DE3020902A1

DE3020902A1 - Elektronisches steuergeraet, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3020902A1
Application number: DE3020902A
Authority: DE
Inventors: Willi Ing.(grad.) 7014 Kornwestheim Gansert; Siegfried 7120 Bietigheim-Bissingen Goetzke; Gert 7000 Stuttgart Jakob; Lothar 7140 Ludwigshafen Ruttkowski
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-06-02
Filing date: 1980-06-02
Publication date: 1981-12-17
Also published as: FR2483730A1; JPS5721899A; FR2483730B1; US4409641A

Description

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12.5.1980 Wo/Me

ROBERT BOSCH GMBH₃ 7OOO Stuttgart 1

Elektronisches Steuergerät, insbesondere für Krartfahrzeuge Stand der Technik

Die Erfindung geht von einem elektronischen Steuergerät nach der Gattung des Anspruchs 1 aus, wie es in Kraftfahrzeugen bei den verschiedenen Einspritzsystemen verwendet wird. Bei dem bekannten Steuergerät besteht das Gehäuse aus Metall. Zum Befestigen der Leiterplatte sowie des für sich ausgebildeten Steckvorrichtungteils mit einer Steckanschlußöffnung im bzw. am Gehäuse werden Befestigungsmittel wie beispielsweise Schrauben oder Nieten sowie zusätzliche Isoliermittel· benötigt. Das bedingt höhere Material·- und Montagekosten. Außerdem ist dabei von Nachteil·, daß auf der Leiterpl·atte Isolationsbereiche vorgesehen werden müssen, die eine größere Leiterpl·atte und somit ein größeres Gehäuse erforderlich machen, um diese^e Anzahl· Bauel·emente auf der Leiterplatte unterbringen zu können.

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Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße elektronische Steuergerät mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß keine zusätzlichen und platzraubenden Befestigungsmittel für die Leiterplatte im Gehäuse benötigt werden, die Leiterplatte direkt als Steckvorrxchtungsteil verwendet werden kann und die Verlustwärme des Leistungsteiles großflächig über den Deckel und/oder das das Steuergerät tragende Fahrzeugteil abgeleitet werden kann. Dadurch wird der Bau eines kostensparenden Steuergeräts ermöglicht, das auch dem immer enger bemessenen Einbauraum im Kraftfahrzeug angepaßt ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Steuergeräts möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß zur besseren Ableitung der Verlustwärme das Kühlteil am großflächigen Deckel befestigt ist. Die Isolierung der Leistungsstufe kann dabei zur Erleichterung des Wärmeübergangs von der Leistungsstufe zum Kühlteil zwischen Kühlteil und Deckel oder bei einem geteilten Kühlteil zwischen dessen Teilen angeordnet werden. Auch lassen sich Deckel und/oder Kühlteil als Befestigungsteile des Steuergeräts für den Anbau im Kraftfahrzeug verwenden, wobei die Verlustwärme vom Kühlteil weiter an Kraftfahrzeugteile abgeleitet wird.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen Figur 1 ein Steuergerät in Draufsicht teilweise im Schnitt, Figur 2 das Steuergerät in Vorderansicht, teilweise im Schnitt entlang der Linie II-II in Figur 1, Figur 3 das Steuergerät im Längsschnitt entlang der Linie III-III in Figur 1, Figur 4 einen Teilschnitt durch das Gehäuse des Steuergeräts entlang der

