CN107432093B - 电子控制单元 - Google Patents

Abstract

公开了电子控制单元（1）。其包含被密封的壳体（10），该被密封的壳体包括被固定到彼此的主体（11）和盖（12）以及与主体（11）和盖（12）中的一个和/或另一个接触的密封元件（40）。其还包含在壳体（10）中的电路板布置结构，该电路板布置结构包含电路板（20）。此外，其包含与电路板布置结构以及主体（11）和盖(12)中的一个或另一个接触的至少一个壳体稳定元件（50）。

Description

电子控制单元

技术领域

本发明涉及用于例如汽车应用的电子控制单元的壳体，以及涉及电子控制单元。

背景技术

通常需要保护电子控制单元的电子部件，例如印刷电路板，与周围环境隔开，周围环境例如由于比如灰尘、水或油的污染物的存在而对于电子部件的正常运转会带来危害。出于这个原因，可将电子部件容纳在壳体的内部体积中，所述内部体积被密封以防止与外部环境的接触。

用于电子控制单元的常规壳体包含沿着边界被结合在一起的主体和盖。壳体沿着主体与盖之间接触的边界区域包含例如由垫圈、O形环或粘性配制材料构成的密封元件。该密封元件防止比如灰尘、水或油的污染物通过边界区域进入壳体。

由于电子控制单元的自身发热和外部环境的气候条件变化两者，壳体通常经受温度变化。电子控制单元经受的加速测试产生甚至更加严峻的温度条件。壳体的被密封的内部体积与外部环境之间的温度差可转而引起壳体内的气体与包围壳体的环境大气之间的压力差。

由于主体的热膨胀系数与盖的热膨胀系数的差以及内部压力与外部压力之间的正差或负差（相应地，过压或负压），壳体经受机械应力。这样的应力可导致与其它部件，尤其是主体相比的较薄的部件的变形，尤其是盖的变形。因此，这可在主体与盖之间的密封元件上引起应力，其可导致粘合或粘连密封剂失效。

发明内容

本发明的目标是提供具有壳体的控制单元，其具有特别小的关于壳体的盖与主体之间的密封元件因机械应力而损坏的风险。

该目标通过根据本发明的电子控制单元被实现。优选实施方案描述了所述控制单元的有利的改进方案和改型。

根据本发明的第一方面，公开了电子控制单元。电子控制单元包含密封的壳体，该密封的壳体包括被固定到彼此的主体和盖以及与主体和盖中的一个和/或另一个接触的密封元件。尤其，密封元件与主体和盖两者接触。密封元件优选定位在主体与盖的交界面处，用于密封交界面。主体和/或盖可具有槽，所述槽用于至少部分地容纳密封元件。

另外，电子控制单元在壳体中包含电路板布置结构。电路板布置结构包含电路板。所述电路板是例如印刷电路板。

密封的壳体还包含与电路板布置结构以及主体和盖中的一个或另一个接触的至少一个壳体稳定元件。

根据第二方面，公开了用于电子控制单元的壳体，所述电子控制单元包含电路板布置结构。壳体包含主体、被固定到主体的盖、与主体和盖中的一个和/或另一个接触的密封元件和用于接触电路板布置结构以及主体和盖中的一个或另一个的至少一个壳体稳定元件。

壳体稳定元件在壳体内的电路板布置结构与壳体本身之间给壳体组件提供额外的固定，从而限制变形，并因此防止设置在主体与盖之间的密封元件的粘合或粘连密封剂失效。作为另外的优点，上述壳体特征在于高度的刚硬，显示出改进的振动性能。

因此，可有利地省却被设置在壳体的盖与主体之间用以避免永久变形并将位移限于弹性域的额外的固定部。例如，可省去在壳体的内部体积内从主体隆起并且支撑盖的壳体的额外的内壁或柱。额外的内壁或柱的存在会减少内部体积内可用于电子电路的空间。此外，额外的内壁的存在使壳体的主体更加复杂并因此更加昂贵。

