CN108141971B - 用于机动车的变速器控制模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机动车的变速器控制模块（1），所述变速器控制模块具有：拥有电路（3）的电子模块（2）、引线框架（7）和至少一个用于支承在变速器的内部空间中的传感器（4）、至少一个用于连接变速器的内部空间与外部之间的电接头的插入式连接器（5），其中所述引线框架（7）导电地与所述电子模块（2）、所述至少一个传感器（4）和所述至少一个插入式连接器（5）相连接。所述按本发明的变速器控制模块（1）的特征在于，所述变速器控制模块（1）能够支承在变速器的内部空间中并且所述引线框架（7）由铝合金制成。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的变速器控制模块。
背景技术
为了控制自动变速器而使用电子控制机构，所述电子控制机构布置在变速器壳体的内部。为了进行电导线铺设，而比如使用柔性的电路板或者被注塑包封的引线框架。所述电子控制机构是集成的变速器控制模块并且通常具有拥有电子线路的电子模块（“transmission control unit：变速器控制单元”，TCU）、至少一个传感器、至少一个用于连接到车辆电缆束上的插入式连接器以及用于对致动器进行操控的电接口。引线框架被用作导体电路引线框架，用于电接触控制器。知道为电导线铺设而使用在此被注塑包封的引线框架。所述导体电路引线框架或者导线引线框架为了获得低的电阻而由铜合金制成。但是，在铜与不导电的腐蚀性的变速器油接触时，产生反应产物，所述反应产物导致电功能损害。因此要通过表面涂层和其它的设计上耗费的措施来保护铜导体电路。比如在多个制造步骤中注塑包封所述导线引线框架并且必要时会将若干塑料层彼此焊接在一起，用于避免流体浸入被注塑包封的包层进而浸入到所述导线引线框架中。
DE 10 2011 088 031 A1说明了一种变速器控制模块。
发明内容
发明优点
本发明的实施方式能够以有利的方式舍弃在多个制造步骤中对所述导线引线框架进行的耗费的防腐措施并且提供可靠而坚实的变速器控制模块。
按照本发明的第一方面，提供一种机动车的变速器控制模块，所述变速器控制模块具有拥有电路的电子模块、引线框架、至少一个用于支承在变速器的内部空间中的传感器、至少一个用于连接变速器的内部空间与外部之间的电接头的插入式连接器，其中所述引线框架导电地与所述电子模块、所述至少一个传感器和所述至少一个插入式连接器相连接。所述按本发明的变速器控制模块的特征尤其在于，所述变速器控制模块能够支承在变速器的内部并且所述引线框架由铝合金制成。
关于本发明的构想能够被视为建立在以下构思和认识的基础上。因为所述由铜合金制成的引线框架支承在腐蚀性的变速器油中并且完全的密封不可能足够令人满意地得到实现，所以由铝合金来制造所述引线框架。在此，能够使用下述引线框架，所述引线框架由具有很高的纯度的高纯铝制成或者为了对机械的强度进行优化或者用作防腐措施也具有镁（Mg）和/或锰（Mn）的添加物。由铝合金制成的引线框架的优点是，这种引线框架在变速器油中极其耐腐蚀并且不需要基本的外罩和额外的涂层。
为了如在铜合金中那样达到同样低的电阻，所述按本发明的引线框架具有扩大的材料截面。所述材料截面与由铜合金构成的导线引线框架相比而扩大。
尽管如此，另一个设计上的优点通过以下方式产生：由铝合金构成的引线框架相对于铜合金随之在所述变速器中产生更轻的重量。
按照对本发明进行改进的构思，所述变速器控制模块包括中间导体板，所述中间导体板布置在从所述引线框架到所述电子模块、所述至少一个传感器和所述至少一个插入式连接器的导线上的每个导线端部上。中间导体板的使用通过以下方式简化所述变速器控制模块的制造步骤，方法是：能够保持主要的传统的方法步骤。
进一步优选地，所述中间导体板包括拥有铝合金的区段端部和拥有铜合金的对置的区段端部。这样的中间导体板的优点是，这些中间导体板能够成本低廉地获得并且能够作为导电结构元件实现从一种合金到另一种合金、这里是从铝合金到铜合金的成本低廉的过渡。尽管如此，这样的合金板比纯铝合金板或者纯铜合金板明显成本更高。因此，这些专门的板被简化到中间导体板。
