CN104012194A - 变速器室和马达室之间的电子模块结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于布置在变速器室（3）和马达室（5）之间的通孔敷镀元件（1）。该通孔敷镀元件（1）具有一带有凹部（11）的基板（9）和一带有电导线（19）的下级模块（13、15、17）。所述下级模块（13、15、17）布置在所述基板（9）的凹部（11）中并且在此材料锁合地且油密封地与所述基板（9）连接。所述通孔敷镀元件（1）实施用于将所述变速器室（3）与马达室（5）油密封地分开。

Description

变速器室和马达室之间的电子模块结构

背景技术

为了控制变速器，例如在车辆的马达中的变速器，需要电子控制装置。电子控制装置可以例如布置在变速器壳体内部，或者从外部安装到变速器壳体上。

布置在变速器内部的控制设备可以被称作集成控制设备并且可以直接安装在液压的控制单元上。由电子模块和液压模块组成的组合可以被称作机电一体化结构。该机电一体化结构通过开口插入到变速器壳体中。接下来将所述开口通过一盖子、也被称作油底壳进行关闭。

集成控制设备具有电子电路（TCU）、传感器、用于联接到一能量供给装置上的插接连接装置以及用于操控执行器的电接口。到所述能量供给装置上或者说到一电缆束插头上的联接必须经由一密封的插头进行，该插头必须穿过壳体或盖子引导。但所述电缆束插头通常在穿过壳体引导之前就已经刚性地与液压单元连接。因此其必须机械柔韧地实施，以便能够实现公差补偿。该公差补偿会是工作耗费的。在此，集成控制设备还例如暴露在变速器油以及直至150℃的高温下。由于高温，必须使用陶瓷基体作为电路载体。这会产生高的费用。

从外部安装到变速器壳体上的控制设备可以布置在邻接在变速器室上的马达室中并且被称作附加控制设备。该附加控制设备可以暴露在比所述集成控制设备略低的直至120°的温度下。作为电路载体这里可以使用一电路板，也称作印刷电路板（PCB）。当然一附加控制设备需要马达室中的大量的结构空间。此外，附加控制设备的安装与高的工作耗费相连，因为电导线必须从所述控制设备朝位于变速器内部的传感器和执行器引导并且密封。在此，必须在变速器壳体上密封的导线数量会高于在集成控制设备的电缆束插头的情况下的导线数量。

发明内容

因此会存在对于一种可能性的需求，其克服不仅集成控制设备而且附加控制设备的上述缺点。

该任务可以通过根据独立权利要求所述的本发明的主题来解决。本发明的有利的实施方式在从属权利要求中描述。

下面详细探讨根据本发明的实施方式的装置的特征、细节和可能的优点。

根据本发明的第一方面，介绍一种用于布置在一变速器室和一马达室之间的通孔敷镀元件。该通孔敷镀元件具有一带有至少一个凹部的基板和至少一个带有电导线的下级模块。该下级模块布置在所述基板的凹部中并且材料锁合地且油密封地与所述基板连接。所述通孔敷镀元件在此实施用于将所述变速器室与所述马达室油密封地分开。

换句话说，本发明基于如下想法，即设置一通孔敷镀元件，其将一变速器相对于马达室油密封地关闭并且同时例如包含必须从所述马达室引入到所述变速器室中的所有的电连接装置。所述通孔敷镀元件在此可以例如布置在变速器壳体上并且不仅可以代替传感器模块也可以代替变速器插头。此外，所述通孔敷镀元件可以代替油密封的变速器盖件。油密封在此表示对于油、尤其对于变速器油来说是无法穿透的。

结合根据本发明的通孔敷镀元件，电路载体可以实施成由集成控制设备和附加控制设备组成的混合体。例如电路载体可以直接在所述通孔敷镀元件上布置在马达室侧，并且由此暴露在比变速器内部更低的温度下。由此可以使用比较便宜的电路板。此外，所述电路载体直接布置在所述马达室和所述变速器室之间的过渡区上且因此不占据所述马达室中的结构空间。此外，由于根据本发明的通孔敷镀元件，取消了将所述电导线穿过所述变速器壳体引导以及密封所述导线的工作步骤，因为所述下级模块连同相应的电导线已经油密封地集成到所述基板中。