还可省去盖与主体之间额外的固定装置，比如螺钉、铆钉等。在壳体的金属片盖与主体之间的额外的固定件的存在使盖到主体的联接部更长。例如由于在它们例如从外侧穿过盖进入主体的穿透区域中需要额外的密封区域，这样的额外的固定装置还可增加关于可靠性问题的风险。

在一个实施例中，从顶部看向电路板的主表面，壳体稳定元件与电路板重叠。采用这种方式，壳体稳定元件尤其节省空间。

根据一个实施例，电路板布置结构包含用于将电路板固定到主体或盖中的一个的一个或多个固定元件。在一个改进方案中，固定元件是螺钉。壳体稳定元件或壳体稳定元件中的至少一个优选介于固定元件中的一个与主体和盖中的另一个之间，并且与所述固定元件中的一个以及主体和盖中的另一个机械接触。尤其，固定元件是螺钉，并且壳体稳定元件介于主体和盖中的所述另一个与螺钉中的一个的头部之间。

固定元件可从电路板伸出，例如，用于固定电路板的螺钉的头部从电路板伸出，从而减小壳体稳定元件为了接触远离电路板布置结构一侧处的壳体而不得不桥接的间隙。因此，壳体稳定元件的厚度可特别小。

根据一个实施例，电路板被固定到主体，并且壳体稳定元件介于电路板与被密封的壳体的盖之间。有利地，这有助于电子控制单元的组装容易。在用于制造电子控制单元的方法中，首先可将电路板固定在主体上，可在电路板布置结构上设置一个或多个壳体稳定元件，并且最后可将盖固定到主体。

在一个实施例中，固定元件将电路板固定到主体，并且壳体稳定元件或壳体稳定元件中的至少一个介于盖与固定元件中的一个之间。尤其，固定元件可以是螺钉，并且壳体稳定元件介于盖与所述螺钉的至少一个头部之间。有利地，这允许将壳体稳定元件设置在加强元件上方，即在为了确保将电路板固定到壳体的主体而不得不存在的固定元件上方。

根据另外的实施例，盖包含至少一个凹进部。壳体稳定元件或壳体稳定元件中的至少一个介于凹进部与电路板之间。换言之，壳体稳定元件被夹在电路板布置结构与凹进部之间。尤其，壳体稳定元件中的至少一个介于凹进部与将电路板固定到壳体的主体的相应的螺钉的相应的头部之间。有利地，凹进部另外有助于实现电路板与壳体的盖之间特别小的间隙，从而可实现壳体稳定元件的特别小的厚度。

根据另外的实施例，与相应的壳体稳定元件接触的固定元件或至少一个固定元件对应于被密封的壳体的具有最高可变形性的部分被定位。例如，固定元件可对应于缺乏机械固定件的区域——例如从顶部看向电路板的主表面，盖的中心区域——被定位，从而改进刚度和振动性能。

根据另外的实施例，与相应的壳体稳定元件接触的固定元件或至少一个固定元件靠近密封的壳体的边界部分被定位。例如，其邻近电路板的边缘区域被定位。有利地，这改进了组件在掉落情况下的抗力。

附图说明

本发明的以上限定的方面和另外的方面从待在下文中描述的实施例的示例中显见并且参考示例性实施例来说明。将参考示例性实施例在下文中更加详细地描述本发明，本发明不被限制于所述示例性实施例。相反，它包含不同实施例的元件的任何组合。此外，本发明包含权利要求的任何组合以及由权利要求公开的特征的任何组合。

图1是根据本发明的第一示例性实施例的电子控制单元的截面图，

图2是根据本发明的第二示例性实施例的电子控制单元的截面图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的第一示例性实施例的电子控制单元1。电子控制单元1包含壳体10和壳体10内的电路板布置结构。

图2示出了根据本发明的第二示例性实施例的电子控制单元1。根据第二实施例的电子控制单元1大体类似于根据第一实施例的电子控制单元1。以下描述两个实施例之间的差别。

电路板布置结构包含印刷电路板20和将电路板20固定到壳体10的多个固定元件23。

壳体10包含被结合在一起的主体11和盖12。主体11由塑料或金属材料制成。它可以是模塑部件。盖12通常由金属片制成，相对于主体11具有相同或不同的材料。壳体10包含连接器（未示出），该连接器用于将壳体10内的印刷电路板20连接到用于提供功率和/或数据交换的外部连接源，比如线束。

