用于电子连接用于电力转向系统的电子控制单元的组件的印刷电路板的连接器

技术领域

本发明涉及一种用于将印刷电路板电子连接到用于电力转向系统的电子控制单元的组件的连接器、一种包括所述连接器的用于电力转向系统的电子控制单元的组件以及一种包括所述组件的用于电力转向系统的所述电控制单元。

背景技术

在电力转向系统中，电子控制单元可以与电动马达连接，以用于从诸如电池的电源向电动马达供电。电力转向系统可以通过驾驶员或自动驾驶车辆中的机器来辅助运输设备的操纵操作、通常是转向。运输设备可以是汽车。

电力转向系统可进一步包括扭矩传感器、转向轴、手柄(通常为转向盘)和动力源。在下文中，将描述汽车中电力转向装置的典型布置和操作。

扭矩传感器可以安装在转向轴上。在通过操作手柄旋转转向轴时，扭矩传感器检测通过手柄的操作施加到转向轴上的扭矩。在借助于扭矩传感器检测扭矩时，扭矩信号从扭矩传感器输出到电子控制单元。电子控制单元然后至少基于该转矩信号驱动电动马达。可选地，除了用于控制电动马达的驱动的扭矩信号之外，控制装置还可以包括诸如车辆速度的其他数据。

电子控制单元通过从电源(例如汽车的电池)向电动马达提供驱动电流来驱动电动马达。然后，由电动马达产生的驱动力根据汽车中的构造直接地或通过变速箱传递到车轮。因此，电力转向装置通过借助于电动马达放大转向轴的扭矩来改变车轮的转向角。这使驾驶员能够以较小的力操作手柄。

电子控制单元包括与电动马达电子连接的电源板。电动马达的功率通过该电源板传输。逻辑板连接到该电源板，以用于控制向电动马达的功率传输。电源板和逻辑板作为印刷电路板提供。电源板在电子控制单元的操作期间产生热量。为了防止电子控制单元过热和损坏，散热器可以设置在电子控制单元的内侧并且布置成与电力转向系统或电动马达的壳体热接触。

特别是当存在两个以上的印刷电路板、例如三个印刷电路板(例如两个印刷电路板用于提供功率并且一个印刷电路板用于提供逻辑或控制操作)时，例如可能难以获得紧凑的具有彼此电子连接的印刷电路板的组件且同时为该组件提供足够的例如用于印刷电路板、其电子部件和散热器的空间。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于将印刷电路板电子连接到用于电力转向系统的电子控制单元的组件的连接器，使相应的组件能够更紧凑并且能够具有更多的用于组件的相应部件的空间。

该目的通过权利要求得以实现。因此该目的通过一种根据权利要求1所述的用于将第一印刷电路板电子连接到第二印刷电路板和第三印刷电路板的连接器、一种根据权利要求10所述的包括所述连接器的用于电力转向系统的电子控制单元的组件以及一种根据权利要求15所述的包括所述连接器的用于电力转向系统的电子控制单元来实现。本发明的进一步细节从从属权利要求以及说明书和附图中展开。因此，结合本发明的连接器所描述的特征和细节结合组件和电子控制单元以及其他方式应用，使得关于本发明的各个方面的公开内容是彼此参考的或可以彼此参考。

根据本发明的第一方面，上述目的通过一种用于将第一印刷电路板电子连接到第二印刷电路板和第三印刷电路板的连接器来实现。所述连接器被构造为，当印刷电路板通过连接器彼此电子连接时，形成用于电力转向系统的电子控制单元的组件。所述连接器具有主体，所述主体包括基部，所述基部具有第一连接装置和第二连接装置，其中，所述第一连接装置与所述第二连接装置彼此电子连接，所述第一连接装置从所述基部的第一侧延伸，所述第二连接装置从所述基部的第二侧延伸，所述第一连接装置被构造为电子连接到所述第一印刷电路板，所述第二连接装置被构造为电子连接至所述第三印刷电路板。所述主体还包括台阶部，所述台阶部从所述基部突出并具有第三连接装置和第四连接装置，其中，所述第三连接装置与所述第四连接装置彼此电子连接，所述第三连接装置从所述台阶部延伸，所述第四连接装置从所述台阶部延伸，所述第三连接装置被构造为将所述第三连接装置与所述第一印刷电路板电子连接，并且所述第四连接装置被构造为与所述第二印刷电路板电子连接。

