求項８】
ハウジング（１）の内側へ向けられたセンサー要素（１３）が、電子部材ユニット及び／又は電力供給装置（５，６，１５；７１〜８３）の部材内へ一体化されている上記それぞれの請求項のいずれか一項に記載の駆動ユニット。
【請求項９】
調整装置が抗ジャミング装置を有するものであり、電動モータ（９）は、電子部材ユニット及び／又は電力供給装置（５，６，１５；７１〜８３）を通して給電される電子整流モータから成り、電子部材ユニットの構成要素は、抗ジャミング保護装置の構成部分である上記それぞれの請求項のいずれか一項に記載の駆動ユニット。
【請求項１０】
電子整流モータ（９）を整流するために、電子整流モータ（９）の位置、速度、加速度などの検出されたセンサー信号が、抗ジャミング装置の構成要素において発信され、抗ジャミング装置によって評価されるようになっている請求項９に記載の駆動ユニット。
【請求項１１】
電子整流モータ（９）は、ディスク状の永久磁石と、固定された励磁コイルとを有し、電子整流モータ（９）の構成部分の少なくとも一部分及びギヤ機構すなわち出力部は、交互に支持されるか、又は電子整流モータ（９）の構成部分又はギヤ機構すなわち出力部を保持又は支持する支持構成部分として機能し、それによって、特に、電子整流モータ（９）の少なくとも一つの構成部分、例えば、モーターシャフト（９３）、磁気環流又はモータ側のハウジングシェルが、ギヤ機構の機械的機能をさらに実行し、及び／又は機械的部材、例えば、ギヤ機構側のハウジングシェルが、電子整流モータ（９）又は電子部材ユニット及び電力供給装置（５，６，１５；７１〜８３）の機能を実行するようになっている請求項９又は１０に記載の駆動ユニット。
【請求項１２】
電子部材及び電力供給装置（５，６，１５；７１〜８３）は、自動車の別の機能ユニット、例えば、ドアロック、ステアリングホイール又はリヤミラーなどのアクチュエータの制御をさらに実行するようになっている上記それぞれの請求項のいずれか一項に記載の駆動ユニット。
【請求項１３】
電子部材ユニット及び電力供給装置（５，６，１５；７１〜８３）には、予め設定された理想値調整の時間シーケンス処理のための優先又はシーケンス制御が設けられている請求項１２に記載の駆動ユニット。
【請求項１４】
電子部材及び電力供給装置（５，６，１５；７１〜８３）及びアクチュエータの間はワイヤレス接続である請求項１２又は１３に記載の駆動ユニット。
【請求項１５】
電子部材及び電力供給装置（５，６，１５；７１〜８３）は、マイクロコントローラ（６）を含み、マイクロコントローラ（６）のためのソフトウエアは、電動モータ（９）、電動モータ（９）によって駆動される調整装置及び／又は自動車の別の機能ユニットの制御、調節及び監視の機能を組み入れている上記それぞれの請求項のいずれか一項に記載の駆動ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に記載された電動モータを有する駆動ユニットに関する。
【０００２】
ＤＥ２８３１７７４Ｃ２から、ディスクロータを有する電動モータが知られている。そのディスクロータの平坦なエアギャップには、非鉄ステータ巻線があり、その巻線の少なくとも片側には、軸方向に磁化されたセグメントを有する永久磁石リングが設けられており、その両側には、磁気環流(magnetic reflux)のための軟磁性平坦ディスクが設けられている。ローターシャフトと同軸の電気力学的な回転発電機(tachogenerator)がある。その発電機は、電動モータ及び回転発電機について可能な限りコンパクトなユニットが形成されるように配置されている。
【０００３】
電動モータ及び回転発電機の周知のユニットは、１列に配置された電動モータ及び回転発電機の同軸の機能要素から構成され、それによって、それぞれのユニットは、個別の機能要素が互いに分離されるときに、それ自体で十分に機能する。
【０００４】
保守不要の電子整流されるモータの使用は、一方では、自動車において現在まで利用できる１２Ｖの車載主電圧によってその魅力が損なわれる。その理由は、必要とされる電力の結果としてのこの低電圧によって、かなりの電流を電子整流回路を通して流す必要があるからである。また、他方では、そのような電子整流回路のためのコストによってその魅力が損なわれる。
【０００５】
自動車における調整装置のための機械整流される電動モータ及び電子整流される電動モータの両方の場合において、かなりの空間を設けて、その調整装置に必要なギヤ部材をも含むようにしなければならない。そのため、作動中の著しい異なる周囲状態の結果として、さらには、そのような駆動ユニットに必要とされる操作安全性のために、かなりの製造費用が費やされなければならない。
