CN1379229A - 一种带有压力传感器的控制单元 - Google Patents

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Abstract

一种带有压力传感器的控制单元(10,60),其具有带有上开口的壳体(11,61),安装有压力传感器(20)和多个控制电路元件(25)的印制电路板(23,63),和可关闭壳体的封盖(31)。向外延伸的连接器盒(27)与壳体的一个侧壁相连。压力传感器设置在连接器盒的附近。第一压力通道(28)与封盖一体地形成,并与压力传感器相对。与第一压力通道相连通的第二压力通道(41)与封盖一体地形成,并与连接器盒以相同方向延伸。

Description

一种带有压力传感器的控制单元
技术领域
本发明涉及一种带有压力传感器的控制单元，压力传感器安装在位于控制单元内的印制电路板上。
背景技术
在题为“发动机的进气系统”的日本公开实用新型公报N0.Hei3-122246中公开了一种在节气门段的进气通道内采用压力传感器来检测压力的示例。在图6和7显示了这种压力传感器。
图6显示了位于节气门段100内的电子控制单元101。
节气门段100包括压力传感器102。压力传感器102具有与压力腔104相连通的进压端口103。压力腔104通过压力通道105与进气通道106相连通。压力传感器102检测节气阀107下游的压力。电子控制单元101在压力传感器102检测到的压力信息的基础上控制发动机(未示出)的操作参数。将电子控制单元101结合到节气门段100中可允许在节气门段100内形成压力通道105。
然而在某些情况下，由于例如布局的限制，电子控制单元101无法设置在节气门段100的附近。参考图7介绍了这种情况的一个示例。
图7显示了与节气门段110分开设置的电子控制单元111。
电子控制单元111具有外壳112和位于外壳112内的印制电路板113。压力传感器114安装在印制电路板113上。压力传感器114通过耐压软管115连接到软管接头116上。
压力软管117与位于外壳112的前端112a(图中右端)处的软管接头116相连。压力软管117与节气门段110的进气通道118(节气阀118a的下游)相连通。线束120和外壳后端112b(图中左端)的连接器119相连。电子控制单元111与电池和控制发动机的致动器相连。
压力传感器114检测进气通道118中节气阀118a下游的压力。在压力传感器114检测到的压力信息的基础上，电子控制单元111控制致动器和发动机的操作参数。
然而，由于需要通过耐压软管115将电子控制单元111的压力传感器114和软管接头116相连，导致了元件的数目较多。
另外，由于需要将耐压软管115的一端与压力传感器114相连，以及将耐压管115的另一端与软管接头116相连，使得电子控制单元111的装配和安装都很费时。
较多的元件数目与费时的装配和安装不利于降低电子控制单元111的成本。
为将线束120和外壳112后端112b上的连接器119相连，需要用右手支撑住外壳112，同时用左手将线束120和连接器119相连。
而且，为将压力软管117和外壳112前端112a上的软管接头116相连，需要换用左手握住外壳112，并用右手将压力软管117和软管接头116相连。
由于在连接线束120后需要将外壳112从左手上换到右手上，导致了电子控制单元111的装配和安装都很费时。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种带有压力传感器的控制单元，其结构简单且易于装配。
根据本发明的一个方面，提供了一种带有压力传感器的控制单元，其包括：具有开口的壳体；位于壳体内的印制电路板；安装在印制电路板上的压力传感器，其具有用于从外界引入压力的进压管；可关闭壳体开口的封盖。其中，进压管朝向封盖延伸，封盖与安装有进压管的第一压力通道形成一体，第二压力通道从第一压力通道向外延伸。
因此在本发明的控制单元中，通过将封盖放置在壳体上，就可以将第一压力通道装到进压管中，从而通过第一压力通道使进压管与第二压力通道相连通。这就消除了采用传统连接软管的需要，减少了元件数目，提供了简单的结构，从而减少了成本。而且，这也避免了用连接软管将第一压力通道和压力传感器相连的麻烦，使得装配简单。
