DE10011807B4

DE10011807B4 - Elektronische Kontrolleinheit für elektrohydraulische Druckregelvorrichtungen

Info

Publication number: DE10011807B4
Application number: DE2000111807
Authority: DE
Inventors: Stephan Risch; Michael Jürgens
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2013-08-01
Anticipated expiration: 2020-03-11
Also published as: DE10011807A1

Abstract

Elektronische Kontrolleinheit für elektrohydraulische Druckregelvorrichtungen, insbesondere in elektromagnetischen Bremssystemen, mit einem oder mehreren Verschlussmitteln (1) zur Abdeckung oder Aufnahme einer Ansteuerelektronik, einem ein- oder mehrteilig zusammengesetzten Gehäuserahmen (2) zur Halterung von Ventilspulen (3), wobei die Verschlussmittel (1) gemeinsam mit dem Gehäuserahmen (2) ein Reglergehäuse bilden und die Verschlussmittel (1) aus einem wärmeleitfähigen Material, vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Aluminium bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilspulen (3) gegenüber dem Reglergehäuse durch elastische Pufferelemente (4) beweglich fixiert sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Kontrolleinheit für eine elektrohydraulische Druckregelvorrichtung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.
Für elektronische Bremsysteme in Kraftfahrzeugen, insbesondere elektrohydrauliche Bremssysteme (EHB) werden besonders leistungsfähige elektronische Regler benötigt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Bremsystemen, z. B. ABS, sind die Anforderungen erheblich höher. So befindet sich das System aus elektronischer Kontrolleinheit und hydraulischer Kontrolleinheit in höherem Maße im Zustand der Regelung, wodurch sich pro Zeiteinheit eine höhere lokale Wärmemenge aufgrund im Wesentlichen ohmscher Widerstände der Elektronik bzw. der Spulen einstellt. Diese entstehende Wärmemenge kann jedoch durch bestehende magnetische Stecker und Reglergehäuse aus Kunststoff nicht ausreichend abgeführt werden. Diese sind insofern nicht für EHB einsetzbar.
Die EP 0 691 250 A1 beschreibt eine Ventilspulenanordnung für elektrohydraulische Kraftfahrzeugbremssysteme, wobei die Ventilspulen mittels Rasthaken an dafür vorgesehene Flächen montiert sind.
Aus der DE 195 18 522 A1 geht ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug hervor, in dessen Gehäuse ein Kühlkörper zum Abführen der von Leistungsbauelementen erzeugten Wärme vorhanden ist und der Kühlkörper zusätzlich zur Leistungsversorgung der Elektronik genutzt wird. Das Gehäuse des Steuergerätes kann dabei zur Verbesserung der Wärmeabfuhr aus Metall hergestellt sein. Um die Wärmeabfuhr an die Umgebung weiter zu verbessern, ist in der DE 40 40 288 C2 eine Elektronik-Baugruppe mit Metallgehäuse beschrieben, welches dafür vorgesehene Kühlrippen aufweist.
Die DE 197 22 357 C1 beschreibt ein Steuergerät mit mehreren Steckergehäusen, welches Verlustwärme erzeugende und in Flip-Chip-Technik aufgebrachte, integrierte Schaltkreise umfasst. Die Schaltkreise werden von einem Wärmeleitkleber umschlossen, welcher diese an einer Innenseite des Gehäuses des Steuergeräts fixiert. Der die Schaltkreise umfassende Innenraum des Steuergeräts wird dabei nach außen mittels Dichtelementen abgedichtet.
Die vorliegende Erfindung setzt sich zum Ziel, eine elektronische Kontrolleinheit für elektrohydraulische Druckregelvorrichtungen zur Verfügung zu stellen, welche eine verbesserte Anpassung insbesondere gegenüber thermischen Ausdehnungseffekten sowie Bauteiltoleranzen aufweist.
Diese Aufgabe wird durch eine elektronische Kontrolleinheit gemäß Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafterweise besteht die erfindungsgemäße elektronische Kontrolleinheit aus einem einfachen und kostengünstigen Alugehäuse. Das Alugehäuse gemäß der Erfindung ist günstig herstellbar, da es ganz ohne einen schieberintensiven Hinterschnitt auskommt.
Die Leiterplatte, auf der sich im Allgemeinen die Reglerelektronik befindet, ist vorzugsweise so am Reglergehäuse angebracht, dass die Wärmeabfuhr besonders günstig ist.
Die elektromagnetischen Spulen zur Betätigung der Hydraulikventile sind am Gehäuserahmen vorzugsweise solide in der Weise aufgehängt, dass einrastende Halteelemente vorgesehen sind, die insbesondere an den Ventilspulen befestigt sind und in Aussparungen am Gehäuserahmen einrasten. Dieses Design erfüllt besonders gut die gestellten Anforderungen bezüglich mechanischer, elektrischer und thermischer Anbindung bei ausreichend elastischer Aufhängung, welche notwendig ist, um fertigungstechnische Bauteiltoleranzen in X, Y und Z-Richtung auszugleichen.