按照一个对本发明进行改进的方面，所述铝合金引线框架利用铝-铝-接触焊接在其导线的端部上与所述中间导体板的具有铝合金的区段焊接在一起，并且所述电子模块、传感器及插入式连接器的导线端部与相应的中间导体板的铜合金-区段端部焊接在一起。由此，此外能够考虑以前的用于插头或者插入式连接器、所述至少一个传感器和所述电子模块的连接技术。熔焊、插接、钎焊、键合等等由此不要求制造方法中的改变。比如完全或者仅仅部分地为了机械的固定而被注塑包封的引线框架的过渡区能够通过铝-铝-接触焊接成本低廉地容易地与所述中间导体板的相应的区段端部焊接在一起。
按照一种优选的实施方式，至少端部区段的表面层包括铝合金或者尤其是铜合金，其中所述中间导体板相应地由实心的互补材料制成，所述实心的互补材料包括铜合金或者尤其是包括铝合金。这具有以下优点：必要时仅仅所述区段端部的一个小的区域必须具有互补的接触材料，而所述中间导体板则由实心的材料制成。不言而喻，所述中间导体板的能够与变速器的油相接触的区域至少具有铝表面。
按照一种作为替代方案的优选的实施方式，所述中间导体板由轧制包覆的组合板制成。所述组合板如上面所描述的那样在一个区段上包括铝合金并且在另一个区段端部上包括铜合金。
按照一种对本发明进行改进的实施方式，所述中间导体板的、至少包括铜合金表面或者实心的铜合金的区段在至少一个传感器、在至少一个插入式连接器中并且/或者在电子模块中布置在相对于变速器油得到密封的区域中。由此防止露出的铜合金表面与变速器油接触。由此避免接触腐蚀或者传导的沉积物。
按照一种对本发明进行改进的实施方式，所述中间导体板的、布置在相对于变速器油得到密封的区域中的区段被埋入在浇注料中。浇注料、比如热固性塑料或者类似的从现有技术中知道的浇注料相对于腐蚀性的变速器油的浸入或者环绕提供有效的保护。由此，受到接触腐蚀危害的表面相对于变速器油得到了密封。优选比如对于传感器或者插入式连接器来说，这种浇注料与传感器元件或者相应的插入式元件一起被浇注在壳体中。
按照一种作为替代方案的实施方式，所述中间导体板的、在密封材料区域之外的铜/铝-过渡区域布置在所述插入式连接器的壳体内部空间中，以防止外部的流体。在相应的应用情况中，能够将所述壳体内部空间布置在密封材料区域之外。
要指出，在这方面参照不同的实施方式对本发明的可能的特征和优点中的一些特征和优点进行了描述。本领域的技术人员可以发现，所述特征能够以合适的方式来组合、调整或者替换，用于获得本发明的另外的实施方式。
附图说明
下面参照附图对本发明的实施方式进行描述，其中不仅附图而且说明书都不应该以限制本发明的方式来解读。其中：
图1示出了按本发明的变速器控制模块的截面视图；
图2示出了按照第一种实施方式的按本发明的传感器的截面视图；
图3示出了变速器控制模块的按照第二种实施方式的按本发明的传感器的截面视图；
图4示出了变速器控制模块的按本发明的电子模块的透视图；并且
图5示出了按照一种作为替代方案的实施方式的传感器的截面视图。
附图仅仅示意性并且没有按比例示出。相同的附图标记在附图中表示相同的或者起相同作用的特征。
具体实施方式
图1在截面中看示出了机动车的、如安装在比如自动变速器的变速器内部空间中的那样的变速器控制模块1。所述变速器内部空间用腐蚀性的变速器油来装填。所述变速器控制模块1包括具有电路3的电子模块2和至少一个传感器4以及至少一个插入式连接器5。所述插入式连接器5用于将控制信号传输给所述电子模块2或者从所述电子模块向外传输到具有变速器壁6的变速器的外部。此外，所述变速器控制模块1包括引线框架7，该引线框架用于在所述电子模块2、所述至少一个传感器4和所述至少一个插入式连接器5之间进行电导线连接。所述引线框架7是相应地基于专门的变速器内部空间类型来设计和裁剪的引线框架7。所述引线框架7借助于机械的固定件8、9、10在所述壳体壁6上被安装在所述变速器内部空间中。所述机械的固定件8、9、10部分地或者完全围绕着所述引线框架7来压铸。所述机械的固定件10比如包括所述引线框架的完全的注塑包封，而所述固定件8和9仅仅包括部分的注塑包封。
按照本发明，所述引线框架7由铝合金制成。所述铝合金能够是很纯的铝或者为了产生特定的机械的和化学的特性而包括另外的其它的金属材料份额、比如锰和镁。所述用于引导电导线的引线框架7具有以下优点：它相对于由铜合金构成的引线框架7不需要额外的表面涂层或者其它在设计上耗费的措施，用于相对于变速器油进行密封。能够直接与所述变速器油相接触，不存在腐蚀危险。此外，由铝构成的引线框架7关于比如用于自动变速器的重量相对于由铜合金构成的引线框架轻了大约50到100g。所述引线框架7在导线截面中相对于由铜合金构成的导线引线框架得到了扩大，用于如在使用铜合金时那样产生等效的或者差不多等效的电阻。
