DE102008033193A1 - Motorsteuerungsvorrichtung eines Fahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Motorsteuerungsvorrichtung (1, 2, 30, 40) eines Fahrzeugs. Die Motorsteuerungsvorrichtung (1, 2, 30, 40) weist ein Gehäuse (3) mit einem Gehäuseboden (4) und einem Gehäusedeckel (5), die eine Gehäuseinnenfläche (6) und eine Gehäuseaußenfläche (9) bilden, auf. Zwischen dem Gehäuseboden (4) und dem Gehäusedeckel (5) sind Randbereiche (8) einer Leiterplatte (7) fixiert. In(10) angeordnet, das als eine mechanische und/oder thermische Brücke zwischen einer Kontaktfläche zu einem Bauelement oder zu der Leiterplatte (7) und der Gehäuseinnenfläche vorhanden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Motorsteuerungsvorrichtung eines Fahrzeugs. Die Motorsteuerungsvorrichtung weist ein Gehäuse mit einem Gehäuseboden und einem Gehäusedeckel, die eine Gehäuseinnenfläche und eine Gehäuseaußenfläche bilden, auf. In dem Gehäuse ist mindestens ein Wärmeableitungsbereich vorgesehen.
  • Eine derartige Vorrichtung zur Wärmeabfuhr von Leiterplatten ist aus der Druckschrift DE 33 31 112 A1 bekannt. Die Leiterplatten sind bei der bekannten Vorrichtung 50, wie sie auch 9 zeigt, an ihren Rändern 8 in einem Gehäuse 3 gehaltert. Die Leiterplatten 7 tragen auf einer Leiterplattenseite Verlustwärme erzeugende Bauelemente 13 und Signal verarbeitende Bauelemente 14. Zur Wärmeabfuhr von den von den Verlustwärme erzeugenden Bauelementen 13 tragen die Leiterplatten 7 eine wärmeleitende Schicht 23 aus einem wärmeleitenden Blech, das mit einem zentralen Wärmeableitungsbereich 10 der Vorrichtung thermisch in Verbindung steht. Der zentrale Wärmeableitungsbereich 10 ist im Mittenbereich der Leiterplatten 7 angeordnet und steht mit dem Gehäuse über eine zentrale Schraube 19 wärmeleitend in Kontakt. Dazu ist das wärmeleitende Gehäuse 3 im Wärmeableitungsbereich 10 mit Kühlrippen 16 versehen.
  • Ein Nachteil dieses Standes der Technik ist darin zu sehen, dass ein hoher technischer Aufwand zur Wärmeableitung erforderlich ist, so müssen entsprechende Wärmeleitungsbleche für jede der Leiterplatten 7 als wärmeleitende Schicht 23 ausgestanzt werden. Des Weiteren muss ein zentraler Wärmeleitungsblock 24 vorbereitet werden, mit dem die wärmeleitenden Ble che in Wirkverbindung stehen, wobei der wärmeleitende Block 24 eine zentrale Bohrung erhalten muss, durch welche die zentrale Verbindungsschraube 19 geführt werden kann. Neben einer kostenintensiven Herstellung einer derartigen Vorrichtung zur Wärmeabfuhr von Leiterplatten 7 ergibt sich auch der Nachteil, dass zwischen Verlustleistung erzeugenden Bauelementen 13 und Signal verarbeitenden Bauelementen 14 nicht unterschieden wird, sondern vielmehr das wärmeleitende und damit auch heiße Blech auf jeder der Leiterplatten 7 unnötig Signal verarbeitende Bauelemente 14 mit aufheizt, womit die Zuverlässigkeit derartiger Signal verarbeitender Halbleiterbauelemente 14 gefährdet ist.