在此控制单元中，壳体为盒形，连接器盒位于壳体四个侧壁中的一个壁上，与封盖一起形成的第二压力通道与连接器盒处于相同的方向。因此，将线束和连接器盒相连的操作与将压力软管和第二压力通道相连的操作可以从相同方向完成。也就是说，可以用一只手将线束和连接器盒相连，同时用另一只手握住控制单元。之后，不用换手来握住控制单元就可以将压力软管和第二压力通道相连。另外，与控制器盒和第二通道处于相反方向的情况相比，控制单元的整体长度可以更短。这就增加了安装空间的自由度，有利于在运输中搬运控制单元。
在本发明中，压力传感器设于连接器盒的附近。压力传感器的厚度通常比印制电路板上的其它电阻元件或类似元件的厚度大。连接器盒的厚度通常比安装在印制电路板上的多个控制电路元件的厚度大。控制单元的最大厚度由压力传感器和连接器盒的厚度决定。随着与封盖整体模制的第二压力通道的长度增加，模制封盖的技术困难也越大。考虑到这些情况，压力传感器设于连接器盒的附近。压力传感器和连接器盒的这种设置成为控制单元的最大厚度的决定性因素，导致了只有一部分控制单元具有相对较大的厚度。这有利于控制单元的设计。将压力传感器设于连接器盒的附近使得第一压力通道位于压力传感器的上方，缩短了与第一压力通道相连通并以与连接器盒相同方向延伸的第二压力通道的长度。还可以减小第二压力通道的直径，使模制封盖时的技术困难减小。
用于将模制树脂注入控制单元中的注入口位于与压力传感器相距最远的封盖角部。由于压力传感器具有如上述的较大厚度，它会阻碍模制树脂的流动。为消除这一影响，将压力传感器设在一个角部，而模制树脂的注入口设在封盖上与压力传感器相距最远距离的另一个角部。这就使得当用模制树脂填充控制单元的内部时，模制树脂可以在控制单元内平滑地流动。
附图说明
在下文中将通过示例并结合附图对本发明的一些优选实施例进行详细介绍，在附图中：
图1是根据本发明第一实施例的带有压力传感器的控制单元的分解透视图；
图2是图1所示控制单元的平面图；
图3是图2沿线3-3的放大剖视图；
图4A到4C是显示了根据第一实施例的控制单元的装配过程的图；
图5是根据本发明第二实施例的带有压力传感器的控制单元的剖面图；
图6是显示了用于检测进气通道中的压力的传感系统的图，传感系统以传统的方式结合在节气门段中；和
图7是显示了用于检测进气通道中的压力的传感系统的图，传感系统以传统的方式和节气门段分开。
具体实施方式
图1到4显示了根据本发明第一实施例的带有压力传感器的控制单元。图1显示了在被图3所示的模制树脂47填充之前的控制单元10。
控制单元10具有盒形的壳体11，其在顶部具有开口18，控制单元还具有用于覆盖开口18的封盖31。印制电路板23位于壳体11内。压力传感器20和带有CPU作为主要元件的多个控制电路元件25安装在印制电路板23上。
压力传感器20具有进压管21。进压管21朝向封盖31延伸。凸台37与封盖31的内表面31a整体地形成，并位于与进压管21相对的位置。凸台37与用于容纳进压管21的第一压力通道38一起形成。内部形成有第二压力通道41的压力管道40与凸台37整体地形成，并在控制单元10的外部延伸。第一和第二压力通道38和41相互连通。当开口18被封盖31关闭时，第一压力通道38如箭头所示安装在进压管21上。
包括多个连接端子28的连接器盒27与壳体11四个侧壁13到16中的前壁13相连。连接器盒27为矩形的中空体。
壳体11的前壁13具有槽口19，其位于前侧壁13和左侧壁16之间的角部13a的附近。当封盖31放置在壳体11上时，压力管道40位于槽口19中。槽口19为U形，其宽度比压力管道40的外径稍大。
壁13到16的内部均具有各自的台阶。图3显示了这种台阶13b和14b(左、右侧壁15和16的台阶未示出)。印制电路板23安装在这些台阶上。因此，放置在中间的印制电路板23形成了上部空间45和下部空间46。
底板12具有向下延伸的凸出部分12a，其位于角部13a的附近，如图3所示。凸出部分12a的设置使得壳体11的下部空间46与凸出部分12a成比例地扩大。安装在印制电路板23的后表面上的压力传感器20容纳在此扩大的空间中。
