CN211139447U - 一种改进的电动助力转向驱动模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及管柱式电动助力系统，具体的讲是一种改进的电动助力转向驱动模块，包括：电机、ECU底座、磁铁、ECU电路板、ECU上盖，本实用新型采用单PCB设计，电机三相接头与ECU之间利用锡焊实现电气连接，集成的RPS芯片与设置在电子转轴端部的磁铁相配合，从而精确了电机转子角度的采集误差，避免了常规设计中的单独的RPS传感器，省去了常规设计中RPS传感器用于与电机固定的零件及传感器中PCB的固定零件，有效降低了零件成本，而且本实用新型中的ECU底座不仅承担了固定ECU电路板的作用，也承担了固定电机轴承的作用，从而简化了电机结构，节省固定电机轴承15装置，节约了成本，减小了整体尺寸，有利于整车布局。
Description
技术领域
本实用新型涉及管柱式电动助力系统，具体的讲是一种改进的电动助力转向驱动模块。
背景技术
在EPS传动机构中，输入轴和方向盘相连，当转动方向盘时，输入轴带动扭杆相对输出轴转动一定角度, 扭矩传感器感知该角度，并把该信号传递给ECU，ECU 根据方向盘扭矩信号和整车信号，对功率放大模块发出相应的控制信号，让功率模块、三相电路按照一定策略向电机供电，驱动电机，电机转动扭矩通过蜗轮和蜗杆传动放大传递给输出轴，使得电机按照驾驶员的意图实现助力。
常规的设计方案中，ECU与电机采用分离设计，即电机与ECU分别装配在伺服壳体上，再将电机与ECU通过电阻焊或者螺钉连接。
该设计在进行问题分析或售后换件时带来极大不便，因为助力驱动模块无法单独更换，更换样件时需要将整个电动助力系统进行更换，售后成本更高。
另外在电机上需要有单独的RPS传感器模块用于检测电机转子转动的角度，而ECU、RPS传感器模块加电机占用的空间较大，零件成本较高，在汽车要求轻量化的趋势下，分离式的设计重量比集成式重量更重，难于满足对重量要求较高的客户需求。
为此设计一种可以提高电动助力系统中ECU和电机集成度的同时降低零件重量与成本的电动助力转向驱动模块是十分有必要的。
发明内容
本实用新型突破了现有技术的难题，设计了一种可以提高电动助力系统中ECU和电机集成度的同时降低零件重量与成本的电动助力转向驱动模块。
为了达到上述目的，本实用新型设计了一种改进的电动助力转向驱动模块，包括：电机、ECU底座、磁铁、ECU电路板、ECU上盖，其特征在于：电机内部的定子线圈利用三角形接法或星形接法连接，并引出电机三相接头，ECU底座固定在电机上方，ECU底座上设有导向块安装凹槽、磁铁安装通孔、电容安装孔、电感安装孔、ECU接插件安装槽，ECU电路板的下表面固定有导向装置、RPS芯片、电容、电感和ECU接插件，所述导向块安装凹槽与导向装置配合，电机中的电机轴穿过磁铁安装通孔后套设磁铁，并与RPS芯片位置相对，电容安装在电容安装孔中，电感安装在电感安装孔中，ECU接插件则卡合在ECU接插件安装槽中，再通过螺钉连接从而使得ECU电路板与ECU底座紧密安装在一起，所述ECU电路板安装导向装置的地方开设有三个电机PIN脚孔，三个电机PIN脚孔分别与导向装置上开设的三个导向孔一一连通，所述电机三相接头按顺序穿过导向块安装凹槽、导向孔、电机PIN脚孔后裸露在ECU电路板外，所述电机三相接头与电机PIN脚孔之间利用锡焊焊点焊接在一起，ECU电路板上方固定有ECU上盖，ECU上盖与ECU底座紧密固定，将ECU电路板保护在两者之间。
所述导向装置的外形与导向块安装凹槽的形状相同，均呈弧形，导向装置的背面的两端分别设有固定倒扣，导向装置的背面的1/3处和2/3处设有安装支撑面，利用固定倒扣与安装支撑面将导向装置安装固定在ECU电路板上，导向装置的正面设有三个导向孔，三个导向孔的开设位置与安装支撑面相交错，三个导向孔均为通孔，其尺寸、大小、形状与电机PIN脚孔相同。
