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电子控制单元和电动助力转向系统的制作方法

2023-03-02 12:00:09 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及一种用于电动助力转向系统的电子控制单元和一种电动助力转向系统。


背景技术:

2.在电动助力转向系统中,所述电子控制单元可以与电动马达连接,用于从比如电池的电源向所述电动马达供电。所述电动助力转向系统可以有助于驾驶员或者自主车辆中的机器对运输设备进行处理操作(通常是转向)。所述运输设备可以为汽车。
3.所述电动助力转向系统可以进一步包括扭矩传感器、转向轴、手柄(通常是方向盘)、以及电源。在下文中,将描述汽车中的电动助力转向设备的典型的布置和操作。
4.所述扭矩传感器可以安装于所述转向轴上。在通过操作所述手柄来使所述转向轴旋转时,所述扭矩传感器检测通过操作手柄而施加至所述转向轴的扭矩。在所述扭矩传感器检测到所述扭矩时,扭矩信号被从所述扭矩传感器输出至所述电子控制单元。所述电子控制单元然后至少基于所述扭矩信号驱动所述电动马达。可选地,除了用于控制对所述电动马达的驱动的扭矩信号之外,所述控制装置可以包含另外的数据,比如车辆速度。
5.所述电子控制单元通过从电源(比如汽车的电池)向所述电动马达供应驱动电流而驱动所述电动马达。然后,根据汽车中的构造,从所述电动马达生成的驱动力被直接地或经由齿轮箱传输至车轮。因此,所述电动助力转向设备通过借助于所述电动马达放大所述转向轴的扭矩而改变车轮的转向角。这使得驾驶员能够以较小的力操作手柄。
6.所述电子控制单元包括与所述电动马达电连接的电源板。经由该电源板向所述电动马达传输电力。由此,在所述电子控制单元运行期间,所述电源板生成热量。为了防止所述电子控制单元过热以及损坏,散热器可以设置于所述电子控制单元内部并且被布置成与所述电动助力转向系统或电动马达的壳体热接触。
7.de 10 2007 014 645 a1描述一种用于机动车辆的电动助力转向系统的电气组件。电动马达布置于由导热材料制成的管状壳体内,具有用于控制所述电动马达的电子控制单元和连接至所述电动马达的壳体以用于消散来自功率构件的热量的散热器。所述散热器被插入所述管状壳体中,散热器具有径向边缘且所述径向边缘具有的直径在大小方面对应于所述管状壳体的内径。
8.在所述壳体内部的散热器的已知构造中,由所述电子控制单元内部的电源板生成的热量可以通过所述电动助力转向系统或所述电动马达的壳体消散。然而,期望以所述电子控制单元和所述电动助力转向系统的低制造成本进一步改善所述电子控制单元的散热特性。


技术实现要素:

9.因此,本发明的一个目的是改进现有技术中已知的用于电动助力转向系统的电子控制单元和电动助力转向系统,特别是提供具有改进的散热特性的用于电动助力转向系统
的电子控制单元和电动助力转向系统,所述用于电动助力转向系统的电子控制单元和电动助力转向系统还易于组装并且具有低制造成本。
10.该问题由权利要求来解决。因此,该目的由根据独立权利要求1的电子控制单元和根据从属权利要求15的电动助力转向系统来解决。本发明的进一步的细节从从属权利要求2至14以及说明书和附图展开。由此,结合本发明的电子控制单元描述的特征和细节适用于所述电动助力转向系统,反之亦然,以使得关于对本发明的各个方面的公开,它们被相互引用或者可以被相互引用。
11.根据本发明的第一方面,所述问题由用于电动助力转向系统的电子控制单元来解决,所述电动助力转向系统包括壳体和电动马达,所述电子控制单元被构造成布置于所述壳体内部并且电连接至所述电动马达,由此所述电子控制单元包括至少一个电源板和散热器,所述至少一个电源板附接至所述散热器,并且由此所述散热器的散热器边缘的至少一个周边外表面与所述壳体的内表面直接接触,以使得由所述至少一个电源板生成的热量经由所述散热器传导至所述壳体。
12.在所述电子控制单元的操作中生成的热量可以沿着所述散热器的散热器边缘的周边外侧有效地传送至所述壳体的内表面。因此,热量从生成热量的电子控制单元的内部被传送至所述壳体。所述壳体可以具有比所述散热器本身大得多的表面。因此,传送到散热器的热量可以在所述壳体处更快地且更容易地消散。进一步,例如,所述壳体可以通过环境空气被有效地冷却。
13.特别地,所述散热器边缘的周边外表面的外径可以等于或大致上等于所述壳体的内表面的内径。大致上包含由于比如制造精度的技术原因而与数学上的完全相等的偏差。因此,所述周边外表面与所述壳体紧密接触,以使得在所述至少一个电源板中生成的热量可以经由所述散热器被有效地传递至所述壳体。
