CN113771940A - 一种电动助力转向装置及车辆 - Google Patents

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蔡斌
李敬阳
景立群
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0403—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box
    • B62D5/0406—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box including housing for electronic control unit

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Abstract

本发明公开了一种电动助力转向装置，包括电机、控制器、壳体，所述控制器包括控制电路板组件、驱动电路板组件；该装置还包括：一个PCB板，该PCB板为柔性PCB板或半柔性PCB板；其中，所述PCB板折弯后层叠布置，所述PCB板包括上PCB板、中间PCB板及下PCB板；第一器件单元，安装在所述上PCB板上形成所述控制电路板组件；第二器件单元，安装在所述下PCB板上形成所述驱动电路板组件。本发明通过让控制电路板组件、驱动电路板组件层叠布置，能够有效降低电动助力装置的周向尺寸，且结构紧凑，方便整车安装。

Description

一种电动助力转向装置及车辆
技术领域
本发明涉及EPS技术领域，尤其涉及一种电动助力转向装置及车辆。
背景技术
EPS系统可以依靠电机为车辆提供转向助力，传统的EPS系统主要有电机、控制器、壳体等组成，EPS利用传感器采集车辆的运行数据，确定车辆当前所需的目标扭矩，控制车辆的电机为车辆提供所需目标扭矩的输出动力。
控制器一般包括控制电路板组件、驱动电路板组件。电动助力转向装置中失效率最高的部件在所述控制器中的的驱动电路板组件，传统方案中直接将驱动电路板组件进行冗余设计，这样会导致电动助力转向装置的体积过大，不利于整车布置。
在中国专利申请号：CN201820969893.4中公开了一种电动助力转向控制系统，包括：第一信号采集模块、第二信号采集模块、第一控制模块、第二控制模块、第一驱动电路模块、第二驱动电路模块和双绕组助力电机；第一信号采集模块与第一控制模块连接，用于为第一控制模块输入第一采集信号；第一控制模块与第一驱动电路模块连接，第二控制模块与第二驱动电路模块连接；第一控制模块用于根据第一采集信号计算助力信息，并根据助力信息发送第一控制信号至第一驱动电路模块；两个驱动电路模块分别与双绕组助力电机连接，分别用于电机的两个绕组。该技术方案进行冗余设计，造成转向装置体积过大。鉴于此，故提出本申请。
发明内容
为解决背景技术中存在的至少一个方面的技术问题，本发明提出一种电动助力转向装置及车辆。
本发明提出的一种电动助力转向装置，包括电机、控制器、壳体，所述控制器包括控制电路板组件、驱动电路板组件；该装置还包括：
一个PCB板，该PCB板为柔性PCB板或半柔性PCB板；其中，所述PCB板折弯后层叠布置，所述PCB板包括上PCB板、中间PCB板及下PCB板；
第一器件单元，安装在所述上PCB板上形成所述控制电路板组件；
第二器件单元，安装在所述下PCB板上形成所述驱动电路板组件；或者，
第一器件单元，安装在所述下PCB板上形成所述驱动电路板组件；
第二器件单元，安装在所述上PCB板上形成所述控制电路板组件。
优选地，该上PCB板上设有一缺口；该装置还包括：
一能够导电的连接件，该连接件用于与外部电源电连接，该连接件的一端穿过所述缺口与所述驱动电路板组件电连接；
一固定件，将所述连接件和所述驱动电路板组件固定在所述电机端盖上。
优选地，所述控制电路板组件位于所述驱动电路板组件的上方，所述驱动电路板组件的底面上的发热器件通过散热材料与所述电机端盖连接。
优选地，所述电机为6K相电机，其中，K为正整数；所述驱动电路板组件所包含的驱动桥的数量与所述电机的相数相等。
优选地，所述电机的电机相引出线呈圆周镜像分布。
优选地，所述电机的转子中心位置靠近所述驱动电路板组件处装配有磁石，所述驱动电路板组件对应设有角度解码芯片。
优选地，所述控制电路板组件安装在所述电机的突起部上。
优选地，第一器件单元包括但不限于微处理器、电源电路和第一电机驱动桥的驱动电路；第二器件单元包括但不限于第二电机驱动桥、功率器件和电机转子位置传感器。
本发明还公开了一种车辆，包括所述的电动助力转向装置。
本发明公开的一个方面带来的有益效果是：
本发明通过让控制电路板组件、驱动电路板组件层叠布置，能够有效降低电动助力装置的周向尺寸，且结构紧凑，方便整车安装。
附图说明
图1为本发明公开的一个方面的结构示意图；
图2为本发明公开的控制器的结构示意图；
图3为本发明公开的控制器的PCB板折叠后的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互的结合；下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
申请概述：
在现有技术中，控制电路板组件、驱动电路板组件是利用两个PCB板并安装相应的器件，控制电路板组件、驱动电路板组件是平铺设置，在一个平面内。如此造成整个装置周向尺寸较大。同时，利用焊接实现控制电路板组件、驱动电路板组件电连接。如此焊接的高温有小概率会导致半导体器件受损；焊接的焊点有焊接不良风险；焊接的焊点应力可能因为震动失效。鉴于此，申请人提出如下改进：
参照图1、2、3，本发明提出的一种电动助力转向装置，包括电机1、控制器2、壳体3，所述控制器2包括控制电路板组件201、驱动电路板组件202；该装置还包括：