【特許文献１】
ドイツ連邦共和国特許発明第２８３１７７４号明細書
【特許文献２】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９４４９１５号明細書
【特許文献３】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第４０１９７８７号明細書
【特許文献４】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７２３６６４号明細書
【特許文献５】
アメリカ特許第５，７７０，９０２号明細書
【発明の開示】
【０００６】
本発明の目的は、製造及び使用におけるコスト効率が高く、コンパクトで軽量な駆動ユニットを提供することでる。そのような駆動ユニットは、駆動ユニットのための給電、制御及び調節の機能、ならびに駆動ユニットによって駆動される調整装置の制御及び監視の機能が組み込まれた電動モータ、電力供給装置、ギヤ機構及び電子部材から成っている。
【０００７】
この目的は、請求項１の特徴を有する発明によって達成される。
【０００８】
本発明による解決策は、製造及び使用におけるコスト効率が高く、コンパクトで軽量な駆動ユニットを提供する。その駆動ユニットは、電動モータ、電力供給装置、ギヤ機構及び電子部材から構成されており、それらには、駆動ユニットのための給電、制御及び調節の機能、ならびに駆動ユニットによって駆動される調整装置の制御及び監視の機能が組み込まれている。駆動ユニットは、駆動ユニットの給電、制御及び調節、ならびに一つのハウジングにおける調整装置の制御及び監視に必要な全ての構成部材を有するので、たとえば、抗ニップ保護電子部材を有する電子部材、及び電動モータ及び電子部材のハウジングを支持する部材などの電子部材及び機械部材の相互融合(synergetic fusion)のために予備要求(pre-requirements)が提供され、それによって、駆動ユニットがサーボモータの形態でその駆動ユニットによって駆動される調整装置と連係作動されるようになっている。電子接続のために必要であるが、コストが増加する電流整流器回路と、駆動ユニットによって駆動される調整装置のための監視電子部材ユニットとの相互組み合せによって、コスト効率の高い全体システムの製造が可能である。
【０００９】
異なる用途に使用できる利点（原文通り）は、マイクロコントローラ、プラグ又はプラグシステム、位置検出システム、導体プレート又は打抜グリッドシステムである。電動モータのハウジング内の異なる部材の一体化によって、電子部材を保護するため、及び必要に応じて、電子部材を遮蔽するための別の手段を設ける必要がない。
【００１０】
電子部材及び電力供給装置は、好ましくは、ハウジングカバー内に一体化することができ、また、プラグ又はプラグシステムは、ハウジングカバーの外側を通して案内されることができる。
【００１１】
この手段によれば、コンパクトな駆動ユニットの製造が容易になり、また、組立が単純化される。これは、プラグ又はプラグシステムと、電圧源装置、及び、必要に応じて、自動車の中央制御及び調節ユニットとの間の依然必要な接続によるものである。
【００１２】
電子部材及び電力供給部材を保持する導体プレートが、ハウジングの一部分として、又はハウジングカバーとして形成されるならば、特に、導体プレートがハウジングカバーの構成部分であるならば、構成部材の数のさらなる減少が達成される。
【００１３】
導体プレートは、選択的に、ハウジングカバー内に射出成形できる。
【００１４】
電子部材及び／又は電力供給部材もしくは導体プレート又は打抜グリッドシステムをハウジングカバーの内側に固定することによって、湿気に対する有効な保護及び機械的応力に対する保護が得られる。
【００１５】
一つ又は複数の電子部材又は電力供給部材をハウジングカバーの内側の凹部内に挿入又はクリッピングすることによって、簡単な組み立て、補修及び検査目的のための簡単な交換が可能になり、さらには、幾つかの電子部材又は電力供給部材の簡明な組み合せが可能になる。
【００１６】
電子部材又は電力供給部材とハウジングカバーの内側との間の押込嵌め接続又はクリップ接続は、ハウジングの内側に向けられたセンサー要素の配列と結合でき、また、例えば、電子部材におけるそれらの一体化を通して、簡明な組み合せが提供され、また、有害な影響を最小にする短い伝送経路が提供される。
