CN104742960B - 电子控制单元和具有电子控制单元的电动助力转向装置 - Google Patents

电子控制单元和具有电子控制单元的电动助力转向装置 Download PDF

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CN104742960B
CN104742960B CN201410820373.3A CN201410820373A CN104742960B CN 104742960 B CN104742960 B CN 104742960B CN 201410820373 A CN201410820373 A CN 201410820373A CN 104742960 B CN104742960 B CN 104742960B
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株式会社电装
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Abstract

提供了电子控制单元和具有电子控制单元的电动助力转向装置。该电子控制单元(1)包括板(10)、高发热器件(20‑24、30、41、42、51、52、411、412、421、422)、控制器(60‑62)、散热构件(70)和导热构件(80‑82)。高发热器件被安装在板的表面(11)上。散热构件具有被定位成面对板的表面(71)。散热构件的表面是凹进的以形成能够容纳高发热器件的凹槽(73,731‑738)。导热构件被定位在板和散热构件之间,并且导热构件与高发热器件和凹槽二者相接触以将高发热器件的热传递至散热构件。凹槽被成型为与高发热器件的形状相匹配。

Description

电子控制单元和具有电子控制单元的电动助力转向装置
技术领域
本公开内容涉及用于对控制目标进行控制的电子控制单元和具有该电子控制单元的电动助力转向装置。
背景技术
电路板上安装有高发热器件例如开关器件的电子控制单元是公知的。高发热器件在电子控制单元工作时产生大量的热。例如,在对应于US 2011/0013370A1的JP-A-2011-23459所公开的电子控制单元中,作为高发热器件的开关器件被安装在电路板的表面上,并且散热构件的表面被定位成面对所述板的表面。
在JP-A-2011-23459中所公开的电子控制单元中,开关器件被容纳在散热构件中所形成的室中。然而,该室未被成型为与开关器件的形状相匹配,并且该室的容量是开关器件的体积的许多倍。为此,在电子控制单元的组装情况下,在该室的内壁与开关器件的外壁之间存在较大距离。因此,开关器件的热可能会难以有效地传递至散热构件。作为结果,开关器件的热未通过散热构件有效地消散。
此外,在JP-A-2011-23459中所公开的电子控制单元的组装情况下,散热构件和板的相面对的表面之间存在较大距离。因此,开关器件的热可能会难以有效地通过板传递至散热构件。
此外,在JP-A-2011-23459中所公开的电子控制单元的组装情况下,在每个室中设置有导热构件。因此,放置导热构件所需的工时数量可能会增加。
特别地,JP-A-2011-23459中所公开的电子控制单元被用来控制车辆的电动助力转向装置的电动机。当驱动电动助力转向装置的电动机并且产生帮助驾驶员使车辆转向的辅助转矩时,大电流流过电动机和电子控制单元的高发热器件。因此,当驱动电动机时,高发热器件产生大量的热。为此,当使用电子控制单元来控制电动助力转向装置的电动机时,优先地应该使电子控制单元的高发热器件的热有效地消散。
发明内容
鉴于上述情况,本公开内容的目的是提供一种在其中使高发热器件中所产生的热高效地消散的电子控制单元,并且提供一种具有该电子控制单元的电动助力转向装置。
根据本公开内容的一个方面,电子控制单元包括板、高发热器件、控制器、散热构件和导热构件。高发热器件被安装在板的表面上并且被配置成在电子控制单元工作时产生大于预定热值的热量。控制器通过控制高发热器件来对控制目标进行控制。散热构件具有被定位成面对板的表面的表面。散热构件的表面是凹进的以形成能够容纳高发热器件的凹槽。导热构件被定位在板与散热构件之间,并且导热构件与高发热器件和凹槽二者相接触以将高发热器件的热传递至散热构件。凹槽被成型为与高发热器件的形状相匹配。
附图说明
根据以下参照附图做出的详细描述,本公开内容的以上目的、特征和优点以及其他目的、特征和优点将变得明显。在附图中:
图1是示出根据本公开内容的第一实施方式的电子控制单元的部分分解图的图;
图2是示出根据本公开内容的第一实施方式的电子控制单元的部分截面图的图;
图3是示出使用根据本公开内容的第一实施方式的电子控制单元的电动助力转向装置的结构的图;
图4是示出根据本公开内容的第一实施方式的电子控制单元的电路结构的图;
图5是示出根据本公开内容的第二实施方式的电子控制单元的部分截面图的图;
图6是示出根据本公开内容的第三实施方式的电子控制单元的部分分解图的图;以及
图7是示出根据本公开内容的第四实施方式的电子控制单元的部分分解图的图。
具体实施方式
下面将参照其中相似附图标记指示相同或等同部件的附图来描述本公开内容的实施方式。为了简单起见,可以将附图标记分配给附图中的相同或等同部件中的仅一个。
(第一实施方式)
下面参照图1至图4来描述根据本实施方式的第一实施方式的电子控制单元1。如图3所示,电子控制单元(ECU)1被用于车辆的电动助力转向装置100。电子控制单元1基于转向转矩信号和车辆速度信号来驱动和控制电动机101,使得电动机101可以产生帮助驾驶员使车辆转向的辅助转矩。电动机101与权利要求中所述的控制目标相对应。
电子控制单元1包括电路板10、开关器件20、电容器30、继电器41和42、线圈51、分流电阻器52、功率齐纳二极管53、控制器60、用作散热构件的散热器70以及导热构件80。
电路板10为印刷电路板,例如由玻璃织物与环氧树脂制成的FR4(阻燃剂型4)。
开关器件20为半导体器件,例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和绝缘栅双极晶体管(IGBT)。根据第一实施方式,在板10上安装有四个开关器件20。在下文中,四个开关器20有时被统称为“开关器件20”,而有时也被分别称为“开关器件21、22、23和24”。例如,如图1和图2所示,开关器件21至24中的每一个覆盖有密封树脂,并且因此形似矩形平板。也就是说,开关器件21至24中的每一个为六面体并且具有六个矩形外壁:顶壁、底壁和四个侧壁。开关器件21至24中的每一个以底壁面对第一表面11并且与第一表面11平行的方式安装在板10的第一表面11上。
例如,电容器30是铝电解电容器并且形似圆柱。尽管在图中未示出,但例如电容30以其轴垂直于第二表面12的方式安装在板10的与第一表面11相对的第二表面12上。
继电器41包括开关器件411和412。像开关器件20一样,开关器件411和412中的每一个均为半导体器件,例如MOSFET和IGBT。例如,如图1所示,开关器件411和412中的每一个均覆盖有密封树脂,并且因此形似矩形平板。也就是说,开关器件411和412中的每一个均为六面体,并且具有六个外壁:顶壁、底壁和四个侧壁。开关器件411和412中的每一个均以底壁面对第一表面11并且与第一表面11平行的方式安装在板10的第一表面11上。
继电器42包括开关器件421和422。像开关器件421和422一样,开关器件421和422中的每一个均为半导体器件,例如MOSFET和IGBT。例如,如图1所示,开关器件421和422中的每一个均覆盖有密封树脂,并且因此形似矩形平板。也就是说,开关器件421和422中的每一个均为六面体,并且具有六个外壁:顶壁、底壁和四个侧壁。开关器件421和422中的每一个均以底壁面对第一表面11并且与第一表面11平行的方式安装在板10的第一表面11上。
例如,线圈51为扼流圈并且具有像矩形柱一样的外部形状。尽管在图中未示出,但线圈51以其高度方向垂直于第二表面12的方式安装在板10的第二表面12上。
例如,分流电阻器52形似矩形平板。尽管在图中未示出,但分流电阻器52以其表面方向与第一表面11平行的方式安装在板10的第一表面11。
例如,功率齐纳二极管53形似矩形平板,并且具有大于预定体积值的体积。尽管在图中未示出,但功率齐纳二极管53以其表面方向垂直于第一表面11的方式在开关器件20附近安装在板10的第一表面11上。
例如,控制器60包括微型计算机61和定制集成电路(IC)62。例如,微计算机61和定制IC 62中的每一个均为具有中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和输入输出(I/O)部分的半导体封装。控制器60控制继电器41和42以及开关器件21至24。控制器60通过基于来自车辆上所安装的传感器的信号对开关器件21至24进行控制以驱动和控制电动机101。根据第一实施方式,电动机101是有刷DC电动机。