一个PCB板P，该PCB板P为柔性PCB板P或半柔性PCB板P；其中，所述PCB板P折弯后层叠布置，所述PCB板P包括上PCB板2011、中间PCB板及下PCB板2021；
第一器件单元2012，安装在所述上PCB板2011上形成所述控制电路板组件201；
第二器件单元2022，安装在所述下PCB板2021上形成所述驱动电路板组件202。
第一器件单元2012包括但不限于微处理器、电源电路和两个电机驱动桥的驱动电路；第二器件单元2022包括但不限于功率器件和电机1转子位置传感器。第一器件单元2012、第二器件单元2022的数量、种类及与PCB板P的安装、连接关系采用现有技术即可。两个电机驱动桥的驱动电路进行冗余设计，用于驱动电机1。
本申请中是利用一个较大尺寸的柔性PCB板P或半柔性PCB板P，在PCB板P上相应的区域安装第一器件单元2012、第二器件单元2022，分别形成控制电路板组件201、驱动电路板组件202。而后折弯PCB板P，让控制电路板组件201、驱动电路板组件202层叠布置。如此有效减少整个装置的周向尺寸。
由于利用一个PCB板P制成控制电路板组件201、驱动电路板组件202，利用PCB板P内部线路实现电连续，不需要另外焊接来实现控制电路板组件201、驱动电路板组件202电连接，避免焊接带来的焊接不良、器件损坏等问题。
本实施例具有功能失效率低，结构紧凑易于装配的优点。
作为上述实施例的进一步改进，在一个实施方式中，该上PCB板2011上设有一缺口；该装置还包括：
一能够导电的连接件4，该连接件4用于与外部电源电连接，该连接件4的一端穿过所述缺口与所述驱动电路板组件202电连接；一固定件，将所述连接件和所述驱动电路板组件202固定在所述电机1端盖上。满足整车对线束插拔力的要求。设置缺口，并让连接件布置于缺口内侧，降低整个装置的周向尺寸。
作为上述实施例的进一步改进，在一个实施方式中，所述控制电路板组件201位于所述驱动电路板组件202的上方，所述驱动电路板组件202的底面上的发热器件通过散热材料与所述电机1端盖连接。方便散热。
作为上述实施例的进一步改进，在一个实施方式中，所述电机1为6K相电机1，其中，K为正整数；所述驱动电路板组件202所包含的驱动桥的数量与所述电机1的相数相等。三相出线为一般无刷电机1常用设计，6相是三相的冗余设计，保证安全使用。
作为上述实施例的进一步改进，在一个实施方式中，所述电机1的电机1相引出线呈圆周镜像分布。方便生产。
作为上述实施例的进一步改进，在一个实施方式中，所述控制电路板组件201安装在所述电机1的突起部101上。
作为上述实施例的进一步改进，在一个实施方式中，所述电机1的转子中心位置靠近所述驱动电路板组件202处装配有磁石，所述驱动电路板组件202对应设有角度解码芯片。
在另一实施例中，与上述实施例的区别是：
第一器件单元，安装在所述下PCB板上形成所述驱动电路板组件；第二器件单元，安装在所述上PCB板上形成所述控制电路板组件。让驱动电路板组件布置在下方，控制电路板组件布置在上方。减小周向尺寸。
一种车辆，包括所述的电动助力转向装置。电动助力转向装置周向尺寸小，方便整车安装。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电动助力转向装置，包括电机、控制器、壳体，其特征在于，所述控制器包括控制电路板组件、驱动电路板组件；该装置还包括：
一个PCB板，该PCB板为柔性PCB板或半柔性PCB板；其中，所述PCB板折弯后层叠布置，所述PCB板包括上PCB板、中间PCB板及下PCB板；
第一器件单元，安装在所述上PCB板上形成所述控制电路板组件；
第二器件单元，安装在所述下PCB板上形成所述驱动电路板组件；或者，
第一器件单元，安装在所述下PCB板上形成所述驱动电路板组件；
第二器件单元，安装在所述上PCB板上形成所述控制电路板组件。
2.根据权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于，该上PCB板上设有一缺口；该装置还包括：
一能够导电的连接件，该连接件用于与外部电源电连接，该连接件的一端穿过所述缺口与所述驱动电路板组件电连接；
一固定件，将所述连接件和所述驱动电路板组件固定在所述电机端盖上。
3.根据权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于，所述控制电路板组件位于所述驱动电路板组件的上方，所述驱动电路板组件的底面上的发热器件通过散热材料与所述电机端盖连接。
4.根据权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于，所述电机为6K相电机，其中，K为正整数；所述驱动电路板组件所包含的驱动桥的数量与所述电机的相数相等。
5.根据权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于，所述电机的电机相引出线呈圆周镜像分布。
6.根据权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于，所述电机的转子中心位置靠近所述驱动电路板组件处装配有磁石，所述驱动电路板组件对应设有角度解码芯片。
7.根据权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于，所述控制电路板组件安装在所述电机的突起部上。
8.根据权利要求1所述的电动助力转向装置，其特征在于，所述第一器件单元包括但不限于微处理器、电源电路和第一电机驱动桥的驱动电路；所述第二器件单元包括但不限于第二电机驱动桥、功率器件和电机转子位置传感器。
9.一种车辆，包括如权利要求1-8任意一项所述的电动助力转向装置。
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