CN107409473B - 用于车辆的变速器的变速器控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的变速器（44）的变速器控制器（10），所述变速器控制器包括：中央模块（12），所述中央模块包括承载板（18）、布置在所述承载板（18）上的电子元件（20）和用于所述电子元件（20）的壳体（22），其中，所述承载板（18）具有用于容纳紧固件（34）的开口（36），以便将所述中央模块（12）紧固在所述变速器（44）处；至少一个***模块（14），所述***模块承载所述变速器控制器（10）的另外的电元件和/或电子元件（28）；以及至少一个柔性的导体膜（16），所述导体膜将所述中央模块（12）与所述***模块（14）相连接。所述***模块（14）包括另外的承载板（26），在所述另外的承载板上布置有另外的电元件和/或电子元件（28），其中，所述承载板（26）具有用于容纳另外的紧固件（34）的另外的开口（36），以便将所述***模块（14）紧固在所述变速器（44）处。

Description

用于车辆的变速器的变速器控制器

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的变速器的变速器控制器。

背景技术

通常将变速器控制器作为组件来制造，该组件稍后能够与相应的变速器机械连接和电连接。

通常变速器控制器包括配有元件（例如微控制器、存储器、功率输出级、电阻、电容器等）的基体或电路载体。此外，出于结构空间原因，对于半导体元件使用不具有自身的壳体的所谓的裸片元件。这些元件的节距也可能很小，所述元件于是相对于由于导电的、也很小的外部颗粒的短路可能很敏感。因此所配备的基体在安装到壳体中之后在正常情况下利用胶来防护或者铸入到塑料中。

对于在上文所提到的条件下配备所述变速器控制器来说，专门化的车间和/或到现有的车间中的高的投资是必要的。此外需要昂贵和复杂构造的工具，该工具也不具有关于变型方案的灵活性。

DE 10 2005 046 826 A1示出了一种具有载体的变速器控制器，在该载体上能够层压多个柔性的导体膜，该导体膜能够用于接触传感器、插头部件或者液压阀。

发明内容

发明优点

本发明的实施方式能够以有利的方式实现更加快速和更加成本低廉地制造、装配和/或更改变速器控制器。

本发明涉及一种用于车辆的变速器（Getriebe）的变速器控制器。变速器布置在车辆的传动系中并且/或者能够用于：将内燃发动机的转速或扭矩转化为用于车辆的车轮的其它的转速或其它的扭矩。所述车辆能够例如是乘用车、载重车、公交车或者工程车辆。

按照本发明的一个实施方式，所述变速器控制器包括中央模块，该中央模块包括承载板、布置在该承载板上的电子元件和用于所述电子元件的壳体，其中，所述承载板具有用于容纳紧固件的开口，以便将所述中央模块紧固在所述变速器处。

能够机械刚性地构造的承载板能够例如是由塑料制成的电路板、陶瓷板或者金属板或其组合。例如电路板（其上布置有电元件和/或电子元件）能够装配（例如粘合）到不带有导体电路的金属板和/或塑料板上，以便形成承载板。在承载板中的用于容纳紧固件的开口能够仅设置在金属板和/或塑料板中，在该金属板和/或塑料板上装配有电路板（不带有开口）。

所述电子元件能够例如包括微控制器。此外，所述中央模块能够承载用于产生用于电动马达的供应电压的桥接电路和/或从属的滤波电路。

另外，所述变速器控制器包括至少一个***模块和至少一个柔性的导体膜，该***模块承载所述变速器控制器的另外的电元件和/或电子元件，该导体膜将所述中央模块与所述***模块相连接。可以理解为，所述变速器控制器能够包括多个***模块，该***模块能够分别经过一个或多个柔性的导体膜与所述中央模块相连接。柔性的导体膜或柔膜（Flexfolie）能够包括多个导体电路，该导体电路容纳在两个塑料膜之间。

所述一个或多个***模块分别包括一个另外的自身的承载板，在该承载板上布置有另外的电元件和/或电子元件，其中，所述承载板具有用于容纳另外的紧固件的另外的开口，以便将所述***模块紧固在所述变速器处。该承载板也能够是机械刚性的和/或是由塑料或者陶瓷制成的电路板。尤其所述变速器控制器对于所述中央模块和每个***模块来说具有自身的承载板，该承载板彼此独立地能够与所述变速器相连接。