  • 10 zeigt eine Ausführungsform einer Motorsteuerungsvorrichtung 51 gemäß einem Stand der Technik, wobei Komponenten mit gleichen Funktionen wie in 9 gleiche Bezugszeichen aufweisen und nicht extra erörtert werden. Bei diesem Stand der Technik weist der Gehäuseboden 4 eingeformte Kühlrippen 16 auf der Außengehäuseseite 9 in den Bereichen auf, in denen eine Leiterplatte 7 Verlustleistung erzeugende Bauelemente 13 trägt. Dazu liegt die Gehäuseinnenseite 6 in diesen Wärmeableitungsbereichen 10 direkt an der Leiterplatte 7 an, während in Bereichen von Signal verarbeitenden Bauelementen 14 der Gehäuseboden 4 einen entsprechenden Abstand aufweist und damit einen Hohlraum zu der Leiterplatte 7 bildet.
  • Somit besteht bei diesem Gehäuse 3 nicht die Gefahr einer Überhitzung der Signal verarbeitenden Bauelemente 14, wenn die Verlustleistung erzeugenden Bauelemente 13 entsprechend hohe Temperaturen erreichen. Der Nachteil dieser Motorsteuerungsvorrichtung 51 gemäß dem Stand der Technik liegt darin, dass der Gehäuseboden 4 für die unterschiedlichen Leiterplatten 7 ständig neu zu gestalten ist, was die Kosten für derartige Motorsteuerungsvorrichtungen deutlich erhöht.
  • 11 zeigt eine weitere bekannte Motorsteuerungsvorrichtung 52, bei der ebenfalls der Gehäuseboden 4 mit eingeformten Kühlrippen 16 und zusätzlich mit einer inselförmigen Einformung 25 versehen ist, wobei die inselförmige Einformung 25 mit einer Oberseite 20 eines Verlustleistung erzeugenden Halbleiterbauelements 13 thermisch über eine Wärmeleitkleberschicht 17 in Kontakt steht. Die eingeformten Kühlrippen 16, wie es bereits 10 zeigt, stehen mit einer Unterseite der Leiterplatte 7 thermisch in Kontakt. Auch diese Ausführungsform einer Motorsteuerungsvorrichtung 52 gemäß dem Stand der Technik muss mit ihrem Gehäuseboden der sich ändernden Bestückung einer Leiterplatte 7 angepasst werden, was kostenintensiv und zeitaufwendig ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein einheitliches Gehäuse für eine Motorsteuerungsvorrichtung zu entwickeln, das für unterschiedliche Anforderungen wie Kontaminationsschutz, Vibrationsschutz und/oder Überhitzungsschutz von Bauelementen auf Leiterplatten geeignet ist.
  • Diese Aufgabe wird mit dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Erfindungsgemäß wird eine Motorsteuerungsvorrichtung eines Fahrzeugs geschaffen. Die Motorsteuerungsvorrichtung weist ein Gehäuse mit einem Gehäuseboden und einem Gehäusedeckel, die eine Gehäuseinnenfläche und eine Gehäuseaußenfläche bilden, auf. Zwischen dem Gehäuseboden und dem Gehäusedeckel sind Randbereiche einer Leiterplatte fixiert. In dem Gehäuse ist mindestens ein Schutzelement angeordnet, das als eine mechanische und/oder thermische Brücke zwischen einer Kontakt fläche zu einem Bauelement oder zu der Leiterplatte und der Gehäuseinnenfläche vorhanden ist.