14.所述电动马达可以特别地布置于所述壳体内部。所述壳体可以特别地为电动马达壳体、亦即所述电动马达的壳体。所述壳体可以特别地具有管状形状。所述壳体还可以特别地具有圆形或椭圆形横截面。同样,所述壳体可以由导热材料制成。所述导热材料特别地可以为或包括金属,比如铝、镁、铜或类似材料。
15.所述至少一个电源板可以装配至所述散热器上。所述至少一个电源板可以被所述散热器边缘包围。所述至少一个电源板特别地可以被作为印刷电路板提供。所述至少一个电源板可以包括电子构件,比如线圈和电容器,用于使所述电源板能够从电源向所述电动马达传输电力。
16.所述电子控制单元可以进一步包括逻辑板。所述逻辑板特别地可以被作为印刷电路板提供。所述逻辑板不必附接至所述散热器。特别是,所述逻辑板可以不附接至所述散热器。在所述电子控制单元的操作中,所述逻辑板比所述至少一个电源板生成更少的热量,因此可以优先考虑将在所述电子控制单元的运行中生成更多热量的至少一个电源板附接至所述散热器。
17.此外,所述电子控制单元可以进一步包括连接器板。例如,所述连接器板可以由塑料制成。所述连接器板可以被形成为帽,用于在所述壳体的一个端部处密封所述壳体。所述连接器板可以设置有用于相对于外部对所述壳体的内部进行密封的密封件。所述密封件可以由硅橡胶制成。所述连接器板可以包括一个、两个、三个或更多个连接器,特别是插头连
接器。在所述插头连接器处或内部,所述连接器板可以设置有电接触件。所述电接触件可以由例如铜合金制成,以提供大的导电性。所述插头连接器中的一个或多个可以被设置成用于使所述运输设备的控制板与所述逻辑板接触。由此,所述扭矩传感器、其它传感器和/或其它电子控制单元可以连接至所述逻辑板。这些插头连接器可以通过电源连接器连接至所述至少一个电源板。
18.可能的是,所述散热器包括槽,所述槽被布置成用于将所述壳体压接至所述槽中并且由此将所述散热器与所述壳体固定在一起。
19.当将所述壳体压接至所述散热器的槽中时,实现所述散热器在所述壳体内部的特别紧密的装配,并且还可以改善从所述散热器至所述壳体的导热性。被布置成用于将所述壳体压接至所述槽中的槽因此也可以被构造成用于由此将所述散热器与所述壳体热连接。另外,更进一步改善所述散热器与所述壳体的总接触表面以及由此改善从所述散热器至所述壳体的总导热性。此外,在制造所述散热器时,提供具有所述槽的散热器可以以相对较低的成本执行,并且将所述壳体压接至所述槽中是特别是在整个电子控制单元中将所述散热器与所述电动助力转向系统的壳体固定在一起的相对简单、快速且成本有效的方式。
20.可以通过在壳体的外侧处将壳体挤压至所述槽中来执行压接。由此,所述壳体塑性变形并且在所述散热器的槽处与所述散热器接触。所述槽可以具有例如矩形、u型或v型形状。另外,可以在所述散热器中提供不止一个槽来将它与所述壳体压接在一起。例如,所述散热器的散热器边缘可以包括至少两个槽,用于将所述壳体压接至所述至少两个槽中。
21.可能的是,所述槽为周边槽,以使得它围绕所述散热器的散热器边缘的周边的至少一半布置、优选地围绕所述散热器的整个周边布置。由此,可以围绕所述散热器边缘和所述壳体的周边进行特别简单的压接,并且可以实现所述散热器与所述壳体的特别牢固的连接。
22.进一步,可能的是,所述槽布置于所述散热器边缘的两个周边外表面之间,从而直接连接所述散热器和所述壳体。由此,所述壳体可以在所述散热器边缘的两个周边外表面之间被压接至所述槽中,以使得所述壳体被压接于所述两个周边外表面之间。这提供所述散热器与所述壳体的特别牢固的连接。特别地,所述散热器边缘的两个周边外表面的外径可以等于或大致上等于所述壳体的内表面的内径。大致上包含由于比如制造精度的技术原因而与数学上的完全相等的偏差。因此,所述两个周边外表面与所述壳体紧密接触,以使得在所述至少一个电源板中生成的热量可以经由所述散热器被有效地传递至所述壳体。
23.进一步,可能的是,所述压接壳体在所述槽处将所述散热器与所述壳体热连接。因此,可以改善从所述散热器至所述壳体的热传导。
24.还可能的是,所述电子控制单元包括第一电源板和第二电源板而作为所述至少一个电源板,所述散热器被夹在所述第一电源板与所述第二电源板之间。所述第一电源板和第二电源板可以被各自设置成冗余电源板,用于彼此独立地为所述电动马达供电。所述第一电源板和所述第二电源板两者都可以被布置成使得每一者都具有三相电,以为所述电动马达供应三相电。因此,所述第一电源板和所述第二电源板可以被一起布置成为所述电动马达供应六相电。所述第一电源板可以设置于所述散热器的一侧上,所述第二电源板可以设置于所述散热器的另一侧上。所述第一电源板和所述第二电源板可以利用它们的电路板和电子构件直接附接至所述散热器。热界面材料可以设置于所述第一电源板与所述散热器