因此，通过提供一种包括具有电子连接装置的基部和从基部突出的具有电子连接装置的台阶部的连接器，本发明提供了紧凑但部件宽敞的组件。基部的第一连接装置电子连接到第一印刷电路板并且台阶部的第三连接装置也连接到第一印制电路板，而基部的第二连接装置和台阶部的第四连接装置连接到不同的印制电路板、即第二印刷电路板和第三印刷电路板。通过提供如上所述形成的单个连接器，特别是利用从基部突出的台阶部，如下文进一步解释的，可以将三个印刷电路板电子连接到紧凑但部件宽敞的组件。

基部和台阶部可以由一件制成。基部和台阶部可以模制在连接装置上，使得这些连接装置嵌入连接器的基部和台阶部中。基部和台阶部可以由塑料或任何其他合适的材料制成，以用于将连接装置嵌入其中。

台阶部可以具有比基部小的高度。由于台阶部从基部突出，因此从第一连接装置从基部延伸的那侧测量，与基部上的第二连接装置相比，台阶部以较小的沿着基部的高度提供第四连接装置。由此，可以将第二印刷电路板和第三印刷电路板分别连接在相对于基部的高度或连接器的总高度不同的高度或平面上，连接器的总高度可以与基部的总高度相同，即由基部确定。基部或连接器的高度可以沿着高度轴线测量。高度轴线可以对应于连接装置从基部或台阶部延伸的延伸部，或者换言之，高度轴线可以在横向于、特别是垂直于基部或连接器的纵向延伸部的方向上测量。因此，台阶部可被视为连接器从基部延伸的台阶。

此外，第一侧可以与第二侧相对。因此，第一连接装置和第二连接装置沿基部的高度轴线的相反方向延伸。由此，第一印刷电路板和第三印刷电路板可以彼此相对地连接，特别是彼此平行地连接。

而且，第三连接装置可以从基部的第一侧延伸。第一侧可以是基部和台阶部的共同侧。由此，第一印刷电路板可以在连接器的共同侧与第一连接装置和第三连接装置连接，尽管第一连接装置和第三连接装置设置在连接器的不同部分上、即基部和台阶部上。因此，第一连接装置和第三连接装置可以彼此相邻并且在连接器的相同平面或高度上与第一印刷电路板电子连接。

此外，第四连接装置可以从台阶部的第三侧延伸，其中，第三侧与第一侧相对。该第三侧可以沿着基部或连接器的高度在第二侧之前终止。由此，第四连接装置和第二连接装置被布置在基部或连接器的不同高度处，使它们能够相对于组件中的空间有效地布置相应的印刷电路板。

此外，台阶部可以从基部突出到横向于、特别是垂直于或基本垂直于第一连接装置、第二连接装置、第三连接装置和/或第四连接装置的延伸部的方向上。基本垂直包括由于技术限制(如尺寸公差)导致的与数学垂直度的偏差。

而且，第一连接装置、第二连接装置、第一连接装置和/或第四连接装置可以是销、特别是压配合销。连接装置、特别是销可以由金属制成，例如由铜制成，以提供适当的导电特性。销可以容易地装配到相应的连接开口、例如孔中，以用于将销容纳在印刷电路板的内侧。压配合销是用于插入印刷电路板的相应连接开口中的特别简单的解决方案。

此外，连接器可以包括定位装置、特别是弹性销，以用于将连接器固定到第一印刷电路板、第二印刷电路板和第三印刷电路板中的至少一个和/或电子控制单元的散热器上。仅连接装置可能不足以提供连接器在组件内的定位，即在印刷电路板上的定位，为此，定位装置可以装配到印刷电路板的至少一个和/或电子控制单元的散热器的相应定位开口中。定位装置也可以称为固定装置，因为其提供了连接器相对于至少一个印刷电路板和/或散热器的固定。定位装置可以与连接器的基部和台阶部一起由一件制成。定位装置可以特别是从基部和/或台阶部沿着基部或连接器的高度轴线延伸。定位装置可以在其端部包括定位头部。该头部可以被加热，特别是当其由塑料制成时，以变得柔性，然后插入到相应的定位开口中。

此外，连接器可以具有圆形的纵向延伸部和/或第一连接装置沿第一圆形路径布置，第二连接装置沿第二圆形路径布置，第三连接装置沿三圆形路径布置，和/或第四连接装置沿四圆形路径布置。换句话说，连接器的纵向延伸部可以遵循圆形路径。相应的连接装置可以遵循沿着该纵向延伸部的相应的圆形路径或与之对准。这种布置是优选的，因为其可以容易地定位在印刷电路板的外围，从而节省印刷电路板上的空间。