尽管在图中未示出,但例如微计算机61安装在板10的第二表面12上,并且定制IC62安装在板10的第一表面11上。
接下来,参照图4来描述开关器件21至24、电容器30、继电器41和42、线圈51、分流电阻器52、功率齐纳二极管53以及控制器60之间的电连接。
用作车辆的电源的电池102的正极端子连接至继电器41。继电器41由控制器60接通和关断,使得能够允许或停止从电池102向电子控制单元1提供电力。因此,继电器41用作电源继电器。
来自电池102的电力通过线圈51提供给开关器件21至24。线圈51消除来自从电池102通过电子控制单元1向电动机101提供的电力的噪声。
车辆的点火电源106连接至控制器60以及继电器41与线圈51之间的节点。控制器60——即微型计算机61和定制IC 62——对来自点火电源106的电力进行操作。
如图4所示,开关器件21和23串联连接,并且开关器件22和24串联连接。开关器件21和23串联电路与开关器件22和24的串联电路并联连接。
继电器42和电动机101连接在开关器件21和23之间的节点与开关器件22和24之间的节点之间。以此方式,连接开关器件21至24以形成H桥电路。分流电阻器52连接至开关器件23和24的接地侧端子。电容器30并联连接在电源线和接地线之间。电容器30降低在开关器件21至24接通或关断时出现的冲击电压。
根据上述的电连接,例如当开关器件21和24导通而开关器件22和23关断时,电流依次流过开关器件21、继电器42、电动机101和开关器件24。相反,当开关器件21和24关断而开关器件22和23导通时,电流依次流过开关器件22、电动机101、继电器42和开关器件23。由于电动机101为有刷DC电动机,所以当H桥电路的开关器件21至24以上述方式被接通和关断时,驱动电动机101并且使电动机101转动。来自控制器60的定制IC 62的信号线单独地连接至开关器件21至24,使得控制器60可以控制开关器件21至24的切换。因此,控制器60通过控制开关器件21至24的切换来驱动和控制电动机101。由于控制器60基于由分流电阻器52检测到的电流来控制开关器件21至24,所以控制器60可以精确地控制开关器件21至24,并且引申开来控制电动机101。
继电器42由控制器60接通和关断,使得能够允许或停止从电池102向电动机101提供电力。因此,继电器42用作电动机继电器。
在开关器件20的切换期间,相对大的电流流过开关器件20、电容器30、继电器41和42、线圈51以及分流电阻器52。因此,当电子控制单元1工作时,开关器件20、电容器30、继电器41和42、线圈51以及分流电阻器52产生大于预定热值的热,并且其温度变得相对较高。开关器件20、电容器30、继电器41和42、线圈51以及分流电阻器52中的每一个与权利要求中所述的高发热器件相对应。
功率齐纳二极管53的一端连接至点火电源106、控制器60以及继电器41与线圈51之间的节点。功率齐纳二极管53的另一端连接至地。
在其中从点火电源106向电子控制单元1提供的电力不大于预定阈值的正常情况下,功率齐纳二极管53防止电流通过其从点火电源106流至地。相反,当从点火电源106向电子控制单元1提供的电力大于阈值时,功率齐纳二极管53允许电流通过其从点火电源106流至地。因此,功率齐纳二极管53防止大电流从点火电源106流至电子控制单元1特别是控制器60。以此方式,功率齐纳二极管53用作保护器件以保护电子控制单元1免受大电流影响。
如上所述,在正常情况下,功率齐纳二极管53不使电流通过。也就是说,当电子控制单元1工作时,功率齐纳二极管53不产生大于预定热值的热。功率齐纳二极管53与权利要求中所述的低发热器件相对应。
功率齐纳二极管53被布置在开关器件20附近,并且还用作热质量/容量构件。因此,在开关器件20的切换期间,开关器件20的热的一部分传送至功率齐纳二极管53,并且功率齐纳二极管53的温度相应地增加。
根据第一实施方式,开关器件20、电容器30、继电器41和42、线圈51、分流电阻器52以及功率齐纳二极管53为所称的表面安装器件(SMD)。
散热器70由金属例如铝制成。例如,散热器70形似矩形平板,并且具有彼此相对的第一表面71和第二表面72。散热器70以第一表面71面对板10的第一表面11的方式通过紧固件或类似物固定在板10上。如图2所示,在电子控制单元1的组装情况下,在散热器70的第一表面71与板10的第一表面11之间存在预定空隙。
