CN208015541U - 一种eps控制器电机一体式结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电动助力转向技术领域，公开了一种EPS控制器电机一体式结构，包括电机和控制器，所述电机后端设有向电机侧凹陷的共用壳体；所述控制器集成于PCB板，PCB板的形状与共用壳体形状相匹配并嵌合在共用壳体之中，且通过设置在共用壳体内的三相连接器与电机三相连接；还包括设置在共用壳体内的转子位置传感器，所述转子位置传感器包括能随电机转子转轴运动并产生均匀轴向磁场的磁体以及与其相对设置的磁感应元件；还包括上盖，PCB板通过上盖封闭在共用壳体内。本实用新型EPS控制器与电机的结构变得更加紧凑，有效减小了所占体积、减轻了EPS***总体质量，降低了成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动助力转向技术领域，更具体地，涉及一种EPS控制器电机一体式结构。
背景技术
现有的EPS控制器与电机的连接结构目前多数，从电机三相引出线束通过接插件连接到EPS控制器三相输出端口上。部分EPS控制器与电机的连接结构， EPS控制器与电机通过螺钉直接相连。
EPS控制器与电机都是相对独立的个体，控制器与电机可自由分离，并且电机转子位置传感器单独从电机引出线束连接到控制器上接插件上。
现有技术中EPS控制器与电机相对独立，结构不够紧凑、所占体积达，并且总体质量相对较重，壳体成本较高。
实用新型内容
本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种结构紧凑、成本较低的EPS控制器电机一体式结构。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：
提供一种EPS控制器电机一体式结构，包括电机和控制器，所述电机后端设有向电机侧凹陷的共用壳体；所述控制器集成于PCB板，PCB板的形状与共用壳体形状相匹配并嵌合在共用壳体之中，且通过设置在共用壳体内的三相连接器与电机三相连接；
还包括设置在共用壳体内的转子位置传感器，所述转子位置传感器包括能随电机转子转轴运动并产生均匀轴向磁场的磁体以及与其相对设置的磁感应元件；
还包括上盖，PCB板通过上盖封闭在共用壳体内。
本方案中，采用控制器、电机共用壳体的设计，并改变位置传感器的传统设置，使得控制器与电机的连接更紧凑，有效减少控制器电机所占体积，减轻EPS ***总体质量，降低成本。
进一步地，所述磁体为钕磁铁。钕磁铁的磁能积大，能进一步减少磁体的体积以使得控制器电机一体式结构更加紧凑。
进一步地，所述电机转子转轴延伸至共用壳体内，所述磁体设置在转子转轴端面。
进一步地，所述磁感应元件为磁感应芯片，固定在PCB板上。磁感应芯片体积小，固定在PCB板上，能够减少在共用壳体内所占用的空间。
进一步地，所述磁感应芯片的中心位置与所述磁体的中心线在同一直线上。磁场输入在整个旋转范围内可能并不均匀：它存在固有误差。这些磁场输入误差会导致***内的测量误差，为了降低磁场的输入误差，所述磁感应芯片的中心位置与所述圆柱形磁铁的中心线在同一直线上。如此使磁场强度变化和磁场的非线性误差降低，以提高转子角度测量精度。
进一步地，所述磁体与磁感应芯片垂直距离为0.5mm至2.5mm之间，在减少了体积的同时，进一步提高转子位置传感器的测量精度。
进一步地，所述磁感应芯片采用埃戈罗的A1333磁感应芯片，所述A1333磁感应芯片及其***电路集成于PCB板上。A1333磁感应芯片包括设置在离磁体预定距离处平行于转轴横截面预先按惠通斯电桥排布的坡莫合金以及测量坡莫合金的阻值的元件。磁体随转子转轴转动，产生均匀变化的磁场；坡莫合金具有很高的弱磁场导磁率，设置在磁场范围内的坡莫合金随磁场的变化不断改变阻值；通过测量坡莫合金阻值的变化得到对应的转子角度。A1333磁感应芯片体积小，测量精度高。
进一步地，所述共用壳体与电机的外壳一体成型，有效减小了体积，并且抗震性能好。
进一步地，为了拆装方便，所述上盖边沿设有安装耳，其位置与共用壳体边沿安装耳的位置相匹配，上盖通过安装耳实现PCB板的封闭。
进一步地，所述共用壳体内设有电源线束接口、网络线束接口以及扭矩传感器线束接口。控制器通过电源线束接口外接电源，通过网络线束接口外接网络，通过扭矩传感器线束接口外接扭矩传感器信号。
相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：
本EPS控制器电机一体式结构通过对控制器、电机的结构，转子位置传感器的设计，将EPS控制器和电机整合到一体，实现共用壳体，EPS控制器与电机的结构变得更加紧凑，有效减小了所占体积、减轻了EPS***总体质量，降低了成本。
附图说明
图1为实施例1EPS控制器电机一体式结构拆分示意图。
图2为实施例1EPS控制器电机一体式结构组合示意图。
图3为实施例1EPS无刷电机转子位置传感器结构示意图。
图4为实施例1圆柱形磁铁与磁感应芯片安装相对位置示意图。
图5为磁阻效应原理图。
