(57)【要約】  本発明はモーター装置、殊に電子的操舵システム内で使用されるモーター装置に関する。このモーター装置は、モーターケーシング（１０）内の多相モーター（１）と；モーターケーシング（１０）の一部を構成するケーシング部材（１４）と；エラー時に１つまたは複数のモーター位相を無電流でスイッチングするための電子的分離リレーモジュール（２、４０）とを有している；ここで分離リレーモジュール（２、４０）はケーシング内部でケーシング部材（１４）の１つの面に配置されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モーター装置、殊に電子操舵システム内で使用されるモーター装置であって、
・モーターケーシング（１０）内の多相モーター（１）と、
・前記モーターケーシング（１０）の一部を構成するケーシング部材（１４）と、
・エラー時に１つまたは複数のモーター位相を無電流でスイッチングするために電子的分離リレーモジュール（２、４０）とを有している形式のものにおいて、
・前記分離リレーモジュール（２、４０）は、モーターケーシング（１０）のケーシング内部でケーシング部材（１４）の１つの面に配置されている、
ことを特徴とするモーター装置。
【請求項２】
前記分離リレーモジュール（２、４０）は導体プレート（２１）、殊にセラミック導体プレート上に配置されており、当該導体プレートは、前記ケーシング部材（１４）の、ケーシング内部へ配向されている面上に構成されている隆起部（１９）上に配置されている、請求項１記載のモーター装置。
【請求項３】
前記分離リレーモジュール（２、４０）は中性点リレーモジュールとして、または位相分離リレーモジュールとして構成されている、請求項１または２記載のモーター装置。
【請求項４】
コンタクトガイド部材（３０）が設けられており、当該コンタクトガイド部材には非導電性に貫通導体（３１）が設けられており、前記ケーシング部材（１４）の貫通開口部（３２）内へ配向されており、これによって、ケーシング部材（１４）の内面と外面との間の接触接続を実現する、請求項１から３までのいずれか１項記載のモーター装置。
【請求項５】
前記コンタクトガイド部材（３０）は腕木部分とともに構成されており、当該腕木部分は少なくとも部分的にケーシング部材（１４）の前記面に延在しており、保持部材（３３）、殊に突起部を有しており、当該保持部材は相応する保持部材（３４）、殊に切り欠きと共働し、前記コンタクトガイド部材（３０）を保持する、請求項４記載のモーター装置。
【請求項６】
ケーシング部材（１４）の対向面上に制御機器（１８）が設けられており、これによって、モーター、殊に分離リレーモジュール（２、４０）の作動を制御する、請求項１から５までのいずれか１項記載のモーター装置。
【請求項７】
前記ケーシング部材（１４）は平らに構成されており、円筒状のケーシング部材（１０）を覆う、請求項１から６までのいずれか１項記載のモーター装置。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項記載のモーター装置の、電子的操舵システム内での使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモーター装置、殊に電子的操舵システムのためにサーボ駆動部に関する。この駆動部内には、モーター位相の無電流スイッチングを行う分離リレーモジュールが設けられている。
【０００２】
サーボ駆動部、殊に、例えば同期モーターを有する電子的操舵システムでは、モーター位相の短絡時にはブロッキングが生じる恐れがある。従って、上述の例では、車両は操舵不可能になってしまう恐れがある。これに対する理由は、短絡時にモーターがジェネレーターモードで作動してしまうことである。これによって、車両操舵部は、全操舵力に対して付加的に、操舵軸上で、同期モーターのジェネレータモーメントに対しても作動しなければならない。
【０００３】
モーター位相は、同期モーターではしばしば、中性点回路（Sternpunktschaltung）で接続されている。位相短絡時におけるジェネレータ作動を回避するために、機械的または電子的に構成されている中性点リレー（Sternpunktrelais）が設けられている。このリレーはエラー時に、モーター位相を中性点で相互に分離する。
【０００４】
機械的なリレーの典型的な欠陥は、機械的な疲弊ないしはブロックされた機械コンポーネントが原因で故障に対する安全性が低いというである。これによって、モーター位相の分離の信頼性が制限されてしまう。
【０００５】
この信頼性を向上させることは、電子リレーを使用することによって実現される。これが困難な周辺条件下でも使用可能であるように、これは適切な方法でモーターシステムと接続されなければならない。さらに、電子的中性点リレー内で使用されているパワートランジスタは通常作動時には熱発展性を有し、これによって、熱導出を保証する適切な設計が必要となり、適切な構造技術および接続技術が必要になる。
【０００６】
従って本発明の課題は、電子的中性点リレーが有利に組み込まれており、低抵抗でモーター位相と接続され、さらに信頼性および故障に対する安全性が高められるように、特に省スペースで配置されているモーターシステム、殊に電子操舵システムにおいて使用されるモーターシステムを提供することである。
【０００７】
上述の課題は、請求項１に記載されたモーターシステムによって解決される。
【０００８】
本発明の別の有利な構成は従属請求項に記載されている。
