CN102762064B - 用于电动骑行车辆的电子控制单元 - Google Patents

Abstract

一种用于电动骑行车辆的电子控制单元包括：由上壳体和下壳体构成的外壳；安装在外壳中的电路板；以及连接器，所述连接器包括由所述电路板承载并与电路板电连接的固定接头部分和与所述固定接头部分配合并且带有缆线的配合接头部分；所述上壳体具有从其顶壁向上突伸且围绕着配合接头部分的第一上突壁；所述电子控制单元还包括弹性的密封套管，所述密封套管的两端分别密封套装在所述第一上突壁和所述缆线上。根据本发明，所述电子控制单元中的连接器的防水密封性能得到提高。

Description

用于电动骑行车辆的电子控制单元

技术领域

本发明涉及一种用于电动骑行车辆的电子控制单元，其连接器组件具有改进的防水密封结构。

背景技术

电动骑行车辆，包括电动自行车、电动摩托车、电动三轮车等，是新兴的机电一体化个人交通工具，其以电为驱动力，在使用过程中不产生任何有害排放，因此由于其环保和便捷性能，人们越来越多地选择电动骑行车辆出行。电动骑行车辆通常具有电子控制单元(ECU)，用于控制电动骑行车辆的电机、蓄电池、操纵部件和显示仪表等电气元件。这些电气元件经电缆通过连接器组件电连接到电子控制单元。

由于空气具有一定的湿度，并且电动骑行车辆有时会在雨雪等天气中被骑行，因此，电子控制单元的连接器组件容易受到水分的侵蚀。虽然电动骑行车辆有一定的防水功能，但仍不足以充分防止电子控制单元的连接器组件内部免于水分侵入。这样，电子控制单元的连接器组件中的导电端子往往易发生腐蚀，导致电动骑行车辆的各个电气元件过早失效。此外，在空气中含有高度盐分的地区，例如海边，含盐的水分侵入电子控制单元的连接器组件内部，可能会导致连接器组件中的导电端子的短路和加速腐蚀。

为了使得电子控制单元与电动骑行车辆的各个电气元件之间长期正确地电连接，需要为连接器组件提供可靠的防水密封保护。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中电动骑行车辆的电子控制单元的连接器组件防水密封保护不足的问题。

为此，根据本发明的一个方面，提供了一种用于电动骑行车辆的电子控制单元，其包括：由上壳体和下壳体构成的外壳；安装在外壳中的电路板；以及连接器，所述连接器包括由所述电路板承载并与电路板电连接的固定接头部分和与所述固定接头部分配合并且带有缆线的配合接头部分；所述上壳体具有从其顶壁向上突伸且围绕着配合接头部分的第一上突壁；所述电子控制单元还包括弹性的密封套管，所述密封套管的两端分别密封套装在所述第一上突壁和所述缆线上。所述密封套管优选由橡胶制成。

根据本发明的一个优选实施方式，所述密封套管具有密封套装在所述第一上突壁上的大径部分和密封套装在所述缆线上且与所述大径部分一体的小径部分。

根据本发明的一个优选实施方式，还包括将所述密封套管的大径部分锁紧在所述第一上突壁上的卡箍。

根据本发明的一个优选实施方式，所述密封套管的大径部分的内周面设有环形突起，所述第一上突壁的外周面上设有与所述环形突起配合的环形槽。

根据本发明的一个优选实施方式，所述大径部分的外周面上形成有环状突出部。

根据本发明的一个优选实施方式，所述外壳的顶壁上形成有在第一上突壁的径向内侧围绕着配合接头部分向上突伸的第二上突壁。

根据本发明的一个优选实施方式，所述第二上突壁从上壳体的顶壁向上突伸的高度小于第一上突壁从所述顶壁向上突伸的高度。

根据本发明的一个优选实施方式，所述外壳的顶壁上形成有围绕着固定接头部分的向下突伸的下突壁；所述电子控制单元还包括被所述下突壁的下边缘压紧于所述电路板的上表面上的弹性密封件。所述弹性密封件可以是在上壳体与下壳体之间形成密封的密封件的一体部分，也可以是单独设置的密封件，例如O型环。

根据本发明的一个优选实施方式，所述下壳体设有系结环；所述电子控制单元还包括穿过所述系结环而系紧所述缆线的扎带。

根据本发明的一个优选实施方式，所述连接器包括与电动骑行车辆的***部件电连接的第一连接器、与电动骑行车辆的电源电连接的第二连接器、与电动骑行车辆的电机电连接的第三连接器。