之间以及所述第二电源板与所述散热器之间,以使相应的部件彼此热附接以获得更好的导热性。
25.还可能的是,所述第一电源板的电子构件和所述第二电源板的电子构件面向所述散热器。进一步,可以规定的是,所述电子构件朝向所述散热器延伸。特别地,可以规定的是,所述电子构件至少部分地在所述散热器内部延伸。
26.此外,可能的是,所述散热器被构造成至少部分圆形散热板。特别地,所述散热器可以为至少半圆形散热板或完整的圆形散热板。所述散热器的散热器边缘可以具有或限定所述散热板的圆形形式。在所述散热器的厚度小于它的直径或半径的意义上,所述散热器可以为扁平板。
27.进一步,可能的是,所述散热器包括被布置成与所述至少一个电源板的电子构件接触的若干个导热表面。热界面材料可以设置于所述电子构件与所述导热表面之间。由此,所述电子构件所生成的热量可以被非常有效地传导至所述散热器。
28.由此,可能的是,所述若干个导热表面沿着所述散热器的厚度布置于不同高度处,以适应不同高度的电子构件。由此,可以保持所述至少一个电源板在它的特定的电子构件(比如它们的大小和几何形状)方面的设计自由度,同时仍然能够实现所述至少一个电源板至所述散热器的高导热性。换句话说,所述散热器在它的形式和几何形状方面可以适于所述至少一个电源板,而不是反过来。
29.还可能的是,所述散热器包括散热器通孔并且所述至少一个电源板中的至少一个电源板通过螺栓固定至所述散热器,所述螺栓穿过所述散热器通孔并且被紧固于从所述电子控制单元的连接器板延伸的隆起部中。这使得能够简单而可靠地且可拆卸地将所述至少一个电源板与所述散热器连接并且进一步与所述连接器板连接。而且,通过将所述电子控制单元的逻辑板布置于所述至少一个电源板与所述连接器板之间,所述电子控制单元的逻辑板由此可以被夹置在并且被容易地固定在所述至少一个电源板与所述连接器板之间。
30.替代地或另外地,可能的是,所述散热器包括散热器孔,并且所述至少一个电源板中的至少一个电源板通过紧固于所述散热器孔中的螺栓固定至所述散热器。由此,在所述至少一个电源板与所述散热器之间提供简单而可靠的且可拆卸的连接。
31.特别地,当提供所述至少一个电源板中的第一电源板和第二电源板时,所述第一电源板可以通过所述散热器通孔和所述连接器板中的隆起部附接,而所述第二电源板可以通过所述散热器中的孔附接。这提供特别好的可维护性,因为所述第二电源板可以在不从所述散热器拆卸所述第一电源板的情况下被更换,并且进一步提高所述牢固的连接的可靠性。
32.进一步,可能的是,所述散热器包括用于所述电子控制单元的第二电源连接器的散热器凹槽,所述第二电源连接器从所述电子控制单元的连接器板通过所述散热器内部的散热器凹槽延伸至所述至少一个电源板中的至少一个电源板。这些第二电源连接器可以用于将电流从可以连接至所述电源的连接器板传递至所述至少一个电源板。所述散热器凹槽容许所述散热器和所述第二电源连接器的简单且成本有效的设计。所述散热器凹槽可以被设计成扁平狭槽。所述第二电源连接器可以被设计成第二电力电缆或第二电力接线片。所述第二电源连接器可以具有扁平形状和/或矩形形状。
33.所述第二电源连接器中的术语“第二”并不意味着必须也存在所述第一电源连接
器。然而,在具有两个电源板(所述至少一个电源板中的第一电源板和第二电源板)的构造中,可以提供用于与所述第一电源板连接的第一电源连接器。然后,所述第二电源连接器连接至所述第二电源板。因此,所述两个电源板中的每一个可以被单独地提供以电流,用于将所述电流作为驱动电流传输至所述电动马达。
34.还可能的是,所述散热器包括特别地从所述散热器边缘延伸至所述散热器的内部的散热器切口,第二逻辑连接器从所述电子控制单元的逻辑板穿过所述散热器切口延伸至所述至少一个电源板中的至少一个电源板。所述散热器切口可以具有部分圆形形状和/或部分扁平形状。所述散热器切口容许实现所述散热器和所述第二逻辑连接器的简单且成本有效的设计。
35.所述第二逻辑连接器中的术语“第二”并不意味着必须也存在第一逻辑连接器。然而,在具有两个电源板(所述至少一个电源板中的第一电源板和第二电源板)的构造中,可以提供用于连接所述逻辑板与所述第一电源板的第一逻辑连接器。然后,所述第二逻辑连接器可以连接至所述第二电源板。因此,所述两个电源板中的每一个可以被单独地提供以来自所述逻辑板的信号或指令,用于将驱动电流传输至所述电动马达。