【０００９】
１つの観点では、殊に電子操舵システム内で使用されるモーター装置が設けられる。このモーター装置は、１つの多相モーターをモーターケーシング内に有しており、さらにモーターケーシングの一部を構成するケーシング部材並びに電子的分離リレーモジュールを有している。この分離リレーモジュールによって、故障時に１つまたは複数のモーター位相が無電流でスイッチングされる。分離リレーモジュールはケーシング内部のケーシング部材の面に配置されている。
【００１０】
このモーター装置では、モーター位相ストランド（Motorphasenstraenge）をスイッチオフするための電子的分離リレーモジュールは次のように配置されている。すなわち、特にコンパクトなモーター装置が実現されるように配置されている。このようなモーター装置は、電子操舵システム内での使用に特に適している。ここで分離リレーモジュールはケーシング内部で、ケーシング部材に配置されている。従って、分離リレーモジュールは、ケーシング部材を通じた適切な熱伝導性を有しており、同時にモーターケーシングによって周辺環境から保護もされている。
【００１１】
さらに、分離リレーモジュールは導体プレート、殊にセラミック導体プレート上に配置可能である。この導体プレートは、ケーシング部材の、ケーシング内部に向けられた面上に構成されている隆起部上に配置されている。
【００１２】
ある実施形態では、分離リレーモジュールは、中性点リレーモジュールまたは位相分離リレーモジュールとして構成されている。
【００１３】
コンタクトガイド部材を設けることができる。このコンタクトガイド部材には非導電性に通路導体が設けられており、ケーシング部材の通路開口部へ向いている。これによってケーシング部材の内側と外側の間の接触接続が実現される。
【００１４】
コンタクトガイド部材はさらに、腕木部分（Schenkel）とともに構成されている。この腕木部分は少なくとも部分的にケーシング部材の面に延在しており、保持部材、殊に突起部を有している。この突起部は相応する保持部材、殊に切り欠きと共働し、コンタクトガイド部材を保持する。
【００１５】
さらに、ケーシング部材の対向面上には制御機器が設けられており、これによってモーター、殊に分離リレーモジュールの作動を制御する。
【００１６】
ある実施例では、ケーシング部材は平らに構成されており、円筒状のケーシング部材を覆う。
【００１７】
本発明の有利な実施形態を以下で、添付の図に基づいてより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】星型接続で中性点リレーと接続されている、３つの位相を有するモーター装置の回路図
【図２】本発明の１つの実施形態に即したモーター装置内で使用される、中性点リレーモジュールの斜視図
【図３】本発明の実施形態に即した、中性点リレーモジュールが組み込まれた同期モーターのモーター装置の横断面図
【図４】上部に、本発明の実施形態に即した中性点リレーモジュールが配置された、モーター装置のケーシング部材の部分の斜視図
【図５】中性点リレーモジュールを、モーター装置内でモーターを駆動制御する制御機器と接続するための貫通接触接続部材を有するケーシング部材の部分の断面図
【図６】星型接続で接続されており、位相分離リレーモジュールによって無電流でスイッチングされる、３つの位相を有するモーター装置の回路図
【００１９】
図１は回路図を示しており、これは、中性点リレーモジュール２を備えた同期モーター１のモーター位相ストランドＵ、Ｖ、Ｗ間の接続を示している。各モーター位相ストランドＵ、Ｖ、Ｗは適切なパワースイッチ３、例えばＭＯＳＦＥＴを介して中性点Ｓと接続されている。パワースイッチ３は次のように作動される。すなわち、モーターシステムの通常作動時には閉成されており、モーター位相ストランドＵ、Ｖ、Ｗが中性点Ｓを介して相互に電気的に接続されるように作動される。
【００２０】
エラー時、例えばモーター位相ストランドＵ、Ｖ、Ｗ内の１つのモーター位相ストランドでの短絡時等には、パワースイッチ３が開放され、モーター位相ストランドＵ、Ｖ、Ｗが中性点Ｓと分離される。これによってモーター位相ストランド内での電流の流れが直接的に中断され、同期モーターの制動モーメントないしはジェネレータモーメントが回避される。なぜなら、モーター位相ストランドは迅速に、パワースイッチ３の開放によって無電流に接続されるからである。パワースイッチ３のスイッチングは、制御線路上の駆動制御信号によって行われる。この制御線路はＭＯＳＦＥＴを有する構成の場合には、ＭＯＳＦＥＴのゲート端子と接続される。
【００２１】
図２には、中性点リレーモジュール２の１つの実施形態が斜視図で示されている。中性点リレーモジュール２は、担体プレート２１としてセラミック基板を含んでいる。このセラミック基板の上には、銅導体路２２が導体路構造として配置されている。銅導体路２２は、同期モーター１のモーター位相ストランドＵ、Ｖ、Ｗへの接続部分を構成する。さらに中性点Ｓも導体面としてセラミック基板２１上に構成されている。担体プレート２１上には、別の銅面が設けられており、この銅面上にＭＯＳＦＥＴ３が次のように配置されている。すなわちＭＯＳＦＥＴ３から銅面２３へのできるだけ良好な熱導出が実現されるように配置されている。ＭＯＳＦＥＴ３の接触接続は少なくとも部分的に、担体プレート２１の、銅導体路２２に対向している面によって行われる。
【００２２】
