CN108141975B - 用于机动车的变速器控制装置的控制设备 - Google Patents

Abstract

描写了一种用于机动车的变速器控制装置的控制设备（100），所述控制设备包括具有不同大小的损耗功率的电组件（3、4）、刚性的印刷电路板（1）、至少一个冷却体（21、22）和灌封材料（9），所述印刷电路板在两侧（1a、1b）上配备有电组件（3、4），所述至少一个冷却体（21、22）被布置在所述印刷电路板（1）的下述侧上，在所述侧上布置功率组件（3），所述灌封材料至少部分地包裹所述组件（3、4）。根据本发明的控制设备的特征在于，所述印刷电路板（1）被直接贴靠地紧固在所述冷却体（21）上。

Description

用于机动车的变速器控制装置的控制设备

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的变速器控制装置的控制设备。

背景技术

将用于变速器的控制设备布置在变速器的内部中，这是已知的。在此，控制设备与变速器油接触。现今，尤其是在自动变速器中的、用于变速器控制装置的控制设备不仅操控用于液压的控制的磁阀也操控电动马达驱动的油泵，在这里尤其是为了实现起-停-功能。在此，在控制设备中所必需的功率组件产生高的损耗功率，所述损耗功率经由热导出设备排出。

已知的是，现今替代先前普遍的、昂贵的、陶瓷基底地将印刷电路板（PrintedCircuit Boards、PCB）使用在变速器内部空间中，所述陶瓷基底由Al₂O₃、LTCC制成。

为了尽可能紧凑地构建控制设备，已知在两侧上配备印刷电路板。

DE 102013215364描述了一种电子的电路模块，所述电路模块具有布置在印刷电路板的两侧上的组件，其中，至少一个冷却体在待冷却的、电子的构件的方向上将压紧力施加到印刷电路板的方向上，并且，与印刷电路板间隔开地被构造。

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的是，为机动车的变速器控制装置提供紧凑的控制设备，所述控制设备具有良好的散热性。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于机动车的变速器控制装置的控制设备，所述控制设备包括具有不同大小的损耗功率的电组件、刚性的印刷电路板和至少一个布置在所述印刷电路板处的冷却体，所述印刷电路板在两侧上配备有电组件，其中，所述至少一个冷却体被布置在所述印刷电路板处的下述侧上，在所述侧上布置功率组件，并且，所述控制设备具有灌封材料，所述灌封材料至少部分地包裹所述组件。根据本发明的控制设备的特征尤其是在于，所述印刷电路板被直接贴靠地紧固在所述冷却体上。

基于在印刷电路板和冷却体之间的、直接的接触，得到了极其有效的、从印刷电路板和布置在其处的组件的散热。在此，功率组件（如其例如对于电泵的操控来说是必需的）能够具有最短并且最小的、热的传递-热路径。

根据改型本发明的实施方式，将具有高的损耗功率的功率组件布置在印刷电路板的下述侧处，在所述侧处布置有至少一个冷却体。在印刷电路板的、对置的侧处装配有下述组件，所述组件产生较小的损耗功率。因此，在控制设备的运行中高效地使用冷却体。

为了利用冷却体来更有效地冷却组件，进一步优选地，将凹部设置在冷却体中，所述凹部用于容纳组件。

为了尽可能成本有利地、以高的产量（Volumina）来制造具有高的、一致的质量的冷却体，优选将所述至少一个冷却体制造为板材冲压件，其中，尤其地，优选的材料是铝。如开头所述的，优选如此地构造印刷电路板，使得它充分地承受日常的运行温度，所述运行温度例如为150°C。

根据改型本发明的实施方式，具有电路的组件包括在贴靠所述印刷电路板的组件的所述下侧上的所述电路（也就是说，slug down），所述组件被安装在所述印刷电路板的、与所述冷却体对置的上侧上，并且，尤其是具有电路的组件包括在放置在所述冷却体上的组件的上侧上的所述电路（即，slug up），所述组件在所述印刷电路板的、下部的侧处与所述冷却体被安装在一起。因此，基于对特定的组件的、具体的使用缩短了散热路径并且因此散热是更高效的，所述对特定的组件的、具体的使用取决于控制设备的印刷电路板的损耗功率类型。

