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CN108945085A - 一种电动助力转向系统 - Google Patents

一种电动助力转向系统 Download PDF

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CN108945085A
CN108945085A CN201710357393.5A CN201710357393A CN108945085A CN 108945085 A CN108945085 A CN 108945085A CN 201710357393 A CN201710357393 A CN 201710357393A CN 108945085 A CN108945085 A CN 108945085A
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李森
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Hella Shanghai Electronics Co Ltd
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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Abstract

本发明提供一种电动助力转向系统，包括上壳体，与所述上壳体固定连接的固定板，设置于所述上壳体和所述固定板形成的空间中，并固定连接于所述固定板的连接器和PCB板，其中，所述PCB与所述固定板直接接触并通过所述固定板进行散热，还包括传感器转子，套设于所述传感器转子外部的传感器定子，电动机转子，套设于所述电动机转子外部的电动机定子，与所述电动机定子固定连接的电动机壳体，以及转动轴。本发明将现有技术中分立的控制器和驱动器集成为一个产品，大大降低了电动助力转向系统的制造成本。

Description

一种电动助力转向系统
技术领域
本发明涉及车辆转向系统，尤其涉及一种用于车辆的电动助力转向系统。
背景技术
电动助力转向(Electric Power Steering，缩写：EPS)，是指依靠电动机提供辅助扭矩的动力转向系统，电动助力转向系统是车辆转向系统的发展方向。该系统由电动助力机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。另外，电动助力转向还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。因此，电动助力转向系统作为一种新的转向技术，正向已具有50多年历史的液压转向系统发出挑战。
现有电动助力转向系统的工作原理在于，方向盘进行转向时，利用转矩传感器检测转向盘的转向以及转矩大小，并将电压信号输送到电子控制单元，电子控制单元根据转矩传感器检测到的转距电压信号、转动方向和车速信号等，向电动机控制器发出指令，借助电动机位置传感器提供的电动机转轴位置信息，使电动机输出相应大小和方向的转向助力转矩，从而产生辅助动力。车辆不转向时，电子控制单元不向电动机控制器发出指令，电动机不工作。
现有的电动助力转向系统通常由控制器、驱动器和执行器等组成，其中各部件由不同的厂商分别制造，并组装在一起，往往结构复杂，成本高昂。故，如何提供一种能够集成式的简易电动助力转向系统是本领域亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种新型电动助力转向系统，本发明将控制器和驱动器集成设计，同时，采用冲压件的电动机壳体，降低产品成本。
本发明提供一种电动助力转向系统，包括上壳体，与所述上壳体固定连接的固定板，设置于所述上壳体和所述固定板形成的空间中，并固定连接于所述固定板的连接器和PCB板，其中，所述PCB与所述固定板直接接触并通过所述固定板进行散热，还包括传感器转子，套设于所述传感器转子外部的传感器定子，电动机转子，套设于所述电动机转子外部的电动机定子，与所述电动机定子固定连接的电动机壳体，以及转动轴。
