JP4741604B2 - 制御モジュール - Google Patents

Description

本発明は、独立請求項１の上位概念の特徴を有する制御モジュールに関する。

自動車技術においては、制御モジュールが使用され、その制御モジュールは自動車内へ組み込み可能な支持体部分を有し、その支持体部分に、トランスミッションまたは自動車のエンジンのようなコンポーネントに対応づけられた種々の構成部品が配置されている。すなわち、たとえば、センサ、プラグ、操作部材および、電子回路部品を備えた制御装置ハウジングも、支持体部分に固定することができる。自動車のトランスミッションに固定するための既知の制御モジュールは、たとえば、プラスチックからなる支持体部分を有しており、それが射出成形方法で形成されている。種々の電気的構成部品の間の電気的接続は、打抜き格子部品を介して行われ、その打抜き格子部品は部分的にプラスチックを吹き付けられている。制御装置は、接続ピンを介して打抜き格子部品と接続されている。制御モジュールがトランスミッション内に配置される場合には、浸入するトランスミッションオイルによる回路部品の損傷を回避するために、制御装置は確実に密封されなければならない。この種の密封された制御装置は、たとえば出１９６４０４６６Ａ１から知られている。

さらに、ＤＥ４４３７６６４Ａ１からは、エンジン制御のための制御モジュールが知られており、その制御モジュールにおいては、制御装置を支持体部分に配置された電気的構成部品と接続するために、フレキシブルな導体箔（FPC,Flexible Printed Circuit）が使用される。フレキシブルな導体箔は、比較的容易に組込み状況に適合させることができるという利点を有している。フレキシブルな導体箔は、たとえば銅からなる導体層を支持する、たとえばポリイミドからなる支持体箔バンドを有している。帯状導体が、フォトプロセスにおいて構造化されて、エッチングプロセスによって形成される。帯状導体は、支持体箔バンド上に塗布された保護被覆または他の絶縁箔によって、外側へ向かって絶縁されている。

本発明の目的とするところは、制御モジュールの製造の手間と形成のコストを低減させることが可能な、新規かつ改良された制御モジュールを提供することにある。

請求項１の特徴を有する本発明に基づく制御モジュールは、制御モジュールの製造の手間と形成のコストを低減させることを可能にする。制御装置のハウジングは、好ましくは第１のハウジング部分によって支持体部分に支持されて配置されており、第２のハウジング部分は支持領域の内部において第１のハウジング部分に配置されており、それが極めてコンパクトな構造を可能にする。制御装置をトランスミッションに固定することは、好ましくは、支持体部分と第１のハウジング部分のみを介して行われる。それによって、ハウジング部分と導体箔との間の接着結合として形成されるシールが、固定のための力の流れの外部に位置するので、支持体部分へ作用する変形、振動などがシールへの損傷する影響を持たないことが保証される。回路部品を有する第１のハウジング部分の外側は、支持体部分とは逆を向いており、冷却面としてたとえばトランスミッションの構成部品上に取り付けることができる。支持体部分上に配置されている構成部品と制御装置との間の電気的接触は、少なくとも１つのフレキシブルな導体箔を介して行われ、その導体箔が支持体部分の種々の支持点に固定可能である。特に、制御装置を組み立てた状態で支持体部分に取り付け、次に導体箔を用いて接触をもたらすことが可能である。モジュラー構造に基づいて、制御モジュールの支持体部分に配置されている制御装置を含めたすべての構成部品は、好ましくは、外面的にほぼ同様に構成された他の仕様を有する構成部品に取り替えることができる。

本発明の好ましい実施形態と展開が、従属請求項に記載されている特徴によって可能となる。

第２のハウジング部分が支持体部分の切欠き内へ突出することによって、特に場所をとらない構造が可能になる。支持部分内の固定部材、好ましくは、ねじブッシュを介して、第１のハウジング部分が直接トランスミッションに熱接触される。それによって全体として、支持体部分の組立て高さが著しく減少され、かつ冷却体として用いられる第１のハウジング部分は、最適な方法でトランスミッションに配置することができる。