所述引线框架7为了与传感器4相连接而被焊接到专门的中间导体板11上。同样，所述插入式连接器5利用中间导体板12被焊接到引线框架7上。所述电子模块2通过中间导体板13被焊接到所述引线框架7的端部73上。所述中间导体板11、12、13的特征特别在于，区段端部112、122、132包括铝合金并且对置的区段端部111、121、131包括铜合金。这样的中间导体板11、12、13比如能够通过轧制包覆根据较新的开发方案来得到。这样的由两种金属合金构成的组合的板相对于由统一的合金构成的引线框架成本很高。
由铝构成的引线框架7明显地比在使用具有铝和铜-合金份额的专门的组合板时更有成本效率。引线框架7拥有高的、大约75到80%的混合份额。此外，由铝合金构成的引线框架7明显比由铜合金构成的引线框架低廉。
因此，这些特殊的组合的板被简化到小的中间导体板11、12、13。中间导体板11、12、13拥有以下优点：在所述引线框架7的导线的端部上的、与所述中间导体板11、12、13的铝合金-区段112、122、132的铝-铝-接触焊接能够用传统的连接技术来更加容易地实施。同样，所述中间导体板11、12的对置的区段端部111、121能够与相应的传感器4、插入式连接器5和电子模块2的导线端部41、33用相应的铜合金焊接来制成。以前的所知道的、在由铜合金构成的电路板中所使用的连接技术、比如熔焊、插接、钎焊、键合等等由于具有其铜合金区段端部111、121、131的特别的中间导体板11、12、13而也能够用在所述按本发明的变速器控制模块中。
所述传感器4由此一次性包括传感器元件42并且在与所述传感器元件毗邻的情况下包括电导线，所述电导线与所述中间导体板11的铜合金区段端部111导电地连接。所述传感器4被浇注在浇注料43中、比如被浇注在相对于所述变速器油有抵抗力的塑料中，在所述塑料中布置了所述传感器元件42连同所述连接触头41和所述中间导体板11，其中仅仅所述具有铝合金的区段端部112从所述传感器4中伸出。所述插入式连接器5具有铜/铝-过渡区域123。所述中间导体板12的这个铜/铝-过渡区域123处于浇注料53中，该浇注料不透油并且同样不透油地布置在所述插入式连接器5的壳体中。所述插入式连接器5同样能够不透油地安装在所述变速器壁6中。
所述插入式连接器5的中间导体板12在两侧上是敞开的。在所述铜合金区段121上布置了相应的插头或者插孔，用于接纳相应互补的插入式连接器。所述中间导体板12的对置的端部122与所述引线框架7的导线端部72焊接在一起。所述中间导体板12的、处于插入式连接器5中的铜/铝-过渡区域123也能够如此远地布置在图1中的左侧，使得其处于具有浇注料53的密封材料区域之外。所述铜合金区段121由此处于所述插入式连接器5的壳体内部空间52中，以防止变速器内部空间的流体。所述中间导体板12的铝区段122由此穿过所述密封材料区域一直延伸到所述引线框架7的端部72。
图2示出了用于所述按本发明的变速器控制模块1的传感器4的放大的截面。所述传感器4具有所述传感器元件42，所述传感器元件比如探测变速器齿轮的位置。所述传感器元件42的两个导线接头利用其触头导电地固定地连接在相应的中间导体板11的区段端部111上。所述区段端部111至少在所述表面上具有铜合金。优选所述中间导体板11是所谓的组合板，其中所述区段111实心地由铜合金制成并且对置的区段112由铝合金制成。所述两个中间导体板11与所述传感器元件42一起不透油地被浇注在浇注料43中并且被埋入在壳体44中。仅仅所述中间导体板111的铝合金的区段端部从所述壳体44和所述浇注料43中伸出。作为替代方案，不需要所述壳体44，因为所述浇注料43保证了足够的形状稳定性。
同样插入式连接器5能够以类似的方式来构成。
图3在截面中看示出了传感器4或者插入式连接器5的一种作为替代方案的实施方式，所述传感器或者插入式连接器与图2相比不是仅仅利用作为外部的限界的浇注料43在处于变速器油中的情况下来制成，而是对于所述传感器或者插入式连接器来说所述传感器元件42连同所述两个中间导体板11和过渡板45被埋入在比如热固性塑料的浇注料43中，它们又用塑料、比如热塑性塑料被注塑包封在更大的壳体44中。在这种情况下，所述具有铝合金的区段112构造为明显更大的并且加长的结构，用于从额外地部分稍许更厚的塑料包封中穿过。所述传感器元件42同样能够具有专用的芯片、ASIC。所述过渡板45同样由铜合金制成并且将所述传感器元件42与所述中间导体板11的短的区段111连接起来。