其中，所述传感器转子和所述电动机转子套设于所述转动轴上，所述转动轴安装有传感器转子的一端为第一端，其与所述固定板连接，所述上壳体、PCB板、固定板上均设置有安装孔，所述转动轴的第一端依次贯穿所述固定板、PCB板并由上壳体穿出，与车辆转向装置的转向齿轮箱花键连接，所述转动轴安装有电动机转子的一端为第二端，其与所述电动机壳体连接，所述传感器定子与所述PCB板电连接，所述电动机定子与所述PCB板电连接。
运行时，所述PCB板向所述电动机定子提供交变电流，驱动所述电动机转子转动，以带动所述转动轴转动，向车辆转向系统输出动能，驱动车辆转向，所述转动轴带动所述传感器转子转动，所述传感器定子感应所述传感器转子转动向PCB板传送一电信号，车辆转向系统根据所述电信号可判断车辆转向是否到位。
优选地，还包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承固定于所述固定板，用于固定连接所述转动轴的第一端，所述第二轴承固定于所述电动机壳体，用于固定连接所述转动轴的第二端。
优选地，所述传感器定子的引脚通过Press-fit的方式插入所述PCB板，实现与所述PCB板的电连接，所述传感器定子通过紧固件、卡扣或者胶粘的形式固定连接于所述固定板。
优选地，所述电动机壳体为冲压件。
优选地，所述PCB板及所述连接器通过紧固件与所述固定板固定连接。
优选地，所述PCB板上设置有第一安装孔，所述固定板上的对应位置设置有凸台，所述凸台上设置有第二安装孔，所述紧固件穿过所述第一安装孔固定连接于所述第二安装孔中，实现所述PCB板与所述固定板的固定连接。
优选地，所述固定板与所述PCB板之间填充有导热膏，用于加速固定板与所述PCB板之间的热传导。
优选地，所述PCB板上至少设置有3个第一安装孔，所述固定板上的对应位置设置有至少3个凸台和第二安装孔。
优选地，所述上壳体通过卡扣方式固定连接于所述固定板。
优选地，所述电动机壳体底面上设置有环状凸起，使电动机壳体中心形成一碗状结构，用于安装第二轴承。
与现有技术相比较，本发明的技术优势在于：
1)本发明将现有技术中分立的控制器和驱动器集成为一个产品，大大降低了电动助力转向系统的制造成本；
2)本发明中的固定板在承载PCB板及连接器，固定转子，同时，可充当PCB板的散热器，提高了PCB板的散热效果，延长了电动助力转向系统的使用寿命；
3)本发明中的电动机壳体为冲压件，大大降低了电动助力转向系统的制造成本。
附图说明
图1为一符合本发明的一优选实施例的电动助力转向系统的爆炸图；
图2为一符合本发明的一优选实施例的电动助力转向系统的纵剖图；
图3为一符合本发明的一优选实施例的电动助力转向系统的俯视图；
图4为图1中电动助力转向系统中传感器引脚press-fit链接压入PCB板前的示意图；
图5为图1中电动助力转向系统中传感器引脚press-fit链接压入PCB板后的示意图；
图6为一符合本发明的一优选实施例的电动助力转向系统的PCB板与固定板的安装结构示意图。
图7为一符合本发明的一优选实施例的电动助力转向系统的散热效果图。
附图标记：
10-上壳体，11-固定板，110-凸台，111-第二安装孔，12-连接器，13-PCB板，130-第一安装孔，
20-电动机转子，21-电动机定子，22-电动机壳体，
30-转动轴，31-第一端，32-第二端，
40-传感器转子，41-传感器定子，410-引脚
50-第一轴承，51-第二轴承，
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例，详细阐述本发明的优势。
参阅图1，其为一符合本发明一优选实施例的电动助力转向系统的爆炸图。从图中可以看出，本实施例所提供的电动助力转向系统具体包括，上壳体10，与所述上壳体10固定连接的固定板11，设置于所述上壳体10和所述固定板11形成的空间中，并固定连接于所述固定板11的连接器12和PCB板13。鉴于上述设置，参阅图5，其为一符合本发明的一优选实施例的电动助力转向系统的散热效果图，从图中可以看出，所述PCB板13与所述固定板11直接接触，所述PCB板13可通过所述固定板11进行散热，提高PCB板13的散热效率，大大提高PCB板13的使用寿命。