为了将所述中央模块和所述***模块与所述变速器相连接，所述承载板具有所有的开口（例如扣眼、留空部、孔和/或钻孔），利用该开口能够使得所述相应的模块利用以螺钉或者铆钉形式的紧固件紧固在所述变速器处。所述模块由于所述柔性的导体膜在空间上彼此灵活，并且所述模块的彼此的相对位置的改变（例如由于在所述变速器中或者周围的结构空间匹配）能够不带有较大的困难进行实施。所述模块的布置能够例如然后被改变，因为传感器的位置应该被改变或者接入另外的传感器。

以这种方式能够例如使得所述中央模块和/或特定的***模块在几个专门化的地点被制造。在这里例如能够进行裸片配备和所述元件的接下来的通过铸入或者盖部的防护，该盖部直接相对于电路基体进行密封。

借助于柔性的导体膜进行的所述模块的接合能够于是立刻在相应的终端用户的地带中进行。能够省去昂贵的输送包装（该输送包装必须是严密密封、不带有湿气、不带有颗粒，对于输送敞开的裸片电路来说必须是合适的）。

另外，所述模块化的结构实现了更加简单的变型方案，因为各个模块（中央模块、***模块）能够彼此分离地更改。同样可行的是，对于各个模块提供变型方案，该变型方案能够彼此组合。例如用于不同的最大的电流的不同的中央模块能够被设计用于供应电动马达。

也许同样可行的是，如果所述电子装置在试验时显示缺陷，避免完整的变速器控制器的报废。仅仅必要的是更换所述模块之一。

按照本发明的一个实施方式，所述中央模块的壳体包括铸料，电子元件铸入到所述铸料中。如果在这里所述壳体以屏障-&-填充法（Dam-&-Fill-Verfahren）形成，则最小化了工具成本，因为在这里通常不需要昂贵的变型特定的工具来用于制造。

作为备选方案或附加方案，所述电子元件能够嵌入到胶中或者利用粘接的盖部、熔化的盖部和/或具有密封圈的盖部进行防护。

按照本发明的一个实施方式，所述***模块包括用于电元件和/或电子元件的壳体，所述壳体具有铸料，所述电元件和/或电子元件铸入到所述铸料中。类似于所述中央模块，所述***模块的元件能够利用铸造壳体来防护。

按照本发明的一个实施方式，所述***模块包括传感器、插头和/或接触条。所述传感器能够布置在所述***模块的承载板上并且能够在那里嵌入到经铸造的壳体中。

按照本发明的一个实施方式，另外的***模块借助于电缆与所述中央模块相连接。例如在用于油泵的插头/接头中和/或在用于所述变速器控制器的电流供应的插头中能够的是，柔性的导体膜不能够传导足够的电流。在该情况中，所述柔性的导体膜能够通过一个或多个柔性的电缆来替换。

按照本发明的一个实施方式，所述变速器控制器另外包括中央板，在所述中央板处紧固着所述中央模块的承载板和所述***模块的承载板，以便定位所述中央模块和所述***模块以安装在所述变速器处。所述承载板能够例如是塑料板，在该塑料板处紧固着所述承载板，以用于将变速器控制器输送和/或定位在所述变速器处。机器人能够例如借助于承载板抓取所述变速器控制器并且然后定位。

按照本发明的一个实施方式，所述中央模块具有仅一个用于紧固在所述变速器处的开口。可行的是，所述中央模块具有仅一个用于容纳紧固件（例如螺钉）的中央的开口，其中，所述开口例如由所述壳体包围和/或引导通过所述承载板。同样可行的是，所述***模块具有仅一个用于紧固在所述变速器处的开口。在该情况中，所述变速器控制器虽然必须利用多个紧固件紧固在所述变速器处，但是其中特定的模块（基于其小的尺寸）仅紧固在一个点处或仅利用一个紧固件紧固。

按照本发明的一个实施方式，所述中央模块的用于容纳紧固件的开口由衬套包围，所述衬套在通过铸入产生所述壳体时作为用于铸料的边界起作用。所述衬套能够在铸入所述元件之前通过所述承载板定位在开口中或者开口上面，以便防止还液态的铸料到达用于所述紧固件的开口中。

按照本发明的一个实施方式，所述衬套支撑在所述承载板上。从所述紧固件的头部（例如螺栓头）传输到所述模块上的力从所述衬套传输到所述承载板上，该承载板利用对置的侧面接触所述壳体。