在此，所述基板可以具有塑料或由塑料制成。所述基板的凹部已经在制造时就如此地设置，使得所插入的下级模块刚好安置在关于所述变速器内部的相对应的元件的正确位置上。所述凹部可以在此略微大于相应的下级模块来进行尺寸设计，用以补偿制造公差。例如所述下级模块可以借助于所谓的量具（Lehre）安装到所述基板中。

在所述基板和所述下级模块之间的材料锁合连接是一种不可松开的连接，其中，所述基板在原子水平或分子水平上与所述下级模块连接。例如所述连接可以通过焊接或粘接来制成。优选地，所述材料锁合连接通过激光焊接或摩擦焊接制成。由此产生一种油密封的连接，从而所述电连接可以将所述下级模块油密封地从所述马达室引导到所述变速器室中。

根据本发明的一个实施例，单个的下级模块可以例如实施成传感器、插头、联接器和/或分配器。所述下级模块可以具有一塑料壳体，该塑料壳体具有位于其中的电导线以及必要时的电结构元件。例如可以将第一下级模块实施成压力传感器或者实施成温度传感器。第二下级模块可以作为一设备插头的备件起作用，所述设备插头例如用于联接到一额外的转速传感器上。第三下级模块可以例如实施成分配器。在此，在所述基板中优选集成多个下级模块。例如可以针对每个功能元件设置一单独的下级模块。以这种方式可以相互独立地制造单个的功能元件。通过单个的下级模块集成到所述基板的凹部中，还可以弃除整个基板通过一打开过程（Ofenprozess）的引导。

所述下级模块、尤其插头和分配器，可以额外地在一面向所述马达室的侧面上密封。为此，所述电连接装置可以在马达室侧通过环氧树脂浇注件或通过压入的圆形插针来油密封地封装。

根据本发明的另一个实施例，所述通孔敷镀元件还具有一盖件。当所述通孔敷镀元件安装或者说定位在所述变速器室和所述马达室之间时，所述盖件，也称作盖子，布置在所述基板的面向所述马达室的一侧。所述盖件可通过第一紧固元件紧固在所述变速器室的壳体上。所述盖件可以例如具有塑料或由塑料制成。在此，所述盖件可以提供一用于所述基板的止挡保护和一布置在所述基板上的电路载体。

在所述基板和所述盖件之间可以设置一具有电子结构元件的电路载体。其与所述通孔敷镀元件一起形成一电子控制模块。

根据本发明的另一个实施例，所述盖件通过第二紧固元件紧固在所述基板的面向所述马达室的侧面上。在此情况下，所述第二紧固元件可以从所述马达室侧穿透所述盖件，通过所述电路载体中的凹部延伸并且与所述基板中的相应的容纳元件嵌接。根据另一个实施例，所述电路载体通过第三紧固元件紧固在所述盖件上。所述第三紧固元件可以附加于或替选于所述第二紧固元件设置。

不仅所述第二紧固元件而且所述第三紧固元件都引起所述基板且必要时位于其上的电路载体与所述盖件连接。在紧固这些元件时，在所述马达室和所述变速器室之间不产生连接，从而所述第二紧固元件或者说所述第三紧固元件不必密封以防油流出。

所述第一、第二和第三紧固元件可以分别实施成例如铆钉、卡扣连接装置和/或螺钉。

根据本发明的第二方面，介绍一种电子控制模块。该电子控制模块具有一带有电子结构元件的电路载体和一在上面描述的通孔敷镀元件。所述电子结构元件，例如二极管、电容器和晶体管与所述下级模块电连接并且布置在所述电路载体的面向所述马达室的一侧。由此使所述电子结构元件远离所述变速器室定位，并且可以通过在所述马达室中存在的较低的温度必要时进行冷却。

在此，所述电路载体布置在所述基板的面向所述马达室的侧面上。也就是说，所述电子结构元件定位在所述电路载体的背离所述基板的侧面上。所述电路载体具有塑料材料或者说由塑料材料制成。这通过如下方式实现，即所述电路载体不暴露在存在于所述变速器室中的高温下，而是通过所述基板来保护。