36.因此,可能的是,来自所述至少一个电源板中的电源板的第一电动马达连接器延伸穿过所述散热器切口,用于与所述电动助力转向系统的电动马达连接。因此,切口或凹槽的数量可以减少,并且所述电子控制单元可以具有紧凑的设计。借助于所述第一电动马达连接器,来自所述至少一个电源板中的电源板的驱动电流可以沿着所述电子控制单元经过所述散热器被传输至所述电动马达。
37.同样,所述第一电动马达连接器中的术语“第一”并不意味着必须也存在第二电动马达连接器。然而,在具有两个电源板(所述至少一个电源板中的第一电源板和第二电源板)的构造中,可以提供用于连接所述第二电源板与所述电动马达的第二电动马达。然后,所述第一电动马达连接器可以连接至所述第一电源板。由此,所述两个电源板中的每一个可以单独地将驱动电流传输至所述电动马达。
38.进一步,可能的是,所述散热器包括散热器凸起,所述散热器凸起从所述散热器凸出超过所述至少一个电源板并且被布置成安放于所述电动助力转向系统的壳体的内部的内缘上。借助于所述散热器凸起,当将所述电子控制单元安装于所述壳体中时,可以容易地检测所述电子控制单元在所述壳体中的端部位置。当所述凸起安放于所述壳体内部的内缘上时,实现所述端部位置,并且所述电子控制单元不能在不使用过大的力来弯曲或损坏所述凸起的情况下被更进一步推入所述壳体中。由此,提供所述壳体被压接至所述槽中的限定位置,并且每当将所述散热器与所述壳体接合时,可以在该限定位置处执行压接,从而便于制造。
39.根据本发明的第二方面,由包括根据本发明的第一方面的电子控制单元的电动助力转向系统来解决在本说明书的引言中提出的问题,其中所述电动助力转向系统的电动马达借助于至少一个电动马达连接器电连接至所述至少一个电源板,并且由此所述电动助力转向系统的壳体被压接至所述电子控制单元的散热器的槽中。
40.在具有两个电源板(亦即所述至少一个电源板中的第一电源板和第二电源板)的构造中,所述电动马达可以通过第一电动马达连接器电连接至所述第一电源板并且通过第二电动马达连接器电连接至所述第二电源板。所述电源板中的每一个可以供应三相电流。
因此,所述电动马达可以被设计成六相电动马达。因此,所述电动马达可以由所述两个电源板中的任何一个或两个单独供应的驱动电流单独地驱动。这提供所述电子控制单元和所述电动助力转向系统的冗余的且不易受故障影响的设计。
41.当所述散热器包括从所述散热器凸出超过所述至少一个电源板的凸起时,所述凸起可以安放于所述电动助力转向系统的壳体的内部的内缘上。由此,实现所述电子控制单元在所述壳体中的限定位置以及所述电子控制单元与所述壳体的稳定的连接。
42.所述电动助力转向系统可以进一步包括扭矩传感器、转向轴、手柄(特别地方向盘)、以及电源。所述电动助力转向系统可以进一步具有用于汽车的操作的布置并且可以被布置成用于汽车的操作,如在本说明书的引言部分中所描述的。
43.本发明的进一步的优点、特征以及细节从以下描述展开,其中参考以下附图说明的附图详细描述本发明的实施例。由此,来自权利要求的特征以及说明书中所提到的特征(单独考虑或以任意组合考虑)对于本发明而言可以为必需的。
附图说明
44.在附图中,示出:
45.图1为根据本发明的第一方面的电子控制单元的实施例的底侧立体图的分解图示;
46.图2为图1的电子控制单元的顶侧立体图的分解图示;
47.图3为图1和2的电子控制单元的两个电源板和逻辑板的侧视立体图的详细图示;
48.图4为组装在一起的所述逻辑板和所述连接器板的侧视立体图的详细图示;
49.图5为组装在一起的所述逻辑板和所述连接器板以及所述组装的第一电源板的侧视立体图的详细图示;
50.图6为图1和2的电子控制单元的散热器的侧视立体图的详细图示;
51.图7为组装图6的散热器与图5的组装在一起的所述逻辑板和所述连接器板以及所述第一电源板的组件的过程的侧视立体图的详细图示;
52.图8为组装在一起的所述逻辑板和所述连接器板、所述组装的第一电源板以及图6的散热器的组件的侧视立体图的详细图示;
53.图9为图1和2的处于组装状态中的电子控制单元100的侧视立体图的图示;
54.图10为组装图9的电子控制单元与本发明的电动助力转向系统的实施例的过程的侧视立体图的图示;以及
55.图11为穿过图10的内部组装有所述电子控制单元的电动助力转向系统的截面的图示。
具体实施方式
56.图1示出根据本发明的实施例的电子控制单元100的底侧立体图的分解图示。根据该底侧立体图,可见地示例说明电子控制单元100的部件的底侧。