封盖31具有矩形的封盖板32。封盖板32在其四个侧边部分设有接合框架件33，34，35和36，以在封盖31与壳体11相接合时防止封盖31错位。框架件33到36可安装到壳体11中，从而用封盖31关闭壳体11。因此，当封盖31被放置到位时其应位于壳体11上。
凸台37位于封盖板32上前框架件33和左框架件36相交的角部附近。凸台37具有构成第一压力通道38的通道。在凸台37的末端部分37a上设有槽37b。在槽37b中设有O形密封圈39。
凸台37和压力管道40一起整体地形成。第一压力通道38和第二压力通道41相互连通，形成了如图3所示的L形。压力管道40的前端40a从封盖31的框架件33上伸出的长度为L。
在封盖板32上与凸台37对角地相对的角部32a处设有注入口42，用于将图3所示的模制树脂47注入到控制单元10的上部空间45中。因此，角部32a处的模制树脂注入口42处于离压力传感器20和传感器20上方的凸台37最远距离的位置。因此，当控制单元10的上部空间45被模制树脂47填充时，凸台37不会阻碍模制树脂47的流动。模制树脂47平滑地流入到上部空间45中，在较短时间内注满空间45。
连接器盒27的多个连接端子28连接到电池中，并输出来自多个控制电路元件的控制信号，这些控制电路元件能处理来自压力传感器20和其它类型传感器中的检测信号。控制信号可控制发动机的操作参数。
压力传感器20放置于连接器盒27的附近。如图3所示，压力传感器20的厚度t1大于安装在印制电路板23上任一控制电路元件25的厚度。连接器盒27的厚度t2也大于任一控制电路元件25的厚度。因此，控制单元10的最大厚度由压力传感器20和连接器盒27的厚度决定。
将决定控制单元10的最大厚度的压力传感器20和连接器盒27设置在壳体11的一侧，导致了整个控制单元10的较厚部分设在一个位置，有利于控制单元10的设计。具体地说，可以减小控制单元10的内部体积，有利于设计重量较轻的控制单元10。
由于压力传感器20设置在连接器盒27附近，与压力传感器20设置在离连接器盒27更远位置的情况相比，具有与第一压力通道38相连通的第二压力通道41的压力管道40的长度更短。较短长度的管路40可允许采用较小的直径。这就简化了与管路40整体模制的封盖31的金属模具的结构，从而降低了封盖31的成本。
另外，将压力传感器20和连接器盒27设置在一个位置，使得控制单元10的上部空间45成为一个较大的空间。也就是说，如果压力传感器20放置在离连接器盒27最远的位置，压力管道40将在上部空间45中延伸，使得上部空间45的容积更小。此设置还允许在填充控制单元10的上部空间45时保持模制树脂47的平滑流动。
图2显示了根据本发明第一实施例的控制单元的平面图。连接器盒27与壳体11的前壁13相连。插头29安装在连接器盒27中，将连接端子28与线束30相连。因此，安装在印制电路板23上的多个控制电路元件25与线束30相连。压力软管43连接到与前壁13整体形成的压力管道40上。
由于连接器盒27和压力管道40位于壳体11的前壁13并以相同方向延伸，与这些元件27和40分别地单独设在控制单元10的相对壁(前壁13和后壁14)的情况相比，控制单元10的整体长度缩短，而且也有利于运输过程中搬运控制单元10。另外，将线束30与连接器盒27相连的操作和将压力软管43与压力管道40相连的操作可以从控制单元10的一侧完成。也就是说，在用一只手连接线束30与连接器盒27且用另一只手握住控制单元10之后，操作者可以连接压力软管43与压力管道40，而无须更换握住连接器盒27的手。这就有利于控制单元10的装配。
在图3中，通过将压力传感器20安装在印制电路板23的后表面23a上，进压管21从板23上的插入孔24中向板23的上表面23b的方向伸出，朝向封盖31。当封盖31安装在壳体11上时，封盖31的第一压力通道38就安装在进压管21上。凸台37上的O形密封圈39密封了第一压力通道38和进压管21之间的间隙。这就取消了需要采用传统上用于连接压力传感器20的进压管21和第一压力通道38的连接软管。元件数目的减少避免了传统上连接软管时的麻烦，有利于装配和降低成本。
在由壳体11的底板12和印制电路板23形成的下部空间46中注入模制树脂47。在由印制电路板23和封盖31形成的上部空间45中注入模制树脂47可以提高防水性和抗振性。