制御装置と接続された導体箔の揺れおよび振動に強い取付けは、それが支持体部分の突出部に配置されていることによって得られる。

複数のフレキシブルな導体箔が設けられており、その場合に支持体部分の少なくとも２つの電気的構成部品がそれぞれ別体のフレキシブルな導体箔によって回路部品と電気的に接続されていると特に効果的である。すべての構成部品を接触させるために唯一の導体箔が使用される場合には、これが回路部品を大面積で包囲することが推奨され、それは、例えば、導体箔の、電子的回路部品のために設けられている箇所に切欠きが形成されることによって達成することができる。複数の導体箔細片を使用することによって、様々な構成部品を回路部品と所望に電気的に接続することができ、比較的高価な導体箔からピースを打ち抜く必要はない。

しかしまた、少なくとも１つの導体箔をハウジング内部空間の外側で電気的な接続部材と接続することも可能であって、その接続部材が第１のハウジング部分と第２のハウジング部分との間でハウジング内部空間内へ案内されて、そこで少なくとも間接的に回路部品と接続されている。この場合においては、導体箔は密な制御装置の形成後に接続部材と接続することができる。接続部材は、他の導体箔の導体路によって形成することができる。

複数の導体箔細片を使用する場合に、導体箔細片によって異なる接着間隙高さが生じる。それに基づいて、シール機能に高い要請がもたらされる。したがって、一定の接着間隙高さを達成しかつ導体箔細片をハウジング内部空間の外部で接触させるために、導体箔の、回路部品とその領域を包囲するシールの領域を１つの片として形成すると特に効果的である。それによって、制御装置を組立てにおいて容易に扱える小さいアセンブリとして形成し、構成部品と共に予め整えられたフレキシブルな導体箔細片を制御装置に接続する、可能性も得られる。導体箔細片の交換によって、様々な変形例も同様に簡単に示すことができる。

好ましくは、少なくとも１つのフレキシブルな導体箔を第１のハウジング部分と第２のハウジング部分との間において制御装置のハウジング内部空間内へ案内し、少なくとも間接的に回路部品と電気的に接続することができる。

本発明によれば、制御モジュールの製造の手間と形成のコストを低減させることができる。

本発明の実施形態を図面に示し、以下の説明において明らかにする。

図１と図３は、本発明の実施形態に係る第１の制御モジュールを示している。制御モジュール１は、自動車のトランスミッションに固定可能な、例えば、金属またはプラスチックからなる支持体部分１０を有している。支持体部分は、プレート状に形成されて、そこから張り出すウェブと突出部とを有している。支持体部分に、たとえばプラグ部分９、センサ８のような電気的構成部品、トランスミッションの操作部材を駆動するための図示されていない油圧弁およびトランスミッション制御装置２が配置されている。

制御装置２は、好ましくは、例えば、アルミニウムからなる金属の底部分として形成された、第１のハウジング部分４と、第２のハウジング部分５を有しており、この第２のハウジング部分は好ましくは、例えば、アルミニウムからなる金属の蓋部分として形成されている。しかし、これらハウジング部分は、他の材料から形成することもできる。特に、第２のハウジング部分５は、プラスチック部品として形成することができる。第１のハウジング部分４と第２のハウジング部分５は、ハウジング内部空間６を内部に有している。ハウジング内部空間６の内部において、第１のハウジング部分４に、電子的な回路部品３、例えば、セラミックの支持体基板上に配置されたハイブリッド回路が取り付けられている。回路部品３は、例えば、第１のハウジング部分４上に接着し、あるいは溶接することができ、かつボンドワイヤ１３を介してフレキシブルな導体箔７と接続されており、その導体箔が複数の電気的導体路を有している。回路部品３は、ジェルで覆うことができる。導体箔７は、たとえば矩形の切欠きを有しており、その切欠きの内部に回路部品３が配置されている。導体箔７は、第１のハウジング部分４と第２のハウジング部分５の間においてハウジング内部空間６から密に導出されており、第１のハウジング部分４上に例えば密に接着することができる。制御装置２を密封するために、第１のハウジング部分４と第２のハウジング部分５の支持領域内に、シール１７が設けられている。シール１７は、例えば、アクリル接着剤または液状の接着剤からなる両面接着の接着箔からなることができる。この接着剤は、導体箔７または第２のハウジング部分５上に、押圧または分配によって塗布することができる。シール１７は、エラストマーシールとして形成することもできる。その場合には、知られているように、エラストマーのための必要な予圧を設けて、第２のハウジング部分５の固定を達成するために、第のハウジング部分を第１のハウジング部分にさらに機械的に固定することが必要である。