57.图2示出图1的电子控制单元100,区别在于图2来自顶侧立体图。根据该顶侧立体图,可见地示例说明电子控制单元100的部件的顶侧。
58.如从图1和2可以看出的,电子控制单元100包括两个电源板30、40,亦即第一电源
板30和第二电源板40。电源板30、40也可以被称为功率级。两个电源板30、40被布置成向电动助力转向系统200(参见图10和11)的电动马达(未示出)供应驱动电流。为此,第一电源板30连接至可与电动马达电连接的第一电动马达连接器80。进一步,为此,第二电源板40连接至可与电动马达电连接的第二电动马达连接器90。
59.进一步,电子控制单元100包括连接器板10。连接器板10包括多个(在该特定实施例中,三个)插头连接器11.1、11.2、11.3。在该特定实施例中,第一插头连接器11.1和第二插头连接器11.2在其内部设置有电接触件(未示出)。所述电接触件可以由例如铜合金制成,以容许良好的导电性。这些电接触件被布置成第一信号连接器15.1和第二信号连接器15.2。所述信号连接器15.1、15.2从连接器板10的顶侧上的插头连接器11.1、11.2延伸至连接器板10的底侧。
60.电子控制单元100还包括逻辑板20。逻辑板20被布置成控制两个电源板30、40,或者换句话说,控制电子控制单元100的运行,或者再换句话说,控制至电动马达的驱动电流的传输。为此,信号连接器15.1、15.2与逻辑板20连接。进一步,逻辑板20经由第一逻辑连接器70连接至第一电源板30。此外,逻辑板20经由第二逻辑连接器60连接至第二电源板40。
61.信号插头(未示出)可以附接至插头连接器11.1、11.2,用于将来自比如扭矩传感器的传感器或比如运输设备(未示出)(比如汽车)的另一个电子控制单元的其它单元的信号供应至逻辑板20。借助于所述信号(比如扭矩传感器所检测到的扭矩或运输设备的行进速度),逻辑板20可以经由两个电源板30、40控制驱动电流。
62.连接器板10进一步包括第三插头连接器11.3。该第三插头连接器11.3在内部包括另外的电接触件。这些电接触件被设置成第一电源连接器16.1、16.2和第二电源连接器17.1、17.2。第二电源连接器17.1、17.2比第一电源连接器16.1、16.2长,以使得它们可以在距连接器板10的相应的距离处与它们的相应的电源板30、40相应地连接。在该实施例中,第一电源连接器16.1、16.2和第二电源连接器17.1、17.2被设置成金属条。
63.电源插头(未示出)可以连接至第三插头连接器11.3,以向第一电源连接器16.1、16.2和第二电源连接器17.1、17.2提供电力。电源插头可以附接至比如运输设备的电池(未示出)的电源。电源被布置成三相电源。连接器板10还可以被称为电源和逻辑连接器板,因为它为电子控制单元100的相应的板20、30、40提供电源连接以及逻辑或信号处理连接。
64.第一电源连接器16.1、16.2连接至第二电源板40,第二电源连接器17.1、17.2连接至第一电源板30。由此,第一电源板30被提供有三相电流,第二电源板40被提供有三相电流。电子控制单元100由此设置有六个相,并且电动马达可以被设置成六相电动马达。当两个电源板30、40中的一个电源板由于错误而发生故障时,另一个电源板可以通过将驱动电流传输至电动马达来确保电动马达的安全且可靠的运行。因此,防止电源板30、40中的一个的错误导致转向功能的不期望的损失以及可能对运输设备的驾驶员和乘客造成事故和伤害。
65.如从图1和2可以进一步看出的,散热器50布置于第一电源板30与第二电源板40之间。散热器50因此被夹置在两个电源板30、40之间。在该实施例中,散热器50被设置成压铸铝。散热器50使得能够将两个电源板30、40中生成的热量消散掉。为此,散热器50连接至电动助力转向系统200的壳体210,这将在后面更详细地解释说明。
66.此外,连接器板10包括通气开口13和用于关闭通气开口13的通气元件(未示出)。
当电子控制单元100被插入至壳体210中时(这也将在后面更详细地解释说明),通气元件通过环境对壳体210的内部提供压力补偿。进一步,连接器板10包括密封件12。在该特定实施例中,密封件12由硅橡胶制成。当电子控制单元100被插入至壳体210中时,密封件12相对于环境将电子控制单元100密封于壳体210内部。
67.图3以分解图更详细地示出逻辑板20、第一电源板30以及第二电源板40。逻辑板20包括第一电子构件21,其中示例性地命名第一电子构件21.1、21.2、21.3。进一步,第一电源板30包括第二电子构件31,其中示例性地命名第二电子构件31.1、31.2、31.3。此外,第二电源板40包括第三电子构件41,其中示例性地命名第三电子构件31.1、31.2、31.3。
