CN112737225A - 电机驱动控制结构 - Google Patents

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孙玲
辛贤举
孙文
王军
陈浩
罗毅
张小乐
芦勇
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Abstract

本发明公开了一种电机驱动控制结构，包括：沿电机驱动轴相反轴向布置的散热底座、第一～第三电子控制单元和盖部，散热底座被电机尾部端面和盖部夹持固定，第一～第三电子控制单元固定于散热底座和盖部形成的容置空间内；盖部端面上形成有电源连接器和信号连接器；第一电子控制单元用于对外部电源进行防反滤波处理，其形成第一冗余电源供给第二电子控制单元，其形成第二冗余电源供给第三电子控制单元；第二电子控制单元接收外部信号执行电机冗余控制、外部通讯和信号监测；第三电子控制单元用于执行电机驱动、保护和采集电机工作状态；散热底座用于对所述容置空间和第三电子单元散热。本发明组装时不需要考虑安装方向能避免电子控制单元安装混淆。

Description

电机驱动控制结构
技术领域
本发明涉及汽车领域，特别是涉及一种EPS控制器的电机驱动控制结构。
背景技术
随着汽车行业在智能驾驶方向的快速发展，对EPS控制器的安全性要求也越来越高。电子控制单元(ECU)的冗余设计是提高EPS控制器安全性其中一项主要的技术解决方案，通过增加冗余电子控制单元提高EPS***的安全性和可靠性。但是由于冗余设计方案相当于将两套传统非冗余ECU安装在同一结构中，增加了大量的结构和器件，使得电子控制单元占用面积有了较大的增加，受限于车内安装空间的限制，需要提高电机驱动控制结构的布置效率并减小其尺寸。
在冗余设计中，两个独立的ECU同时控制执行机构并相互监测，两部分硬件结构几乎完全相同。还有冗余设计是采用两块独立的ECU，为了有效区分ECU避免混淆，通常需要采用专门的防护措施，比如为两个ECU各赋予一个唯一的识别码(ID)用于生产、装配和追踪，现有的冗余设计会带来生产工序复杂度提高，并增加生产成本。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
本发明要解决的技术问题是提供一种相对现有技术结构简单，便于生产、装配和追踪，能避免ECU安装混淆发生的电机驱动控制结构。
解决上述技术问题，本发明提供一种电机驱动控制结构，包括：沿电机驱动轴相反轴向布置的散热底座、第一～第三电子控制单元和盖部，散热底座被电机尾部端面和盖部夹持固定，第一～第三电子控制单元固定于散热底座和盖部形成的容置空间内；
盖部，其端面上形成有电源连接器和信号连接器；
第一电子控制单元，其用于对外部电源进行防反滤波处理，其外部形成第一冗余电源供给第二电子控制单元，其形成第二冗余电源供给第三电子控制单元；
第二电子控制单元，其接收外部信号执行电机冗余控制、外部通讯和信号监测；
第三电子控制单元，其用于执行电机驱动、保护和采集电机工作状态；
散热底座，其用于对所述容置空间和第三电子单元散热。
可选择的，进一步改进所述的电机驱动控制结构，第一电子单元两侧形成为完全对称结构；
和/或，第三电子单元两侧形成为完全对称结构。
可选择的，进一步改进所述的电机驱动控制结构，：盖部的冗余电源连接器与第一电子控制单元焊接，盖部的信号连接器无接触的穿过第一电子控制单元焊接到第二电子控制单元上。
可选择的，进一步改进所述的电机驱动控制结构，信号连接器包括但不限于传感器连接器、点火信号连接器和CAN通讯连接器。
可选择的，进一步改进所述的电机驱动控制结构，于：第二电子控制单元形成有冗余的MCU、电源处理电路、电机驱动芯片、电机处理电路、传感器处理电路、CAN通讯电路和ECU交叉监测信号。
可选择的，进一步改进所述的电机驱动控制结构，第二电子控制单元上焊接有鱼眼端子，鱼眼端子另一端插接第三电子控制单元；
或，第三电子控制单元上焊接有鱼眼端子，鱼眼端子另一端插接第二电子控制单元。
可选择的，进一步改进所述的电机驱动控制结构，第二电子控制单元边缘位置形成有导向孔，通过导向孔限制第二电子控制单元组装位置和方向。
可选择的，进一步改进所述的电机驱动控制结构，第三电子控制单元采集电机工作状态包括但不限于电机位置传感器信号、电机温度和电机电流。
可选择的，进一步改进所述的电机驱动控制结构，第三电子控制单元具有两路电机位置传感器芯片，所述两路电机位置传感器芯片布置在第三电子控制单元中心，正对电机磁头。
可选择的，进一步改进所述的电机驱动控制结构，散热底座和第三电子控制单元之间形成有导热胶。