【００１７】
本発明による解決策は、抗ニップ保護装置を有する調整装置のための駆動ユニットに対して特に適している。このような駆動ユニットは、例えば、ウインドウリフタ、スライディングルーフ又はシートアジャスタであり、閉止又は調整動作中に、体又は物体の一部分が引っ掛かる危険があるようなものである。駆動ユニットの制御及び調節するとともに抗ジャミング装置のための機能を監視するための電子部材を使用することによって、電子整流される駆動モータの電子整流に必要なセンサー信号、たとえば、位置、速度及び加速度信号などのセンサー信号も形成され、また、抗ジャミング装置のために設けられた電子部材について評価される。検出及び評価の電子部材のこの相互組み合せによって、電子整流に必要な整流器回路のコストが増加するにもかかわらず、全体システムを経済的に製造することができる。
【００１８】
駆動ユニットの電子部材及び抗ジャミング装置の電子部材のために共通のセンサー要素が設けられている点、特に、抗ジャミング保護電子部材及び電子整流される駆動モータに給電する整流器回路を制御する電子部材が、電子要素をいっしょに使用している一つのユニットを形成している点において、相互効果は、既に達成されている。
【００１９】
電子整流されるモータを整流するために検出されるセンサー信号、たとえば、位置、速度及び加速度信号のようなセンサー信号が、抗ジャミング装置の構成要素において発信され、抗ジャミング装置によって評価される。
【００２０】
電子整流される電動モータの整流器回路を制御するとともに抗ジャミング保護装置を制御する電子部材の相互組み合せは別として、又はそれに加えて、共通電子部材は、車両の別の機能ユニット、たとえば、ドアロック、ステアリングホイール又はリヤミラーなどのアクチュエータの制御を行うこともできる。
【００２１】
さらに、シートパラメータ、インナミラー及びアウタミラー及びステアリングホイールを調整するためのメモリ装置に関連して、優先制御を与え、設定された階級による調整指令の時間逐次処理(time sequential processing)を確実にすることができる。そのような優先制御によれば、ハードウエアのコストを減少できる。これは、異なるアクチュエータを制御するために、同一の構成要素が使用されるからである。
【００２２】
アクチュエータとの電子部材のワイヤ連結に加えて、制御及びセンサー信号のワイヤレス伝送も実現可能である。
【００２３】
本発明のベースとなる基本概念を、図面に示された実施形態を参照して、さらに詳細に説明する。
【００２４】
図１から４に図示された自動車におけるケーブルウインドウリフタのための駆動ユニットは、幾つかの構成部材、すなわち、電動モータ９、電動モータ９へ給電する電力供給装置、電動モータ９の駆動シャフトへ接続されたギヤ機構すなわち出力部４、及び電動モータ９を制御及び調節するための電子部材ユニットから成る。駆動ユニット全体は、電動モータ９のハウジング１内に取り付けられている。ハウジング１は、二つのハウジングシェルすなわちハウジングベース２及びハウジングカバー３から成る。ハウジングベース２は、サポートプレート、ドアモジュール又は車体部分上に駆動ユニットを固定するための幾つかのフランジ２１，２２，２３を有する。電動モータ９によって駆動される出力部は、本実施形態においては、ケーブルドラム４から成り、このドラム上にはケーブル４０が巻かれ、自動車のウインドウガラスを下降又は上昇させるために、一方向又は反対方向に動かされる。
【００２５】
駆動ユニットを電圧源、例えば、車両のバッテリへ接続するために、及び車両のスイッチ又はボタンなどの操作要素もしくは中央制御及び調節装置へ接続するために、プラグ又はプラグシステム５がある。これらは、対応する相手プラグへ接続できる幾つかの接触ピン又はソケットを有している。相手プラグは、プラグ又はプラグシステム５の開口部へ挿入して、例えば、戻り止め接続によって、プラグ又はプラグシステム５へ連結可能であり、バッテリ、スイッチ又はボタンもしくは中央制御及び調節装置との電気的接続が形成される。
【００２６】
ハウジングカバー３は、電気モータのための制御電子部材、及びケーブルウインドウリフタの抗ジャミング装置のための制御電子部材を保持する機能を有する。整流器及び電子部材６〜８、ならびに整流器及び抗ジャミング保護電子部材の別の構造要素（詳細には列挙されていない）が、導体プレート１０上に取り付けられている。この導体プレートは、ハウジング１の一部分であるか、又はカバー３のカバー面を形成する。