根据本发明的第三方面，介绍一种用于制造和安装一在上面描述的电子控制模块的方法。该方法具有下列步骤：准备一具有凹部的基板；准备一具有导线的下级模块；并且准备一电路载体；穿过所述凹部引导所述下级模块；连接、尤其焊剂所述下级模块的电导线与所述电路载体；并且材料锁合地且油密封地连接、尤其焊剂所述下级模块与所述基板。在制造所述基板时就已经可以考虑所述凹部的定位和尺寸设计上的制造公差，从而计划好用于所述下级模块的足够的间隙空间。

根据本发明的另一个实施例，所述方法还具有下列步骤：准备一盖件；通过第二紧固元件将所述盖件紧固、尤其螺旋连接在所述基板上。

根据本发明的另一个实施例，所述制造方法可以可替选地具有：准备一盖件；在所述下级模块与所述基板连接之前，连接、尤其焊接所述下级模块的电导线与所述电路载体；在所述下级模块与所述基板连接之前，通过第三紧固元件将所述电路载体紧固、尤其螺旋连接在所述盖件上。以这种方式可以实现，所述第三紧固元件既不具有与所述马达室的连接也不具有与所述变速器室的连接且因此不必进行密封。

根据本发明的另一个实施例，所述方法还具有：将所述基板在一变速器室和一马达室之间布置在一变速器的壳体上；在所述基板和所述变速器壳体之间设置一密封元件、尤其一密封圈；通过第一紧固元件连接所述盖件与所述变速器的壳体。

所述通孔敷镀元件和所述电子控制模块可以例如用在车辆的变速器中，尤其用于自动变速器中。所述电子控制模块可以例如实施成液压的或实施成电子机械的控制单元。

附图说明

本发明的其它特征和优点对于本领域技术人员而言参照附图从下面的示例性的实施方式的描述中显而易见，但所述实施方式不用于限制本发明。

图1示出了根据本发明的一个实施例的通孔敷镀元件的横截面；

图2示出了根据本发明的一个实施例的电控制模块的横截面；

图3示出了根据本发明的另一个实施例的电控制模块的横截面；

图4 示出了根据本发明的一个实施例的用于安装电控制模块的方法的框图；

图5 示出了根据本发明的另一个实施例的用于安装电控制模块的方法的框图。

所有附图仅是根据本发明的实施例的根据本发明的装置或其组成部分的示意图。尤其是附图中的距离和大小关系不是按比例示出的。在不同的附图中相应的元件配有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中示出了一通孔敷镀元件（Durchkontaktierungs-Element）1，其布置在一车辆传动装置的一变速器室3和一马达式5之间。所述通孔敷镀元件1布置在所述变速器的在一变速器壳体7上的开口上并且借助于一密封元件41、例如一密封圈密封。

所述通孔敷镀元件1具有一基板9，多个下级模块13、15、17连同电导线19集成到该基板中。例如，第一下级模块13实施成传感器，第二下级模块15实施成插头，以及第三下级模块17实施成分配器。所述下级模块13、15、17通过所述基板9中的凹部11引导。所述凹部11可以例如圆形地实施并且以如下方式定位，使得当所述通孔敷镀元件1布置在所述变速器室3和所述马达室5之间所设置的部位处时，所述下级模块13、15、17刚好相对于所述变速器室3中的相对应的元件布置。

在所述下级模块13、15、17上设置定位元件12，所述定位元件在所述基板9的一个侧面上与为此设置的定位容纳部10嵌接。在图1和2中，所述定位容纳部10设置在所述基板9的面向所述变速器室3的侧面上。也就是说，所述下级模块13、15、17例如从下方穿过所述基板9引导。在图3中，所述定位容纳部10设置在所述基板9的面向所述马达室5的一侧。也就是说，所述下级模块13、15、17例如从上方穿过所述基板9引导。

所述下级模块13、15、17在所示的实施例中借助于一激光焊接方法在激光焊接部位39处材料锁合地并且油密封地与所述基板连接。该连接过程用于将所述下级模块13、15、17定位并且固定在所述基板9上。所述下级模块15、17如插头和分配器是油密封地从所述马达室5引导到所述变速器室3中。为此，在马达室侧在所述下级模块15、17上设置密封件43如环氧树脂浇注件或压入的圆形插针（Rundpins）。