根据本发明的一个优选实施方式，所述连接器为插接式连接器，所述固定接头部分为所述插接式连接器的公接头，所述配合接头部分为所述插接式连接器的母接头。

本发明的电子控制单元适用于各种电动骑行车辆，包括电动自行车、电动摩托车、电动三轮车等等。

可以看到，根据本发明，在电动骑行车辆的电子控制单元的连接器组件中采用了橡胶套管构成的防水密封结构，并且还可以附加地采用迷宫式壳体壁、密封件等防水密封结构，因此，可以防止连接器组件中的导电端子受到水分侵蚀，从而确保连接器组件可靠地工作，并且延长了连接器组件的使用寿命。

附图说明

图1是电动骑行车辆的电路***原理框图。

图2是根据本发明一个实施例的用于电动骑行车辆的电子控制单元的俯视图。

图3是电子控制单元的侧向剖视图。

图4是由根据本发明的电子控制单元中的连接器组件引出的缆线被系结固定时的透视图。

图5是根据本发明的电子控制单元中的连接器组件的示意性放大剖视图。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的优选实施方式。

图1显示了一般电动骑行车辆的电路***，其具有电子控制单元(ECU)，该电子控制单元与电机、电源装置和***部件电连接，以便从它们获取信号以及向它们提供指令和供电。***部件是指电动骑行车辆的车灯、喇叭、刹车机构、调速转把和档位选择机构等执行元件，以及用于向电子控制单元输入程序的输入元件，例如计算机等。

本发明旨在对用于电动骑行车辆的电子控制单元作出改进，以提高其防水密封性能。为此，如图2、3所示，根据本发明的一个实施例的用于电动骑行车辆的电子控制单元1包括由彼此连接的下壳体2和上壳体3形成的外壳，安置在外壳中的电路板4，设在上壳体3上的电连接器组件。

上壳体3和下壳体2可以由绝缘的材料例如塑料制成。同时具有减震性能的材料是优选的。

上壳体3和下壳体2可以通过各种方式相连，例如通过使用螺钉、粘接、焊接等。根据图2所示的优选实施方式，下壳体2和上壳体3通过卡扣结构5相连，以使得上壳体3容易组装到下壳体2上和从下壳体2拆下。

下壳体2具有安装凸台6，例如图2所示的位于其底壁纵向两端的安装凸台。当然，安装凸台的数量和位置并不局限于此。每个安装凸台6形成有安装通孔7。诸如螺钉、螺栓等的紧固件穿过所述通孔7将电子控制单元1紧固到电动骑行车辆的车体上。

电路板4安装在外壳中，例如，图3所示那样由下壳体2承载。电路板4可以自身被固定在下壳体2中，也可以借助于上壳体3的推压作用而被夹持在下壳体2和上壳体3之间。

在下壳体2和上壳体3之间安置着密封元件，例如图3所示的弹性密封垫8，以有助于下壳体2和上壳体3之间的密封。

电子控制单元具有电连接器组件，电子控制单元1通过所述电连接器组件与电机、电源装置和***部件电连接。

根据图2所示本发明的优选实施方式，电连接器组件包括：第一连接器12、第二连接器14以及第三连接器16。

所述第一至第三连接器中的每个在图示的例子中为插接式连接器，即具有彼此插接配合的一对公接头和母接头。每对公接头和母接头之一固定在电路板4上，每对公接头和母接头中的另一个带有电源和/或信号缆线，所述缆线通向电机、电源装置和***部件电连接。

然而，本发明同样适用于其它类型的连接器，例如具有弹性压接端子的连接器等等。

在图2所示的实施例中，两个第一连接器12通过缆线连接着***部件的信号和/或供电端子，用于从/向***部件获取/提供控制信号，以及向***部件供应驱动电能。两个第二连接器14通过相连线连接着电源装置(例如电动骑行车辆的蓄电池)的供电端子，用于从电源装置接收电能。三个第三连接器16通过缆线连接着电动骑行车辆的驱动电机的三相供电端子。通过本发明的设计，传输高电流的供电线路(例如第二和第三连接器及相应缆线)与传输低电流的信号线路(例如，第一连接器及相应缆线)被分开，这样有利地避免了电磁干扰的风险。

在图示的例子中，两个第一连接器彼此独立地提供。然而，二者可以组合为一个第一连接器。对于第二、第三连接器而言也是如此。此外，各第一至第三连接器的数量并不局限于图中所示的，而是可以根据具体需要可设置。

在将本发明的电子控制单元固定到电动骑行车辆的车体上后，由第一至第三连接器引出的缆线可以被固定到电子控制单元上。例如，如图2所示，电子控制单元1的下壳体2的安装凸台6上可以设有系结环9，可将用于系紧缆线的扎带穿过所述系结环9而将缆线紧固在安装凸台6上，如图4所示。这样，通过系结各缆线，以防止它们在电动骑行车辆形式过程中乱动，从而确保各缆线与相应电连接器之间的密封连接状态。