控制单元10具有沿壳体11的底板12设置的电磁屏蔽板49，以便用屏蔽板49覆盖压力传感器20。压力传感器20和印制电路板23上的其它元件由屏蔽板49所覆盖，因而可以防止控制单元10外部的电磁影响。
在控制单元10中，压力软管43和压力管道40相连，使得压力传感器20的进压管21和发动机进气通道50的内部(蝶形阀51的下游)相连通。压力传感器20检测进气通道50内蝶形阀51的下游的进气压力。进气通道50中的箭头表示了气流方向。
现在将参考图4A到4C来介绍根据本发明的带有压力传感器20的控制单元10的装配过程。
在图4A中，安装有压力传感器20的印制电路板23从壳体11的开口18处插入壳体11中，并安装在前壁13和后壁14的台阶13b和14b上。封盖31放置在壳体11的开口18上，如箭头①所示。
在图4B中，封盖31放置在壳体11的开口18上，压力传感器20的进压管21安装到封盖31的第一压力通道38中。模制树脂47从模制树脂注入口42处注入到上部空间45中并填充空间45，如箭头②所示。模制树脂47通过壳体11和印制电路板23之间的间隙进入到壳体11的下部空间46中，并填充空间46。
然后，用一只手如左手握住控制单元10，用另一只手即右手握住插头29并将其插入连接器盒27中，如箭头③所示。这就在连接端子28与线束30之间建立了连接。
在图4C中，控制单元10仍握在左手中，用右手握住压力软管43并将其与压力管道40相连。由于连接器盒27和压力管道40处于控制单元的一侧并沿相同方向延伸，因此操作者可以在用左手握住控制单元的同时将线束30和压力软管43相连。也就是说，这消除了需要在操作中将控制单元10从左手换到右手，有利于在车辆中安装控制单元10。
现在将参考图5来介绍根据第二实施例的控制单元。在图5中，为避免重复，与第一实施例中相同的元件采用相同的标号来表示。
根据第二实施例的控制单元60与根据第一实施例的控制单元10的不同之处在于，压力传感器20安装在印制电路板63的上表面63a，板63放置在壳体61的底面62上。其它元件如第一实施例中一样地制造，并具有与第一实施例的控制单元10中的那些元件相似的功能。
将印制电路板63放置在壳体61的底面62上，使得壳体61内只有单一空间65。因此，壳体61内的空间没有和第一实施例(见图3)一样划分成上部和下部空间45和46。这更有利于模制树脂47的填充操作。
模制树脂注入口42设置在封盖32的右后角32a，处于与压力传感器20相隔最远的位置。当模制树脂47注入控制单元61的内部空间65时，压力传感器20和凸台37不会阻碍模制树脂47的流动。这就保持了模制树脂的平滑流动。因此，模制树脂47只需要用较短时间就可以注满控制单元60的内部空间65。
第一和第二实施例介绍了开口18位于壳体11和61的上表面。也可以将开口18设于壳体11或61的底面。在这样的结构中，在可关闭开口的封盖31中设置模制树脂注入口42，并在印制电路板23或63与模制树脂注入口42相对的位置上设置模制树脂通道，可允许模制树脂从壳体11下部空间46到上部空间45的平滑流动，或者是模制树脂从底面到壳体61的内部空间65的平滑流动。

Claims (4)

1.一种带有压力传感器的控制单元(10，60)，包括：
具有开口的壳体(11，61)；
位于所述壳体内的印制电路板(23，63)；
安装在所述印制电路板上的压力传感器(20)，其具有用于从外界引入压力的进压管(21)；和
用于关闭所述壳体的所述开口的封盖(31)，
所述进压管朝向所述封盖延伸，所述封盖与第一压力通道(38)一体地形成，所述进压管安装在所述第一压力通道中，第二压力通道(41)从所述第一压力通道延伸到外界。
2.如权利要求1所述的控制单元，其特征在于，所述壳体(11，61)为盒形，在所述壳体的四个侧壁(13，14，15，16)的一个壁上设有连接器盒(27)，与所述封盖(31)一起形成的所述第二压力通道(41)与所述连接器盒的方向相同。
3.如权利要求2所述的控制单元，其特征在于，所述压力传感器(20)设于所述连接器盒(27)的附近。
4.如权利要求1所述的控制单元，其特征在于，用于注入模制树脂(47)的注入口(42)设于所述封盖(31)上与所述压力传感器(20)相隔最远的角部。
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