在散热器70中,第一表面71被做成在多个位置处凹向散热器70的与第一表面71相对的第二表面72,使得可以形成凹槽73。在下文中,凹槽73有时被统称为“凹槽73”,而有时被单个称为“凹槽731、732、733、734、735、736、737和738”。凹槽731、732、733、734、735、736、737和738分别被成型为容纳开关器件21、22、23、24、411、412、421和422。
例如,导热构件80包括电绝缘的散热片81和散热油脂82。例如,散热片81为含有硅并且具有低热阻的电绝缘片。例如,散热油脂82为主要含有硅并且具有低热阻的油脂凝胶。
导热构件80被定位在板10的第一表面11和散热器70的第一表面71之间,并且与至少开关器件20、继电器41和42以及散热器70相接触。根据第一实施方式,除了开关器件20、继电器41和42以及散热器70之外,导热构件80还与分流电阻器52和功率齐纳二极管53相接触。因此,导热构件80将开关器件20、继电器41和42、分流电阻器52和功率齐纳二极管53的热导向散热器70。
此外,如图2所示,导热构件80与板10的第一表面11和散热器70的第一表面71相接触。因此,导热构件80将从开关器件20、继电器41和42、分流电阻器52、功率齐纳二极管53、电容器30以及线圈51传送至板10的热导向散热器70。
根据第一实施方式,多个导热构件80被设置在与开关器件20、分流电阻器52、功率齐纳二极管53、电容器30、继电器41和42以及线圈51相对应的位置处,并且所述多个导热构件80被集成在一起作为一个导热构件80。为此,在图中,导热构件80明显看起来像一个导热构件80。
凹槽731、732、733、734、735、736、737和738分别被成型为与开关器件21、22、23、24、411、412、421和422的形状相匹配。也就是说,凹槽731、732、733、734、735、736、737和738中的每一个均具有如下五个矩形内壁:所述内壁面对开关器件21、22、23、24、411、412、421和422中的相应一个开关器件的除了底壁之外的外壁。
例如,凹槽731、732、733、734、735、736、737和738分别被成型为与开关器件21、22、23、24、411、412、421和422的形状相匹配,使得在电子控制单元1的组装情况下,凹槽731、732、733、734、735、736、737和738中的每一个的内壁与开关器件21、22、23、24、411、412、421和422中的每一个的相应外壁之间的间隙小于预定距离。
如图2所示,凹槽73具有作为从散热器70的第一表面71到凹槽73的底壁74的距离的深度d1。底壁74与第一表面71平行。深度d1等于开关器件21、22、23、24、411、412、421和422中的相应一个开关器件的高度h1。高度h1是根据板10的第一表面11测量的。
在电子控制单元1的组装情况下,板10的第一表面11与散热器70的第一表面71之间的距离t1小于深度d1和高度h1,并且开关器件20、继电器41和继电器42中的每一个的一部分(即顶壁侧)被定位在凹槽73之内。此外,凹槽73的底壁74与开关器件20、继电器41和继电器42中每一个之间的距离等于距离t1。
导热构件80的厚度略微大于距离t1。因此,如图2所示,在电子控制单元1的组装情况下,导热构件80保持压紧在凹槽73的底壁74与开关器件20以及继电器41和42中的每一个之间,并且还保持压紧在板10的第一表面11与散热器70的第一表面71之间。
凹槽73的四个侧壁垂直于散热器70的第一表面71和凹槽73的底壁74。因此,在电子控制单元1的组装情况下,在导热构件80与凹槽73之间存在空间S1。
如图3所示,电子控制单元1还包括连接器3。例如,连接器3具有由树脂制成的矩形管状壳体和在壳体中设置的包括PIG端子(即电源端子或正极侧端子)、接地端子和电动机端子在内的多个端子。连接器3连接至线束103。线束103的线104将电池102的正极端子连接至连接器3的PIG端子。尽管在图中未示出,但PIG端子通过布线图案连接至继电器41。线束103的线105将电动机101的绕组端子电连接连接器3的电动机端子。
接下来,描述电子控制单元1的工作。
当车辆的驾驶员接通车辆的点火开关时,从点火电源106向电子控制单元1提供电力并且激活电子控制单元1。当激活电子控制单元1时,控制器60接通继电器41和42。因此,允许从电池102向电动机101提供电力。