根据本发明的第二方面，本说明书的引言部分中提出的目的通过一种用于电力转向系统的电子控制单元的组件来实现，其包括根据本发明的第一方面的连接器，其中，所述连接器通过所述第一连接装置和所述第二连接装置将所述第一印刷电路板电子连接到所述第二印刷电路板，并且所述连接器通过所述第三连接装置和所述第四连接装置将所述第一印刷电路板电子连接到所述第三印刷电路板。

由此，与根据本发明的第一方面的连接器相关联的优点在用于电力转向系统的电子控制单元中实现。其中，电力转向系统特别可以是汽车的电力转向系统。

组件和/或电子控制单元可进一步包括散热器和壳体。壳体可以包围通过连接器彼此电子连接的印刷电路板。散热器可以定位在两个印刷电路板(特别是电源板)之间的空间中，使得其可以消散由电源板产生的热量。散热器可以与壳体热连接，使得热量经由壳体消散。

连接器可以设置在印刷电路板的外围上。由此，节省了印刷电路板上的空间，以用于在其上提供电子部件并且可能在两个印刷电路板之间布置散热器。

此外，第一印刷电路板可以是逻辑板，第二印刷电路板和第三印刷电路板可为电源板。在具有两个电源板的这种构造中，电动马达可以通过第一电动马达连接器电子连接到第一电源板并且通过第二电动马达连接器电电子连接到第二电源板。每个电源板可以提供三相电流。因此，电动马达可以设计为六相电动马达。由此，可以通过由两个电源板中的任一个或两个单独提供的驱动电流来单独驱动电动马达。这为电子控制单元和电力转向系统提供了冗余和故障不敏感的设计。

此外，电子控制单元可以包括如前所述的电动马达。电动马达可以通过用于每个电源板的电动马达连接器电子连接到印刷电路板的电源板。

此外，印刷电路板可以具有圆形或基本圆形的形状。在这个意义上，基本圆形的形状是其周长的至少一半以上为圆形的形状。已经发现，印刷电路板的圆形形状对于紧凑的组件是有利的。

此外，第二印刷电路板的直径可以小于第三印刷电路板的直径。此外，第二电路板的直径可以小于第一印刷电路板。第一印刷电路板和第三印刷电路板可以具有相等或基本相等的尺寸，包括尺寸公差。这是具有延伸到组件的第二印刷电路板的中间中的台阶部的设计的结果。尽管与第一印刷电路板和第三印刷电路板相比，在第二印刷电路板上损失了一些空间，但是与其他布置相比，组件的总体设计变得更加紧凑，并且用于第二印刷电路板的空间变得更大。

根据本发明的第三方面，在本说明书的引言部分中提出的目的通过一种用于电力转向系统(特别是汽车的电力转向系统)的电子控制单元来实现，该电子控制单元包括根据本发明的第二方面的组件。

因此，电子控制单元以及电力转向系统可受益于如上所述的本发明的第一方面的有利连接器。

电力转向系统还可以包括扭矩传感器、转向轴、手柄(特别是转向盘)和动力源。电力转向系统还可以具有如本说明书的引言部分中所述的布置并被布置用于汽车的操作。

附图说明

本发明的其他优点、特征和细节从以下描述中展开，其中通过参考以下附图中的各图，详细描述了本发明的实施例。因此，来自权利要求的特征以及说明书中提到的特征无论是单独还是任意组合对于本发明来说是必要的。

在图中：

图1示出根据本发明实施例的组件的侧视透视剖视图；

图2示出根据本发明实施例的包含在图1的组件中的连接器的侧视透视图；

图3示出图2的连接器的剖视图；

图4示出图1的组件的示意剖视图；并且

图5示出配备有根据本发明实施例的电子控制单元的汽车的前视透视图。

具体实施方式

图1示出根据本发明实施例的组件1。组件1包括三个印刷电路板30、40、50。第一印刷电路板30是电子控制单元102(见图5)的逻辑板，第二印刷电路板40是电子控制装置102的第一电源板，第三印刷电路板50是电子控制设备102的第二电源板。

在组件1中，设计为逻辑板的第一印刷电路板30通过连接器10与设计为电源板的第二印刷电路板40和第三印刷电路板50电子连接。借助于连接器10，三个印刷电路板30、40、50在组件1中彼此平行地布置。