所述通孔敷镀元件1包括所述变速器室3和所述马达室5之间的所有的电的入口和出口。此外，所述通孔敷镀元件1用于将所述变速器室3同所述马达室5通过一耐油材料进行密封。在此，所述通孔敷镀元件1同时用作传感器模块、变速器插头和变速器盖件。为此，所述基板9通过第一紧固元件29与所述变速器壳体7螺旋连接。

在图2和3中示出了一电控制模块27的可替换的实施方式。不仅在图2中而且在图3中，所述电控制模块27都具有一通孔敷镀元件1，在其上在马达室侧布置一具有电子结构元件25的电路载体23。所述电路载体23实施成电路板（PCB）并且所述电子结构元件25在马达室侧布置在所述电路载体23上。以这种方式可以利用所述马达室5的相比于所述变速器室3更低的周围环境温度来用于冷却所述电子结构元件25。由此可以在某些情况下使用更便宜的电子结构元件25。

所述电路载体23从所述马达室5一侧通过一例如金属的盖件21来保护。所述盖件21通过第一紧固元件29与所述变速器壳体7螺旋连接并且由此将所述电控制模块27关于所述变速器室3并且关于所述马达室5固定住。

在图2中，所述盖件21还通过第二紧固元件31与所述电路载体23且尤其与所述基板9紧固。在此，所述第二紧固元件31安装在马达室侧。所述第二紧固元件31在此通过所述电路载体23中的凹部35引导并且与所述基板9中的容纳元件37嵌接。以这种方式，在所述马达室5和所述变速器室3之间不存在打开的（offene）连接。因此，所述第二紧固元件31不必密封以防油从所述变速器中流出。

图4示出了用于在图2中所示的电控制模块27的一种可能的制造方法或者说安装方法。首先准备S1一具有多个凹部11的基板9。还准备S3a、S3b、S3c具有电导线19的多个下级模块13、15、17。此外准备S5一电路载体23。还准备一盖件21。所述步骤S1、S3a、S3b、S3c、S5、S7可以同时地或顺序地实施。

接下来可以将所述下级模块13、15、17穿过所述凹部11引导S9并且与所述基板9材料锁合地且油密封地连接S13。之后将所述电路载体23布置在所述基板9上并且将所述下级模块13、15、17的电导线19与所述电路载体23焊接S11。还将所述盖件21通过所述第二紧固元件31紧固S15在所述基板9上。之后，将所述基板9在所述变速器室3和所述马达室5之间布置S21在所述变速器壳体7上并且将一密封元件41设置S23在所述基板9和所述变速器壳体7之间。随后将所述盖件21通过第一紧固元件29紧固S25在所述变速器壳体7上。

与图2不同，所述下级模块13、15、17在图3中所示的实施例中从上方插入到所述基板9中。此外，在图3中代替所述第二紧固元件31设置第三紧固元件33，其将所述电路载体23与所述盖件21连接起来。所述第三紧固元件33以这种方式既不具有与所述变速器室3的连接，也不具有与所述马达室5的连接，并且不必进行密封。在图3中所示的电控制模块27还在制造方法或者说安装方法上与图2中所示的实施例不同。

图5示出了用于在图3中所示的电的控制模块27的一种可能的制造方法或者说安装方法。在准备S1、S3a、S3b、S3c、S5、S7所需的部件之后，首先将所述下级模块13、15、17的电导线19与所述电路载体23连接起来S11。接下来将由所述下级模块13、15、17和所述电路载体23所组成的组件集成S19到所述盖件21中，其方式为，将第三紧固元件33通过所述电路载体23中的相应的凹部引导并且与所述盖件21的容纳元件嵌接。之后，将所述下级模块13、15、17通过所述基板9的凹部11引导S9并且材料锁合地且油密封地与所述基板9焊接S13。其余的方法类似于图4中的方法进行。