本实施例中的电动助力转向系统还包括传感器转子40，套设于所述传感器转子40外部的传感器定子41；电动机转子20，套设于所述电动机转子20外部的电动机定子21，与所述电动机定子21固定连接的电动机壳体22，以及转动轴30。其中，电动机转子20及电动机定子21用于向电动助力转向系统提供动能；而传感器转子40和传感器定子41则通过感应转动轴的转动向车辆转向系统反馈一表征车辆转向程度的信号，从而监控车辆的转向情况。
进一步参阅图2，其为一符合本发明的一优选实施例的电动助力转向系统的纵剖图。从图中可以看出，当本电动助力转向系统安装时，所述传感器转子40和所述电动机转子20套设于所述转动轴30上。其中，所述转动轴30安装有传感器转子40一端为第一端31，其与所述固定板11连接；所述上壳体10、PCB板13、固定板11上均设置有安装孔，所述转动轴的第一端31依次贯穿所述固定板10、PCB板13并由上壳体10穿出，所述第一端31上设置有纵齿，从而转动轴30的第一端31与车辆转向装置的转向齿轮箱花键连接；所述转动轴30安装有电动机转子20一端为第二端32，其与所述电动机壳体22连接。且所述传感器定子41与所述PCB板13电连接，所述电动机定子21与所述PCB板13电连接。
从而，当本实施例中的电动助力转向系统运行时，也即驾驶员操作车辆方向盘进行转向时：所述PCB板13通过连接器12实现与车辆转向系统连接，并接收车辆转向系统发送的转向信号，根据该转向信号，所述PCB板13向所述电动机定子21提供交变电流，驱动所述电动机转子20转动，以带动所述转动轴30转动，向车辆转向系统输出动能，驱动车辆转向；所述转动轴30转动从而带动所述传感器转子40转动，所述传感器定子41感应所述传感器转子40转动向PCB板13传送一电信号，最终通过连接器12将该来自于传感器的信号传递于车辆转向系统的其他装置，车辆转向系统根据所述电信号可判断车辆转向是否到位。鉴于上述设置，本实施例所提供的电动助力转向系统各部件间连接紧密且协同配合，即节省电动助力转向系统的占用空间，又可降低其制作成本。
进一步参阅图2，可见，优选地，本发明还包括第一轴承50和第二轴承51，所述第一轴承50固定于所述固定板11，用于固定连接所述转动轴30的第一端31，所述第二轴承51固定于所述电动机壳体22，用于固定连接所述转动轴30的第二端32。所述轴承50、51可分别支撑传感器转子40及电动机转子20的转动。
参阅图3，其为一符合本发明的一优选实施例的电动助力转向系统的俯视图。从图中可以看出，优选地，所述传感器定子41的引脚410通过Press-fit的方式插入所述PCB板13，实现与所述PCB板接的电连接。采用Press-fit的免焊接电子装配工艺，可确保引脚410与PCB板13的紧密连接，保障了引脚410与PCB板13的电连接效果。同时，所述传感器定子41通过紧固件、卡扣或者胶粘的形式固定连接于所述固定板11。具体可参阅图4和图5，其分别为本实施例的电动助力转向系统传感器引脚press-fit链接压入PCB板前及压入后的示意图。本实施例中，采用Press-fit工艺，可实现简单快速的安装，减少焊接工艺对PCB板及定子的损坏，同时减少了装配时间和成本。
优选地，本实施例中的电动机壳体为冲压件，大大降低了电动助力转向系统的制造成本。
优选地，所述PCB板13及所述连接器12通过紧固件与所述固定板11固定连接。避免在车辆运行过程中，PCB板因震荡等发送损坏。
进一步参阅图6，优选地，所述PCB板13上设置有第一安装孔130，所述固定板11上的对应位置设置有凸台110，所述凸台上设置有第二安装孔111，所述紧固件穿过所述第一安装孔130固定连接于所述第二安装孔111中，实现所述PCB板13与所述固定板11的固定连接。鉴于上述设计，可在PCB板13及固定板11中预留一散热空隙，用于填充导热材料，以提高PCB板的散热效率。更加优选地，所述固定板11与所述PCB板13之间可填充导热膏作为散热材料，其可显著加速固定板11与所述PCB板13之间的热传导，从而，PCB板13运行过程中产生的热量可借助固定板及散热膏快速向外部扩散，具体散热效果可参见附图7，本设计可有效提高PCB板的使用寿命。