在点火开关的接通时间段期间,控制器60通过基于转向转矩信号和车速信号来对开关器件20的切换进行控制以驱动和控制电动机101。因此,电动机101产生帮助驾驶员使车辆转向的辅助转矩。
当控制器60通过控制开关器件20的切换来对电动机101进行驱动和控制时,相对大的电流流过开关器件20、电容器30、继电器41和42、线圈51以及分流电阻器52。因此,开关器件20、电容器30、继电器41和42、线圈51以及分流电阻器52产生热,并且其温度变得相对较高。要指出的是,开关器件20的热的一部分被导向能够用作热质量/容量构件的功率齐纳二极管53。
开关器件20、继电器41和42分流电阻器52以及功率齐纳二极管53的热通过导热构件80导向散热器70。具体地,开关器件20、继电器41和42的热通过导热构件80导向散热器70的凹槽73。
此外,开关器件20、继电器41和42、分流电阻器52、功率齐纳二极管53、电容器30以及线圈51的热通过板10和导热构件80导向散热器70,其中导热构件80与板10和散热器70相接触。
因此,当电子控制单元1工作时,开关器件20、继电器41和42、分流电阻器52、功率齐纳二极管53、电容器30以及线圈51的热有效地消散至散热器70。因此,包括开关器件20、继电器41和42、分流电阻器52、电容器30以及线圈51的高发热器件的热可以有效地消散至散热器70。
综上所述,第一实施方式可以具有以下特征(1)至(7)。
(1)被定义为高发热器件的开关器件20以及继电器41和42安装在板10的第一表面11上,并且在电子控制单元1工作时产生大于预定热值的热。
控制器60通过控制开关器件20来控制电动机101。
散热器70以其第一表面71面对板10的第一表面11的方式固定到板10,其中该板10上安装有开关器件20、继电器41和42。散热器70的第一表面71是凹进的以形成能够容纳安装在板10的第一表面11中的开关器件20、继电器41和42的凹槽73。
导热构件80被定位在板10与散热器70之间,并且与至少开关器件20、继电器41和42以及散热器70的凹槽73相接触。因此,导热构件80将开关器件20以及继电器41和42的热导向散热器70。
凹槽73被成型为与安装在板10的第一表面11上的开关器件20以及继电器41和42的形状相匹配。因此,在电子控制单元1的组装情况下,可以减小开关器件20以及继电器41和42中的每一个的外壁与凹槽73中的相应一个凹槽的内壁之间的空间。因此,开关器件20以及继电器41和42的热可以通过导热构件80导向散热器70,并且因此可以有效地被消散。
开关器件20以及继电器41和42被容纳在散热器70的凹槽73中。因此,在电子控制单元1的组装情况下,板10的第一表面11可以被定位成尽可能靠近散热器70的第一表面71。因此,开关器件20、继电器41和42、分流电阻器52、电容器30以及线圈51的热可以通过板10有效地导向散热器70。
(2)导热构件80与板10和散热器70二者相接触。因此,开关器件20、继电器41和42、分流电阻器52、电容器30以及线圈51的热可以通过板10和导热构件80更有效地导向散热器70。
(3)散热器70具有多个凹槽73,使得安装在板10的第一表面11上的高发热器件可以被容纳在凹槽73中。因此,安装在板10的第一表面11上的每个高发热器件的热可以通过相应的凹槽73有效地消散。
(4)多个导热构件80被设置在与开关器件20、继电器41和42、分流电阻器52、功率齐纳二极管53、电容器30以及线圈51相对应的位置处。因此,开关器件20、继电器41和42、分流电阻器52、功率齐纳二极管53、电容器30以及线圈51中的每一个的热可以通过相应的导热构件80导向散热器70。
(5)导热构件80被集成在一起作为一个导热构件80,并且明显看起来像一个导热构件80。因此,导热构件80可以容易地粘附或者施加在板10和散热器70之间。
由于开关器件20以及继电器41和42被集体布置在板10上的第一表面11的预定区域内,所以导热构件80可以如上所述被集成在一起作为一个导热构件80。也就是说,不需要在与开关器件20、分流电阻器52、电容器30、继电器41和42以及线圈51相对应的位置处单独地设置导热构件80。