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Linie IV-IV in Figur 1, Figur 5 einen Teilschnitt durch das Steuergerät mit einer ersten Abwandlung des Kühlteils, Figur 6 einen Teilschnitt durch das Steuergerät mit einer zweiten Abwandlung des Kühlteils und Figur 7 einen Teilschnitt durch das Steuergerät mit einer dritten Abwandlung des Kühlteils.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Ein elektronisches Steuergerät hat ein Gehäuse I₃ das als Spritzteil aus einem isolierenden Kunststoff gebildet ist. Es besteht aus einer Grundplatte, an deren Vorderseite ein Aufnahmeabschnitt 2 für eine vielpolige Steckvorrichtung angeformt ist. Im Bereich des Aufnahmeabschnitts 2 ist ein Querschlitz 3 in einer Gehäusewand 4 ausgebildet, die die Rückwand des Aufnahmeabschnitts 2 bildet. Von der Gehäusewand 4 steht ein im wesentlichen ovaler Führungsrand 5 vor zur Aufnahme eines an sich bekannten und nicht näher dargestellten Steckteils einer vielpoligen Steckvorrichtung. Der Führungsrand 5 umgibt mit Abstand den Querschlitz 3 und trägt an seiner Außenseite einer Ringnut 6 für eine ebenfalls nicht dargestellte Dichthülle des Steckers. Die Gehäusewand 4 ist im wesentlichen trapezförmig. An den schrägen Seiten und dem oberen Abschnitt der Gehäusewand 4 läuft am Umfang eine Nut 7, die in eine flachere Nut 8 übergeht. Die Nut 8 läuft auf der Grundplatte des Gehäuses 1 außerhalb dessen etwas hochgezogenen Randes 9 um. Neben der Gehäusewand 4 ist ein Vorsprung 10 auf der Grundplatte ausgebildet. Er hat einen Querschlitz 11 auf derselben Höhe wie der Querschlitz 3 der Gehäusewand 4. Auf der Rückseite der Gehäusewand 4 wie des Vorsprungs 10 sind die Querschlitze 3 und 11 mit einer nach oben auslaufenden Einführungsschräge 12 versehen.

An der Vorderseite des Gehäuses 1 ragt nahe dessen rechter Seite eine Befestigungslasche 13 hervor mit einem Befestigungsloch l4. Eine weitere Befestigungslasche 15 mit Be-

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festigungsloch 1β Ist an der Mitte der Rückseite des Gehäuses 1 angeformt.

Aus dem Rand 9 der Rückseite des Gehäuses 1 ragen an den Ecken und in der Mitte drei starre Auflagevorsprünge 17. Sie haben eine Auflagefläche 18 in Höhe des unteren Randes der Querschlitze 3 und 11. Die Auflagefläche 18 ist dem Aufnahmeabschnitt 2 zugekehrt und an der Rückseite durch einen vorstehenden Anschlag 19 begrenzt. Zwischen den Auflagevorsprüngen 17 sind zwei elastische Rastvorsprünge 20 ausgebildet. Sie haben eine Rastnase 2I₃ deren Haltefläche 22 in Höhe des oberen Randes der Querschlitze 3 und 11 verläuft .

Ein Befesgigungsauge 23 ist auf der Grundplatte des Gehäuses 1 zwischen dem linken Gehäuserand und dem Aufnahmeabschnitt 2 ausgebildet. Auf dem Befestigungsauge 23 ist eine zweiteilige Kühleinrichtung 24, 25 mit einer Schraube 26 befestigt. Die Kühleinrichtung besteht aus einer Kühlplatte 24 und einem Kühlwinkel 25, zwischen die eine Isolierplatte 27 gelegt ist.

Die Kühlplatte 24 hat einen Im wesentlichen rechteckigen mit einem rechteckigen Loch versehenen Auflageteil 28, an dem an zwei gegenüberliegenden Ecken je ein Befestigungslappen 29 bzw. 30 ausgebildet ist. Die Befestigungslappen 29j 30 sind so abgekröpft, daß die Oberfläche ihres Endabschnittes 31 in der selben Ebene über der Grundplatte wie der untere Rand der Querschlitze 3 und 11 des Gehäuses 1 liegt. Die Längsachsen der Befestigungslappen 29, 30 verlaufen im rechten Winkel zueinander. An der von den Befestigungslappen 29, 30 eingeschlossenen Ecke der Kühlplatte 24 ist ein Befestigungswinkel 32 rechtwinklig vom Auflageteil 28 abgebogen in entgegengesetzter Richtung zu den abge-

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kröpften Befestigungslappen 29, 30. Der Befestigungswinkel 32 hat an seinen seitlichen Rändern je einen Führungsvorsprung 33 und ein auf seiner Längsachse liegendes Loch 34. Desgleichen sind die beiden Sndabschnitte 31 der Befestigungslappen 29, 30 mit einem Loch 35 versehen.