68.第一电子构件21可以为线圈、电容器、至少一个计算单元(比如处理器)、以及用于使得能够实现基于所接收的信号的计算操作以及实现逻辑板20与两个电源板30、40的逻辑通信的其它电子构件。第二和第三电子构件31、41可以为线圈、电容器以及用于使相应的电源板30、40能够将电力从电源传输至电动马达的其它电子构件,如稍后将进一步解释说明的。
69.逻辑板20、第一电源板30以及第二电源板40被以具有它们各自的顶侧和底侧的取向示出,比如它们被布置于电子控制单元100内。因此,第一电源板30的底侧上的第二电子构件31.1、31.2、31.3中的最大的电子构件朝向第二电源板40的第三电子构件41.1、41.2、41.3中的最大的电子构件示出。这些大电子构件31、41生成大量的热量,并且凭借这种布置,散热器50可以接收第二和第三电子构件31、41,以能够获得良好的导热特性,以便有效地经由散热器50和壳体210从两个电源板30、40去除热量。
70.进一步,第一电源板30包括第一电源板凹槽32.1、32.2,用于引导第二电源连接器16.1、16.2穿过其中。另外,第一电源板30包括电源板通孔33.1、33.2、33.3,用于引导螺栓1穿过其中,以将散热器50紧固至连接器板10。稍后将更详细地解释说明这些特征。
71.图4示出逻辑板20与连接器板10的组件。第一信号连接器15.1和第二信号连接器15.2连接至逻辑板20。特别地,第一信号连接器15.1和第二信号连接器15.2包括附接至逻辑板20中的相对应的引脚接收孔的多个引脚。
72.逻辑板20包括连接至其的两个逻辑连接器60、70,所述两个逻辑连接器具有实现通信和实现逻辑板20对两个电源板30、40的控制的目的。因此,两个逻辑连接器60、70中的每一个,亦即第一逻辑连接器70和第二逻辑连接器60,包括多个电连接器引脚(未注名)。第一逻辑连接器70的电连接器引脚比第二逻辑连接器60的电连接器引脚相对更短。原因是,第一逻辑连接器70连接逻辑板20与第一电源板30,其中在电子控制单元100的组装状态中,逻辑板20与第一电源板30之间的距离相对较短。然而,通过第二逻辑连接器60连接的逻辑板20与第二电源板40之间的距离相对较长,因为第一电源板30和散热器50布置于所述逻辑板与第二电源板之间,如在例如图10的电子控制单元100的组装状态中可以看到的。
73.电连接器引脚被插入至逻辑板20内部的相对应的连接器引脚孔(未标注)中。用于相应的电连接器引脚的连接器引脚孔布置于逻辑板20的两个相对的端部处。由此,第一逻辑连接器70和第二逻辑连接器60布置于逻辑板20的两个相对的端部处。进一步,逻辑板20包括用于第一逻辑连接器70的相对应的第一连接引脚(未标注)的连接引脚孔(未标注)和用于第二逻辑连接器60的相对应的第二连接引脚(未标注)的连接引脚孔。借助于连接引脚,两个逻辑连接器60、70被牢固地紧固于逻辑板20中。
74.电连接器引脚布置于第一逻辑连接器70和第二逻辑连接器60的逻辑连接器壳体71、61中。在该特定实施例中,第二逻辑连接器壳体61由两个单独的部分组成。由于电连接器引脚的长延伸,可以选择这种设计。第二逻辑连接器壳体61的第一部分包括用于逻辑板20的相对应的连接引脚孔的连接引脚,第二逻辑连接器壳体61的第二部分包括用于固定于第二电源板40的相对应的连接引脚孔中的连接引脚。此外,第一逻辑连接器壳体71包括用于固定于第一电源板30的相对应的连接引脚孔中的连接引脚。
75.如从该图可以看出的,逻辑板20在它的边缘处包括用于隆起部18.1、18.2、18.3的切口,所述隆起部18.1、18.2、18.3从连接器板10朝向逻辑板20凸出并超出逻辑板。这些隆起部18.2、18.3使得能够将散热器50与连接器板10紧固在一起并且由此将逻辑板20和第一电源板30夹在散热器50与连接器板10之间,如稍后将解释说明的。隆起部18.2、18.3可以在内部设置有模制孔。模制孔可以具有用于螺栓1的预制螺纹或者通过自攻螺栓或螺钉1而形成螺纹。
76.第一电源连接器17.1、17.2从连接器板10穿过逻辑板20的边缘处的切口(未标注)朝向第一电源板30延伸。进一步,第二电源连接器16.1、16.2靠近于逻辑板20和第一电源连接器17.1、17.2从连接器板10朝向第二电源板40延伸。
77.图5示出第一电源板30与逻辑板20和连接器板10的组件。