(6)凹槽73距散热器70的第一表面71的深度d1等于开关器件20以及继电器41和42中的相应一个的高度h1。因此,在电子控制单元1的组装情况下,凹槽73的底壁74与开关器件20、继电器41和继电器42中每一个之间的距离变得等于板10的第一表面11与散热器70的第一表面71之间的距离t1。因此,导热构件80的厚度沿其表面方向一致,使得导热构件80易于管理。
(7)电动助力转向装置100包括电子控制单元1和电动机101。电动机101由电子控制单元1来控制,使得电动机101能够产生帮助驾驶员使车辆转向的辅助转矩。
由于大电流在电动助力转向装置100中流动而引起在电动助力转向装置100中产生大量的热。由于其高散热效率,电子控制单元1可适用于电动助力转向装置100。
(第二实施方式)
下面参照图5来描述根据本公开内容的第二实施方式。第二实施方式与第一实施方式不同处在于凹槽73的结构。
根据第二实施方式,凹槽73的四个侧壁75相对于散热器70的第一表面71和凹槽73的底壁74二者倾斜。
凹槽73的每个侧壁75连接至散热器70的第一表面71,使得由侧壁75和第一表面71形成的角部可以具有钝角。因此,减小了由角部施加于导热构件80的应力,并且减小了导热构件80中的局部应力。
此外,在电子控制单元1的组装情况下,由于侧壁75相对于第一表面71倾斜而使在导热构件80与凹槽73之间不存在空间S1。因此,导热构件80可以与凹槽73的内壁74、75紧密接触。
如上所述,根据第二实施方式,凹槽73的侧壁75相对于散热器70的第一表面71倾斜。每个侧壁75连接至散热器70的第一表面71,使得由侧壁75和第一表面71形成的角部可以具有钝角。因此,减小了由角部施加于导热构件80的应力,并且减小了导热构件80中的局部应力。因此,导热构件不太可能会被损坏和破坏。
此外,在电子控制单元1的组装情况下,由于侧壁75相对于第一表面71倾斜而使导热构件80与凹槽73的内壁74、75紧密接触。因此,开关器件20和继电器41、42的热可以通过导热构件80更有效地导向散热器70。以此方式,可以使发热器件的热高效地消散。
(第三实施方式)
下面参照图6来描述本公开内容的第三实施方式。第三实施方式与第一实施方式不同之处在于散热器70的结构。
根据第三实施方式,散热器70在其第一表面71上和凹槽73的内壁上具有多个沟槽761。沟槽761沿与第一表面71平行的方向、与第一表面71垂直的方向或相对于第一表面71倾斜的方向延伸。例如,沟槽761笔直地并且彼此平行地延伸。
因此,在电子控制单元1的组装情况下,导热构件80在板10与散热器70之间沿表面方向的移动受到沟槽761限制。
如上所述,根据第三实施方式,散热器70在其第一表面71上和凹槽73的内壁上具有多个沟槽761。沟槽761沿与第一表面71平行的方向、与第一表面71垂直的方向或相对于第一表面71倾斜的方向延伸,从而限制了导热构件80的移动。
此外,沟槽761增加了散热器70的第一表面71侧的面积。因此,可以使高发热器件的热更高效地消散至散热器70。
此外,由于沟槽761彼此平行地延伸,所以凹槽761可以有效地限制导热构件80特别是沿与沟槽761垂直的方向的移动。
(第四实施方式)
下面参照图7来描述本公开内容的第四实施方式。第四实施方式与第一实施方式的不同处在于散热器70的结构。
根据第四实施方式,散热器70具有从凹槽73延伸至第二表面72的孔771。具体地,孔771从凹槽73的底壁74延伸至第二表面72并且与空间S1相通。
如上所述,根据第四实施方式,散热器70具有从凹槽73延伸至第二表面72并且与凹槽73和导热构件80之间的空间S1相通的孔771。封闭在空间S1中的空气可以通过孔771释放至第二表面72侧。
因此,可以使高发热器件的热有效地消散。
(修改)
尽管已经参照实施方式描述了本公开内容,但要理解的是,本公开内容不限于所述实施方式。本公开内容旨在覆盖处于本公开内容的精神和范围内的各种修改和等同布置。例如,所述实施方式可以进行如下修改。
在该实施方式中,开关器件20、继电器41和42以及分流电阻器52安装在板10的第一表面11上,而电容器30和线圈51安装在板10的第二表面12上。然而,高发热器件中的哪些安装在板10的第一表面11或第二表面12上不限于所述实施方式。例如,分流电阻器52可以安装在第二表面12上而不是第一表面11上。
凹槽73的数目不限于特定数目。
功率齐纳二极管53可以安装在第二表面12上而不是第一表面11上。功率齐纳二极管53是可选的并且在不必要的情况下可以移除。