主体11具有基部15和从基部15隆起的周缘壁18。从与图1和图2的截面图正交的顶视图或底视图（未示出）看，基部15可具有矩形形状、圆形形状或其它形状。周缘壁18与基部15正交。根据本发明的不同实施例（未示出），周缘壁18可相对于基部15以另外的方式倾斜和/或弯曲。

盖12具有顶部表面16和从顶部表面16伸出的周缘壁17。周缘壁17与顶部表面16正交。根据本发明的不同实施例（未示出），盖12的周缘壁17可相对于顶部表面16以另外的方式倾斜和/或弯曲。根据本发明的不同实施例（未示出），盖12的周缘壁17可不存在。

盖12被支撑并固定在周缘壁18的顶部上以产生具有内部体积30的中空结构，该内部体积30在基部15、周缘壁18与盖12之间延伸。内部体积30经受容纳印刷电路板20。内部体积30可容纳多个另外的电子部件（未示出）。

平面边界部分21a被限定在周缘壁18的顶部上，用于与盖12的周缘壁17的端部处的对应的平面边界部分21b联接。在盖12的周缘壁17不存在的实施例中，平面边界部分21b直接被设置成沿着盖12的顶部表面16的边界。

也可构想非平面的边界部分21a、21b。然而，非平面的边界部分21a、21b也可方便地被构造成建立主体11与盖12之间的形状配合连接。

主体11的周缘壁18在边界部分21a上包括用于由密封材料制成的周缘密封元件40的座19。例如，密封元件40可由O形环或由流体密封化合物制成的就地成形垫圈构成。座19和密封元件40的截面形状是梯形，但其它形状一般也是可能的，例如诸如扇形或矩形的形状。

当主体11和盖12被结合在一起时，密封元件40介于周缘壁18的顶部与盖12之间，防止外部环境对内部体积30的例如灰尘或其它污染物的污染。

主体11具有从基部15隆起的用于支撑印刷电路板20的多个支撑部13。在支撑部13的每个中，设置了用于固定元件23中的一个的联接元件14。当印刷电路板20被支撑在支撑部13上时，固定元件23到相应的联接元件14的联接确保了印刷电路板20被固定到壳体10的主体11。

在图1和2的实施例中，固定元件23是螺钉，并且联接元件14是螺纹孔。每个螺钉23包含头部24，当印刷电路板20被固定到壳体10的主体11时，该头部24从印刷电路板20沿着远离支撑部13的方向伸出。换言之，在与电路板20的主表面垂直的、朝着盖12的方向上，支撑部13、电路板20和头部24以这个顺序一个跟着一个。

在图1中，示出了与边界部分21a、21b侧向相邻的两个支撑部13。在图2的加强更多的实施例中，示出了三个支撑部13。额外的支撑部13——相对于图1中示出的支撑部13——被安置在盖12的顶部表面16的中心区域16a中，此处没有其它的机械固定部存在，即顶部表面16具有最高可变形性的部分。额外的支撑部13给可能期望此的应用提供改进的刚度和振动响应。总的来说，根据本发明的其它实施例，可预见用于达到期望的刚度水平的任何数目的支撑部。

印刷电路板20包含与经受接触支撑部13的底部主表面20b相对的顶部主表面20a。在顶部主表面20a与盖12之间，一个或多个壳体稳定元件50介于印刷电路板20与被密封的壳体10的盖12之间。

如在图1和图2的实施例中示出的，每个壳体稳定元件50介于盖12与固定元件23中的一个之间，尤其介于盖12与相应的螺钉23的相应的头部24之间。具体地说，壳体稳定元件50的相对两侧分别与盖12和对应的头部24直接机械接触。壳体稳定元件50由粘合胶制成，或由流体密封化合物制成的密封材料就地成形垫圈制成。从顶部主表面20a的顶部看，壳体稳定元件50——以及头部24——与电路板20以及支撑部13侧向重叠。