Der Kühlwinkel 25 ist im wesentlichen S-förmig ausgebildet. Sein oberer Schenkel 36 ist mit einem Loch versehen, durch das die Schraube 2o ragt. Sein unterer Schenkel 37 ist als Befestigungslasche ausgebildet. Die Befestigungslasche 37 ragt aus dem Gehäuse 1 entsprechend der am Gehäuse 1 ausgebildeten Befestigungslasche 13· Sie ist ebenfalls mit einem Befestigungsloch 38 versehen. Der obere Schenkel 36 des Kühlwinkels 25 hat noch einen seitlich abgebogenen Lappen 39 mit einem Gewindeloch 40.

An einer Leiterplatte 4l sind sämtliche elektronischen und elektrischen Bauelemente 42 des Steuergeräts angeordnet und mit zugehörigen, nicht näher dargestellten Leiterbahnen der Leiterplatte 41 verbunden. Zu den Bauelementen an der Leiterplatte 41 gehört eine abzuleitende Verlustwärme abgebende Leistungsstufe 43. Die mittlere ihrer drei in einer Ebene aus der Leistungsstufe 42 ragenden Anschlußelektroden 44 ist gekröpft. Alle drei Anschlußelektroden 44 erstrecken sich durch Löcher der Leiterplatte 4l in den Bereich zugeordneter Leiterbahnen, mit welchen sie in einem maschinellen Lötgang zusammen mit den Anschlüssen der anderen Bauelemente 42 elektrisch leitend verbunden sind. Die Leistungsstufe 43 sitzt direkt an dem Befestigungswinkel 32 zwischen den Führungsvorsprüngen 33. Sie ist mit einem durch das Loch 34 ragenden Niet 45 am Befestigungswinkel und somit an der Kühlplatte 24 befestigt. Die Kühlplatte ist an die Leiterplatte 41 mit Hohlnieten 46 genietet. Die Hohlniete 46 ragen durch die Löcher 34 in den Befestigungslappen 29, 30 der Kühlplatte 24.

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Die Leiterplatte 41 hat eine Steckzunge 47, die an sich bekannte und nicht näher dargestellte Kontaktbahneη trägt. Die Steckzunge 47 mit den Kontaktbahnen bildet das vielpolige Steckergehäuse der vielpoligen Steckvorrichtung des Steuergeräts zusammen mit dem Aufnahmeabschnitt 2. lieben der Steckerzunge 47 ist an der Leiterplatte 4l eine Auflagezunge 48 ausgebildet.

Nach dem Bestücken der-Leiterplatte 4l mit den Bauelementen 42, dem Annieten der Kühlplatte 24, dem maschinellen Löten der Anschiußelektroden aller Bauelemente 42, 43 an die zugehörigen Leiterbahnen und dem Überprüfen der Schaltung wird die Leiterplatte 4l am Gehäuse 1 angeordnet. Dazu werden die Zungen 47 und 48 an den Einführungsschrägen 12 entlang in die Querschlitze 3 und 11 des Gehäuses 1 geschoben, die Leiterplatte 4l wird um die Schlitzwände geschwenkt und mit ihrem den Zungen 47, 48 gegenüberliegenden Rand auf die Auflagefläehen 18 der Auflagevorsprünge 17 gedrückt (Figur 3)· Die Rastnasen 21 der Rastvorsprünge 20 schnappen dann über den Rand der Leiterplatte 41 (Figur 4). Sie halten die Leiterplatte 41 am Gehäuse 1. Die die Auflagefläche 18 begrenzenden Anschläge 19 verhindern ein Verschieben der Leiterplatte 4l und nehmen die Steckkräfte beim Schließen der Steckvorrichtung des Steuergeräts auf. Durch die am Gehäuse 1 angeformten Auflagevorsprünge 17_s 18 mit den stabilen Anschlägen 19 und die Rastvorsprünge 20 mit den Rastnasen 21 ist die zum Direktstecken ausgebildete Leiterplatte 4l schüttelfestsicher befestigt.