制御装置を収容するために、支持体部分１０のプレート状の中央部分は、つながった例えば矩形の切欠き１６を有している。図２ｂと図３に示すように、第１のハウジング部分４を有する制御装置２が支持体部分１０に支持されて配置されており、その場合に第１のハウジング部分４の、支持体部分へ向いた側が、支持体部分の支持領域２４に添接する。支持体部分１０の支持領域２４は、例えば、切欠き１６の互いに対向する２つの側に形成されている突出部２５に設けられた、２つの***した面によって形成することができる。支持領域２４は、一周する***した面によって、あるいは複数の突出部によっても、形成することができる。図２ｂから明らかなように、支持体部分１０の、第１のハウジング部分へ向いた側から突出する突出部２５によって、第１のハウジング部分４の、支持体部分へ向いた側と、支持体部分の、第１のハウジング部分へ向いた側との間に間隔が形成され、その間隔が第２のハウジング部分５を取り付けるためのスペースを提供し、第２のハウジング部分は支持領域２４の内部において、したがって２つの突出部２５の間で、支持体部分に配置されている。切欠き１６の周囲において、支持領域２４内で固定部材１５が支持体部分１０内へ統合されており、その固定部材が、支持体部分１０と第１のハウジング部分４をトランスミッションの熱伝導するハウジング部分２３に、例えば、第１のハウジング部分４の孔１９を通してボルト（図示せず）を支持体部分１０の固定部材１５内へ螺合することによって固定することができる。図２ａと図２ｂに示すように、制御装置２は固定部材１５を介して支持体部分１０と結合されているので、第２のハウジング部分５上に保持力は作用しない。制御装置から突出する導体箔７は、支持体部分１０の種々の突出部１１に位置決めされて、支持体部分上へ取り付けられたカバー１８によって保護されている。カバー１８は、例えば、プラスチックまたは金属からなるプレート状の部分によって形成することができ、その部分は支持体部分に対してほぼ平行に延びて、この支持体部分に固定可能である。そのために、カバー１８は、例えば支持体部分の突出部１１上に差し嵌めることができる。導体箔７の、制御装置２とは反対側の端部は、プラグ部分９、センサ８および場合によっては他の支持体部分１０に配置された構成部品と電気的に接続されており、それは例えば溶接または半田付けによって行うことができる。図１、２ａおよび２ｂから、さらに明らかなように、第１のハウジング部分４の、第２のハウジング部分５とは反対の外側は、支持体部分１０の下側において自由に接近でき、例えば直接トランスミッションオイル内に浸すことができ、あるいはトランスミッションの熱を逃がすハウジング部分上に差し嵌めることができ、それは、第１のハウジング部分４がその上に接着される電子的な回路部品３のための冷却体として設けられているので、特に効果的である。

図３には、上述した実施形態が、斜視図で示されている。図４は、本発明の他の実施形態を示しており、その実施形態は図３に示す実施形態とは異なり、回路部品３を支持体部分１０の構成部品と電気的に接続するためのフレキシブルな導体箔が１つではない。回路部品３は、複数の細片状の導体箔７ａ、７ｂ、７ｃを介して構成部品８、９および１４と接続されている。他の実施形態が、図５に示されている。回路部品３とこの領域を包囲するシール１７の領域内で、第１のハウジング部分４上に、閉成された導体箔７ｅが密に接着されて、ボンドワイヤ１３を介して回路部品３と接触されている。この導体箔７ｅの導体路が、他の導体箔７ａ、７ｂ、７ｃを接続するための、ハウジングから突出する電気的接続部材を形成する。ハウジング内部空間６の外部において、導体箔７ｅが接続箇所１２において導体箔細片７ａ、７ｂ、７ｃと接続されており、それら導体箔細片の他方の端部が構成部品８、９および１４と接続されている。個々の構成部品１４は、直接導箔上に配置することもでき、その場合に導体箔細片は複数の構成部品１４を接触させることができる。このやり方においては、制御装置２は導体箔７ａ、７ｂ、７ｃに関係なく支持体部分１０に固定することができ、その場合に接続箇所１２は制御装置と導体箔の取付け後に、たとえば接着または溶接によって形成することができる。