从图4中可以特别清楚地看到，连接器10包括基部19和台阶部20。基部19具有沿着高度轴线(未示出)的高度延伸部，并且基部19确定连接器10的总高度。台阶部20在长度上沿着垂直于基部19的高度延伸部或高度轴线的方向延伸。台阶部20包括与基部19的高度相比相对较小的高度。因此，在第二印刷电路板40和第三印刷电路板50之间存在大的空间。用于从印刷电路板40、50消散热量的散热器(未示出)可以设置在其中，因为印刷电路板40、50被设计为电源板，从而在其由设计为逻辑板的第一印刷电路板30控制的操作期间产生大量热量。

将参考图3和图4进一步解释连接器10的设计，图3和图4更详细地示出图1和图4的组件1的连接器10。

连接器10具有圆形的纵向延伸部，或者换句话说，沿着其长度具有圆形形状，如可从图2特别清楚地看出的。相应地，印刷电路板30、40、50被设计成具有圆形形状。因此，连接器10可以特别好地定位在印刷电路板30、40、50的外围，如图1和图4所示。这节省了印刷电路板30、40、50上的空间。

连接器10还包括与第一印刷电路板30电子连接的多个第一连接装置12，这可从图1看出。这些多个第一连接装置12设置在连接器10或其基部19上的第一侧25处。与第一侧25相对，在第二侧26上，多个第二连接装置14设置在连接器10上。如可从图1看出的，这些多个第二连接装置14与第三印刷电路板50电子连接。此外，多个第三连接装置16再次设置在连接器10的第一侧25上。这里，第一侧25是基部19和台阶部20的共同侧。多个第三连接装置16再次连接到第一印刷电路板30。最后，在台阶部20的与第一侧25相对的第三侧27上设置有多个第四连接装置18。多个第四连接装置18电子连接到第二印刷电路板40。多个第一连接装置12中的各一个在基部19内连接到多个第二连接装置14中的各一个，并且多个第三连接装置16中的各一个在台阶部20内连接到多个第四连接装置18中的各一个。通过所描述的连接装置12、14、16、18的方案，第一印刷电路板30可操作地连接到两个印刷电路板40、50，以用于控制它们。

多个第一连接装置12、第二连接装置14、第三连接装置16和第四连接装置18中的每一个都沿着相应的行设置，特别是沿着连接器10的圆形纵向延伸部设置。相应的行是沿着相应的多个第一连接装置12、第二连接装置14、第三连接装置16和第四连接装置18中的每一个绘制的假想圆形路径11、13、15、17。其中，第一圆形路径11与第三圆形路径15和第四圆形路径17同轴。第二圆形路径13与第一圆形路径11平行。

多个连接装置12、14、16、18中的每一个被设计为压配合销，用于插入印刷电路板30、40、50内的相应连接开口(未标记，但在图1中示出)中，从而提供各个部件之间的电子连接。

如可从图2和图3进一步看出的，连接器10包括定位装置21、22、23、24，用于将连接器10定位在第二印刷电路板40和散热器(未示出)的相应定位开口(未示出)中。其中，第一定位装置21和第二定位装置22被设置用于定位在第二印刷电路板40处，第三定位装置23和第四定位装置24被设置用于定位在散热器处。

定位装置21、22、23、24在其端部处设有头部，并由塑料与基部19和台阶部20一体形成。在将定位装置插入相应的定位开口之前，定位装置被加热，从而定位装置可以被灵活地布置在其中。当然，连接器10在组件1内的定位也可以以替代的方式实现，所描述的方式只是示例性的。

图5示出作为一个示例性运输设备的汽车100，其可以配备电子控制单元102。如从电力转向系统101的该示意图中可以看出，电子控制单元102包括在安装在汽车100中的电力转向装置101中。

附图标记列表

1 组件

10 连接器

11 第一圆形路径

12 第一连接装置

13 第二圆形路径

14 第二连接装置

15 第三圆形路径

16 第三连接装置

17 第四圆形路径

18 第四连接装置

19 基部

20 台阶部

21 第一定位装置

22 第二定位装置

23 第三定位装置

24 第四定位装置

25 第一侧

26 第二侧

27 第三侧

30 第一印刷电路板

40 第二印刷电路板

50 第三印刷电路板

100汽车

101 电力转向系统

102 电子控制单元