Die Kühleinrichtung 24, 25 sitzt auf dem Befestigungsauge 23. Die rechteckigen Löcher der Kühlplatte 24 und der Isolierplatte^27 ermöglichen eine drehfeste Lagerung, während der Kühlwinkel 25 mit seinem Lappen 39 außen am Rand 9 des Gehäuses 1 anliegt. Mach dem Anordnen der Leiterplatte 41 am Gehäuse 1 sind die Kühlplatte 24 und die Isolierplatte 27 auf das Befestigungsauge 23 gesteckt und zusammen mit dem

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aufgesetzten Kühlwinkel 25 mit der Schraube 26 befestigt. Die Schraube 26 kann mit einer Gegenmutter gesichert sein. Durch die Schraubverbindung ist auch ein guter Wärmeübergang von der Kühlplatte 24 zum Kühlwinkel 25 ermöglicht. Eine gute Wärmeableitung vom Kühlwinkel 25 erfolgt über seinen Schenkel 37, der als Befestigungslasche des Steuergeräts dient und am Kraftfahrzeug beispielsweise angeschraubt ist. Besteht das das Steuergerät aufnehmende Kraftfahrzeugteil aus nichtwärmeableitendem Werkstoff oder ist eine noch stärkere Wärmeableitung erforderlich, dann kann dies über einen haubenförmigen Deckel 49 aus Blech des Steuergeräts erfolgen. Der Deckel 49 ragt über den Rand 9 des Gehäuses 1 in die Nuten 7 und 8, in welche eine Dichtung 50 gelegt ist und so das Steuergerät dicht abschließt. Der Deckel 49 hat drei Befestigungslaschen 51, welche auf den Befestigungslaschen 13 bzw. 15 des Gehäuses 1, bzw. auf dem Schenkel 37 der Kühleinrichtung 24, 25 liegen. Mit nicht näher dargestellten Schrauben ist der Deckel 49 am Gehäuse 1 gehalten und zugleich am Kraftfahrzeug befestigt. Die Wärmeableitung erfolgt hier vom Schenkel 37 des Kühlwinkels 25 auf den Deckel 49. Zusätzliche Wärmeableitung kann durch einen Wärmeübergang erreicht werden, der über den mit dem Deckel 49 verschraubten Lappen 39 des Kühlwinkels 25 erfolgt. Der Korrosionsschutz wie Schwärzlackierung des Deckels 49 unterstützt noch die Ableitung der Verlustwärme der Leistungsstufe 43 und der warmen Innenluft aus dem Gehäuse 1.

Der Deckel 49 hat an seinem Rand verteilt angeordnete Lappen 52. Die Lappen 52 greifen um die Grundplatte des Gehäuses und sind in Vertiefungen 53 an der Unterseite des Gehäuses 1 gedrückt. Die Lappen 52 bilden einfache Mittel für eine schnelle und ausreichende Befestigung des Deckels 49 am Gehäuse 1.

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Eine Abwandlung der Kühleinrichtung des Steuergeräts ist in Figur 5 wiedergegeben. Bei einer Leistungsstufe 54 mit nur geringer abzuleitender Verlustwärme erfolgt die Isolation der Leistungsstufe 54 in der bekannten Weise durch eine Isolierscheibe 55 zwischen der Leistungsstufe 54 und einem Kühlwinkel 56. Der Kühlwinkel 56 ist mit seinem Schenkel 57 direkt am Deckel 49 des Steuergeräts angeschraubt. Der Deckel 49 hat Lappen 58, die im Bereich der Befestigungslaschen 13 durch Schlitze 59 der Grundplatte des Gehäuses 1 ragen. Die Lappen 58 sind ebenfalls in Vertiefungen SO in der Unterseite des Gehäuses 1 umgelegt. Die Schraube 61 erleichtert noch den Wärmeübergang zwischen Kühlwinkel 56, 57 und Deckel 49.

Eine andere Abwandlung der Kühleinrichtung des Steuergeräts ist in Figur 6 dargestellt. Sie ist ebenfalls bei Leistungsstufen mit geringer Verlustwärme, die es abzuleiten gilt j geeignet. Im Gehäuse 1 ist ein Befestigungsauge 62 angeformt. Es hat einen Schlitz 63 zur Aufnahme eines Kühlwinkels 64. Auf dem Kühlwinkel 64 ist die Leistungsstufe 65 direkt befestigt, Der Deckel 49 ist mittels Hohlniete S6 an die Befestigungslaschen 13, 15 des Gehäuses 1 genietet. Mit einer Schraube 67 sind der Deckel 49, eine als Isolierplatte 68 wirkende Nutwand und das Gehäuse 1 (.Befestigungsauge 62) dicht aneinandergehalten.