在该实施方式中,电动机101为有刷电动机并且通过由四个开关器件21至24构成的H桥接电路来驱动。可替选地,电动机101可以是无刷电动机并且通过由控制器60控制的逆变器来驱动。逆变器由与无刷电动机的相数相同数目的开关对构造而成。每个开关对具有高电位侧开关器件和低电位侧开关器件。例如,当电动机101为三相无刷电动机时,逆变器可以由三个开关对——即六个开关器件——构造而成。在该情况下,电动机101可以被设置成具有以冗余配置方式连接的两个逆变器(即,总共12开关器件)。在这样的方法中,即使一个逆变器坏掉,电动机101也可以由另一个逆变器来驱动。也就是说,不论开关器件(即,高发热器件)的数目如何,并且也不论电动机101是有刷电动机还是无刷电动机,都可以应用本公开内容。
在该实施方式中,安装在板10的第一表面11上的高发热器件形似矩形平板。然而,安装在板10的第一表面11上的高发热器件可以是包括多边形或圆形平板以及多边形或圆形柱在内的任何形状。同样地,凹槽73可以是任何形状,只要它与安装在第一表面11上的相应高发热器件的形状相匹配即可。
在该实施方式中,安装在板10的第一表面11上的高发热器件具有相同的高度h1,并且凹槽73具有相同的深度d1。可替选地,安装在板10上的第一表面11的高发热器件可以具有不同的高度,并且凹槽73可以具有不同的深度。
在该实施方式中,导热构件80与板10和散热器70二者相接触。然而,导热构件80不一定总是与板10相接触,只要导热构件80与至少一个高发热器件和散热器70的至少一个凹槽73相接触即可。
在该实施方式中,多个导热构件80被集成为一个导热构件80。可替选地,导热构件80中的每一个可以被单个地提供给相应的高发热器件。可替选地,导热构件80可以划分成组,并且属于相同组的导热构件80可以被集成为一个导热构件80。
所有高发热器件不一定都设置有导热构件80。
在该实施方式中,导热构件80包括散热片81和散热油脂82二者。可替选地,导热构件80可以包括散热片81和散热油脂82中仅一个。
在该实施方式中,凹槽73的底壁74与第一表面71平行。可替选地,底壁74可以相对于第一表面71倾斜。
散热器70的沟槽761可以具有任何深度和宽度。例如,可以通过减小沟槽761的宽度来增加第一表面71的每单位面积的沟槽761的数目。相反,可以通过增加沟槽761的深度和宽度来增加第一表面71的面积。因此,可以使高发热器件的热高效地消散。
在该实施方式中,沟槽761彼此平行。可替选地,沟槽761可以彼此交叉。在这样的方法中,沟槽761可以限制导热构件80沿许多方向的移动。
在该实施方式中,沟槽761笔直地延伸。可替选地,沟槽761可以是任何形状。例如,沟槽761可以部分地或整体地弯曲。
在该实施方式中,沟槽761被形成在第一表面71和凹槽73的内壁二者上。可替选地,沟槽761可以被形成在第一表面71和凹槽73中的仅一个上。
在该实施方式中,散热器70的孔771从凹槽73延伸至第二表面72。可替选地,孔771可以从第一表面71延伸至第二表面72。此外,可替选地,孔771可以从凹槽73或第一表面71延伸至散热器70的在第一表面71与第二表面72之间的侧表面。
在该实施方式中,散热器70的凹槽73的深度d1等于安装在散热器70的第一表面71上的相应高发热器件的高度h1。可替选地,散热器70的凹槽73的深度d1可以与安装在散热器70的第一表面71上的相应高发热器件的高度h1不同。
在该实施方式中,继电器41和继电器42为半导体开关。可替选地,继电器41和继电器42可以为机械开关。
在该实施方式中,点火电源106电连接至继电器41与线圈51之间的节点。可替选地,点火电源106可以电连接至继电器41的与线圈51相对的一侧,或者可以电连接至线圈51的与继电器41相对的一侧。
在该实施方式中,高发热器件和低发热器件为表面安装器件(SMD)。可替选地,高发热器件和低发热器件中的至少一个可以是通孔器件(THD)。
在该实施方式中,使用四个开关器件20(即,21至24)和一个电容器30向电动机101供电。开关器件20的数目和电容器30的数目可以是任何数目。
在该实施方式中,电容器30为铝电解电容器。但是,电容器30可以是任何类型的电容器,例如导电聚合物铝电解电容器或导电聚合物混合铝电解电容器。
在该实施方式中,电子控制单元1是作为控制目标的电动机101的单独件。可替选地,电子控制单元1可以与电动机101集成。在该情况下,散热器70可以与电动机101的框架端集成。在这样的方法中,减少了电动助力转向装置100中的零件数,并且相应地减少了电动助力转向装置100的大小。