为了更高效并且更生产高效地构型散热，优选堆叠地布置两个冷却体，其中，尤其地，所述两个冷却体（21、22）在生产过程中冲压铆合地（stanzgenietet）被制造。此外，两个堆叠的冷却板自身提供了改进的抗弯强度。此外，通过使用在凹部和凹槽以及底切中的两个冷却板能够更好的并且更可靠地将另外的组件紧固在印刷电路板处或者在外部的冷却体处，并且，能够更好地缩短散热路径。

根据改型本发明的实施方式，所述印刷电路板被粘贴到用于热传导的所述冷却体上，并且，尤其是与所述冷却体机械地紧固。

为了有效地实现从印刷电路板的上侧至在印刷电路板的下侧处的冷却体的散热，通道（所谓的过孔：Vias）穿过印刷电路板地被构造。在改型本发明的实施方式中，印刷电路板具有至少一个厚的、尤其是具有100μm的印制导线厚度的铜印制导线，其中，除了导电的印制导线之外也构造有热的印制导线，通道从印刷电路板的上侧并且与之错置的通道从印刷电路板的下侧通向所述印制导线并且被构造。

为了降低构件花费并且尽可能紧凑地设计控制设备，控制设备被构造为集成的模块，所述模块具有传感器以及评估和控制电子器件——作为具有电路的有源组件。传感器例如能够是用于液压设备的压力传感器或者转速传感器。进一步优选地，所述传感器被夹持地布置和紧固在控制设备处、尤其是在印刷电路板所述和至少两个冷却体之间。尤其地，另外的保险装置能够附加地被布置在外部的冷却体处。

为了将控制设备可靠地安装在变速器中，控制设备借助冷却体能够被机械地紧固在变速器内部空间中的变速器壳体处。为此，所述至少一个冷却体具有孔，使得控制设备能够借助例如螺纹连接被紧固在变速器内壳体中。

根据改型本发明的实施方式，将热传导设备（尤其是热传导膜、进一步优选地是多层的热传导膜或者具有更大的膜厚度的热传导膜）布置在组件和冷却体之间。因此，实现了用于组件的、连续的导热路径，所述组件被布置在印刷电路板的下侧上，所述导热路径通向外部的、与印刷电路板间隔开的冷却体。

指出了，其中参照不同的实施方式来描述本发明的、可能的特征和优点中的一些。技术人员认识到，所述特征能够以合适的方式组合、适配或者替换，以获得到本发明的、另外的实施方式。

附图说明

下面，参照所附上的附图来描述本发明的实施方式，其中，附图和说明书都不能够被解释为限制本发明。附图示出：

图1根据本发明的控制设备的横截面视图。

附图只是示意性的并且没有按照比例绘制。

具体实施方式

图1以横截面示出了根据本发明的、用于机动车的变速器控制装置的控制设备100。控制设备100具有刚性的印刷电路板1（所谓的Printed Circuit Board、PCB）。印刷电路板1在两侧1a、1b上配备有电组件3、4、15、18。电组件3、4、15、18具有不同大小的损耗功率。具有低的损耗功率的组件4被布置在上侧1a上，并且，组件3、尤其是具有高的损耗功率的功率组件被布置在印刷电路板1的下侧1b上，两个冷却体21、22被布置在所述下侧上。在印刷电路板1的上侧1a上的组件4借助灌封材料9被包裹并且被密封以防止外部的（例如变速器油的）影响。同样地，借助灌封材料9来密封在印刷电路板1的上侧1a上的组件17的导线端部。也利用灌封材料9来密封组件15，所述组件被安装在印刷电路板1的下侧1b上，所述组件的连接尖端看向印刷电路板1的上侧1a。根据本发明，印刷电路板1直接放置在冷却体21上。冷却体21具有凹部10，在所述凹部中布置有组件3和功率组件以及电子传感器15、18。因此，缩短并且最小化了导热路径和热转移（Übergang）。关于组件4存在更长的导热路径和更长的热转移，所述组件具有更小的耗损功率。功率组件3被布置在印刷电路板1的下侧1b上，所述功率组件例如用于操控电泵。