もちろん、所定の構成部材を接触させるための導体箔細片を接続箇所１２を省いて一貫して形成し、他の構成部材のために接続箇所１２を有する別体の導体箔細片を使用することも、可能である。この場合においては、図３と図５に示す実施形態の組合わせが得られる。図４と図５に示す実施形態においては、複数の小さい導体箔細片が使用されるので、切れ端が最小限に抑えられる。それに基づいて著しいコスト節約が得られ、それは、接触させるべきセンサおよびプラグが回路部品３から離れるほど、それだけ著しくなる。付加的に、構成部材８、１４あるいはプラグ９も、導体箔細片に前もって完全に形成しておき、それによって特に効果的な製造シーケンスを達成する可能性が生じる。さらに、導体細片を他の幾何学配置を有する導体細片と交換することによって、安価で単純なバリアントマネージメントを示すことができる。図５に示す制御装置を形成する場合に、最初に導体箔７ｅを第１のハウジング部分上に接着することができる。その後、回路３が挿入接着されて、ボンド１３を用いて導体箔７ｅに接触される。次に、第２のハウジング部分５が第１のハウジング部分４と密に接着される。そのために、両面接着する箔が適当なセンタリング孔またはピンを用いてまず第１のハウジング部分４と導体路細片７ｅ上に設けられる。次に、第２のハウジング部分５が取り付けられる。圧接力は、２つのハウジング部分の間に密な閉鎖が生じるように定められ、そこから導体箔細片７ｅが導出される。それによって、構造的に小型で、それによって組立てにおいて取扱いやすいユニットが得られ、そのユニットが次に接続箇所１２を介して導体箔細片７ａ、７ｂ、７ｃに接続され、最後に支持体１０によって完全なものにされる。

さらに、ＡＳＩＣ（Application-Specific Integrated Circuit）として形成された個々のセンサ素子、スタンダードまたは他の構成部品を制御モジュールの支持体部分１０に配置することも可能である。その場合にそれは、例えば回転数センサであることができる。フレキシブルな導体箔７をＡＳＩＣ構成部品に接触させるための好ましい方法が、図６に示されている。ＡＳＩＣ構成部品２１が収容部分２０内に挿入されて、その収容部分が支持体１０に固定されている。収容部分２０は、支持体部分１０と一体的に形成することもできる。フレキシブルな導体箔７は、ＡＳＩＣ構成部品２１の接続ピン上へ載置されて、これら接続ピンと溶接、半田付けまたはクリップ接続によって接触される。導体箔の位置を固定するために、位置決めピン２２が用いられ、その位置決めピンは収容部分２０に配置されている。

本発明の第１の実施形態に係る制御モジュールを示す横断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る制御モジュールを図３のＡ−Ａ線に沿って示す横断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る制御モジュールを図３のＢ−Ｂ線に沿って示す横断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る制御モジュールの一部を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る制御モジュールの一部を示す斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る制御モジュールの一部を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る制御モジュールの一部を示す斜視図である。

符号の説明

１ 制御モジュール
２ 制御装置
３ 電子的回路部品
４ 第１のハウジング部分
５ 第２のハウジング部分
６ ハウジング内部空間
７ フレキシブルな導体箔
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｅ 導体箔
８ センサ
９ プラグ部品
１０ 支持体部分
１１ 突出部
１２ 接続領域
１３ ボンドワイヤ
１４ 構成部品
１５ 固定部材
１６ 切欠き
１７ シール
１８ カバー
１９ 孔
２０ 収容部分
２１ ＡＳＩＣ構成部品
２２ 位置決めピン
２３ 熱伝導するハウジング部分
２４ 支持領域
２５ 突出部