所述导向孔为漏斗状，漏斗的上开口与下开口的外形均为椭圆形。
本实用新型与现有技术相比，采用单PCB设计，电机三相接头与ECU之间利用锡焊实现电气连接，集成的RPS芯片与设置在电子转轴端部的磁铁相配合，从而精确了电机转子角度的采集误差，避免了常规设计中的单独的RPS传感器，省去了常规设计中RPS传感器用于与电机固定的零件及传感器中PCB的固定零件，有效降低了零件成本，而且本实用新型中的ECU底座不仅承担了固定ECU电路板的作用，也承担了固定电机轴承的作用，从而简化了电机结构，节省固定电机轴承15装置，节约了成本，减小了整体尺寸，有利于整车布局。
附图说明
图1为本实用新型的剖面图。
图2为本实用新型中电机结构示意图。
图3为本实用新型中ECU底座与电机固定的结构示意图。
图4为本实用新型中ECU电路板的后视图。
图5为本实用新型中ECU电路板的立体图。
图6为本实用新型中ECU电路板安装后的结构示意图。
图7为图6中A处的放大图。
图8为本实用新型中导向装置的背部结构示意图。
图9为本实用新型中导向装置的正面结构示意图。
具体实施方式
结合附图对本实用新型做进一步描述。
参见图1~6，本实用新型设计了一种改进的电动助力转向驱动模块，包括：电机、ECU底座、磁铁、ECU电路板、ECU上盖，电机1内部的定子线圈利用三角形接法连接，并引出电机三相接头2，ECU底座3固定在电机1上方，ECU底座3上设有导向块安装凹槽4、磁铁安装通孔5、电容安装孔6、电感安装孔7、ECU接插件安装槽8，ECU电路板9的下表面固定有导向装置10、RPS芯片11、电容12、电感13和ECU信号连接口，所述导向块安装凹槽4与导向装置10紧密卡合，电机1中的电机轴22穿过磁铁安装通孔5后套设磁铁21，并与RPS芯片11位置相对，电容12紧密安装在电容安装孔6中，电感13紧密安装在电感安装孔7中，ECU接插件14则紧密卡合在ECU接插件安装槽8中，从而使得ECU电路板9与ECU底座3紧密安装在一起，ECU接插件14则同时集成整车CAN 信号、电源、扭矩信号等连接端口，从而保证ECU整体结构紧凑，方便装配，所述ECU电路板9安装导向装置10的地方开设有三个ECU电机PIN脚孔15，三个电机PIN脚孔15分别与导向装置10上开设的三个导向孔16一一连通，所述电机三相接头2按顺序穿过导向块安装凹槽4、导向孔16、电机PIN脚孔15后裸露在ECU电路板9外，所述电机三相接头2与电机PIN脚孔15之间利用锡焊焊点17焊接在一起，ECU 控制的三相电就可以从电机PIN脚孔15、锡焊焊点17、和电机三相接头2流入电机1，当电机三相电为一定时序正弦波时，在电机内部就会形成一定转速的磁场，该磁场会驱动电机轴转动，从而实现电机助力，为了保证ECU电路板9和电机三相接头2的安全性，ECU电路板9上方固定有ECU上盖18，ECU上盖18与ECU底座3紧密固定，将ECU电路板9保护在两者之间。
参见图7，为了保证焊点17的可靠，电机三相接头2和电机PIN脚孔15的3个椭圆形孔周边的间隙需要控制在较小的范围内，在实际装配中，为了保证装配的可靠性，需要采用自动生产线进行ECU电路板9的安装，但电机PIN脚孔15与电机三相接头2之间的间隙很小，这很难让电机三相接头2穿过电机PIN脚孔15，可以通过采用控制电机三相接头2位置度公差和装配工艺公差，从而让电机三相接头2穿过电机PIN脚孔15，但这样需要增加额外的电机pin脚位置度调整工序，而且会提高零件报废率，从而引起零件单件成本大幅增加。