Eine weitere Abwandlung der Kühleinrichtung des Steuergeräts ist in Figur 7 gezeigt. Das Gehäuse 1 hat ein Befestigungsauge 69 mit einem Schlitz 70, in welchem eine Gegenmutter 71 für eine Schraube 72 angeordnet ist. Ein Kühlwinkel 73 ist an der Leiterplatte 4l befestigt. Er trägt eine Leistungsstufe 74 ohne Zwischenlage einer Isolierscheibe. Der Kühlwinkel 73 greift mit seinem Schenkel 75 über den Gehäuserand 9. Mit der Schraube 72 ist der

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Deckel 49 unter Zwischenlage einer Isolierplatte 76 zwischen Deckelinnenseite und Schenkel 75 des Kühlwinkels 73 an das Befestigungsauge 69 geschraubt. Diese Ausführung eignet sich bei geringer abzuleitender Verlustwärme der Leistungsstufe und bei relativ gering wärmeempfindlichen Bauelementen der Steuerelektronik des Steuergeräts.

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Claims

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Ansprüche

fl.^Elektronisches Steuergerät, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Gehäuse, in dem eine elektronische Bauelemente tragende Leiterplatte und mindestens ein wenigstens eine abzuleitende Verlustwärme abgebende Leistungsstufe aufnehmendes Kühlteil untergebracht sind, mit einem am Gehäuse angeordneten Anschlußteil einer vielpoligen Steckvorrichtung und einem das Gehäuse verschließenden Deckel, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) aus isolierendem Kunststoff geformt ist mit einer Steckanschlußoffnung (2, 3)3 Rast- und Auflagevorsprüngen (17 bis 22) sowie Befestigungsaugen (23j 62; 69) und -laschen (.13, 15) versehen ist, und daß der Deckel (49) aus Blech besteht.

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2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) an der der Steckanschlußöffnung (2, 3) gegenüberliegenden Seite mit Rastnasen C21) und Auflagevorsprüngen (18 j 19) für die Leiterplatte OD versehen

3. Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (1) Anschlußaugen C23s 62 j 69) für Kühlteile (24; 25l 73, 75) angeformt sind.

4. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (4l) mit einer Kontaktbahnen tragenden Steckzunge (47) versehen ist, welche durch die Steckanschlußöffnung (3) des Gehäuses (1) ragt.

5. Steuergerät nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlteil (73* 75) mit dem Deckel (49) unter Zwischenlage einer Isolation (76) verbunden ist und die Leistungsstufe (74) direkt am Kühlteil (73, 75) befestigt ist.

6. Steuerterät nach einem der Ansprüche I₉ 3 oder 5₃ dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlteil C64) an einem Befestigungsauge C62) des Gehäuses (1) befestigt ist.

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7. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1, 3, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlteil aus zwei Teilen (24, 25) gebildet ist.

8. Steuergerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Teilen (24 und 25) eine Isolierung (27) angeordnet ist.

9. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1, 4' bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlteil (25) mit mindestens einem Anschlußlappen (37) versehen ist, der aus dem Gehäuse (1) ragt und als Anschlußlasche des Steuergeräts ausgebildet ist.

10. Steuergerät nach Anspruch 9_S dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (4-9) mit Anschlußlappen (51) versehen ist, die auf den Befestigungslaschen (13₃ 15) des Gehäuses (1) und dem Anschlußlappen des Kühlteils (25) liegen.

11. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) mit Ausnehmungen (53) versehen ist, in die Befestigungslappen (.52) des Deckels (49) ragen.

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12. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet j daß der Deckel (49) im Bereich der Steckanschlußöffnung (2, 3) des Gehäuses (1) einen Randabschnitt hat, der in einer eine Dichtung (50) aufnehmenden Vertiefung (7) des Gehäuses (1) sitzt und der übrige Rand des Deckels (49) über das Gehäuse (1) und die hier ebenfalls am Gehäuse (1) angeordnete Dichtung (50) greift.

13- Steuergerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (7) des Bereichs der Steckanschlußöffnung (2, 3) in eine Nut (8) übergeht, welche außen um einen Rand (9) des Gehäuses (1) läuft.

14. Steuergerät nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlteil (25; 56) direkt am Deckel (49) befestigt ist.

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