  • Eine derartige Motorsteuerungsvorrichtung hat den Vorteil, dass in einem einheitlichen Gehäuse für eine Vielzahl unterschiedlicher Leiterplatten ein optimaler Schutz durch Hinzufügen und Anordnen von Schutzelementen gegen Vibration der Leiterplatte oder Überhitzung einzelner Bauelemente möglich ist. Diese Schutzelemente können als vorgefertigte Komponenten zur Verfügung stehen und an den Stellen als mechanische und/oder thermische Brücken in ein Gehäuse eingebaut werden, an denen Verlustwärme erzeugende Bauelemente positioniert sind oder die Leiterplatte erhöhter Schwingungsgefahr ausgesetzt ist. Dazu müssen weder der Gehäuseboden noch der Gehäusedeckel konstruktiv verändert werden. Es können vielmehr ein einheitlicher Gehäusedeckel und ein einheitlicher Gehäuseboden für die unterschiedlichen Leiterplatten mit unterschiedlicher Bauelementbestückung eingesetzt werden. Dieses erspart Kosten und erhöht die Flexibilität bei Entwurf und Fertigung von derartigen Motorsteuerungsvorrichtungen.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Gehäuse in dem Bereich eines Schutzelementes eine Durchgangsöffnung auf, die durch ein Steckelement, welches das Schutzelement mechanisch oder thermisch kontaktiert, aufgefüllt ist. Diese Ausführungsform der Erfindung hat den Vorteil, dass nur dort Durchgangsöffnungen gebildet werden, wo eine hohe Verlustwärme abzuführen ist oder Vibrationen zu dämpfen sind, wobei durch die Steckelemente der mechanische und thermische Kontakt mit dem Gehäuse intensiviert wird.
  • Dabei ist es vorgesehen, dass in einem Wärmeableitungsbereich die Gehäuseaußenfläche ein Kühlrippenelement aufweist, das über das Steckelement mit dem Schutzelement, das als Wärmeab leitungselement ausgeführt ist, thermisch in Verbindung steht. Dieses Kühlrippenelement kann somit an den Stellen aufgesetzt werden, an denen hohe Verlustwärme durch entsprechende Verlustwärme erzeugende Bauelemente entsteht. Die drei Komponenten Kühlrippenelement, Steckelement und Wärmeableitungselement können vorgefertigte Komponenten sein, die je nach der Größe der Verlustwärme, die abzuführen ist, eingesetzt werden können, ohne dass für die Gehäusekontur gravierende Einformungen vorzusehen sind oder dass das Gehäuse mit einer speziellen aus dem Stand der Technik bekannten zentralen oder inselförmigen Wärmeableitungszone zu konstruieren ist.
  • Die Kühlrippen sind nicht wie im Stand der Technik in den Gehäuseboden einzuformen. Vielmehr können das Kühlrippenelement, das Steckelement und auch das Wärmeableitungselement in beliebigen Positionen des Gehäuses angeordnet werden, bei denen eine erhebliche Verlustwärme auftritt. In Bereichen der Leiterplatten, die keine große Verlustwärme abführen müssen, wie es beispielsweise für Signal formende Logikbausteine und für Signal speichernde Speicherbauteile der Fall ist, kann auf derartige Stapel aus Wärmeleitungselementen verzichtet werden.
  • Jedoch können in Motorsteuerungsvorrichtungen erhebliche Vibrationen auftreten, so dass mit Hilfe entsprechender Schwingungsdämpfungselemente an den besonders gefährdeten Stellen für Vibrationen das Gehäuse aufgefüllt werden und die Leiterplatte gestützt und geschützt werden kann. Auch hier ist es vorgesehen, nur begrenzte Schwingungsdämpfungsbereiche mit entsprechenden Schwingungsdämpfungselementen zu bestücken, um die Leiterplatte zu stabilisieren und Vibrationen von ihr abzuhalten. Während die Wärmeleitungselemente vorzugsweise metallische Materialien aufweisen, werden für die Schwingungs dämpfungselemente Kunststoffe, insbesondere gummielastische Kunststoffe und Gele eingesetzt, die eine hohe Schwingungsdämpfung bewirken.
  • Dabei bilden diese Schwingungsdämpfungselemente eine mechanische Brücke zwischen einer Kontaktfläche auf der Leiterplatte und der Gehäuseinnenfläche. Außerdem können die Gehäuse in dem Schwingungsdämpfungsbereich Durchgangsöffnungen aufweisen, die durch entsprechende Steckelemente, welche das Schwingungselement mechanisch kontaktieren, aufgefüllt werden. Dabei kann das Steckelement auch dazu dienen, die Position des Schwingungselements mechanisch zu fixieren.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bilden die Wärmeableitungselemente ein Stapelsystem, bei dem über Wärmeleitkleberschichten die unterschiedlichen Wärmeleitungselemente thermisch miteinander verbunden sind. Dabei können einzelne Bauelemente mit einzelnen Stapeln aus Wärmeableitungselementen zusammenwirken, um effektiv die Verlustwärme an das Gehäuse und damit an die Umgebung abzugeben.