在附图中未示出的实施例中，所述电路载体23可以布置在所述变速器室3和所述马达室5之间的间隙以外。也就是说，所述电路载体23可以定位在所述马达室5中并且借助于一电缆束与所述基板9中的下级模块13、15、17连接。

接下来要注意，如“具有”或类似的表达不应该排除能够设置其它元件或步骤。此外要注意的是，“一（eine）”或“一（ein）”不排除多个。此外，结合不同的实施方式所描述的特征可以任意地相互组合。还要注意的是，权利要求中的附图标记不应被解释为限制权利要求的范围。

Claims (11)

1. 用于布置在变速器室（3）和马达室（5）之间的通孔敷镀元件（1），所述通孔敷镀元件（1）具有

一基板（9），在所述基板中设置一凹部（11）；

一具有电导线（19）的下级模块（13、15、17）；

其中，所述下级模块（13、15、17）布置在所述基板（9）的凹部（11）中；

其特征在于，

所述下级模块（13、15、17）材料锁合地并且油密封地与所述基板（9）连接；并且

所述通孔敷镀元件（1）实施用于将所述变速器室（3）与所述马达室（5）油密封地分开。

2. 按照权利要求1所述的通孔敷镀元件（1），

其中，所述下级模块（13、15、17）实施成传感器、插头、联接器和/或分配器。

3. 按照权利要求1和2之一所述的通孔敷镀元件（1），还具有

一盖件（21）；

其中，所述盖件（21）布置在所述基板（9）的面向所述马达室（5）的一侧；

其中，所述盖件（21）能够借助于第一紧固元件（29）紧固在所述变速器室（3）的壳体（7）上。

4. 按照权利要求3所述的通孔敷镀元件（1），

其中，所述盖件（21）通过第二紧固元件（31）紧固在所述基板（9）的面向所述马达室（5）的侧面上。

5. 电子的控制模块（27），所述控制模块（27）具有

一电路载体（23），所述电路载体具有电子的结构元件（25）；

一根据权利要求1至4之一所述的通孔敷镀元件（1）；

其中，所述电子的结构元件（25）与所述下级模块（13、15、17）电连接；

其中，所述电路载体（23）布置在所述基板（9）的面向所述马达室（5）的侧面上；

其中，所述电路载体（23）具有塑料材料。

6. 按照权利要求5所述的电子的控制模块（27），

其中，所述电子的结构元件（25）布置在所述电路载体（23）的面向所述马达室（5）的侧面上。

7. 按照权利要求5和6之一所述的电子的控制模块（27），其中，所述电路载体（23）通过第三紧固元件（33）紧固在所述盖件（21）上。

8. 用于安装一按照权利要求5至7中任一项所述的电子的控制模块（27）的方法，所述方法具有下列步骤：

准备（S1）一具有凹部（11）的基板（9）；

准备（S3a、S3b、S3c）一具有导线（19）的下级模块（13、15、17），

准备（S5）一电路载体（23）；

将所述下级模块（13、15、17）引导穿过（S9）所述凹部（11）；

连接（S11）所述下级模块（13、15、17）的电导线（19）与所述电路载体（23）；

其特征在于，所述方法还具有

材料锁合地并且油密封地连接（S13）所述下级模块（13、15、17）与所述基板（9）。

9. 按照权利要求8所述的方法，还具有

准备（S7）一盖件（21）；

通过第二紧固元件（31）将所述盖件（21）紧固（S15）在所述基板（9）上。

10. 按照权利要求8所述的方法，还具有

准备（S7）一盖件（21）；

在所述下级模块（13、15、17）与所述基板（9）连接之前，连接（S11）所述下级模块（13、15、17）的电导线（19）与所述电路载体（23）；

在所述下级模块（13、15、33）与所述基板（9）连接之前，通过第三紧固元件（33）将所述电路载体（23）紧固（S19）在所述盖件（21）上。

11. 按照权利要求9和10之一所述的方法，还具有

将所述基板（9）在发动机室（3）和马达室（5）之间布置（S21）在一发动机室（3）的壳体（7）上；

在所述基板（9）和所述变速器室（3）的壳体（7）之间设置（S23）一密封元件（41）；

通过第一紧固元件（29）连接（S25）所述盖件（21）与所述变速器室（3）的壳体（7）。