Bevorzugt kann bei der erfindungsgemäßen elektronischen Kontrolleinheit auf die Verwendung von Gießmassen verzichtet werden. Vielfach werden Gießmassen zum Schutz der Elektronik vor Verschmutzung und Korrosion, als auch zur Verbesserung der Wärmeableitung eingesetzt. Dieses bekannte Verfahren ist jedoch kostenintensiv und führt zu einem aufwendigeren Herstellungsprozess.
Gemäß vorliegender Erfindung werden größere Teile des Reglergehäuses aus einem wärmeleitenden Material, insbesondere Aluminium, besonders bevorzugt in Aluminiumspritzguss, gefertigt. Vorteilhafterweise kann bei Verwendung von Aluminium als Gehäusematerial eine einfachere Spulenaufhängung verwendet werden, als bei Reglern, die in an sich bekannter Weise in einem Kunststoffgehäuse angeordnet werden.
Bei Verwendung von wärmeleitendem Material lässt sich das Reglergehäuse vorteilhafterweise weniger aufwendig fertigen, als ein Kunststoffgehäuse, ohne das die wärmeleitenden Eigenschaften dabei verschlechter werden. Die erfindungsgemäße Konstruktion bietet zudem eine verbesserte Trennung von Spulenbereich zu Elektronikbereich. Die verbesserte Kopplung zwischen Verschlussmittel und Gehäuserahmen führt ebenfalls zu einer verbesserten Wärmeableitung.
1 zeigt ein Beispiel für eine Ausführungsform eines Al-Spritzgussgehäuses in Seitenansicht, welches sich durch einfache Formgebung auszeichnet, da es ohne Schieber und Hinterschnitt – was kostengünstig ist – gefertigt werden kann. Die Leiterplatte 5 ist auf Aluminiumplatte 6 laminiert. Dies kann direkt oder über Wärmeleitkleber 11 erfolgen. Weiterhin kann beispielsweise Leiterplatte 5 auch auf Verschlussmittel 1 direkt aufgebracht sein, um Wärme über Verschlussmittel 1 nach außen abzuführen. Das Beispiel in 3 zeigt eine Variante mit sehr viel kleiner gestalteter Aluplatte 6, die hier als Träger für die Stromversorgungseinheit der Elektronik 12 (PCU) dient.
In 1 ist ferner Al-Verschlussmittel 1 als Beispiel für ein erfindungsgemäßes Verschlussmittel für die erfindungsgemäße elektronische Kontrolleinheit dargestellt. Verschlussmittel 1 besitzt an einer ersten Oberfläche (Oberseite) Rippen oder Noppen 8 und ist auf Gehäuserahmen 2 aufgesetzt. Insbesondere handelt es sich hierbei um diagonale Rippen, da diese hinsichtlich der Kühlwirkung – ähnlich Noppen – gegenüber üblichen Querrippen von Vorteil sind. Verschlussmittel 1 weist die umlaufende Dichtung 9 auf, die den Regler vor eindringendem Wasser schützt. Gehäuserahmen 2 kann ein- oder mehrteilig sein. Im unteren Teil des Gehäuserahmens 2 befindet sich ein Spulenträgerbereich, an dem die Ventilspulen 3 befestigt sind. Der Spulenträgerbereich kann ein Teil des Gehäuserahmens 2 sein oder ein weiteres Einzelteil, welches thermisch leitend mit dem Gehäuserahmen 2 verbunden ist. Am Verschlussmittel 1 ist ein Befestigungselement 13 angebracht, welches im Beispiel ein verstemmter Nietkopf ist. Vorteilhafterweise ist diese Art der Befestigung besonders gut wärmeleitend und zudem einfach herstellbar. Es ist dabei bevorzugt, die Befestigungselemente 13 in Bereichen mit großer Wärmeentwicklung anzubringen, so dass dort auch ein möglichst guter Wärmeabfluss erzielt werden kann.
2 zeigt das Beispiel von 1 in Aufsicht mit einer vergrößerten Darstellung eines elastischen, toleranzausgleichenden Aufhängungsbereichs für eine Ventilspule im linken Teilbild. Gegenüber herkömmlichen an sich bekannten Spulenaufhängungen wurde hier ein anderes Konzept mit Vierkantloch mit Hinterschnitt und vier angespritzten Rasthaken 7 eingesetzt. Das Vierkantloch bietet den Vorteil einer Sicherung gegen Verdrehen der Ventilspule 3 um die Längsachse der Ventilspule 3. Zwischen Ventilspule 3 und Spulenträgerbereich befindet sich Elastomerring 4, der Ventilspule 3, optimiert für den thermischen und magnetischen Übergang, auf das nicht dargestellte Ventilgehäuse drückt, welches eine vergleichsweise große Wärmesenke gegenüber dem Ventil darstellt.
Im rechten Teilbild von 2 ist ein Beispiel für einen elektrischen Stecker für die elektrischen Anschlüsse des Reglers gemäß der Erfindung dargestellt, welcher auf dem Gehäuse für den Regler aufgebracht ist. Stecker 10 ist in Seitenansicht auch in 1 vorhanden. Vorzugsweise handelt es sich bei dem länglichen, größeren Stecker 10 um einen 180° drehbaren Stecker, welcher vorteilhafterweise für alle denkbaren Steckervarianten geeignet ist. Stecker 10 besteht bevorzugt aus einem Kunststoffmaterial. Gemäß Ausführungsbeispiel ist Stecker 10 am Al-Gehäuse 2 mit einem heißverstemmten Kunstoffsteg befestigt. Die Heißverstemmung erfolgt nach Einsetzen (Montage) der Steckerbuchse 10 in das Al-Gehäuse 2.
Bezugszeichenliste