78.第一电动马达连接器80包括用于与电动助力转向系统200的电动马达电连接的三个第一电相引脚82.1、82.2、82.3。所述三个第一电相引脚82.1、82.2、82.3被接收于第一电动马达连接器壳体81中。第一电动马达连接器壳体81包括用于与第一电源板30中的相对应的连接引脚孔(未标注)连接的连接引脚(未标注)。进一步,三个第一电相引脚82.1、82.2、82.3在与用于与电动马达的相对应的电动马达引脚(未示出)连接的端部相对的端部处包括用于与第一电源板30电连接的多个第一电源板连接引脚(未示出)。
79.第一逻辑连接器70与第一电源板30连接。进一步,第二电源连接器16.1、16.2被引导通过第一电源板30的第一电源板凹槽32.1、32.2。
80.第一电动马达连接器80紧邻第二逻辑连接器60布置,以使得它们可以沿着如图6的散热器50中所示的散热器切口53一起延伸。第一电源板30的第一电子构件31朝向散热器50延伸以布置于第一电源板30的顶侧上。
81.图6更详细地从散热器50的底侧示出散热器50。散热器50的散热器边缘59环绕散热器50。散热器50、特别是散热器边缘59包括槽51,用于将电动助力转向系统200的壳体210压接至槽51中。由此,壳体210被机械地固定至散热器50并且最终被固定至电子控制单元100。进一步,散热器50热连接至壳体210,以使得两个电源板30、40所生成的热量可以经由散热器50沿着壳体210消散,所述壳体210具有用于消散的大得多的表面区域。此外,壳体210的表面区域可以与环境热连接,以使得壳体210被冷却,或者换句话说,可以与环境交换热量。
82.槽51为周边槽51,以使得它围绕散热器边缘59的周边布置。散热器边缘59进一步包括两个周边外表面58.1、58.2,所述周边槽51设置于所述周边外表面58.1、58.2之间。散热器边缘59的两个周边外表面58.1、58.2被构造成接触壳体210的内表面211,如从图17可以看出的。为此,周边外表面58.1、58.2的外径等于或大致上等于壳体210的内表面211的内径。
83.下面将参考图7和8进一步解释说明散热器50的结构,图7示出组装散热器50与和逻辑板20以及连接器板10组装在一起的第一电源板30的过程,图8示出根据图7的过程的组件。图7和图8示出散热器50的顶侧,而图6示出散热器50的底侧。
84.散热器50被构造成圆形散热板,其中散热器50包括散热器切口53。散热器切口53从散热器边缘59延伸至散热器50的内部。第二逻辑连接器60和第一电动马达连接器80在散热器50附接至第一电源板30的组装状态中延伸穿过散热器切口53,如在图9中可以看到的。
85.进一步,散热器50在它的底侧和顶侧上包括若干个导热表面52,用于借助于热界面材料(未示出)将所述导热表面52附接至第一电源板30和第二电源板40,特别是第一电子构件31和第二电子构件41。在图6和图8中示例性地标注底侧上的导热表面52.1、52.2和顶侧上的导热表面52.3。在图8的组装状态中,第一电源板30的第一电子构件31经由热界面材料与散热器50的底侧上的导热表面52.1、52.2直接接触。底侧的导热表面52.1、52.2沿着散热器50的厚度布置于不同高度处,并且由此可以适应或附接至不同大小或高度的第一电子构件31。这同样可以适用于顶侧,以使得散热器50的顶侧的导热表面52可以沿着散热器50的厚度布置于不同高度处。由此,第一电子构件31有效地将热量传递至散热器50。
86.此外,散热器50包括散热器通孔54.1、54.2、54.3,如在图10中从底侧以及在图11中从顶侧可以看到的。第一电源板30借助于螺栓1固定,所述螺栓穿过散热器通孔54并且被紧固于连接器板10的隆起部18.1、18.2中。螺栓1进一步穿过第一电源板30的电源板通孔33.1、33.2、33.3,如图中所示。
87.此外,散热器50包括散热器凹槽55,用于引导连接器板10的第二电源连接器16.1、16.2穿过其中。这使得能够在散热器50被附接至第一电源板30时将第二电源连接器16.1、16.2连接至第二电源板40。
88.此外,散热器50包括散热器凸起57.1、57.2、57.3,所述散热器凸起在电子控制单元100的组装状态中从散热器50凸出超过两个电源板30、40,如在图10中可以看到的。这些散热器凸起57.1、57.2、57.2可以被布置成安放于电动助力转向系统200的壳体210内部的内缘212上。