冷却体21以及第二冷却体22，二者均优选是由铝制成的板材冲压件，并且，借助铆钉5铆接或者咬合（geclincht）。印刷电路板1是传统的印刷电路板，所述印刷电路板足够地承受住150°C的运行温度并且因此不必由陶瓷制成。

具有高的损耗功率的组件3被使用在所谓的slug up-实施中，所述组件被布置在印刷电路板1的下侧1b上。在这个实施中，电路31与印刷电路板1间隔开地、在附近放置在第二冷却体22上地被布置在组件3的表面处。就在图1中所示出的、特别的实施方式而言，分别借助一层或者双层地示出了在组件3之间的热传导膜8，所述组件具有电路31，所述热传导膜放置在冷却体22上。冷却体21的凹部10借助灌封材料9来填充，在所述冷却体中分别布置具有热传导膜8的组件。同样地，灌封材料9导热并且散热地被构造。

在slug down-实施中，具有电路41的组件4被布置在印刷电路板1的上侧1a上。就这些组件4而言，电路41被布置在构件下侧上，使得它们直接贴靠在印刷电路板1上。为了在这里排出来自电路41的热量，通道7（所谓的过孔：Vias）穿过印刷电路板1地被构造，所述通道将来自组件4的热量排出至冷却体21和22,。

在部分X中，就在图1中所示出的、左边的组件4而言，实现了特别的导热结构。在这里，不仅电的印制导线配属于在印刷电路板1中的、厚的铜层，所述铜层例如具有100μm的厚度，而且至少一个自封闭（in sich abgeschlossene）的热印制导线6通过以下方法实现：通道7从印刷电路板1的上侧1a在组件4和电路41的下方通向铜印制导线6，并且，与之错置的、从铜印制导线6至印刷电路板1的下侧1b的通道7被构造，所述铜印制导线被布置在印刷电路板1中。在这里，冷却体21直接放置在下侧1b处，使得在这里经由冷却体和紧固在其处的冷却体22来抽出热量。因此，在组件4上的热量经由铜印制导线6被直接导出至冷却体21、22处。为了使热量从印刷电路板1高效地转移到冷却体21、22上，印刷电路板1对于短的热路径被粘贴到并且附加地机械紧固到冷却体21上。

控制设备100是集成的模块，所述模块具有传感器以及具有电路的有源组件，所述组件包括评估和/或控制电子器件。组件3能够具有不同的结构高度。这个高度差通过热传导膜8的一个或者多个层或者通过更厚的膜厚度来补偿。组件3直接放置在冷却体22上，或者间接经由热传导膜8。因此，组件3具有短的热转移和非常短的热路径。

经由在冷却体22中的孔11将灌封材料9浇注在印刷电路板下侧1b上，所述灌封材料是模塑料，所述孔通向空腔和凹部10，组件3被布置在所述凹部中。控制设备100被紧固在内部空间中，例如借助螺栓12被紧固在变速器的内部空间中。优选地，控制器被紧固在液压的控制板13处，其中，由此能够将被引入到冷却体21、22中的损耗功率传递至控制板的、大的、热物料处。印刷电路板1具有至少一个作为衬套或者插头的插接连接器14，它与车辆电缆束接触并且能够与另外的传感器电接触。另外的传感器是转速传感器、位置传感器和/或压力传感器。

如在图1中所示出的，压力传感器15也能够直接被使用在冷却体板21、22中。压力25也能够经由冷却体板21来支撑，以箭头25示出所述压力。借助防漏填料16，压力传感器15被附加地并且放置在冷却体21上地并且借助冷却体22夹紧地并且形状配合地被机械固定。在连接销（所谓的接触销）处，压力传感器与印刷电路板1在上侧1a上焊接（verlöten）。

