DE102012202576B4

DE102012202576B4 - Elektronische steuereinheit

Info

Publication number: DE102012202576B4
Application number: DE102012202576.6A
Authority: DE
Inventors: Dai Ito; Nobumasa Ueda; Yasushi Matsumura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-02-24
Filing date: 2012-02-20
Publication date: 2017-02-16
Anticipated expiration: 2032-02-21
Also published as: DE102012202576A1

Abstract

Elektronische Steuereinheit zum Steuern einer Vielzahl von externen Einrichtungen (11, 12, 13, 14, 17), mit: einer Vielzahl von ersten Substraten (41, 42, 43, 44, 47), von denen jedes eine entsprechende eine der Vielzahl von externen Einrichtungen (11, 12, 13, 14) steuert; einem zweites Substrat (30, 30a), das von einer Leistungsquelleneinrichtung (15) zugeführte elektrische Leistung empfängt; und einem Gehäuse (21), das die ersten Substrate (41, 42, 43, 44, 47) und das zweite Substrat (30, 30a) in sich aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (21) aus zumindest einem ersten Gehäuseelement (22, 27, 28) und einem zweiten Gehäuseelement (23, 26), die miteinander gekoppelt sind, aufgebaut ist, zumindest eines der ersten Substrate (41, 42, 43, 44, 47) benachbart zu einer inneren Oberfläche (22a) des ersten Gehäuseelements (22, 27, 28), welche eine innere Oberfläche des Gehäuses (21) bereitstellt, angeordnet ist, das zweite Substrat (30, 30a) derart angeordnet ist, dass eine erste Oberfläche (31) desselben benachbart zu einer inneren Oberfläche (23a) des zweiten Gehäuseelements (23, 26), welche eine innere Oberfläche des Gehäuses (21) bereitstellt, ist, ein erstes thermisch leitfähiges Element (24) zwischen der inneren Oberfläche (22a) des ersten Gehäuseelements (22, 27, 28) und einem Wärmeerzeugungselement (41a), das zumindest eines von einer Vielzahl von Elementen ...