89.散热器50还在它的顶侧上包括散热器孔56.1、56.2、56.3。第二电源板40可以借助于散热器孔56.1、56.2、56.3中的螺栓1紧固至散热器50。散热器孔56.1、56.2、56.3可以具有预制螺纹或者通过自攻螺栓或螺钉1而形成螺纹。
90.图9示出处于组装状态中的电子控制单元100。第二电源板40通过底侧上的第二电子构件41附接至散热器50的顶侧的导热表面52。第二电动马达连接器90包括布置于第二电动马达连接器壳体91中的三个第二电相引脚92.1、92.2、92.3。第二电动马达连接器壳体91包括用于与第二电源板40中的第六连接引脚孔连接的另外的连接引脚。
91.进一步,三个第二电相引脚92.1、92.2、92.3在与用于与电动马达的相对应的电动马达引脚(未示出)连接的端部相对的端部处包括用于与第二电源板40电连接的若干个第二电源板连接引脚。进一步,第二电动马达连接器壳体91包括第二电动马达连接器壳体通孔,用于引导螺栓1穿过其中,以通过第二电动马达连接器壳体91将第二电源板40连接至散热器50的散热器孔56.1、56.3。
92.另外的螺栓1被引导穿过第二电源板40中的相对应的通孔,以连接至散热器50的散热器孔56.2、56.4。在这里,第二电源板40通过它的底侧附接至散热器50的顶侧。第二电
源板40还包括第二电源板凹槽42.1、42.2、42.3,第一电动马达连接器80的第一电相引脚82.1、82.2、82.3被引导穿过所述第二电源板凹槽。
93.所有螺栓1被紧固,以使得第二电源板40被紧固至散热器50,并且散热器50被紧固至连接器板10。散热器50由此被夹置在第一电源板30与第二电源板40之间。逻辑板20被夹置在第一电源板30与散热器50之间。电相引脚82.1、82.2、82.3、92.1、92.2、92.3延伸出第二电源板40并且特别地延伸超出散热器凸起57.1、57.2、57.3,以使得它们可以与电动马达的电动马达引脚连接。在将电子控制单元100插入至壳体210中之后,可以将通气元件插入至通气开口13中。
94.图10示出将电子控制单元100插入至电动助力转向系统200的壳体210中的过程。散热器凸起57.1、57.2、57.3在此过程期间充当引导件。
95.图11示出穿过具有壳体210的电动助力转向系统200的一部分的横截面。其中,壳体210尚未被压接至散热器50的槽51中。然而,由通过压接操作的力f的方向标记的箭头指示压接操作。由此,壳体210塑性变形并且延伸至散热器50的槽51中。散热器50和壳体210由此变得附接至彼此并且热耦合。
96.进一步,散热器50的周边外表面58.1、58.2附接至壳体210的内表面211,用于实现热耦合并且使散热器50能够将附接至散热器50的两个电源板30、40所生成的热量通过壳体210消散至环境中。此外,散热器凸起58.1、58.2、58.3可以被布置成安放于壳体210内部的内缘212上。
97.壳体210由电子控制单元100的连接器板10的抵靠壳体210的内表面211的周边密封件12进一步密封。连接器板10由此被设计成壳体210的帽。进一步,如在该横截面中可以看到的,第一电相引脚82.1、82.2、82.3将电连接至电动助力转向系统200的电动马达的电动马达引脚。
98.附图标记列表
99.10连接器板
100.11插头连接器
101.12密封件
102.13通气开口
103.15信号连接器
104.16第二电源连接器
105.17第一电源连接器
106.18隆起部
107.20逻辑板
108.21第一电子构件
109.30第一电源板
110.31第二电子构件
111.32第一电源板凹槽
112.33电源板通孔
113.40第二电源板
114.41第三电子构件
115.42第二电源板凹槽
116.50散热器
117.51槽
118.52导热表面
119.53散热器切口
120.54散热器通孔
121.55散热器凹槽
122.56散热器孔
123.57散热器凸起
124.58周边外表面
125.59散热器边缘
126.60第二逻辑连接器
127.61第二逻辑连接器壳体
128.70第一逻辑连接器
129.71第一逻辑连接器壳体
130.80第一电动马达连接器
131.81第一电动马达连接器壳体
132.82第一电相引脚
133.90第二电动马达连接器
134.91第二电动马达连接器壳体
135.92第二电相引脚
136.100电子控制单元
137.200电动助力转向系统
138.210壳体
139.211内表面
140.212内缘
141.f力
再多了解一些

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