1: Verschlussmittel
2: Gehäuserahmen
3: Ventilspule
4: Elastische Pufferelemente
5: Leiterplatte
6: Träger
7: Rasthaken
8: Rippen und/oder Noppen
9: Dichtung bzw. wärmeleitendes Befestigungsmittel
10: Stecker
11: Wärmeleitkleber
12: Elektronik
13: Befestigungselement
14: Kunststoffsteg
15: Motorstecker
16: Kupferkern, insbes. mit Elektronik 12 verlötet
17: Einpresskontaktierung der Ventilspule 3
18: Drucksensor

Claims

Elektronische Kontrolleinheit für elektrohydraulische Druckregelvorrichtungen, insbesondere in elektromagnetischen Bremssystemen, mit einem oder mehreren Verschlussmitteln (1) zur Abdeckung oder Aufnahme einer Ansteuerelektronik, einem ein- oder mehrteilig zusammengesetzten Gehäuserahmen (2) zur Halterung von Ventilspulen (3), wobei die Verschlussmittel (1) gemeinsam mit dem Gehäuserahmen (2) ein Reglergehäuse bilden und die Verschlussmittel (1) aus einem wärmeleitfähigen Material, vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Aluminium bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilspulen (3) gegenüber dem Reglergehäuse durch elastische Pufferelemente (4) beweglich fixiert sind.
Elektronische Kontrolleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuserahmen (2) einen Spulenträgerbereich aufweist, der aus einem wärmeleitenden Metall gebildet ist.
Elektronische Kontrolleinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ganze Gehäuserahmen (2) aus wärmeleitendem Material besteht.
Elektronische Kontrolleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Oberfläche des Verschlussmittels (1) eine ebene Fläche darstellt.
Elektronische Kontrolleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Oberfläche des Verschlussmittels (1) diagonale Rippen oder Noppen (8) aufweist.
Elektronische Kontrolleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussmittel (1) mittels eines Abdichtungsmittels abdichtend auf den Gehäuserahmen (2) aufgesetzt ist.
Elektronische Kontrolleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reglergehäuse eine Leiterplatte (5) beinhaltet.
Elektronische Kontrolleinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (5) die Elektronik trägt.
Elektronische Kontrolleinheit nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (2) flächig direkt oder über ein Wärmeleitmittel, insbesondere Wärmeleitkleber oder -folie, mit einem plattenförmigen wärmeleitenden Träger (6), der vorzugsweise aus Aluminium besteht, verbunden ist.
Elektronische Kontrolleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilspulen (3) am Gehäuserahmen (2) durch einrastende Haltemittel (7) befestigt sind.
Elektronische Kontrolleinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemittel (7) so gestaltet sind, dass die Ventilspule (3) verdrehsicher gehalten wird.
Elektronische Kontrolleinheit nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemittel (7) in einer vorzugsweise gemeinsamen Bodenöffnung des Gehäuserahmens (2) einrasten, die Pufferelemente (4) jeweils ringförmig um die Haltemittel (7) und Bodenöffnungen geformt sind und einen Zwischenraum zwischen Ventilspule (3) und Gehäuserahmen (2) umschließen, wobei vorzugsweise die Bodenöffnungen und auch die Pufferelemente (4) die Form eines Vierkantloches mit oder ohne abgerundeten Ecken haben, so dass die Ventilspulen (3) verdrehsicher gehalten sind.
Elektronische Kontrolleinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Haltemittel entlang der Bodenöffnung angeordnet sind.
Elektronische Kontrolleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Reglergehäuse mindestens ein, vorzugsweise zwei oder mehrere, Stecker (10) integriert sind.
Elektronische Kontrolleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussmittel (1) mit dem Gehäuserahmen (2) mittels wärmeleitender Befestigungsmittel (9) fest verbunden ist.
Elektronische Kontrolleinheit nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Befestigungsmittel (9) das Verschlussmittel (1) wärmeleitend mit dem Gehäuserahmen (2), vorzugsweise auch mit dem Träger (6), in Verbindung steht.