图5中以一个第三连接器16为例显示了本发明的电子控制单元中的电连接器的结构，该结构适用于任何一个第一至第三连接器。

如图5所示，电路板4支靠在由下壳体2的底壁向上突伸的支撑部20上。第三连接器16(或其它电连接器)包括由电路板4向上伸出的公接头(插针)22和与其插接配合的母接头24。母接头24带有外接缆线26。

当然，公接头和母接头的位置可以互换，即母接头由电路板向上伸出，而公接头向其上插接并且带有外接缆线。

为了相对于外界密封住彼此插接的公接头22和母接头24，以防止它们接触到外界的水分，围绕着母接头24提供了弹性的密封套管40，其具有一体的小径部分44和大径部分46。所述小径部分44套在缆线26上，并且与缆线26的蒙皮形成压缩配合。所述大径部分46紧紧地套在从上壳体3的顶壁32一体地向上(即向外)突伸的筒状第一上突壁34上。密封套管40可以由弹性材料例如橡胶制成，其小径部分44和大径部分46在常态下的内径尺寸分别略小于缆线26和第一上突壁34的外径。这样，在装配状态下，小径部分44和大径部分46分别被缆线26和第一上突壁34略微撑开并且形成紧密配合，由此形成相对于外界的密封。密封套管40构成了电连接器组件的第一防水密封特征，也是本发明的主防水密封特征。

密封套管40和第一上突壁34的横截面形状取决于多种因素，例如公接头中插针的数量和排列方式，公接头与母接头之间的定位需要，等等。图2中的各电连接器实际上只有密封套管被显示出来。可以看到，第二连接器14和第三连接器16的大径部分具有圆形形状，左侧的那个第一连接器12的大径部分具有大致正方形形状，右侧的那个第一连接器12的大径部分具有大致长方形形状。当然，这些电连接器的密封套管的大径部分的形状可以根据需要而改变。此外，图2所示的各电连接器的密封套管的小径部分都具有圆形横截面，但它们也可以具有其它形状的横截面，以适应于缆线的形状。

密封套管40的弹性还有助于保持母接头24与公接头22之间正确配合而不错位。

为了有助于将大径部分46保持在第一上突壁34上，在大径部分46的内周面上形成有一或多个向内的环形突起50，在第一上突壁34的外周面上形成有对应的环形槽。在将大径部分46套在第一上突壁34上后，环形突起50进入对应的环形槽中，由此提高密封套管40在上壳体3上的连接强度，同时也有助于提高密封性。

作为替代，可以在第一上突壁34上形成环形突起，在大径部分46上形成对应的环形槽(或是不带这样的环形槽)。这样，第一上突壁34的环形突起可配合在大径部分46上的环形槽中，或是弹性压入大径部分46中。

此外，可以利用箍紧在大径部分46的外周面上的卡箍将大径部分46更牢固地保持在第一上突壁34上并且提高密封性能。卡箍可以是螺纹旋紧式的、弹性自夹紧式的等等。

为了方便将大径部分46套在第一上突壁34上和从其拆下的操作，可将第一上突壁34的外周制成为略带锥度，即从其与顶壁32相连的根部至其末端部略微变细。同时，第一上突壁34的末端外边缘可以形成有倒角或圆角，大径部分46的下端(前端)内边缘也可以形成有倒角或圆角。上述措施可以便于将大径部分46推到第一上突壁34上。

此外，可在大径部分46的外周面上形成有供抓持的突出部48，以便于在操作者将大径部分46向第一上突壁34上推动和从其拔下时增加操作者手指或工具在大径部分46上的抓持力。突出部48距大径部分46的下端(前端)边缘的距离最好小于第一上突壁34从顶壁32向上突伸的高度。

突出部48可以是连续环、环形段、离散点状突起等形式。或者，可以利用大径部分46的外周面上的纹理或糙化特征来代替突出部。

为了进一步提高电连接器的防水密封性能，如图5所示，在第一上突壁34的内侧，设有与上壳体3的顶壁32一体的筒状围绕突壁。该筒状围绕突壁围绕着母接头24与公接头22之间的配合部位，并且包括由顶壁32向上(即向外)突伸的第二上突壁36和由顶壁32向下(即向内)突伸的下突壁38。

在图5所示的例子中，第二上突壁36和下突壁38构成直筒状的围绕突壁，即二者具有相同的直径。根据可选的实施方式，第二上突壁36和下突壁38可具有不同的直径。

第二上突壁36从上壳体3的顶壁32向上突伸的高度优选小于第一上突壁34从顶壁32向上突伸的高度。第二上突壁36与第一上突壁34之间不同的突伸高度形成了迷宫式密封，以使得外界水分不能直接到达母接头24与公接头22之间的配合部位。这样，由高低错落的第二上突壁36和第一上突壁34构成了电连接器组件的第二辅助防水密封特征。