図３には、本発明の実施形態に即したモーター装置の横断面図が示されている。モーター装置はモーターケーシング１０を含んでいる。ここでこのモーターケーシングは、円筒状のスリーブとして構成されており、その内側の周辺面にはモーターコイルが配置されており、既知のようにモーター軸１２を、モーター軸に設けられたローター永久磁石１３を介して適切な駆動制御部によって駆動制御する。モーター軸１２は、モーターケーシング１０の終端部で突出しており、モーター駆動部として用いられる。モーターケーシング１０の、モーター駆動部に対向している終端部には、ディスク状のケーシング部材１４が設けられており、これによって、スリーブ状のモーターケーシング１０の相応する面が閉じられている。ケーシング部材１４は、内側へシフトされている、実質的にケーシング部材１４の主要面から垂直に延在している、取り囲んでいる挿入用エッジ９を有している。これはモーターケーシング１０の内側へずらされており、これによって、ケーシング部材１４がモーターケーシング１０に位置合わせされる。ケーシング部材１４は中央開口部１５を有している。この中央開口部を通じて、駆動部に対向している、モーター軸１２の終端部が突出する。この終端部はこれによって中央開口部内に支承される。
【００２３】
モーターケーシング１０の方向に向けられた、ケーシング部材１４の内面には、位相ストランド接続部分１６が設けられている。これは共働状態において、モーターケーシング１０内に固定されている、相応する第２の位相ストランド接続部分１７と接続されている。これによって、外部からの、ケーシング部材１４を介したモーター位相ストランドＵ、Ｖ、Ｗの接触接続が可能になる。
【００２４】
中性点リレーモジュール２は、ケーシング部材１４の内側に配置されており、これによってモーター位相ストランドまでの短い接続線路を有することが可能になる。従って、通常作動時、すなわちパワースイッチ３の閉成状態時には、中性点Ｓを介したモーター位相ストランド相互のできるだけ低抵抗な接続が実現される。
【００２５】
この内面に対向しているケーシング部材１４の外面には有利には制御機器１８が設けられている。これは同期モーターの制御を適切に担う。電子操舵システム内でのモーター装置の使用時には制御機器はさらに、それに必要な機能を有している。
【００２６】
図４には、ケーシング部材１４の一部の斜視図が示されている。ここでは中性点リレーモジュール２がケーシング部材１４の台座１９上に配置されていることが分かる。この台座１９は、ケーシング部材１４の内面からモーター内部に突出しており、中性点リレーモジュール２が接している面を構成する。台座１９およびケーシング部材１４は有利には一体成形されており、良好な熱伝導性を有する材料、例えば金属、または非伝導性の材料、例えばプラスチック材料から形成される。中性点リレーモジュール２はケーシング部材１４の台座１９上に有利には接着されているか、または固定部材によって固定されている。後者の場合には、台座１９とケーシング部材１４との間に熱伝導ペーストが設けられる。
【００２７】
図５のケーシング部材の部分に示されているように、少なくとも制御線路のための貫通接触接続を実現するために、ケーシング部材１４は貫通開口部３２を有する。この内部には、コンタクトガイド部材３０が設けられている。このコンタクトガイド部材は、非伝導性のプラスチック部材または別の非伝導性の材料から成る部材を有している。コンタクトガイド部材３０内には、貫通導体３１が埋設されている。この貫通導体３１は、パワースイッチ３を駆動制御するための制御線路に相応し、ケーシング部材１４の内面上の中性点リレーモジュール２、およびケーシング部材１４の外面にある制御機器１８と接続状態にある。
【００２８】
コンタクトガイド部材３０は実質的にＴ字状に構成されており、ケーシング部材１４の内面から貫通開口部内に挿入され、コンタクトガイド部材３０の腕木部分がケーシング部材１４の内面に接する。コンタクトガイド部材３０の腕木部分は突起部３３を有しており、これはコンタクトガイド部材３０の内側の切り欠き３４内にかみ合い、これが固定される。
【００２９】
本発明は、中性点リレーモジュール２を、円筒状モーターケーシング１０の平らな終端部として設けられているケーシング部材１４に設けることに制限されない。別のモーター装置では、中性点リレーモジュール２は、モーターの機能を妨害しない限りは、モーターケーシング内のほぼ任意の箇所に配置される。中性点リレーモジュール２をモーター装置のケーシング内ないしはケーシングに配置することによって、中性点リレーモジュール２を確実に収容するための付加的なケーシングコンポーネントを省くことができる。
【００３０】
中性点リレーモジュール２の代わりに図６に示されているように、電子的位相分離リレーモジュール４０を設けることもできる。このような実施形態では、同期モーター１のモーター位相ストランドＵ、Ｖ、Ｗが星型接続回路として相互に接続される。制御機器１８とモーター位相ストランドＵ、Ｖ、Ｗとの間には、相分離リレーモジュール４０の相応するパワースイッチ３が配置されている。これは通常作動時には閉成されている。各パワースイッチ３は別個に制御線路によって駆動制御される。エラー時には、パワースイッチ３が開放され、モーター位相ストランドを通じてそれ以上、電流が流れない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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