优选地，所述PCB板13上至少设置有3个第一安装孔130，所述固定板11上的对应位置设置有至少3个凸台110和第二安装孔111。上述设置可有效保障PCB板与固定板的紧固连接，防止PCB板在车辆运行中脱离、损坏等。
优选地，所述上壳体10通过卡扣方式固定连接于所述固定板11。该安装方式可提高安装的便捷性，且在一定程度上节省安装空间。
优选地，参阅图2可见，所述电动机壳体22底面上设置有环状凸起，使电动机壳体中心形成一碗状结构，用于安装第二轴承51。从而进一步保证第二轴承51的安装紧固性，有效防止车辆运行过程中，第二轴承51的松动，而保障电动助力转向系统的正常工作。
综上所述，本发明将现有技术中分立的控制器和驱动器集成为一个产品，大大降低了电动助力转向系统的制造成本；本发明中的固定板在承载PCB板及连接器，固定转子，同时，可充当PCB板的散热器，提高了PCB板的散热效果，延长了电动助力转向系统的使用寿命；本发明中的电动机壳体为冲压件，大大降低了电动助力转向系统的制造成本。
应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种电动助力转向系统，包括
上壳体，
与所述上壳体固定连接的固定板，
设置于所述上壳体和所述固定板形成的空间中，并固定连接于所述固定板的连接器和PCB板，
其中，所述PCB与所述固定板直接接触并通过所述固定板进行散热，
还包括传感器转子，
套设于所述传感器转子外部的传感器定子，
电动机转子，
套设于所述电动机转子外部的电动机定子，
与所述电动机定子固定连接的电动机壳体，以及
转动轴，
其特征在于，
所述传感器转子和所述电动机转子套设于所述转动轴上，所述转动轴安装有传感器转子的一端为第一端，其与所述固定板连接，所述上壳体、PCB板、固定板上均设置有安装孔，所述转动轴的第一端依次贯穿所述固定板、PCB板并由上壳体穿出，与车辆转向装置的转向齿轮箱花键连接，所述转动轴安装有电动机转子的一端为第二端，其与所述电动机壳体连接，所述传感器定子与所述PCB板电连接，所述电动机定子与所述PCB板电连接，
所述PCB板向所述电动机定子提供交变电流，驱动所述电动机转子转动，以带动所述转动轴转动，向车辆转向系统输出动能，驱动车辆转向，所述转动轴带动所述传感器转子转动，所述传感器定子感应所述传感器转子转动向PCB板传送一电信号，车辆转向系统根据所述电信号可判断车辆转向是否到位。
2.如权利要求1所述的电动助力系统，其特征在于，还包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承固定于所述固定板，用于固定连接所述转动轴的第一端，所述第二轴承固定于所述电动机壳体，用于固定连接所述转动轴的第二端。
3.如权利要求1所述的电动助力转向系统，其特征在于，所述传感器定子的引脚通过Press-fit的方式插入所述PCB板，实现与所述PCB板的电连接，所述传感器定子通过紧固件、卡扣或者胶粘的形式固定连接于所述固定板。
4.如权利要求1所述的电动助力转向系统，其特征在于，所述电动机壳体为冲压件。
5.如权利要求1所述的电动助力转向系统，其特征在于，所述PCB板及所述连接器通过紧固件与所述固定板固定连接。
6.如权利要求1所述的电动助力转向系统，其特征在于，所述PCB板上设置有第一安装孔，所述固定板上的对应位置设置有凸台，所述凸台上设置有第二安装孔，所述紧固件穿过所述第一安装孔固定连接于所述第二安装孔中，实现所述PCB板与所固定板的固定连接。
7.如权利要求6所述的电动助力转向系统，其特征在于，所述固定板与所述PCB板之间填充有导热膏，用于加速固定板与所述PCB板之间的热传导。
8.如权利要求6所述的电动助力转向系统，其特征在于，所述PCB板上至少设置有3个第一安装孔，所述固定板上的对应位置设置有至少3个凸台和第二安装孔。
9.如权利要求1所述的电动助力转向系统，其特征在于，所述上壳体通过卡扣方式固定连接于所述固定板。
10.如权利要求1所述的电动助力转向系统，其特征在于，所述电动机壳体底面上设置有环状凸起，使电动机壳体中心形成一碗状结构，用于安装第二轴承。
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