第一上突壁34可以与顶壁32一体地成型出来，例如通过塑料注射成型或挤压成型等。为了提高第一上突壁34的强度，可以在第一上突壁34与顶壁32之间形成加强肋，例如延伸在第一上突壁34与第二上突壁36之间的加强肋。

作为一种可选的实施方式，第一上突壁34可以是强度更高的金属件，其可以镶嵌成型在顶壁32上。

为了进一步提高电连接器的防水密封性能，如图5所示，下壳体2和上壳体3之间的弹性密封垫8具有围绕公接头22的部分，即从电路板4向上突伸的公接头22从密封垫的该部位中穿过后露出并***母接头24中。下突壁38由顶壁32向下突伸的高度设置成使得下突壁38的下边缘压入密封垫8中。通过该密封垫8以及下突壁38，可防止外壳中的水分到达母接头24与公接头22之间的配合部位。这样，密封垫8和下突壁38构成了电连接器组件的第三辅助防水密封特征。

借助于下壳体2和上壳体3之间的密封垫8，仅仅是在外壳内形成防水密封的一个例子。作为替代，可以采取其它密封结构在外壳内形成防水密封。例如，可以设置单独的密封垫，其被下突壁38推压在电路板4的上表面上。或者，下突壁38可以具有加大的壁厚，在其下边缘开设环形槽，在该环形槽中装有O型环，利用该O型环在外壳内形成防水密封。

每个连接器的公接头中的插针的数量可以是一个或多个(例如插针排、插针阵列等)。

根据本发明的用于电动骑行车辆的电子控制单元的连接器组件具有前面描述的三重防水密封特征。通过这样的防水密封特征，可以将电连接器内部，尤其是母接头与公接头之间的配合部位，相对于外界良好地密封，以防止外界的水分进入电连接器内部并到达母接头与公接头之间的配合部位。这样，本发明的电子控制单元的连接器组件内部不会出现导电端子的腐蚀和短路，并且可使得电子控制单元与电动骑行车辆的各个电气元件之间长期正确地电连接，从而提高电动骑行车辆的使用寿命。

可以理解，在这三重防水密封结构中，可以省略第二、第三辅助防水密封特征之一或二者。此外，上述三重防水密封特征可以与其它密封结构一起使用。

尽管这里详细描述了本发明的特定实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给出的，而不应认为它们对本发明的范围构成限制。在不脱离本发明精神和范围的前提下，各种替换、变更和改造可被构想出来。

Claims (9)

1.一种用于电动骑行车辆的电子控制单元，包括：

由上壳体和下壳体构成的外壳；

安装在外壳中的电路板；以及

连接器，所述连接器包括由所述电路板承载并与电路板电连接的固定接头部分和与所述固定接头部分配合并且带有缆线的配合接头部分；

其特征在于，所述上壳体具有从其顶壁向上突伸且围绕着配合接头部分的第一上突壁；

所述电子控制单元还包括弹性的密封套管，所述密封套管的两端分别密封套装在所述第一上突壁和所述缆线上；

所述外壳的顶壁上形成有在第一上突壁的径向内侧围绕着配合接头部分向上突伸的第二上突壁。

2.如权利要求1所述的用于电动骑行车辆的电子控制单元，其特征在于，所述密封套管具有密封套装在所述第一上突壁上的大径部分和密封套装在所述缆线上且与所述大径部分一体的小径部分。

3.如权利要求2所述的用于电动骑行车辆的电子控制单元，其特征在于，还包括将所述密封套管的大径部分锁紧在所述第一上突壁上的卡箍。

4.如权利要求2所述的用于电动骑行车辆的电子控制单元，其特征在于，所述密封套管的大径部分的内周面设有环形突起，所述第一上突壁的外周面上设有与所述环形突起配合的环形槽。

5.如权利要求2至4中任一项所述的用于电动骑行车辆的电子控制单元，其特征在于，所述大径部分的外周面上形成有环状突出部。

6.如权利要求1至4中任一项所述的用于电动骑行车辆的电子控制单元，其特征在于，所述第二上突壁从上壳体的顶壁向上突伸的高度小于第一上突壁从所述顶壁向上突伸的高度。

7.如权利要求1至4中任一项所述的用于电动骑行车辆的电子控制单元，其特征在于，所述外壳的顶壁上形成有围绕着固定接头部分的向下突伸的下突壁；所述电子控制单元还包括被所述下突壁的下边缘压紧于所述电路板的上表面上的弹性密封件。

8.如权利要求1至4中任一项所述的用于电动骑行车辆的电子控制单元，其特征在于，所述下壳体设有系结环；

所述电子控制单元还包括穿过所述系结环而系紧所述缆线的扎带。

9.如权利要求1至4中任一项所述的用于电动骑行车辆的电子控制单元，其特征在于，所述连接器为插接式连接器，所述固定接头部分为所述插接式连接器的公接头，所述配合接头部分为所述插接式连接器的母接头。