  • Grundsätzlich ergeben sich zwei Möglichkeiten für die Anordnung eines derartigen wärmeleitenden Stapels. Zum einen können sie unmittelbar auf der Oberseite als thermische Kontaktfläche des Verlustwärme erzeugenden Bauelements angeordnet sein, zum anderen können sie auf der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte zu dem Verlustwärme erzeugenden Bauelement eingesetzt werden. Grundsätzlich kann ein derartiges Gehäuse auch ohne jede Wärmeableitungselemente für Motorsteuerungsvorrichtungen eingesetzt werden, wenn die entsprechenden Bauelemente lediglich Signal verarbeitende Funktionen oder passive Funktionen erfüllen.
  • Dann besteht die Gehäusekonstruktion hauptsächlich darin, den Schutz der Elektronik vor Kontaminationen und chemischen oder physischen Beschädigungen zu gewährleisten. Nach Bedarf können jedoch die Zusatzwärmeleitungselemente oder Vibrationsdämpfungselemente flexibel im Gehäuse montiert werden, womit die Funktionalitäten Wärmeabfuhr und mechanischer Schutz der Elektronik sowie Vibrationsdämpfung je nach Einsatz der unterschiedlichen Elemente und Komponenten möglich sind. Dazu können die Wärmeableitungselemente bzw. die Schwingungsdämpfungselemente gesteckt, geschraubt oder geklebt werden und ein entsprechendes Steckelement durch das Gehäuse hindurchgeführt sein. Durch die erfindungsgemäße Motorsteuerungsvorrichtung und das dafür entwickelte erfindungsgemäße Gehäuse werden die Funktionalitäten Wärmeabfuhr, mechanischer Schutz und Vibrationsdämpfung losgelöst von der Konstruktion des Gehäusebodens und des Gehäusedeckels ermöglicht. Dieses wird nämlich mittels Zusatzelementen, wie Steckelementen durch das Gehäuse oder Elementen, die im oder am Gehäuse verklebt oder fixiert werden, realisiert.
  • Zusammenfassend ist festzustellen, dass diese erfindungsgemäße Motorsteuerangsvorrichtung nachfolgende Vorteile aufweist:
    • 1. eine erhöhte Flexibilität für das Leiterplattenlayout, da Komponenten überall platziert werden können ohne Berücksichtigung des Gehäusedesigns, wird ermöglicht;
    • 2. Entwicklungsloops zwischen Layout und Gehäusekonstruktion sind vermindert, was eine Zeiteinsparung und Effizienzsteigerung bei der Leiterplattenherstellung und dem Leiterplattenlayout ermöglicht;
    • 3. eine höhere Flexibilität in der Fertigung bei gleichzeitiger Standardisierung der Fertigungsschritte der einzelnen Fertigungsprozesse wird mit der erfindungsgemäßen Motorsteuerungsvorrichtung erreicht;
    • 4. Produktionslinien können unverändert beibehalten bleiben;
    • 5. Kühlrippen können je nach Bedarf an die Verlustleistung der Komponenten, die vorhandene Luftströmung am Einbauort oder direkt an die Zusatzwärmeabfuhrelemente thermisch angebunden werden;
    • 6. einfache, günstige, leichte Standardbauteile kommen zum Einsatz, so dass auf Konstruktionen mit thermischen Inseln, eingeformten Kühlrippen und spezifischen Gehäuseformen verzichtet werden kann;
    • 7. Die Wärmeabfuhrelemente bzw. die Schwingungsdämpfungselemente können auf beide Gehäuseteile sowohl in Richtung Gehäuseboden als auch zum Gehäusedeckel eingebracht werden.
  • Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
  • 1 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Grundkonzeptes eines einheitlichen Gehäuses für eine Motorsteuerungsvorrichtung;
  • 2 zeigt den schematischen Querschnitt des Gehäuses für eine Motorsteuerungsvorrichtung gemäß 1 mit Schwingungsdämpfungselementen;
  • 3 zeigt den schematischen Querschnitt des Gehäuses für eine Motorsteuerungsvorrichtung gemäß 1 mit ergänzten Schwingungsdämpfungselementen;
  • 4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Teilbereich einer Motorsteuerungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
  • 5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Teilbereich einer Motorsteuerungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
  • 6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Motorsteuerungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;
  • 7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Teilbereich der Motorsteuerungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
  • 8 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Motorsteuerungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung;
  • 9 zeigt eine Vorrichtung zur Wärmeabfuhr von Leiterplatten gemäß dem Stand der Technik;
  • 10 zeigt eine Ausführungsform einer Motorsteuerungsvorrichtung gemäß einem Stand der Technik;
  • 11 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Motorsteuerungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik.
  • 1 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Grundkonzeptes eines einheitlichen Gehäuses 3 für eine Motorsteuerungsvorrichtung 1.
  • In dieser Ausführungsform der 1 weist die Motorsteuerungsvorrichtung 1 keine thermisch kritischen Bauelemente auf und die Leiterplatte 7 ist derart stabil aufgebaut, dass sie auch nicht vibrationsgefährdet ist. Das einheitliche Gehäuse für eine Mehrzahl von unterschiedlichen Motorsteuerungsvor richtungen weist einen einheitlichen Gehäusedeckel 5 und einen einheitlichen Gehäuseboden 4 auf, wobei zwischen dem Gehäusedeckel 5 und dem Gehäuseboden 4 die Leiterplatte 7 mit ihren Randbereichen 8 eingespannt bzw. eingeklemmt ist. Auf der Leiterplatte sind beidseitig Bauelemente 14 angeordnet, die eine geringe Verlustwärme abgeben und im Wesentlichen Signal verarbeitende Bauelemente oder passive Bauelemente sind, so dass keine Maßnahmen zu ergreifen sind, um hohe Verlustleistungen abzuleiten oder Maßnahmen gegen Vibrationen vorzunehmen sind.
  • 2 zeigt den schematischen Querschnitt des einheitlichen Gehäuses 3 für eine Motorsteuerungsvorrichtung gemäß 1 mit Schwingungsdämpfungselementen 22. Diese Schwingungsdämpfungselemente 22 werden als mechanische Brücke zwischen Kontaktflächen 27 der Leiterplatte 7 und einer Innenfläche 6 des einheitlichen Gehäuses 3 angeordnet, um beispielsweise wie hier in einem Mittenbereich einen zusätzlichen Schwingungsdämpfungsbereich 21 vorzusehen, indem durch die Schwingungsdämpfungselemente 22 die Gefahr von Resonanzschwingungen der Leiterplatte 7 gemindert wird. Da die Leiterplatte 7 mit ihren Randbereichen 8 zwischen dem Gehäusedeckel 5 und dem Gehäuseboden 4 eingeklemmt bzw. eingespannt ist, wird durch das Einsetzen von Schwingungsdämpfungselementen 22 im Mittenbereich dieser vibrationsgefährdete Bereich der Leiterplatte 7 zusätzlich vor Vibrationen geschützt.