【００２７】
図３に示されているカバー３の内側の斜視図から分かるように、プラグ又はプラグシステム５へ隣接して、マイクロコントローラ６と、半導体末端ステージ(semiconductor end stage)７１と、例えば、ブリッジ回路における幾つかの電力用トランジスタを内蔵するチップ７２と、所定用途のための特定の構成部材すなわち能動又は受動構成要素８１〜８３とが設けられている。中央凹部３０は、電動モータ９の駆動シャフトを保持するとともに支持するように機能する。電動モータ９は、反対側においてギヤ機構すなわち出力部、本実施形態においては、ケーブルドラム４へ接続されている。
【００２８】
図３に示される導体プレート１０の代わりに、打抜グリッドをハウジングカバー３内へ入れることも可能であるし、あるいは、ハウジングカバー３の一部分として、又はカバー自体としてプラスチックの射出成形によって形成することも可能である。
【００２９】
好ましくは、電子整流されるモータとして形成される電動モータは、直流機器、アクティブ及びリアクティブ磁気抵抗機器(active and reactive reluctance machine)、同期機器又はリンチモータなどを有することができる。
【００３０】
ハウジングカバー３内に一体化された電流整流器及び抗ジャミング保護電子部材ユニットは、電動モータの制御及び調節及び抗ジャミング保護電子部材の形成の両方のための複数の機能を有する。電動モータ９の駆動シャフトをウインドウリフタのケーブルドラム４へ連結することによって、電動モータ９の回転数及び角度位置からケーブルウインドウリフタのウインドウガラスの位置を求めることができる。さらに、ウインドウガラスの調整速度は、電動モータ９の速度に比例し、同様に、ウインドウガラスの加速度又は制動は、電動モータ９の角加速度に比例する。位置、速度及び加速度信号は、電子整流される電動モータ９の磁場制御のために、その電動モータの電子整流にとって必要であり、それによって、センサー信号がマイクロコントローラ６へ送られ、そのコントローラが、半導体末端ステージ７１を通して整流器回路の構成要素７２を制御する。
【００３１】
しかしながら、電動モータ９の回転数及び角度位置を検出することによってウインドウガラス位置を求めることと連係して、電動モータ９を、例えば、従属的な電流調節を有する速度調節の形態で制御するのに使用されるセンサー信号は、例えば、ＤＥ１９６３３４１５又はＷＯ９８／４０９４５に既に記載されているような抗ジャミング保護装置を調節するのにも使用される。
【００３２】
図４は、図２に示された駆動ユニットに対応する表示において、ハウジングカバーの内側に取り付けられた電子整流されるディスクローターモータ及び電子部材及び整流器部材を分解図で示す。この表示から、サーボモータの態様で作動する駆動ユニットのための全ての機械、電気及び電子部材を組み込むコンパクトな構成方法が分かる。この図において、ハウジング３に一体化される電子部材は、図３による表示に対応する。電子整流されるディスクローターモータ９は、ローターディスク９０を有する。このローターディスクには、導体ループ９１が設けられ、永久磁石９２によって形成された磁場内に位置決めされる。モーターシャフト９３は、螺旋ケーブルガイド溝４１を有するケーブルドラム４への出力部として連結されている。
【００３３】
図５及び６は、本発明による別の解決策を示している。この解決策においては、電動モータのための制御電子部材及び関連する調整装置のために設けられた監視電子部材、及び、必要に応じて、別の機能ユニット、例えば、ドアロック又はドアミラーを制御する電子部材が、ハウジングベース２又はハウジングカバー３に一体化された図６に示されるような一つの電子部材１５における調整装置として、ケーブルウインドウリフタと連係して組み合せられる。
【００３４】
このために、ハウジングベース２は凹部２０を有する。この凹部には、電子チップ１５を挿入及び係止するためのクリップ２１，２２，２３が設けられるとともにプラグ又はプラグシステム５が設けられている。センサー要素１３が凹部２０に挿入される。このセンサー要素は、例えば、磁気センサー又は光学センサーとして形成できる。ブラシ整流電動モータのために、ブラシ１１，１２が凹部２０の両側に設けられており、電動モータのモーターシャフトのためのソケット３０がハウジングベース２の中間に取り付けられている。
【００３５】