按照本发明的一个实施方式，所述衬套引导穿过所述承载板。所述衬套能够将所述头部的力也直接传输到所述壳体上。

按照本发明的一个实施方式，所述紧固件的头部支撑在所述承载板上或者支撑在所述衬套上和/或所述紧固件的头部至少部分地在所述衬套中沉没。所述衬套能够至少部分地包围所述头部，以便降低所述模块的结构高度。同样可行的是，所述衬套仅作为用于所述铸料的边界起作用并且所述紧固件的头部直接支撑在所述承载板（可能带有调整垫）上。

本发明的实施方式的构思尤其能够被视为基于以下所描述的思想和认识。

附图说明

在下文参照附图来描述本发明的实施方式，其中，附图以及说明书均不被解释为限制本发明。附图中：

图1A示出了按照本发明的一个实施方式的变速器控制器的示意的立体视图；

图1B示出了图1A中的变速器控制器的示意的横截面；

图2A示出了按照本发明的一个另外的实施方式的变速器控制器的示意的立体视图；

图2B示出了图2A中的变速器控制器的示意的横截面；

图3示出了按照本发明的一个另外的实施方式的变速器控制器的示意的立体视图；

图4示出了按照本发明的一个实施方式的变速器控制器的中央模块的示意的横截面；

图5示出了按照本发明的一个实施方式的变速器控制器的中央模块的示意的横截面；

图6示出了按照本发明的一个实施方式的变速器控制器的中央模块的示意的横截面；

图7示出了按照本发明的一个实施方式的变速器控制器的中央模块的示意的横截面；

图8示出了按照本发明的一个实施方式的变速器控制器的中央模块的示意的横截面；并且

图9示出了按照本发明的一个实施方式的变速器控制器的中央模块的示意的横截面。

附图只不过是示意性的并且并非比例恰当。相同的附图标记在附图中表示相同的或作用相同的特征。

具体实施方式

图1A和1B示出了模块化的变速器控制器10，其包括中央模块12和多个***模块14，所述***模块借助于柔性的导体膜16与所述中央模块12相连接。

所述中央模块12包括承载板18，在该承载板上布置有电子元件和电元件20，例如微控制器、用于供应电动马达的桥接电路、用于所述桥接电路的电滤波器、电阻、电容器等。在所述中央模块12中也能够集成有传感器，如果在那里例如靠近所述中央模块12要检测转速、行程或位置和/或压力。

所述承载板18能够例如是电路板（例如HDI-PCB“high density interconnectprinted circuit board：高密度互连印刷电路板”），该电路板配有元件20，例如通过裸片元件和其它元件、例如具有自身的壳体的SMD（surface mounted device：表面贴装器件）元件的粘接、压接和/或焊接。

另外，所述中央模块12包括壳体22，该壳体布置在所述元件20上并且防护这些元件。例如所述元件20能够嵌入到铸料24中或者能够利用紧固在所述承载板18上的盖部（该盖部能够被粘接）相对于周边环境进行防护。

柔性的导体膜16能够具有带有导体电路和防护漆的柔性的承载层或者能够具有两个盖膜（例如由聚酰亚胺制成），在所述盖膜之间布置有电导体电路。所述柔性的导体膜或柔膜16例如电连接在所述承载板的敞露的边缘处。柔性的导体膜16能够例如利用熨焊（Bügellöten）焊接在作为承载板18的电路板处。所述柔性的导体膜16在此利用经打开的盖膜向下指向地位于所述电路板18的焊接板上。焊接头（Lötbügel）将热量直接经过经闭合的向上指向的另外的盖膜传输到所述柔性的导体膜16的导体电路上。用于熨焊的设备不需要用于焊接头（也称为热电极）的环绕的防护带，因为所述柔性的导体膜16的盖层承担此功能。所述柔性的导体膜16的经闭合的侧面能够于是也同时用作用于连接位置的切屑防护部。所述柔性的导体膜16能够附加地围绕所述焊接位置通过每个焊接位置或者用于一组焊接位置的环绕的粘合连接部来防护。

所述***模块14电接触到相应的柔性的导体膜的另外的端部处。所述***模块能够例如指的是传感器模块14a或者插头模块，例如变速器插头14b、致动器接触条14c或者油泵接头14d。

同样所述***模块14包括承载板26，在该承载板上布置有相应的电元件和/或电子元件28。所述承载板26能够类似于所述中央模块12具有电路板、塑料板或者陶瓷板。在传感器模块14a中，这些电子元件28能够包括传感器-IC 28a和任选的附加接线，所述传感器-IC和附加接线直接安装在所述柔性的导体膜16上（该导体膜例如又安装在所述承载板26上）。在插头模块14b、14c、14d中，所述元件28能够包括接触条28b、电触头28c和/或附加接线。