  • 3 zeigt den schematischen Querschnitt des Gehäuses für eine Motorsteuerungsvorrichtung gemäß 1 mit ergänzten Schwingungsdämpfungselementen. Diese ergänzenden Schwingungsdämpfungselemente sind Steckelemente 15, die in entsprechenden Durchgangsöffnungen 12 durch den Gehäusedeckel 5 bzw. den Gehäuseboden 4 in den Positionen der Schwingungsdämpfungselemente 22 angeordnet sind und mit diesen mechanisch verbunden sind, wodurch einerseits die mechanische Kopplung zu dem Gehäuse 3 verstärkt wird und andererseits die Positionen der Dämpfungselemente 22 zusätzlich formschlüssig gesichert werden können. Eine stoffschlüssige Sicherung der Positionen der Schwingungsdämpfungselemente 22 sowie der Steckelemente 15 mit den Kontaktflächen 27 der Leiterplatte 7 und der Gehäuseinnenflächen 6 sowie mit den Durchgangsöffnungen 12 im Gehäuse 3 kann durch entsprechende Klebstoffschichten erreicht werden.
  • 4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Teilbereich einer Motorsteuerungsvorrichtung 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. In dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung sind neben den Signal leitenden Bauelementen, wie sie in den 1 bis 3 gezeigt werden, zusätzlich Verlustwärme erzeugende Leistungsbauelemente 13 mit einer Oberseite 20 angeordnet. Um lokal die Verlustwärme abzuleiten, werden in dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung in einem Wärmeableitungsbereich 10 des Gehäuses 3 Wärmeableitungselemente 11 über eine Kontaktfläche 27, die auf der dem Verlustwärme erzeugenden Bauelement 13 gegenüberliegenden Fläche der Leiterplatte 7 oder direkt auf der Oberseite 20 eines Bauelementes 13 angeordnet ist, angebracht, wobei die thermische Verbindung in dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung über Wärmeleitkleberschichten 17 erfolgt, um eine thermische Brücke von der Kontaktfläche 27 der Leiterplatte 7 zu der Innenfläche 6 des Gehäuses 3 bereitzustellen. Mit dieser Ausführungsform der Erfindung können für die Wärmeableitung Wärmeableitungselemente 11 vorgefertigt werden, die dann an entsprechenden Stellen der Leiterplatte 7 oder des Verlustleistung erzeugenden Bauelements 13 in dem Gehäuse 5 angeordnet werden können.
  • 5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Teilbereich einer Motorsteuerungsvorrichtung 30 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, bei der zwei Wärmeleitungselemente 11 und 15 aufeinander gestapelt sind und über eine Wärmeleitkleberschicht 17 mit einer Kontaktfläche 27 der Leiterplatte 7 thermisch in Kontakt stehen. Das weitere Wärmeableitungselement dieses Stapels aus Wärmeableitungselementen 11 und 15 wird durch ein Steckelement 15 gebildet, das in einer Durchgangsöffnung 12 des Gehäusebodens 4 angeordnet ist. Dieses Steckelement 15 kann auch zusammen mit dem Wärmeableitungselement 11 einen kompakten Block bilden, der durch das Steckelement 15 in seiner Position gegenüber dem Verlustwärme erzeugenden Bauelement 13 und dem Gehäuseboden 4 ausgerichtet und fixiert ist.
  • 6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Motorsteuerungsvorrichtung 30 gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung. Mit dieser dritten Ausführungsform der Erfindung wird gezeigt, dass das einheitliche Gehäuse 3, wie es bereits in 1 gezeigt wird, in der Lage ist sowohl Verlustwärme erzeugende Bauelemente 13 als auch Signal verarbeitende oder passive Bauelemente 14, die eine geringere Verlustwärme erzeugen, aufzunehmen und nebeneinander auf der Leiterplatte 7 anzuordnen. Auch ist es möglich, die thermische Brücke mit Wärmeableitungselementen 11 und/oder Steckelementen 15 sowohl zum Gehäusedeckel 5 hin als auch zum Gehäuseboden 4 hin mit diesen Wärmeableitungskomponenten 11 und 15 zu versehen.