为此，参见图8~9，本实用新型设计了导向装置10，该导向装置10的外形与导向块安装凹槽4的形状相同，均呈弧形，导向装置10的背面的两端分别设有固定倒扣19，导向装置10的背面的1/3处和2/3处则设有安装支撑面20，利用固定倒扣19与安装支撑面20将导向装置10安装固定在ECU电路板9上，导向装置10的正面设有三个导向孔16，三个导向孔16的开设位置与安装支撑面20相交错，三个导向孔16均为通孔，其尺寸、大小、形状与电机PIN脚孔15相同。
本实用新型中导向孔16为漏斗状，漏斗的上开口与下开口的外形均为椭圆形。
这种设计的优点就是，电机三相接头2的位置度公差和装配公差相对较大，利用导向装置10上呈漏斗状的导向孔16进行装配调整，当电机三相接头2和电机PIN脚孔15位置有相对偏差时，电机三相接头2 会沿着导向装置的导向孔16的漏斗形内壁滑入到电机PIN脚孔15, 从而保证了电机三相接头2和电机PIN脚孔15的焊接工艺。
在本实用新型中，ECU底座3不仅承担了固定ECU电路板9的作用，也承担了固定电机轴承23的作用，从而简化了电机结构，节省固定电机轴承23装置，节约了成本；另一方面，让ECU和电机组合在一起的整体尺寸减小，有利于整车布局。
参见图3~4，本实用新型中将磁铁21装配在电机轴22的末端，RPS芯片11集成在ECU电路板上，通过控制磁铁21与RPS芯片11之间的间距来确保RPS芯片读取到的电机转子角度的角度误差。节省了常规设计中的单独放置RPS传感器的装配空间，省去了常规设计中安装固定RPS传感器的零件，有效降低了零件成本。
Claims (3)
1.一种改进的电动助力转向驱动模块，包括：电机、ECU底座、磁铁、ECU电路板、ECU上盖，其特征在于：电机（1）内部的定子线圈利用三角形接法或星形接法连接，并引出电机三相接头（2），ECU底座（3）固定在电机（1）上方，ECU底座（3）上设有导向块安装凹槽（4）、磁铁安装通孔（5）、电容安装孔（6）、电感安装孔（7）、ECU接插件安装槽（8），ECU电路板（9）的下表面固定有导向装置（10）、RPS芯片（11）、电容（12）、电感（13）和ECU接插件（14），所述导向块安装凹槽（4）与导向装置（10）配合，电机（1）中的电机轴（22）穿过磁铁安装通孔（5）后套设磁铁（21），并与RPS芯片（11）位置相对，电容（12）安装在电容安装孔（6）中，电感（13）安装在电感安装孔（7）中，ECU接插件（14）则卡合在ECU接插件安装槽（8）中，再通过螺钉连接从而使得ECU电路板（9）与ECU底座（3）紧密安装在一起，所述ECU电路板（9）安装导向装置（10）的地方开设有三个电机PIN脚孔（15），三个电机PIN脚孔（15）分别与导向装置（10）上开设的三个导向孔（16）一一连通，所述电机三相接头（2）按顺序穿过导向块安装凹槽（4）、导向孔（16）、电机PIN脚孔（15）后裸露在ECU电路板（9）外，所述电机三相接头（2）与电机PIN脚孔（15）之间利用锡焊焊点（17）焊接在一起，ECU电路板（9）上方固定有ECU上盖（18），ECU上盖（18）与ECU底座（3）紧密固定，将ECU电路板（9）保护在两者之间。
2.根据权利要求1所述的一种改进的电动助力转向驱动模块，其特征在于：所述导向装置（10）的外形与导向块安装凹槽（4）的形状相同，均呈弧形，导向装置（10）的背面的两端分别设有固定倒扣（19），导向装置（10）的背面的 1/3处和2/3处设有安装支撑面（20），利用固定倒扣（19）与安装支撑面（20）将导向装置（10）安装固定在ECU电路板（9）上，导向装置（10）的正面设有三个导向孔（16），三个导向孔（16）的开设位置与安装支撑面（20）相交错，三个导向孔（16）均为通孔，其尺寸、大小、形状与电机PIN脚孔（15）相同。
3.根据权利要求1或2所述的一种改进的电动助力转向驱动模块，其特征在于：所述导向孔（16）为漏斗状，漏斗的上开口与下开口的外形均为椭圆形。
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