CN116729470A - 电控单元和电驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电控单元(110)，所述电控单元(110)包括第一电路基板(113)和连接构件(111)，所述连接构件(111)使得所述第一电路基板(113)界定一合围空间，所述第一电路基板(113)的元器件被布置在所述合围空间内。此外，本发明还涉及一种具有该电控单元的电驱动装置。

Description

电控单元和电驱动装置

技术领域

本发明涉及电子转向控制领域，尤其涉及用于电动转向系统的电控单元和电驱动装置。

背景技术

近年来，许多车辆采用了电动助力转向装置来减少驾驶员转动转向盘所用的转向力，从而驾驶员可舒适地使车辆转向。电动助力转向系统(Electric Power Steering，EPS)是在传统机械转向机构基础上，增加信号传感装置、电子控制装置和转向助力机构，其利用电动机产生的动力来帮助驾驶员进行转向。目前，包括EPS系统在内的一些系统都采用将控制电机旋转速度和旋转扭矩的电控单元(Electronic Control Unit，ECU)与驱动电机一体化的封装技术，由此构成一件式的电驱动装置。并且随着EPS技术的不断发展，由于受到尺寸和空间上的限制，驱动电机与电控单元一体式集成的动力单元结构越来越受到青睐，尤其对于双小齿轮式DP–EPS、齿条助力式R–EPS之类转向机安装在驾驶舱外的部件，安装空间更为紧张。因此，为了克服车辆内安装空间的限制，需要提高封装中的布置效率且减小封装的尺寸，提高空间利用率。

由CN 110710087 A已知一种电动驱动装置及电动动力转向装置。该电动驱动装置具有电动机和用于驱动电动机的电子控制部，电子控制部具有多个电路基板(PCB板)，这些PCB板层叠式布置，以此来提高封装中的布置效率。但是根据电路基板布置规则，层叠式布置的PCB板之间需要留有较大的空隙，以保证良好的散热。此外，层叠式布置的PCB板之间的连接线或者连接针也会占据较大的空间。在具有层叠式PCB板的电控单元中还需要设置额外的散热件。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于驱动电机的电控单元，其电路基板具有改进的PCB板布置方式，能够克服上述现有技术中的缺点，提高电控单元的PCB板元器件的布置面积且减小结构尺寸。

上述技术问题被根据本发明设计的电控单元所解决。该电控单元包括第一电路基板和连接构件，所述连接构件使得第一电路基板界定一合围空间，第一电路基板的元器件被布置在该合围空间内。“合围空间”是指第一电路基板竖向布置并相互间能够围成一空间。合围空间的形状与电路基板的数量、尺寸和形状相关。如果电路基板是常规的刚性电路板，应该需要至少三块电路基板构成合围空间；但如果电路基板是柔性电路板或者软硬结合板，一块或者两块电路基板也可以构成合围空间。本发明旨在限定电路基板的布置方式，对电路基板的样式和数量并不限定。根据本发明的解决方案，电路基板通过构成合围空间的布置方式代替现有技术中的层叠式布置，从而克服了现有技术中的缺点，并且合围式布置能够增加电路基板的元器件布置面积，充分利用了电控单元的内部空间，因此在保证相同布置面积的情况下能够减小电控单元的结构尺寸，节省占用的空间。

根据本发明的优选实施方式，电控单元具有用于容纳第一电路基板的电控壳体。电控壳体通常被设计为类圆柱形，例如长方体形、三棱柱或六棱柱等。这种类圆柱形是轴对称图形，具有中轴线，围绕中心轴线构成封闭图形的是电控壳体的外表面和内表面，垂直于中轴线的是电控壳体的两个底面。优选的是，内表面的形状与合围空间的形状相适配，例如合围空间是长方体形，则电控壳体也是长方体形，从而避免了对空间的浪费，能够将电控单元的结构尺寸最小化。进一步优选的是，电控单元具有四个第一电路基板，它们能够围成方形的合围空间，则电控壳体也是长方体的形状，从而可以得到周长最长的内截面，因此提高了电路基板的布置面积。第一电路基板的长和宽可以近似等于电控壳体的侧面的长和宽，从而得到最大的电路基板布置面积。另外优选的是，电控单元具有用于封闭电控壳体的底面的电控连接板，其中，电控连接板与电控壳体一体成型。第一电路基板的底部连接针采用共模注塑的方法和连接板合并为一个零件，即将连接板与电控壳体一体式制造，从而减少了零件数量，降低了制造成本。

根据本发明的优选实施方式，电控单元还具有与所述第一电路基板垂直的第二电路基板。由于第一电路基板轴向垂直式布置，因此第一电路基板能够围成两端开口的空腔。为了充分利用空间，可以在平行于底面的方向上设置第二电路基板，封闭第一电路基板合围空间的一端开口，另一端开口可以用于传输信号。因此，通过布置第二电路基板进一步提高了电路基板的布置面积和空间利用率。进一步优选地是，第二电路基板具有用于采集驱动电机旋转角度的元器件，并且第二电路基板靠近驱动电机地布置。在第二电路基板上布置检测驱动电机旋转角度的传感器并且将第二电路基板布置在靠近驱动电机的一侧，从而能够对驱动电机的参数进行更准确地测量。

根据本发明的优选实施方式，连接构件是由金属材料制成的电控支架，驱动电机和电路基板通过螺栓固定在电控支架上，金属材质的电控支架可以更牢靠地固定驱动电机和电路基板。另外优选的是，电控壳体与驱动电机同轴线布置，从而降低了电驱动装置对径向空间的需求。