図６における表示から分かるように、電子部材１５は凹部２０に挿入されており、電子部材１５上に設けられる接触要素はプラグ又はプラグシステム５のコンタクトと係合し、それにより、電圧源、操作要素及び／又は中央制御及び調節装置との電気接続部を形成するようになっている。さらに、電子部材１５は、ハウジング状の突起部１６を有している。この突起部は、センサー要素１３と整合しており、電子部材１５が凹部２０に完全に挿入されたときに、センサー要素１３を取り囲むようになっている。また、センサー要素１３は、電子部材１５上の突起部１６に直接取り付けることができる。
【００３６】
電子部材１５は、電動モータの型式に応じて異なる実施形態を実現できる。
【００３７】
ブラシ整流機器のための第１の実施形態においては、ブラシ１１，１２とのコンタクトは、電子部材１５及びプラグ又はプラグシステム５のコンタクトを通して形成され、また、電子部材１５は、ブラシ整流電動モータ及び抗ジャミング保護装置を制御及び調節するための共通の構成部材を含んでいる。
【００３８】
電子整流される機器のための第２の実施形態においては、電子部材ユニットの電力スイッチ及びコイルとのコンタクトは、電子部材１５及びプラグ又はプラグシステム５のコンタクトを通して形成される。電子部材ユニットは抗ジャミング回路及び電子整流される電動モータを制御する回路の両方を含んでおり、いわゆる「メカトロニックユニット」が形成される。
【００３９】
部材一覧表
１  ハウジング（駆動ユニット）
２  ハウジングベース
２０  凹部
２１〜２３  クリップ
３  ハウジングカバー
３０  ソケット
４  ケーブルドラム
４０  ケーブル
４１  ケーブルガイド溝
５  プラグ又はプラグシステム
６  マイクロコントローラ
７１  半導体末端ステージ
７２  整流回路の出力半導体／構成要素
８１〜８３  専用部材／能動、受動構成要素
９  電動モータ／電子整流ディスクローターモータ
９０  ローターディスク
９１  導体ループ
９２  永久磁石
９３  モーターシャフト
１０  導体プレート／打抜グリッド
１１，１２  ブラシ
１３  センサー要素
１５  電子部材
１６  突起部
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】一体化された電子部材、整流器回路及び抗ジャミング保護装置を有する電子整流モータを有する駆動ユニットの斜視図である。
【図２】図１によるケーブルウインドウリフタのために設けられた駆動ユニットの斜視図である。
【図３】電子部材及び整流器部材を有するハウジングカバーの内側の斜視図である。
【図４】図２による駆動ユニットに対応するハウジングカバーの内側に取り付けられた電子整流ディスクローターモータ及び電子部材及び整流器部材の分解図である。
【図５】一体化されたセンサー及びクリップイン電子部材を保持するための凹部を有する駆動ユニットのハウジングカバーの内側の斜視図である。
【図６】電子部材をハウジングカバーの凹部に嵌め込まれときにおける図５に対応する斜視図である。
【国際公開パンフレット】
2005503100.tif 000003
2005503100.tif 000004
2005503100.tif 000005
2005503100.tif 000006
2005503100.tif 000007
2005503100.tif 000008
2005503100.tif 000009
2005503100.tif 000010
2005503100.tif 000011
2005503100.tif 000012
2005503100.tif 000013
2005503100.tif 000014
2005503100.tif 000015
2005503100.tif 000016
2005503100.tif 000017
2005503100.tif 000018
2005503100.tif 000019
2005503100.tif 000020
2005503100.tif 000021
2005503100.tif 000022
2005503100.tif 000023
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2005503100.tif 000024
2005503100.tif 000025
【国際調査報告】
2005503100.tif 000026
2005503100.tif 000027
2005503100.tif 000028
2005503100.tif 000029