CN1942068A - 控制装置的结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种控制特别是汽车用的机械和/或电气设备的具有功能组件(13)的控制装置(1)的结构，具有：至少一个具有电子元件(21)的第一线路板(3)；至少一个可松开地设置在第一线路板(3)上的具有至少一个控制元件(5)的第二线路板(4)；和至少一个具有顶盖(22)的外罩(12)，用于封装第一和第二线路板(3，4)，其中，顶盖(22)具有一个存取口(17)，用于进入与第二线路板(4)对应的部分区域，该存取口(17)用一个可以更换的封盖(2)封闭，本发明还涉及一种相应的用于更换线路板的方法。
Description
背景技术
本发明涉及一种控制装置的结构，该控制装置用于控制特别是用于汽车的机械和/或电气设备。
目前在各种应用和公开文献中已知将控制装置或者说控制仪附装到一些设备上，如用于汽车的ABS和ESP控制装置，并按照标准进行使用。此种仪器通常的结构构成了用于电动执行器的组件，例如电磁线圈和其控制元件，如开关晶体管和/或继电器，以及通过插头和插头连接进行的接触。安装和连接技术采用公知的方式进行，例如用印刷电路板，其同时作为控制装置元件的线路板，以及连接在外罩内的插头和线圈。
在服务工作中，即在维修时，对这种控制装置目前通常的做法是，更换整个控制装置外罩，其中相应需要做大量的工作。然后在单独的地点进行控制装置的维修，例如更换其损坏件。
公开文献DE 196 29 630 A1是用于说明一种带有辅助仪器的控制仪结构的实例。
DE 34 37 666 A1描述了一种特别是用于汽车的电子控制仪，其装备了可更换的数据模块，该数据模块设置在由绝缘塑料制成的托架上。数据模块的更换不需要打开仪器的外罩就能完成，这样可使仪器能够适应不同的控制程序和控制程序流程。包含这些程序的数据模块设有把手，把手通过一个开口在控制仪外罩上方伸出，其中一个附加顶盖封闭该开口并包围该把手。元件在维修时的更换在此没有加以说明。
发明内容
相反，按本发明的用于控制特别是汽车上的机械和/或电气设备的控制装置的结构可以以很简单的方式更换线路板，而不需要拆卸控制装置，其中尤其有利的是将易发生故障的元件装配到该线路板上。
按照本发明大大简化了控制装置的结构，特别是通过将所谓的用于维修的分离平面设置在可更换的线路板上。这样做的优点是，控制装置的其余结构和连接技术可以通过节约时间的先进装配技术简单实现。
用于控制特别是汽车上的机械和/或电气设备的控制装置的结构具有：
-至少一个带电子控制元件的第一线路板；
-至少一个可松开地设置在第一线路板上的具有其它电子控制元件的第二线路板；和
-至少一个具有顶盖的外罩，用于封装第一和第二线路板。
其中，顶盖具有一个用于进入与第二线路板对应的部分区域的存取口，该存取口用一个可更换的封盖封闭。这样有利于在发生故障时，可以直接取到需要更换的元件，其中只需要很少的操作，并在现场就能完成。
一个用于在维修情况下打开外罩且作为可更换的封盖与外罩的连接的解裂槽在更换第二线路板后用合适的备用封盖随后进行封闭，其中备用封盖可以例如先与更换件一起提供。此外有利的是第二线路板本身用一部分封住打开的解裂槽，或者说构成存取口的封闭盖，该封闭盖优选以一种封闭活门的结构实现。在这种情况下，这种活门必定能再次打开，这样就可以取消另外的封闭件。
解裂槽或者说注塑的封闭活门的制造是优选的。因为这可以在生产顶盖或者外罩时在同一工序同时完成。这样可以节约其它零件。
在另一种实施方式中，用第二线路板的一个部分或一个部分区域封闭存取口。优选将此部分区域设计成散热片。这样有利于将第二线路板需散热的元件直接与散热片连接。此外还有优点，第二线路板的作为散热片构造的部分用于在解裂槽断开后进行封闭或者用于封闭存取口。由此有利的是外罩中的存取口在更换前已经封闭，不需要额外的封闭盖。
在另外一种实施方式中，为第二线路板在其向外指向的一侧设置保护元件。这样更扩大了本发明的应用可能性。在此特别有利的是，保护元件形成存取口的封闭盖。
在另一种结构方案中，第二线路板的散热片与第一和/或第二传热元件、外罩、顶盖、功能组件的一部分和/或另一个散热片连接，用于散热。这样可以多方面用于第二线路板上有不同散热需要的元件。
这里特别有利的是，第二传热元件形成第二线路板的导向件和/或防止第二线路板错装。因而不再需要附加的导向元件或者保护元件。