可选择的，进一步改进所述的电机驱动控制结构，散热底座形成为圆盘结构，且至少所述圆盘结构侧壁的一部分露出盖部。
本发明采用沿电机驱动轴相反轴向布置的散热底座、第一～第三电子控制单元和盖部的方案，对第一～第三电子控制单元分别赋予不同的功能，其中第一和第三电子控制单元结构完全对称，不需要考虑安装方向，避免混淆。装配时，将盖部、第一电子控制单元和第二电子控制单元通过焊接形成单体A，将电机、散热底座和第三电子控制单元焊接形成单体B，再将单体A和B紧固在一起。本发明能通过第一～第三电子单元的结构避免冗余ECU混淆，能满足大电流工作时的散热需求，并且结构简单便于生产、装配和追踪。
附图说明
本发明附图旨在示出根据本发明的特定示例性实施例中所使用的方法、结构和/或材料的一般特性，对说明书中的描述进行补充。然而，本发明附图是未按比例绘制的示意图，因而可能未能够准确反映任何所给出的实施例的精确结构或性能特点，本发明附图不应当被解释为限定或限制由根据本发明的示例性实施例所涵盖的数值或属性的范围。下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明第一实施例外观示意图。
图2是本发明第一实施例分解示意图。
图3是本发明第一电子控制单元结构示意图。
图4是本发明第二电子控制单元结构示意图。
图5是本发明第三电子控制单元结构示意图。
图6是鱼眼端子结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本发明的其他优点与技术效果。本发明还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离发明总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明下述示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的具体实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性具体实施例的技术方案充分传达给本领域技术人员。
应当理解的是，当元件被称作“连接”或“结合”到另一元件时，该元件可以直接连接或结合到另一元件，或者可以存在中间元件。不同的是，当元件被称作“直接连接”或“直接结合”到另一元件时，不存在中间元件。在全部附图中，相同的附图标记始终表示相同的元件。此外，还应当理解的是，尽管在这里可以使用术语“第一”、“第二”等来描述不同的元件、参数、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、参数、组件、区域、层和/或部分不应当受这些术语的限制。这些术语仅是用来将一个元件、参数、组件、区域、层或部分与另一个元件、参数、组件、区域、层或部分区分开来。因此，在不脱离根据本发明的示例性实施例的教导的情况下，以下所讨论的第一元件、参数、组件、区域、层或部分也可以被称作第二元件、参数、组件、区域、层或部分。
第一实施例；
如图1结合图2所示，本发明提供一种电机驱动控制结构，包括：沿电机驱动轴相反轴向布置的散热底座、第一～第三电子控制单元和盖部，散热底座固定于电机尾部端面，第一～第三电子控制单元固定于散热底座和盖部形成的容置空间内；
盖部，其端面上形成有电源连接器和信号连接器；
第一电子控制单元，其用于对外部电源进行防反滤波处理，其防范处理后形成第一冗余电源供给第二电子控制单元，其形成第二冗余电源供给第三电子控制单元；
第二电子控制单元，其接收外部信号执行电机冗余控制、外部通讯和信号监测；
第三电子控制单元，其用于执行电机驱动、保护和采集电机工作状态；
散热底座，其用于对所述容置空间和第三电子单元散热。
第二实施例；
如图2结合图3-图5所示，本发明提供一种电机驱动控制结构，包括：沿电机驱动轴相反轴向布置的散热底座、第一～第三电子控制单元和盖部，散热底座固定于电机尾部端面，第一～第三电子控制单元固定于散热底座和盖部形成的容置空间内；
盖部，其端面上形成有电源连接器和信号连接器；盖部的冗余电源连接器与第一电子控制单元焊接，盖部的信号连接器无接触的穿过第一电子控制单元焊接到第二电子控制单元上；
盖部的信号连接器包括但不限于传感器连接器、点火信号连接器和CAN通讯连接器。其中盖部的冗余电源连接器引脚与第一电子控制单元焊盘，图3中VBAT和GND焊盘相连。点火信号连接器和CAN通讯连接器穿过第一电子控制单元焊接到第二电子控制单元相应的焊盘上；
第一电子控制单元，其用于对外部电源进行防反滤波处理，其形成第一冗余电源供给第二电子控制单元，其形成第二冗余电源供给第三电子控制单元；