在该实施方式中,电子控制单元1用在电动助力转向装置100中。可替选地,电子控制单元1可以用于控制除了电动助力转向装置100之外的装置的电动机或类似物。
这样的改变和修改要被理解为处于由所附权利要求限定的本公开内容的范围内。

Claims (11)

1.一种用于对控制目标(101)进行控制的电子控制单元,所述电子控制单元包括:
板(10),所述板(10)具有第一表面(11)和与所述第一表面相对的第二表面(12);
高发热器件(20-24、30、41、42、51、52、411、412、421、422),所述高发热器件(20-24、30、41、42、51、52、411、412、421、422)连接到所述板的所述第一表面并且被配置成在所述电子控制单元工作时产生大于预定热值的热量;
控制器(60-62),所述控制器(60-62)被配置成通过控制所述高发热器件来对所述控制目标进行控制;
散热构件(70),所述散热构件(70)具有被定位在所述板的所述第一表面的一侧上的第一表面,所述散热构件的所述第一表面是凹进的以形成能够容纳所述高发热器件的凹槽(73、731-738),以及
导热构件(80-82),所述导热构件(80-82)被定位在所述板与所述散热构件之间,并且所述导热构件(80-82)与所述高发热器件和所述凹槽二者相接触以将所述高发热器件的热量传递至所述散热构件,其中,
所述凹槽被成型为与所述高发热器件的形状相匹配,
所述高发热器件由所述导热构件包围,
所述高发热器件包括连接到所述板的所述第一表面的多个高发热器件,
所述凹槽包括多个凹槽,所述多个凹槽中的每个凹槽对应于连接到所述板的所述第一表面的所述高发热器件中的一个不同的高发热器件或者对应于所述高发热器件中的一个不同的高发热器件的一部分,
所述凹槽具有距所述散热构件的所述第一表面的相同的深度,
对应于所述凹槽的所述高发热器件具有相同的高度,
所述导热构件(80-82)包括散热片(81),以及
所述散热片(81)是与分别容纳在所述凹槽(73、731-738)中的高发热器件(20-24、30、41、42、51、52、411、412、421、422)对应地形成的单片。
2.根据权利要求1所述的电子控制单元,其中,
所述导热构件与所述板相接触。
3.根据权利要求1所述的电子控制单元,其中,
所述多个高发热器件中的至少一个高发热器件被安装在所述板的所述第二表面上,并且所述多个高发热器件中的其他高发热器件被安装在所述板的所述第一表面上,
所述多个凹槽的数目等于或小于所述多个高发热器件中的所述其他高发热器件的数目,以及
所述多个凹槽中的每个凹槽容纳所述多个高发热器件中的所述其他高发热器件中的任一高发热器件。
4.根据权利要求3所述的电子控制单元,其中,
所述多个导热构件中的每个导热构件均与所述多个高发热器件中的相应一个高发热器件相接触。
5.根据权利要求4所述的电子控制单元,其中,
所述多个导热构件中的至少两个导热构件被集成为一个导热构件。
6.根据权利要求1所述的电子控制单元,其中,
所述凹槽具有内壁(75),所述内壁(75)连接至所述散热构件的所述第一表面并且相对于所述散热构件的所述第一表面倾斜。
7.根据权利要求1所述的电子控制单元,其中,
所述散热构件在其第一表面上或在所述凹槽中具有多个沟槽(761),以及
所述多个沟槽沿与所述散热构件的所述第一表面平行的方向、与所述散热构件的所述第一表面垂直的方向以及相对于所述散热构件的所述第一表面倾斜的方向中的至少一个方向延伸。
8.根据权利要求7所述的电子控制单元,其中,
所述多个沟槽彼此平行或彼此交叉。
9.根据权利要求1所述的电子控制单元,其中,
所述散热构件具有孔(771),所述孔(771)从所述散热构件的所述第一表面和所述凹槽中之一延伸至所述散热构件的与其第一表面相对的第二表面和在所述散热构件的所述第一表面与所述第二表面之间的侧表面中之一。
10.根据权利要求1所述的电子控制单元,其中,
所述凹槽距所述散热构件的所述第一表面的深度等于所述高发热器件距所述板的所述第一表面的高度。
11.一种用于车辆的电动助力转向装置,包括:
根据权利要求1至10中任一项所限定的电子控制单元(1),以及
控制目标(101),所述控制目标(101)能够由所述电子控制单元控制并且能够产生帮助驾驶员使所述车辆转向的辅助转矩。
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