盖12包含一个或多个凹进部22，当组装电子控制单元1时，该凹进部22朝着印刷电路板20突出。根据本发明的可能的实施例，壳体稳定元件50中的每个介于相应的凹进部22与电路板20之间。尤其，在图1和图2的实施例中，壳体稳定元件50中的每个介于相应的凹进部22与相应的螺钉23的相应的头部24之间，并且与相应的凹进部22和相应的螺钉23的相应的头部24机械接触。从顶部看向顶部主表面20a，每个凹进部22与对应的壳体稳定元件50、对应的螺钉头部24、电路板20和对应的支撑部13侧向重叠。

凹进部22具有梯形形状的截面，包含三个连续的直线部段25和四个角部26，该四个角部26使部段25彼此连接并且与盖12的其它部分连接，例如在图1的实施例中与顶部表面16的中心区域16a连接。每个凹进部22的梯形形状的截面包含：

- 相对于顶部表面l6朝着内部体积30倾斜并且借助于第一角部26连接到顶部表面16的第一部段25（即侧壁），

- 平行于顶部表面16并且借助于第二角部26连接到第一部段25的第二部段25（即底壁），

- 借助于第三角部26连接到第二部段25并且借助于第四角部26连接到顶部表面16的第三部段25（即另外的侧壁）。

每个凹进部22的底壁25与相应的壳体稳定元件50直接接触。

一般来说，在盖12的凹进部22中可使用任何其它的形状，例如弯曲的形状用于在电子控制单元1的组件中获得更加靠近印刷电路板20的区域，从而允许控制盖12与印刷电路板20之间的间隙并因此控制壳体稳定元件50的厚度。

Claims (6)

1.一种电子控制单元（1），其包含：

- 被密封的壳体（10），所述被密封的壳体（10）包括被固定到彼此的主体（11）和盖（12）以及与所述主体（11）和所述盖（12）中的一个和/或另一个接触的密封元件（40），

- 在所述壳体（10）中的电路板布置结构，所述电路板布置结构包含被固定到所述主体（11）的电路板（20），

其中

所述被密封的壳体（10）还包含与所述电路板布置结构和所述盖（12）接触的至少一个壳体稳定元件（50），所述壳体稳定元件（50）介于所述电路板（20）与所述被密封的壳体（10）的所述盖（12）之间，以限制由于所述被密封的壳体（10）的内部体积与外部环境之间的温度差或压力差而引起的所述盖（12）相对于所述主体（11）的变形，

所述电路板布置结构包含用于将所述电路板（20）固定到所述主体（11）的一个或多个固定元件（23），

所述壳体稳定元件（50）介于所述固定元件（23）中的一个与所述盖（12）之间，并且与所述固定元件（23）中的一个以及所述盖（12）机械接触，

所述固定元件（23）将所述电路板（20）固定到所述主体（11），并且所述壳体稳定元件（50）介于所述盖（12）与所述固定元件（23）中的一个之间，

所述固定元件（23）是螺钉，所述盖（12）包含至少一个凹进部（22），并且所述壳体稳定元件（50）中的至少一个介于所述凹进部（22）与所述螺钉（23）的头部（24）之间，以及

所述凹进部（22）具有梯形形状的截面并且具有平坦底壁，所述平坦底壁对应于所述梯形形状的截面的底边，并且与所述壳体稳定元件（50）直接接触。

2.根据权利要求1所述的电子控制单元（1），其中，所述壳体稳定元件（50）介于所述螺钉（23）中的至少一个的所述头部（24）与所述盖（12）之间。

3.根据权利要求1或2所述的电子控制单元（1），其中，所述壳体稳定元件（50）中的至少一个介于所述凹进部（22）与所述电路板（20）之间。

4.根据权利要求1或2所述的电子控制单元（1），其中，与所述壳体稳定元件（50）接触的所述固定元件（23）对应于所述被密封的壳体（10）的具有最高可变形性的部分被定位。

5.根据权利要求1或2所述的电子控制单元（1），其中，与所述壳体稳定元件（50）接触的所述固定元件（23）靠近所述密封的壳体（10）的边界部分定位。

6.根据权利要求1或2所述的电子控制单元（1），其中，所述壳体稳定元件（50）由粘合胶或密封材料制成。

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