所述技术问题还会被根据本发明设计的电驱动装置所解决。该电驱动装置具有根据上面所述的电控单元。

附图说明

下面结合附图来示意性地阐述本发明的优选实施方式。附图为：

图1示出根据本发明的电动转向系统的应用场景示意图；

图2示出根据本发明设计的电驱动装置的分解图。

以上附图均是示意图。在以上实施例中，在结构和/或功能上相同或相似的构件采用相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出根据本发明的电动转向系统的应用场景。如图1所示，电动转向系统100的两侧连接至两个转向连杆120，两个转向连杆120各自与相应的车轮130连接，其中各转向连杆120将所产生的轴向力传递至相应的车轮130。电动转向系统100可用于实现汽车转向。示意性地，电动转向系统100具有电驱动装置，其包括驱动电机101和电控单元110。在机动车运行时，电动转向系统100获取方向盘的转角信号、转矩信号以及驱动电机101的转向电流、角度信号并进行处理，根据处理结果输出转向控制信号。电控单元110根据该转向控制信号来控制驱动电机101，从而实现机械传动结构的控制，进而实现机动车的转向。

图2示出根据本发明设计的电驱动装置的分解图。该电驱动装置具有驱动电机101和电控制单元110。电控制单元110包括电控支架111、四个电路基板113、电控壳体115和电控连接板116。根据本发明，电控支架111由金属材料制成，电控支架111连接驱动电机101和电控壳体115，并且驱动电机101和电控壳体115分别固定在电控支架111的上下两侧上。电路基板113通过基板固定螺栓114固定在电控支架111上，并且电路基板113被容纳在电控壳体115中。电控壳体115的远离驱动电机101的一端被电控连接板116封闭。另外优选的是，第一电路基板113的顶部连接针112采用共模注塑的方法和连接板116合并为一个零件，从而减少了零件数量。另外优选的是，连接板116与电控壳体115也可一体式制造，从而减少了零件数量。

根据本发明的优选实施方式，电控单元110具有5块电路基板，其中4块平行于驱动电机101的转动轴线，所述电路基板呈互相垂直的角度，在图2中被标记为第一电路基板113，并且它们被基板固定螺栓114固定在电控支架111上。另外1块电路基板被标记为第二电路基板117，其垂直于驱动电机101的转动轴线，同时和另外4块电路基板113垂直。第二电路基板117可以用于采集驱动电机的旋转角度。根据本发明的设计方案，第一电路基板113和第二电路基板117之间的连接针、信号针和电源针全部位于电路基板形成的空腔内部。此外，设在电路基板上的电容、电感等元器件也位于空腔内部。第一电路基板113贴近电控壳体115的内表面布置，从而可以得到周长最长的内截面，在电控壳体115高度一定的情况下，能够获得最大的电路基板布置面积。

虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例，但是应该理解到，仍然通过所有已知的和此外技术人员容易想到的技术特征和实施方式的组合存在大量实施例的变化。此外还应该理解到，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术指导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。

附图标记列表

100 电动转向系统

101 驱动电机

110 电控单元

111 电控支架

112 连接针

113 第一电路基板

114 基板固定螺栓

115 电控壳体

115a 内表面

115b 底面

116 电控连接板

117 第二电路基板

120 转向连杆

130 车轮

Claims (10)

1.一种用于控制驱动电机(101)的电控单元(110)，所述电控单元(110)包括第一电路基板(113)和连接构件(111)，所述连接构件(111)使得所述第一电路基板(113)界定一合围空间，所述第一电路基板(113)的元器件被布置在所述合围空间内。

2.根据权利要求1所述的电控单元(110)，其特征在于，所述电控单元(110)具有用于容纳所述第一电路基板(113)的电控壳体(115)。

3.根据权利要求2所述的电控单元(110)，其特征在于，所述电控壳体(115)具有垂直于所述第一电路基板(113)的底面(115b)和平行于所述第一电路基板(113)的内表面(115a)，其中，所述内表面(115a)的形状与所述合围空间的形状相适配。

4.根据权利要求3所述的控单元(110)，其特征在于，所述电控单元(110)具有四个所述第一电路基板(113)，并且所述第一电路基板(113)界定一长方体形的合围空间，所述电控壳体(115)也具有长方体的形状。

5.根据权利要求3所述的控单元(110)，其特征在于，所述电控单元(110)具有用于封闭所述底面(115b)的电控连接板(116)，其中，所述电控连接板(116)与所述电控壳体(115)一体成型。

6.根据权利要求1所述的电控单元(110)，其特征在于，所述电控单元(110)还具有与所述第一电路基板(113)垂直的第二电路基板(117)。

7.根据权利要求6所述的控单元(110)，其特征在于，所述第二电路基板(117)具有用于采集所述驱动电机(101)旋转角度的元器件，并且所述第二电路基板(117)靠近所述驱动电机(101)。

8.根据权利要求1所述的控单元(110)，其特征在于，所述连接构件(111)是由金属材料制成的电控支架。

9.根据权利要求2所述的控单元(110)，其特征在于，所述电控壳体(115)的中轴线与所述驱动电机(101)的旋转轴线同轴。

10.一种电驱动装置，其特征在于，所述电动转向系统具有根据权利要求1至9中任一项所述的电控单元(110)。