例如，转速传感器18被夹持在印刷电路板1和冷却体板22之间，并且，通过孔19被精确地定位在板22中。转速传感器18同样经由焊接位置20在上侧1a处导电地与印刷电路板1焊接。尽管在图1中仅部分明确地示出了，传感器15和18的所有接触位置以及组件4通过灌封材料9在环境影响方面被保护，所述灌封材料由塑料制成，所述环境影响例如是通过金属颗粒或者导电沉积物的形成而导致的短路。由于磨损和磨耗的出现，变速器油能够包括导电的金属，所述金属能够导致短路。同样已知的是，变速器油与其他的材料以及高的温度结合而形成导电的沉积物，所述沉积物也能够导致电短路。通过以灌封材料覆盖所有电接触位置，避免了这些负面的影响。因此，由于将模塑料（Kunststoffguss）用作灌封材料9，壳体不再是必需的并且能够被省去，所述壳体被机械地密封并且能够被封闭。因此示出了，如何在控制设备100中实现高效的热导出。

最后，指出了，诸如“具有”、“包括”等的概念没有排除其他的元件或者步骤，并且，诸如“一个”或者“一”的概念没有排除多个。在权利要求中的附图标记不应当被视为限制。

Claims (11)

1.用于机动车的变速器控制装置的控制设备（100），包括：

具有不同大小的损耗功率的电组件（3、4），

刚性的印刷电路板（1），所述印刷电路板在上侧（1a）配备有第二电组件（4），在下侧（1b）配备有第一电组件（3），

至少一个冷却体（21、22）布置在所述印刷电路板处，其中，至少一个第一冷却体（21）被布置在所述印刷电路板（1）的布置了第一电组件（3）的下侧（1b）上，

灌封材料（9），所述灌封材料至少部分地包裹所述电组件（3、4），

所述印刷电路板（1）被直接贴靠地紧固在所述第一冷却体（21）上，

其特征在于，所述控制设备（100）被构造为集成的模块，所述模块具有传感器（15、16）以及评估-控制电子器件，至少一个传感器被夹持和紧固在印刷电路板（1）和冷却体（21、22）之间。

2.根据权利要求1所述的控制设备（100），其特征在于，所述至少一个冷却体（21、22）具有凹部（10），所述凹部用于容纳第一电组件（3）。

3.根据权利要求1所述的控制设备（100），其特征在于，所述至少一个冷却体（21、22）被制造为由铝制成的板材冲压件。

4.根据权利要求1所述的控制设备（100），其特征在于，所述第二电组件（4）包括在下侧上贴靠所述印刷电路板（1）的第二电路（41），所述第二电 组件（4）被安装在所述印刷电路板（1）的、与所述第一冷却体（21）对置的所述上侧（1a）上，并且，所述至少一个冷却体（21、22）还包括第二冷却体（22），所述第一电组件（3）在所述第一电组件（3）放置在所述第二冷却体（22）上的上侧上包括电路（31），所述第一电组件（3）在所述印刷电路板（1）的所述下侧（1b）处与所述第一冷却体（21）安装在一起。

5.根据权利要求1所述的控制设备（100），其特征在于，两个冷却体（21、22）堆叠地被布置，所述两个冷却体（21、22）在生产过程中冲压铆合地被制造。

6.根据权利要求1所述的控制设备（100），其特征在于，所述印刷电路板（1）被粘贴到用于热传导的所述第一冷却体（21）上，并且，与所述第一冷却体（21）机械地紧固。

7.根据权利要求1所述的控制设备（100），其特征在于，构造穿过所述印刷电路板（1）的通道（7），所述印刷电路板（1）具有至少一个具有100μm的印制导线厚度的铜印制导线（6），其中，除了导电的印制导线之外，在所述印刷电路板（1）上也构造有热的印制导线（6），所述印制导线利用至所述印刷电路板（1）的所述上侧（1a）的通道（7）和与之错置的、至所述印刷电路板（1）的所述下侧（1b）的通道（7）被构造。

8.根据权利要求1所述的控制设备（100），其特征在于，所述控制设备（100）借助所述第一冷却体（21）能够被机械地紧固在变速器壳体处或者在控制板（13）处，所述控制板在变速器内部空间中。

9.根据权利要求1所述的控制设备（100），其特征在于，热传导设备被布置在电组件（3、4）和冷却体（21、22）之间。

10.根据权利要求9所述的控制设备（100），其特征在于，所述热传导设备是热传导膜（8）。

11.根据权利要求9所述的控制设备（100），其特征在于，所述热传导设备是多层的热传导膜（8）。

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