所述***模块14的元件28能够类似于所述中央模块12通过壳体30来防护，该壳体例如通过将所述元件28铸入到铸料32中来产生。例如所述传感器-IC 28a能够利用聚合物的防护（例如环氧树脂、塑料、球形顶）来防护免受周边环境（切屑、油）。

所述承载板26能够由与所述壳体30相同的塑料来制成。例如所述传感器模块14a的传感器顶能够是纯的塑料体，通过该塑料体也定位和固定所述柔性的导体膜16。

所述中央模块12和所述***模块14中的至少一些能够分别配有一个或者多个紧固件34（在这里是螺钉），经过该紧固件使得所述中央模块和***模块也能够定位和紧固在变速器的必要时也在空间上分支的位置处。所述紧固件34在此通过开口36或拧紧眼在相应的承载板18、26中引导，经过该承载板能够紧固所述模块12、14。

可行的是，所述中央模块12和所述***模块14中的至少一些经过仅一个紧固件34、例如螺钉紧固在所述变速器处。所述变速器控制器10对于所述***模块14因此提供了很小的公差链，因为不需要经过外伸的（ausladend）承载板***的稳固的连接。所述承载板18、26仅必须实现用于拧紧点的预定位。紧固件24或者作为任选方案在所述模块12、14处的附加的配合销承担各个模块12、14相对于变速器构件的真正的定心。

所述中央模块12能够例如在专门化的车间中（净化室-电子制造，裸片加工，粘合和压接）制造、检查和提供给模块车间，在该模块车间中实现所述***模块14的接触。在所述模块车间中不需要净化室条件。同样不存在对于用于发送不受防护的裸片电路的昂贵的输送和物流方案的必要性。

正如在图2A和2B中所示那样，所述变速器控制器10能够包括中央板38，该中央板将各个模块12、14彼此定位。所述中央板38能够是不带有集成式导体电路的纯的塑料构件。在所述中央板38或掩膜（Maske）处能够例如紧固着承载板18、26，所述中央板或掩膜能够包括多个支架和/或分支。所述中央板38能够布置在所述模块12、14的下方或者上方。盖板40能够用于防护所述柔性的导体膜16，该盖板从上部作为防护板来装配。

因为各个模块12、14机械柔性连接，强烈减小了在所述各个模块12、14之间的热机械应力，正如这点在大面积的模块电路板、冲压格栅和集成式组件的承载板中可能是这种情况。每个模块12、14具有自身的紧固点。与相邻构件的连接仅经过柔膜（可能具有减载波）和/或经过中央板38来进行，该中央板仅承担用于装配在所述变速器构件处的预定心，但却不承担功能定心，并且因此在模块12、14和中央板38之间能够足够地提供间隙。

正如在图1A和2A中所示那样，所述变速器控制器10也能够不带有中央板38地进行展示。对此，所述变速器控制器能够在输送装置中预定位，以便由抓具取出并且紧固在变速器部件处。

图3示出的是，柔性的导体膜16也能够通过电缆42替换，例如如果所述柔性的导体膜16的导电能力不足够。该电缆42能够在所述承载板18的边缘处电接触。在图3中示出的是，用于油泵的插头模块14d和变速器插头模块14b借助于电缆42与所述中央模块相连接。

图4示出了中央模块12的示意的横截面，利用该横截面来阐释在所述中央模块12和所述变速器44之间的连接。可行的是，***模块14中的一个或多个***模块类似地与所述变速器44相连接。

所述中央模块12借助唯一的或者利用多个螺钉或者类似的能够松开的也或者不能够松开的连接部作为紧固件34直接与变速器构件、例如液压控制板机械连接和导热连接。所述承载板18在此平面地接触所述变速器44。这能够导致所述中央模块12的最佳的热连接，因为在所述承载板18和所述变速器4之间仅保留空气间隙或油间隙。

所述承载板18和经铸造的壳体22或铸料24分别包含一个中央的开口或孔36，紧固件34的足部伸展通过所述开口或孔。具有中央的紧固件的中央模块12的安装反作用于所述模块12的热机械形变，所述热机械形变能够通过不同的热膨胀系数来引起。在图4（也在图5至9中）的结构中，所述中央模块12能够在边缘处***并且不会引导到强迫张紧中（例如强迫至平整），该强迫张紧能够导致在所述模块12内的局部的过载。由此能够反作用于在所述承载板18上和/或在铸料24中的元件20的层离。