图6为磁感应芯片的实际应用电路。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义。下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1至图2所示，本实用新型提供一种EPS控制器电机一体式结构，包括电机和控制器，所述电机后端设有向电机侧凹陷的共用壳体3；所述控制器集成于PCB板2，PCB板2的形状与共用壳体3形状相匹配并嵌合在共用壳体3之中，且通过设置在共用壳体3内的三相连接器7与电机三相连接；还包括设置在共用壳体内的转子位置传感器，所述转子位置传感器包括能随电机转子转轴运动并产生均匀轴向磁场的磁体5以及与其相对设置的磁感应元件6；还包括上盖1，PCB 板2通过上盖1封闭在共用壳体3内。
共用壳体3与电机的外壳9一体成型。
上盖1边沿设有安装耳，其位置与共用壳体边沿安装耳的位置相匹配，上盖 1通过安装耳实现PCB板2的封闭。其PCB板2的元器件朝向共用壳体2的凹陷部，能有效减少其体积。
共用壳体内设有插接件10，包括电源线束接口、网络线束接口以及扭矩传感器线束接口。插接件的出口朝向电机输出侧。EPS控制器通过电源线束接口外接电源，通过网络线束接口外接网络，通过扭矩传感器线束接口外接扭矩传感器信号。
如图3所示，在具体实施过程中，磁感应元件6采用集成了坡莫合金以及测量坡莫合金阻值的元件的埃戈罗公司的A1333磁感应芯片。
磁体5采用圆柱形磁铁，本实施例中为了安装简便，采用与转子转轴4直径相同的圆柱形磁铁，圆柱形磁铁直径与转轴直径不同也是适用的。圆柱形磁铁的中心线与转子转轴4的中心线处于同一直线上。电机转子转轴4延伸至共用壳体内3，磁体5安装在转子转轴4上，随转子8的旋转而旋转。本实施例中，磁体 1采用钕磁铁，也可以采用其他磁能积大的材质的磁体。
磁感应芯片及其***电路集成在PCB板2上。磁体5和磁感应芯片的垂直距离为0.5mm至2.5mm之间。
如图4所示，磁感应芯片的顶面中心点E1、底面中心点E2、电机转轴中心线、圆柱形磁铁的中心线位于一条直线上。
如图5所示，磁体5随电机转子的旋转而旋转，磁感应芯片内的坡莫合金感应到磁体5产生的变化磁场，坡莫合金的阻值随外加磁场的变化而产生变化。磁感应芯片内测量坡莫合金阻值的元件通过检测按照惠通斯电桥排布的坡莫合金的电阻值，可以计算出当前外加磁场的角度。
如图6所示为A1333磁感应芯片U500的应用电路。其引脚8至引脚14、引脚、PWM_Position均可与控制器连接，支持多种角度信号输出形式，如SPI、SENT、 UVW、ABI、PWM，这些角度信号输出形式可自由选择。A1333磁感应芯片不需要控制器对角度进行解码，可以直接输出数字角度，其输出数字角度分辨率可达 12bit，角度最大精度可达0.08°。
其他基于磁阻效应的磁感应芯片也是适用的，不局限于A1333磁感应芯片。在本实例中，磁感应芯片基于磁阻效应，其利用了坡莫合金的电阻值随外加磁场变化而变化这一特性，也可以利用其他金属或半导体。
本实施例的EPS控制器电机一体式结构成本较低、结构紧凑。
附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种EPS控制器电机一体式结构，包括电机和控制器，其特征在于，所述电机后端设有向电机侧凹陷的共用壳体；所述控制器集成于PCB板，PCB板的形状与共用壳体形状相匹配并嵌合在共用壳体之中，且通过设置在共用壳体内的三相连接器与电机三相连接；
还包括设置在共用壳体内的转子位置传感器，所述转子位置传感器包括能随电机转子转轴运动并产生均匀轴向磁场的磁体以及与其相对设置的磁感应元件；
还包括上盖，PCB板通过上盖封闭在共用壳体内。
2.根据权利要求1所述EPS控制器电机一体式结构，其特征在于，所述磁体为钕磁铁。
3.根据权利要求1或2所述EPS控制器电机一体式结构，其特征在于，所述电机转子转轴延伸至共用壳体内，所述磁体为圆柱形磁体，设置在转子转轴端面。
4.根据权利要求1或2所述EPS控制器电机一体式结构，其特征在于，所述磁感应元件为磁感应芯片，固定在PCB板上。
5.根据权利要求4所述EPS控制器电机一体式结构，其特征在于，所述磁感应芯片的中心位置与所述磁体的中心线在同一直线上。
6.根据权利要求5所述EPS控制器电机一体式结构，其特征在于，所述磁体与磁感应芯片垂直距离为0.5mm至2.5mm之间。
7.根据权利要求5或6所述EPS控制器电机一体式结构，其特征在于，所述磁感应芯片采用埃戈罗的A1333磁感应芯片，所述A1333磁感应芯片及其***电路集成于PCB板上。
8.根据权利要求1或2或5或6所述EPS控制器电机一体式结构，其特征在于，所述共用壳体与电机的外壳一体成型。
9.根据权利要求8所述EPS控制器电机一体式结构，其特征在于，所述上盖边沿设有安装耳，其位置与共用壳体边沿安装耳的位置相匹配，上盖通过安装耳实现PCB板的封闭。
10.根据权利要求9所述EPS控制器电机一体式结构，其特征在于，所述共用壳体内设有电源线束接口、网络线束接口以及扭矩传感器线束接口。
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| CN109660076A (zh) * | 2018-11-24 | 2019-04-19 | 乐清市吴林电器实业有限公司 | 汽车eps用无刷电机 |
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