Claims (10)

1. 自動車のトランスミッションのための制御モジュールであって、
   支持体部分（１０）と、
   前記支持体部分（１０）上に配置され、第１のハウジング部分（４）と、第２のハウジング部分（５）と、前記第１のハウジング部分（４）と前記第２のハウジング部分（５）との間に配置されたハウジング内部空間（６）とを備える制御装置（２）と、
   前記第１のハウジング部分（４）に取り付けられ、前記ハウジング内部空間（６）に配置された電子回路部品（３）と、
   前記ハウジング内部空間（６）の外部に配置された電気的構成部品（８、９、１４）と前記回路部品（３）とを電気的に接続する少なくとも１つのフレキシブルな導体箔（７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｅ）と、
   を備え、
   前記制御装置の前記第１のハウジング部分（４）は、前記支持体部分（１０）の支持領域（２４）上に支持されて配置され、前記第２のハウジング部分（５）は、前記支持領域（２４）の内側において前記第１のハウジング部分上に配置され、
   前記支持領域（２４）において、固定部材（１５）は、前記制御装置（２）を前記固定部材（１５）によって前記支持体部分（１０）に接続する場合に、前記第２のハウジング部分（５）に保持力がはたらかないように、前記支持体部分（１０）を前記第１のハウジング部分（４）に直接接続させることを特徴とする、制御モジュール。
2. 前記制御モジュールは、前記支持体部分（１０）および／または前記第１のハウジング部分（４）によって、自動車のトランスミッションに固定可能であることを特徴とする、請求項１に記載の制御モジュール。
3. 少なくとも１つのフレキシブルな導体箔が、前記支持体部分の突出部に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の制御モジュール。
4. 複数のフレキシブルな導体箔（７ａ、７ｂ、７ｃ）が設けられており、その場合に少なくとも２つの異なる電気的構成部品（８、９、１４）が、それぞれフレキシブルな導体箔によって前記回路部品（３）と電気的に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の制御モジュール。
5. 少なくとも１つのフレキシブルな導体箔（７、７ｅ）が、前記第１のハウジング部分（４）と前記第２のハウジング部分（５）の間において前記ハウジング内部空間（６）内へ導入されて、そこで少なくとも間接的に前記回路部品（３）と電気的に接続されていることを特徴とする、請求項１から４に記載の制御モジュール。
6. 少なくとも１つのフレキシブルな導体箔（７ａ、７ｂ、７ｃ）が前記ハウジング内部空間（６）の外部において電気的接続部材と接続されており、前記接続部材が前記第１のハウジング部分（４）と前記第２のハウジング部分（５）の間で前記ハウジング内部空間（６）内へ導入されて、そこで少なくとも間接的に前記回路部品（３）と接続されていることを特徴とする請求項１から４に記載の制御モジュール。
7. 前記接続部材が、少なくとも１つの他のフレキシブルな導体箔（７ｅ）の導体路によって形成されることを特徴とする、請求項６に記載の制御モジュール。
8. 前記第１のハウジング部分（４）上に、前記回路部品（３）を包囲する大面積のフレキシブルな導体箔（７ｅ）が密に取り付けられ、ボンドワイヤ（１３）を介して前記回路部品（３）と接触されており、かつ少なくとも幾つかの他のフレキシブルな導体箔（７ａ、７ｂ、７ｃ）が前記ハウジング内部空間（６）の外部で接続箇所（１２）において大面積のフレキシブルな導体箔（７ｅ）と接続されていることを特徴とする、請求項１から７に記載の制御モジュール。
9. 前記大面積のフレキシブルな導体箔（７ｅ）が、前記第１のハウジング部分（４）と前記第２のハウジング部分（５）の間においてシール（１７）を介在させて、前記ハウジング内部空間（６）からシールされて導出されていることを特徴とする、請求項８に記載の制御モジュール。
10. 少なくとも１つの電子的構成部品（１４）が、前記フレキシブルな導体箔（７ａ）の一部の上に取り付けられていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の制御モジュール。

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