图4示意性地示出了具有被埋入的电路3的电子模块2的俯视图。所述电路3以芯片的形式已经被包在硬塑料中。所述电子模块2的铜触头33与所述中间导体板13的铜合金区段131相应地通过所熟知的导电连接技术导电地连接。所述电路3连同壳体24以及被连接到所述壳体上的中间导体板13在浇注料23中被浇注成不透油的电子模块2，从而仅仅所述铝合金区段从所述电子模块2中伸出。所述铝合金区段132如在图1中所示出的那样与所述铝合金引线框架7借助于铝-铝-接触焊接导电地连接。
图5示意性地示出了传感器4中的中间导体板11的一种作为替代方案的实施方式。所述中间导体板11是所谓的组合板，所述组合板主要由铝制成，其中仅仅一个小的区段以及其中表面的仅仅一个部分具有铜合金份额。所述传感器元件42的连接触头41在这里与所述铜合金区段端部111按照传统导电地连接。所述传感器元件42与所述中间导体板11如关于图2所描述的那样用浇注料43来注塑包封。由此，所述传感器元件42连同所述中间导体板11的铜触头和铜-铝-过渡区域相对于腐蚀性的变速器油得到了密封。所述引线框架7用机械的固定件8来固定并且在所述区段端部71上与所述中间导体板11的区段112焊接在一起。
最后要指出，像“具有”、“包括”等等这样的概念不排除其它的元件或者步骤，并且像“一个”或者“一种”这样的概念不排除多个。附图标记不应该以限制的方式来解读。
Claims (7)
1.机动车的变速器控制模块（1），所述变速器控制模块具有：
拥有电路（3）的电子模块（2）；
引线框架（7）；
至少一个用于支承在变速器的内部空间中的传感器（4）；
至少一个用于连接变速器的内部空间与外部之间的电接头的插入式连接器（5）；
其中所述引线框架（7）导电地与所述电子模块（2）、所述至少一个传感器（4）和所述至少一个插入式连接器（5）相连接；
其特征在于，所述变速器控制模块（1）能够支承在变速器的内部空间中并且所述引线框架（7）由铝合金制成，
所述变速器控制模块（1）包括中间导体板（11、12、13），所述中间导体板布置在从所述引线框架（7）到所述电子模块（2）、所述至少一个传感器和所述至少一个插入式连接器（5）的导线的每个导线端部（71、72）上，
所述中间导体板（11、12、13）包括拥有铝合金的区段端部（112、122、132）和拥有铜合金的对置的区段端部（111、121、131）并且由此具有铜/铝-过渡区域（123）。
2.按权利要求1所述的变速器控制模块（1），其特征在于，所述引线框架（7）利用铝-铝-接触焊接在其导线的端部（71、72、73）上与所述中间导体板（11、12、13）的具有铝合金的区段（112、122、132）焊接在一起，并且所述电子模块（2）、传感器（4）和插入式连接器（5）的导线端部（33、41）与所述相应的中间导体板（11、12、13）的铜合金-区段端部（111、121、131）焊接在一起。
3.按权利要求1所述的变速器控制模块（1），其特征在于，至少所述中间导体板（11、12、13）的区段端部（111）的表面层包括铝合金或者包括铜合金，并且所述中间导体板（11、12、13）相应地由实心的互补材料、即铜合金或者铝合金制成。
4.按权利要求1所述的变速器控制模块（1），其特征在于，所述中间导体板（11、12、13）由轧制包覆的组合板制成。
5.按权利要求3或4所述的变速器控制模块（1），其特征在于，所述中间导体板（11、12、13）的、至少包括铜合金表面或者实心的铜合金的区段（111、121、131）在所述至少一个传感器（4）中、在所述至少一个插入式连接器（5）中并且/或者在所述电子模块（2）中布置在相对于变速器油得到密封的区域中。
6.按权利要求5所述的变速器控制模块（1），其特征在于，所述中间导体板（11、12、13）的、布置在相对于变速器油得到密封的区域中的区段被埋入在浇注料（43、53、23）中。
7.按权利要求4所述的变速器控制模块（1），其特征在于，所述中间导体板（12）的、在密封材料区域之外的铜/铝-过渡区域（123）布置在所述插入式连接器（5）的壳体内部空间（52）中，以防止外部的流体。
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