  • In diesem Ausführungsbeispiel gemäß 6 werden drei Wärmeableitungsbereiche 10 gezeigt, wovon ein Wärmeableitungsbereich 10 mit Gehäusedeckel 5 zusammenwirkt und zwei weitere Wärmeableitungsbereiche 10 mit dem Gehäuseboden 4 einen thermischen Kontakt bilden. Bei der Herstellung einer derartigen Ausführungsform der Erfindung kann zunächst der einheitliche Gehäuseboden mit Durchgangsöffnungen 12 in den Bereichen einer Leiterplatte mit entsprechenden Verlustwärme erzeugenden Bauelementen 13 eingebracht werden. Dabei zeigt die 6, dass in dieser Ausführungsform der Erfindung die Höhe der Wärme ableitenden Elemente 11 zum Gehäuseboden 4 hin unterschiedlich sein kann, da in dem einen Fall das Wärmeableitungselement 11 mit der Wärmeableitungsschicht 17 die Oberseite 20 des Bauelementes 13 thermisch kontaktiert und ein weiteres Wärmeableitungselement eine Kontaktfläche der Leiterplatte 7 unterhalb eines auf der Oberseite der Leiterplatte 7 angeordneten Verlustwärme erzeugenden Bauelements 13 angeordnet ist. Derartige Komponenten unterschiedlicher thermischer Überbrückungshöhen können vorbereitet und gelagert werden und je nach Bedarf in dem Gehäuseboden 4 über die Steckelemente 15 fixiert werden.
  • Nachdem die Leiterplatte 7 angepasst ist, wird für ein weiteres Verlustwärme erzeugendes Bauelement 13, das auf der Unterseite der Leiterplatte 7 angeordnet ist, auf einer entsprechenden gegenüberliegenden Kontaktfläche 27 ein Wärmeableitungselement 11 mit einer Wärmeleitkleberschicht 17 in einem Wärmeableitungsbereich 10 fixiert, der nun in dem Gehäusedeckel 5 vorgesehen ist. Für das Anbringen der Steckelemente 15 sind Durchgangsbohrungen 12 an geeigneten Stellen des Gehäusebodens 4 bzw. des Gehäusedeckels 5 vorzusehen, jedoch kann dieser Prozessschritt eingespart werden, wenn der thermische Übergang, wie er mit dem Ausführungsbeispiel 2 erreicht wird, ausreicht, um die Verlustwärme an das Gehäuse abzugeben. Wenn ein Stapel aus einem Steckelement 15 und einem Wärmeableitungselement 11 nicht ausreicht, um die Verlustwärme an die Umgebung abzugeben, so wird eine weitere Wärmeableitungskomponente hinzugefügt, wie es die nachfolgende Figur zeigt.
  • 7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Teilbereich der Motorsteuerungsvorrichtung 40 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind drei Wärmeableitungselemente 11, 15 und 16 in einem Wärmeableitungsbereich 10 des Gehäuses 3 angeordnet, wobei dieser Wärmeableitungsbereich 10 in seiner flächigen Erstreckung der flächigen Erstreckung eines Verlustwärme erzeugenden Bauelements 13 entspricht. Das Wärmeableitungselement 16 wird außen auf der Gehäuseaußenfläche 9 angeordnet und bildet ein Kühlrippenelement 16, das in geeigneten Wärmeableitungsbereichen als zusätzliches Wärmeableitungselement angeordnet werden kann. Dazu ist in dieser Ausführungsform der Erfindung lediglich ein Durchgangsloch 12 im Gehäuseboden 4 vorzusehen, um eine intensive thermische Kopplung mit Hilfe eines Steckelements 15 zwischen dem Wärmeableitungselement 11 als Wärmeleitungsblock innerhalb des einheitlichen Gehäuses 3 und dem Kühlrippenelement 16 auf der Gehäuseaußenfläche 9 herzustellen.