第一电子控制单元具有冗余控制的两路功率电感、两路电解电容以及两路防反电路等电源功能性组件；
第二电子控制单元，其接收外部信号执行电机冗余控制、外部通讯和信号监测；其形成有冗余的MCU、电源处理电路、电机驱动芯片、电机处理电路、传感器处理电路、CAN通讯电路和ECU交叉监测信号；
在第二电子控制单元边缘位置形成有导向孔，通过导向孔限制第二电子控制单元组装位置和方向；
第三电子控制单元，其用于执行电机驱动、保护和采集电机工作状态，其形成有两路驱动电机的H桥电路、两路电机相线保护电路、两路电机位置采集处理电路、两路温度采集电路和两路电流采集处理电路；其中，两路电机位置传感器芯片，所述两路电机位置传感器芯片布置在第三电子控制单元中心，正对电机磁头；
散热底座，其用于对所述容置空间和第三电子单元散热。
其中，第一电子单元两侧形成为完全对称结构；和/或，第三电子单元两侧形成为完全对称结构。
相应的，无论第一实施例或第二实施例中的第一电子控制单元、第二电子控制单元和第三电子控制单元其优选结构是形成与盖部内径相适应的类圆盘形PCB，在各PCB非功能区域可以形成通孔，以减轻重量增加散热。
第三实施例；
该第三实施例是在第二实施例基础上进行的改进，与第二实施例相同部分不再赘述；如图6所示，第二电子控制单元上焊接有鱼眼端子，鱼眼端子另一端插接第三电子控制单元；
或，第三电子控制单元上焊接有鱼眼端子，鱼眼端子另一端插接第二电子控制单元。
第四实施例；
该第三实施例是在第二实施例基础上进行的改进，与第二实施例相同部分不再赘述；散热底座和第三电子控制单元之间形成有导热胶；散热底座形成为圆盘结构，且至少所述圆盘结构侧壁的一部分露出盖部。
除非另有定义，否则这里所使用的全部术语(包括技术术语和科学术语)都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里明确定义，否则诸如在通用字典中定义的术语这类术语应当被解释为具有与它们在相关领域语境中的意思相一致的意思，而不以理想的或过于正式的含义加以解释。
以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种电机驱动控制结构，其特征在于，包括：沿电机驱动轴相反轴向布置的散热底座、第一～第三电子控制单元和盖部，散热底座被电机尾部端面和盖部夹持固定，第一～第三电子控制单元固定于散热底座和盖部形成的容置空间内；
盖部，其端面上形成有电源连接器和信号连接器；
第一电子控制单元，其用于对外部电源进行防反滤波处理，其形成第一冗余电源供给第二电子控制单元，其形成第二冗余电源供给第三电子控制单元；
第二电子控制单元，其接收外部信号执行电机冗余控制、外部通讯和信号监测；
第三电子控制单元，其用于执行电机驱动、保护和采集电机工作状态；
散热底座，其用于对所述容置空间和第三电子单元散热。
2.如权利要求1所述的电机驱动控制结构，其特征在于：第一电子单元两侧形成为完全对称结构；
和/或，第三电子单元两侧形成为完全对称结构。
3.如权利要求1所述的电机驱动控制结构，其特征在于：盖部的冗余电源连接器与第一电子控制单元焊接，盖部的信号连接器无接触的穿过第一电子控制单元焊接到第二电子控制单元上。
4.如权利要求1所述的电机驱动控制结构，其特征在于：信号连接器包括但不限于传感器连接器、点火信号连接器和CAN通讯连接器。
5.如权利要求1所述的电机驱动控制结构，其特征在于：第二电子控制单元形成有冗余的MCU、电源处理电路、电机驱动芯片、电机处理电路、传感器处理电路、CAN通讯电路和ECU交叉监测信号。
6.如权利要求1所述的电机驱动控制结构，其特征在于：第二电子控制单元上焊接有鱼眼端子，鱼眼端子另一端插接第三电子控制单元；
或，第三电子控制单元上焊接有鱼眼端子，鱼眼端子另一端插接第二电子控制单元。
7.如权利要求1所述的电机驱动控制结构，其特征在于：第二电子控制单元边缘位置形成有导向孔，通过导向孔限制第二电子控制单元组装位置和方向。
8.如权利要求1所述的电机驱动控制结构，其特征在于：第三电子控制单元采集电机工作状态包括但不限于电机位置传感器信号、电机温度和电机电流。
9.如权利要求1所述的电机驱动控制结构，其特征在于：第三电子控制单元具有两路电机位置传感器芯片，所述两路电机位置传感器芯片布置在第三电子控制单元中心，正对电机磁头。
10.如权利要求1所述的电机驱动控制结构，其特征在于：散热底座和第三电子控制单元之间形成有导热胶。
11.如权利要求1所述的电机驱动控制结构，其特征在于：散热底座形成为圆盘结构，且至少所述圆盘结构侧壁的一部分露出盖部。
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