用于控制特别是汽车上的机械和/或电气设备的控制装置的另一种结构具有：
-至少一个带电子控制元件的第一线路板；
-至少一个可松开地设置在第一线路板上的具有其它电子控制元件的第二线路板；和
-至少一个具有顶盖的外罩，用于封装第一和第二线路板。
其中，为了进入与第二线路板对应的部分区域中，顶盖具有至少一个与外罩相连接的解裂槽，且该顶盖可以替换。例如这里顶盖与外罩本来固定连接，例如通过超声焊接。借助解裂槽，顶盖可以在特定位置简单地移除，用于更换第二线路板，并用与替换件一同提供的顶盖更换，该顶盖例如用附带的密封件拧紧。这种更换同样有利的是可以在现场以简单的方式实现。
在另一种实施方式中，外罩和顶盖一体式构成。在这里本发明的应用也有优势，因为可以进行快速更换。
特别有利的是，第二线路板的至少一个控制元件具有很容易发出故障的功能元件。由此可以将基于经验值得出的功能元件整合在更换件中，其中它们可以在更换时快速简单的装入。
在用于控制特别是汽车上的机械和/或电气设备的具有一个功能组件的控制装置的结构中更换线路板的方法，其中该控制装置具有：
-至少一个具有电子元件的第一线路板；
-至少一个可松开地设置在第一线路板上的具有至少一个控制元件的第二线路板；和
-至少一个具有顶盖的外罩，用于封装第一和第二线路板。
其中更换线路板的方法具有以下方法步骤：
(S1)打开顶盖或者外罩上的由封盖封闭的存取口；
(S2)由存取口进入与第二线路板对应的部分区域，将第二线路板从第一线路板上松开并取下；
(S4)将新的第二线路板装到第一线路板上；
(S5)封闭存取口。
附图说明
本发明其它优点、细节和特征在下面的说明以及附图中获得。
下面根据附图中给出的实施例来详细说明本发明。
附图示出：
图1示出了按现有技术的控制装置的结构的示意剖面图；
图2示出了按本发明的控制装置的结构的第一实施例的示意剖面图；
图3示出了图1标注X部分上面部分的封盖放大视图；
图4示出了图3的变型方案；
图5示出了按本发明的控制装置的结构的第二实施例的示意剖面图；
图6示出了按本发明的控制装置的结构的第三实施例的示意剖面图；
图7示出了按本发明的控制装置的结构的第四实施例的示意剖面图；
图8示出了按本发明的控制装置的结构的第四实施例的变型方案的示意剖面图；
图9示出了按本发明的控制装置的结构的第五实施例的示意剖面图。
具体实施方式
在图中相同的附图标记表示相同或相似的元件或者是具有相同或相似功能的元件。
在用于控制特别是用于汽车的机械和/或电气设备、如用于ABS/ESP系统的控制装置中，根据质量检验和维修统计得出，对于某些元件具有很高的损坏或者说故障可能性，这种损坏或者故障在汽车中可能是由于恶劣的环境条件造成的。
图1示意示出了按现有技术的此类控制装置1。没有做进一步详细解释的功能组件13构成了例如汽车ABS/ESP系统的一个液压设备，该液压设备由机电元件20、例如电磁阀来控制。该电磁元件20与装配电子控制元件和开关元件21的第一线路板3相连接。在此该线路板例如是一种印刷电路。该控制装置1由一个外罩12和一个安装在该外罩上的顶盖22完全包住，并例如防止湿气和脏污侵入。
在维修时要把整个控制装置1从功能组件13上取下并更换。
在按本发明的控制装置1中-在图2示出了第一实施例-将具有很高故障可能性的元件设置在第二线路板4上，该第二线路板4在维修时可以很简单并快速的取到并更换。这些元件涉及例如可以设置在所谓的逻辑芯片上的控制元件，该逻辑芯片根据本发明设置在第二线路板4上，并设计成可更换式。
第一线路板3具有开关元件例如继电器和/或开关晶体管21，用于控制执行器如用于液压阀的电磁线圈21。此外在第一线路板3上还以特定方式设置插座形式的第一接触元件7。
电子控制装置的其它电子元件例如逻辑电路和类似元件设置在第二线路板4上。作为例子在图6中示出了具有结合结构的连接元件6的芯片结构的元件5。
在此实例中，第二线路板4是一种陶瓷载体，即一种所谓的LTCC(低温共烧陶瓷)。但它也可以是一种印刷电路板或者类似物。第二线路板4另外装配了指向第一线路板3并与第一接触元件7相应的接触销形式的第二接触元件8。第一和第二接触元件7、8构成第一和第二线路板3和4之间可拆开的导电连接，其中第二线路板4沿箭头方向B装到第一线路板3上，并且沿箭头方向A从该第一线路板3移除(图2)。
在维修时要将在第一接触元件7中的第二线路板4取出，这通过控制装置1外罩顶盖22或者外罩12(见图2)中的存取口17实现。