在图4中，所述紧固件34的头部直接位于所述壳体22上。作为备选方案，在所述头部和所述壳体之间能够存在垫圈。

在下述的图5至9中，所述开口36由衬套46包围，该衬套一方面能够用作用于所述紧固件34的头部的存放处，另一方面当然也用作用于所述壳体22的铸料24的屏障或边界。优选地，所述衬套46具有与铸料24相似的热膨胀系数，以便防止所述衬套46从所述壳体22层离。例如，所述衬套46能够由热固性塑料制成。当然也可能的是，所述衬套46由铝合金制成，该铝合金虽然可能在铸料24处具有差的粘附。但是在该情况中剪切力不起作用，而是衬套46在浇铸之后从所述壳体22松开。

在图5、6、8和9中，所述紧固件34的头部支撑在所述衬套46上，而所述衬套46在图5、8和9中支撑在所述承载板18上并且在图6和9中支撑在所述壳体44上。

在图6和9的实施方式中，能够有利的是，所述衬套46的热膨胀系数位于所述壳体22的热膨胀系数和所述承载板18的热膨胀系数之间。

在图7中，所述衬套位于所述承载板18上，而所述衬套46仅作为用于铸料24的边界来使用。可行的是，垫圈和/或镀锡布置在紧固件34的头部和承载板18之间。

在图9中，所述衬套46具有突出的部分，该部分能够在以下地方减小所述铸料24的填充高度，在所述地方，仅扁平的元件20布置在所述承载板18上。

在图7、8和9中，所述紧固件34的头部至少部分地在所述衬套46中沉没，以便例如降低所述中央模块12的结构高度。

最后要指出的是，概念例如“具有”、“包括”等不排除其它的元件或步骤，并且概念例如“一个”或者“一种”不排除多个。并不将权利要求中的附图标记看作为限制。

Claims (6)

1.用于车辆的变速器（44）的变速器控制器（10），所述变速器控制器（10）包括：

中央模块（12），所述中央模块包括承载板（18）、布置在所述承载板（18）上的电子元件（20）和用于所述电子元件（20）的壳体（22），其中，所述承载板（18）具有用于容纳紧固件（34）的开口（36），以便将所述中央模块（12）紧固在所述变速器（44）处；

至少一个***模块（14），所述***模块承载所述变速器控制器（10）的另外的电元件和/或电子元件（28）；

至少一个柔性的导体膜（16），所述导体膜将所述中央模块（12）与所述***模块（14）相连接；

其特征在于，

所述***模块（14）包括另外的承载板（26），在所述另外的承载板上布置有另外的电元件和/或电子元件（28），其中，所述承载板（26）具有用于容纳另外的紧固件（34）的另外的开口（36），以便将所述***模块（14）紧固在所述变速器（44）处，

所述变速器控制器另外包括：

中央板（38），在所述中央板处紧固着所述中央模块（12）的承载板（18）和所述***模块（14）的承载板（26），以便定位所述中央模块（12）和所述***模块（14）以安装在所述变速器（44）处，该中央板仅承担用于装配在所述变速器构件处的预定心，但却不承担功能定心，并且因此在模块和中央板之间能够足够地提供间隙，

所述中央模块的壳体（22）包括铸料（24），所述电子元件（20）铸入到所述铸料中，所述中央模块（12）的用于容纳紧固件（34）的开口（36）由衬套（46）包围，所述衬套在通过铸造产生所述壳体（22）时作为用于铸料（24）的边界起作用，所述紧固件（46）的头部支撑在所述衬套（46）上。

2.按照权利要求1所述的变速器控制器（10），

其中，所述***模块（14）包括用于电元件和/或电子元件（28）的壳体（30），所述壳体具有铸料（32），所述电元件和/或电子元件（28）铸入到所述铸料中。

3.按前述权利要求中任一项所述的变速器控制器（10），

其中，所述***模块（14）包括传感器（28a）、插头（28c）和/或接触条（28b）。

4.按权利要求1或2所述的变速器控制器（10），

其中，另外的***模块（14b、14d）借助于电缆（42）与所述中央模块（12）相连接。

5.按权利要求1或2所述的变速器控制器（10），

其中，所述中央模块（12）具有仅一个用于紧固在所述变速器（44）处的开口（36）；和/或

其中，所述***模块（14）具有仅一个用于紧固在所述变速器（44）处的开口（36）。

6.按照权利要求1所述的变速器控制器（10），

其中，所述衬套（46）支撑在所述承载板（18）上；和/或

其中，所述衬套（46）导引穿过所述承载板（18）。

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