  • 8 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Motorsteuerungsvorrichtung 40 gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung, wobei hier zwei Wärmeableitungsbereiche 10 und ein Schwingungsdämpfungsbereich 21 vorgesehen sind, um die Leiterplatte 7 mit ihren Bauelementen 13 und 14 sowohl vor Überhitzungen als auch vor Vibrationen zu schützen. Dabei ist der Schwingungsdämpfungsbereich 21 mit einem Schwingungsdämpfungselement 22 innerhalb des Gehäuses 3 nahe der Mitte der Leiterplatte 7 vorgesehen, während die Verlustleistung erzeugenden Bauelemente 13 einerseits durch einen Stapel von drei Wärmeableitungselementen, nämlich dem Wärmeableitungselement 11, dem Steckelement 15 und dem Kühlrippenelement 16, vor Überhitzung geschützt sind, wird andererseits in einem weiteren Wärmeableitungsbereich auf ein Kühlrippenelement 16 ver zichtet, da die Verlustwärmeerzeugung dieses Bauelements 13 unkritischer ist.
  • Die 9 bis 11 zeigen Ausführungsformen aus dem Stand der Technik, wie sie bereits einleitend erörtert sind, so dass sich eine Wiederholung erübrigt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 3331112 A1 [0002]

Claims (11)

  1. Motorsteuerungsvorrichtung eines Fahrzeugs aufweisend: – ein Gehäuse (3) mit einem Gehäuseboden (4) und einem Gehäusedeckel (5), die eine Gehäuseinnenfläche (6) und eine Gehäuseaußenfläche (9) aufweisen; – eine Leiterplatte (7) mit Bauelementen (13, 14), deren Randbereiche (8) mindestens teilweise zwischen Gehäuseboden (4) und Gehäusedeckel (5) fixiert sind; dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (3) mindestens ein Schutzelement (26) angeordnet ist, das als eine mechanische und/oder thermische Brücke zwischen einer Kontaktfläche (20, 27) zu einem Bauelement (13, 14) oder zu der Leiterplatte (7) und der Gehäuseinnenfläche (6) vorhanden ist.
  2. Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Wärmeableitungsbereich (10) des Gehäuses (3) ein Wärmeableitungselement (11) angeordnet ist, welches eine der Kontaktflächen (20, 27) zu einem der Bauelemente (13, 14) oder zu der Leiterplatte (7) thermisch kontaktiert.
  3. Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Wärmeableitungsbereich (10) die Gehäuseaußenfläche (9) ein Kühlrippenelement (16) aufweist, das über ein Steckelement (15) mit dem Wärmeableitungselement (11) thermisch in Verbindung steht.
  4. Motorsteuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeableitungselemente (11, 15, 16) ein Stapelsystem bilden und über eine Wärmeleitkleberschicht (17) thermisch miteinander verbunden sind.
  5. Motorsteuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Verlustwärme erzeugende Bauelemente (13) mit einzelnen Stapeln aus Wärmeableitungselementen (11, 15, 16) zusammenwirken.
  6. Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapel (18) aus Wärmeableitungselementen (11, 15, 16) auf einer Oberseite (20) des Verlustwärme erzeugenden Bauelements (13) angeordnet ist.
  7. Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapel (18) aus Wärmeableitungselementen (11, 15, 16) auf einer dem Verlustwärme erzeugenden Bauelement (13) gegenüberliegenden Position auf der Leiterplatte (7) angeordnet ist.
  8. Motorsteuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (3) ein Schwingungsdämpfungsbereich (21) vorgesehen ist.
  9. Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsdämpfungsbereich (21) mindestens ein Schwingungsdämpfungselement (22) aufweist, wobei das Schwingungsdämpfungselement (22) eine mechanische Brücke zwischen einem Bauelement (13, 14) auf der Leiterplatte (7) und der Gehäuseinnenfläche (6) aufweist.
  10. Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) in dem Schwingungsdämpfungsbereich (21) eine Durchgangsöffnung (12) aufweist, die durch ein Steckelement (15), welches das Schwingungsdämpfungselement (22) mechanisch kontaktiert, aufgefüllt ist.
  11. Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckelement (15), das Schwingungsdämpfungselement (22) mechanisch fixiert.
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