图3和4放大地示出了图1标注X的上面部分，带存取口17。在优选的结构方案中，存取口17用一个封盖2封闭。封盖2通过至少一个例如具有消弱的边缘区的解裂槽23与顶盖22连接，其中该需要断裂拆出的封盖2设有一个或多个凸起25，用于放置合适的用于向外断开的工具(图3)。
图4示出了封盖2的一种作为替代方案的活门形式的结构方案，该封盖2在一侧通过关节24、在另一侧通过卡槽结构26封闭存取口17。卡槽结构26也可设计成解裂槽。凸起25用于放置开启封盖2的工具，封盖2围绕着关节24(箭头)打开和关闭。关节24可以通过将顶盖22的壁厚减小构成。
封盖2在装上新的第二线路板4后也可由一个备用封盖封闭，如后面还将进一步解释。
图5示出了一种第二实施例。存取口17还没有封住。第二线路板4在该实施例中具有一金属体，其例如由铝制成，该金属体构成了控制元件5的散热片10，并与控制元件以及第二线路板4处于导热连接中。
第一线路板3以公知的方式设置并固定在外罩12上面或者内部。在该线路板3中固定着一销子作为传热元件11，该销子在其底部是L形的，并且与功能组件13接触用以传递热量。该传热元件11的另一端与散热片10处于形状配合连接，其中实现了向功能组件13的热传递。
在一些情况下，只用一块金属体作为散热片10已经足够。如在图6示出的第三实施例。为节约空间，散热片10在第三实施例中与第二线路板4一起安置在第一线路板3上，使得该散热片10处于这两个线路板3和4之间。由此降低了控制装置1的结构高度。这里第二线路板4的向上或者说向外指向的装备侧以合适的方式用保护元件19进行覆盖。在此保护元件19以合适的结构构成了存取口17的封闭盖，该存取口17之前例如用一具有解裂槽23(图3)的封盖2来封闭。
在特别优选的结构方案中，如此构造散热片10，使得其总是构成存取口17的封闭盖，这在图7中本发明的第四实施例中示出。顶盖22或者外罩12上的存取口17设计的形状与散热片10的形状相应。散热片10以上面描述的方式与第二线路板4相连，并通过固定元件14、15例如螺纹连接件与顶盖22和第一线路板3连接在一起。在散热片10和外罩12之间设置了密封件16，该密封件16在更换第二线路板4时更换。密封件16例如可以由弹性体、硅树脂或类似材料制成。也可以考虑导热的密封件16，其中顶盖22至少在这一范围具有导热性能。当然在这种实施方式中也可以设置一个第二传热元件11(见图5)。
图8示出了第四实施例的一种替代方案，其中与第二线路板4相连的散热片10支撑在外罩12的支撑元件18上，并且借助于第一固定元件14可松开地与支撑元件18连接在一起。这里支撑元件14构成了导向件以及用于正确安装第二线路板4的辅助件，这样就防止了错误安装。在该实施例中同样在散热片10底面和顶盖22之间设置了密封件16，该密封件16也可以是O型圈。第一固定元件14的密封以公知的方式进行，例如用自密封的螺纹件。
在图9中示出的第五实施例中，顶盖2是铁皮盖，与散热片10相连的第二线路板4通过第一传热元件9安置或者说随后再次安置到该顶盖2上。散热片10例如由铝制成，其中传热元件9是一种导热胶。
当然其它实施方式例如金属导热弹簧也是可行的。这里由金属制成的、例如由深冲件或者压铸件构成的备用封盖2用作其它散热片，并且用以将热量排出到环境空气中。
备用封盖2在其下面部分具有卷边，备用封盖2借助卷边例如在添加一种合适的密封件的情况下以公知的且合适的方式固定在外罩12或者说顶盖22上，以用于对打开的存取口进行封闭，并密封地封闭存取口。这样又回到了控制装置1的原始状态。
备用封盖2也可以比原始封盖构造地更费事些，例如原始顶盖用超声焊接，备用封盖作为具有辅助密封件的螺旋盖在一种维修套件中提供。
本发明不局限于上面提到的实施例，而是能够以多种多样的方式方法进行改进。
例如线路板4可以是印刷电路板或者一种完整的更换模块。
销子形式的第二传热元件11可以构成导向件，并防止第二线路板4错误安装。
也可以考虑，第二线路板4本身以特定的部分区域、例如印刷电路板的一部分构成存取口17的封闭盖。
附图标记列表
| 1 | 控制装置 |
| 2 | 封盖 |
| 3 | 第一线路板 |
| 4 | 第二线路板 |
| 5 | 控制元件 |
| 6 | 连接元件 |
| 7 | 第一接触元件 |
| 8 | 第二接触元件 |
| 9 | 第一传热元件 |
| 10 | 散热片 |
| 11 | 第二传热元件 |
| 12 | 外罩 |
| 13 | 仪器体 |
| 14 | 第一固定元件 |
| 15 | 第二固定元件 |
| 16 | 密封件 |
| 17 | 存取口 |
| 18 | 支撑元件 |
| 19 | 保护元件 |
| 20 | 机电元件 |
| 21 | 电子元件 |
| 22 | 顶盖 |
| 23 | 解裂槽 |
| 24 | 关节 |
| 25 | 凸起 |
| 26 | 卡槽结构 |
| A.B | 方向 |
| X | 标注 |
| S1...5 | 方法步骤 |
Claims (15)
1.用于控制特别是汽车上的机械和/或电气设备的带功能组件(13)的控制装置(1)的结构，具有：
-至少一个具有电子元件(21)的第一线路板(3)；
-至少一个可松开地设置在第一线路板(3)上的具有至少一个控制元件(5)的第二线路板(4)；和
-至少一个具有顶盖(22)的外罩(12)，用于封装第一和第二线路板(3，4)，
其中，所述顶盖(22)具有一个存取口(17)，用于进入与第二线路板(4)对应的部分区域，该存取口(17)用一个可以更换的封盖(2)封闭。
2.按权利要求1所述的结构，其特征在于：所述可更换的封盖(2)通过至少一个解裂槽(23)与顶盖(22)连接。
3.按权利要求1所述的结构，其特征在于：所述可更换的封盖(2)是能够再次封闭的封盖(2)。
4.按权利要求3所述的结构，其特征在于：所述存取口(17)的可再次封闭的封盖(2)类似于活门。
5.按权利要求1或2中任一项所述的结构，其特征在于：所述存取口(17)用所述第二线路板(4)的一个部分区域封闭。
6.按权利要求5所述的结构，其特征在于：所述第二线路板(4)用于封闭存取口的部分区域是散热片(10)。
7.按权利要求5所述的结构，其特征在于：所述第二线路板(4)用于封闭存取口(17)的部分区域是保护元件(19)，该保护元件(19)覆盖第二线路板(4)向外指向的部分。
8.按权利要求6至8中任一项所述的结构，其特征在于：所述第二线路板(4)的散热片(10)和一个第一和/或第二传热元件(9，11)、外罩(12)、顶盖(22)、功能组件(13)和/或另一个散热片的一个部分连接，用以传输热量。
9.按权利要求8所述的结构，其特征在于：所述第二传热元件(11)形成第二线路板(4)的导向件，和/或防止第二线路板(4)错装。
10.用于控制特别是汽车上的机械和/或电气设备的具有功能组件(13)的控制装置(1)的结构，具有：
-至少一个具有电子元件(21)的第一线路板(3)；
-至少一个可松开地设置在第一线路板(3)上的具有至少一个控制元件(5)的第二线路板(4)；和
-至少一个具有顶盖(22)的外罩(12)，用于封装第一和第二线路板(3，4)，
其中，所述顶盖(22)为了进入与第二线路板(4)对应的部分区域设有至少一个与外罩(12)连接的解裂槽(23)，且可以更换。
11.按权利要求1至10中任一项所述的结构，其特征在于：所述外罩(12)和所述顶盖(22)一件式构成。
12.按权利要求1至11中任一项所述的结构，其特征在于：所述第二线路板(4)的至少一个控制元件(5)具有很容易发生故障的功能元件。
13.用于在用于控制特别是汽车上的机械和/或电气设备的带有功能组件(13)控制装置(1)的结构中更换线路板(4)的方法，其中该控制装置具有：
-至少一个具有电子元件(21)的第一线路板(3)；
-至少一个可松开地设置在第一线路板(3)上的具有至少一个控制元件(5)的第二线路板(4)；和
-至少一个具有顶盖(22)的外罩(12)，用于封装第一和第二线路板(3，4)，
其中该方法具有以下方法步骤：
(S1)打开顶盖(22)或者外罩(12)上的由封盖(2)封闭的存取口(17)；
(S2)由存取口(17)进入与第二线路板(4)对应的部分区域，并将所述第二线路板(4)从第一线路板(3)上松开并取下；
(S4)将新的第二线路板(4)装到第一线路板(3)上；
(S5)封闭存取口(17)。
14.按权利要求13所述的方法，其特征在于：在方法步骤(S4)中通过第二传热元件(9)的导向进行新的第二线路板(4)的安装，并且/或者防止错装。
15.按权利要求13或14所述的方法，其特征在于：在方法步骤(S5)中用新的第二线路板(4)上的一个为此构造的部分封闭所述存取口(17)。
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