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuereinheit, die externe Einrichtungen, wie beispielsweise fahrzeuginterne Einrichtungen, steuert.
Zum Beispiel beschreibt die Druckschrift JP 2004-246615 A eine elektronische Steuereinheit, die in einem Personal Computer oder einem Server zum Steuern externer Einrichtungen verwendet wird. Die elektronische Steuereinheit ist durch Unterbringen mehrerer elektronischer Module, eines Steuersubstratmoduls und eines Leistungsquellenmoduls innerhalb eines Gehäuses aufgebaut. Auf der Oberfläche jedes der elektronischen Module sind eine zentrale Verarbeitungseinheit bzw. CPU und andere Wärmequellen mit einer Festplatte angebracht, und folglich bildet jedes elektronische Modul für sich selbst einen Computer. Jedes der elektronischen Module ist durch Einführen eines Verbinders des elektronischen Moduls in einen Verbinder einer gemeinsamen Verdrahtungsschaltung nach Art einer Presseinpassung elektrisch mit dem Steuersubstratmodul oder dem Leistungsquellenmodul der Einheit verbunden.
Wenn die elektronischen Module durch Einführen des Verbinders derselben in den Verbinder der gemeinsamen Verdrahtungsschaltung elektrisch mit der gemeinsamen Verdrahtungsschaltung verbunden werden, wird auch ein Flüssigkeitsverbinder jedes der elektronischen Module in einen Flüssigkeitsverbinder eines Flüssigkeitskühlmantels eingeführt, um dadurch einen Flüssigkeitszirkulationskreis zu bilden. Die elektronischen Module werden durch ein durch den Flüssigkeitszirkulationskreis fließendes Kühlmittel gekühlt.
In Bezug auf Fahrzeuge wurde die Anzahl von elektronischen Steuereinheiten (ECU), welche verwendet werden, um jeweilige fahrzeuginterne Einrichtungen, wie beispielsweise eine Brennkraftmaschine und ein Getriebe, zu steuern, erhöht, um neuere Anforderungen höherer funktioneller Eigenschaften zu erfüllen.
Jede der elektronischen Steuereinheiten benötigt jedoch einen Raum für den Einbau und einen Raum für ihre Kühlung. Daher nimmt der Raum zum Anbringen der elektronischen Steuereinheiten in dem Fahrzeug zu. Eine solche Situation tritt nicht nur bei einer elektronischen Steuereinheit auf, die fahrzeuginterne Einrichtungen steuert, sondern auch bei einer elektronischen Steuereinheit, die allgemeine externen Einrichtungen steuert.
Bei der in der Druckschrift JP 2004-246615 A beschriebenen elektronischen Steuereinheit ist, da die elektronischen Module, das Steuersubstratmodul und die Leistungsquellenmodule mit der gemeinsamen Verdrahtungsschaltung verbunden und in dem Gehäuse untergebracht sind, die Größe der elektronischen Steuereinrichtung verringert.
Bei der beschriebenen Struktur jedoch sind die Modulsubstrate lotrecht zu der gemeinsamen Verdrahtungsschaltung angeordnet. Im Allgemeinen unterscheidet sich die Größe des Modulsubstrats in Abhängigkeit von darin erforderlichen Funktionen. Daher muss dann, wenn Modulsubstrate mit unterschiedlichen Größen in einem Gehäuse untergebracht werden, das Gehäuse eine vorbestimmte Größe aufweisen, um der Größe des größten Modulsubstrats zu entsprechen.
In einem solchen Fall gibt es einen toten Raum in der Umgebung des kleinen Modulsubstrats. Das heißt, es ist schwierig, die Größe des Gehäuses zu verkleinern. Ferner wird es bei der Struktur, bei der die gemeinsame Verdrahtungsschaltung und die Modulsubstrate lediglich in dem Gehäuse untergebracht sind, schwierig, die von einem Wärmeerzeugungselement jedes Modulsubstrats erzeugte Wärme abzuführen bzw. abzustrahlen.
Außerdem wird bei der Struktur, bei der die gemeinsame Verdrahtungsschaltung und die mehreren Modulsubstrate in dem Gehäuse aufgenommen sind, daran gedacht, das Wärmeerzeugungselement jedes Modulsubstrats an einer Position benachbart zu einer Oberfläche des Gehäuses anzuordnen, um das Wärmeerzeugungselement über die Oberfläche des Gehäuses zu kühlen.
Ferner kann bei einer Struktur, bei der ein Gehäuse zum darin Aufnehmen der mehreren Modulsubstrate durch Koppeln mehrerer Gehäuseelemente aufgebaut ist, das Modulsubstrat, das an einem der Gehäuseelemente fixiert ist, benachbart zu einer inneren Oberfläche des Gehäuseelements angeordnet werden. Es besteht jedoch eine Möglichkeit, dass ein zusätzlicher Raum zwischen dem Modulsubstrat und einem anderen Gehäuseelement, das an dem einen der Gehäuseelemente fixiert wird, nachdem die mehreren Modulsubstrate aufeinanderfolgend aufeinander gelegt sind, aufgrund der dimensionellen Toleranz des Gehäuses und der Dicke der Modulsubstrate sowie der Aufaddierung der Montagetoleranz entsteht. Ein solcher zusätzlicher Raum resultiert in der Verschlechterung der Wärmeabstrahlung.
Darüber hinaus ist es dann, wenn das Modulsubstrat, das benachbart zu der inneren Oberfläche des Gehäuses angeordnet ist, ausgetauscht werden muss, notwendig, das Wärmeerzeugungselement des Modulsubstrats und dergleichen an einer inneren Oberfläche des Gehäuses zu fixieren. Falls ein Raum zwischen dem Wärmeerzeugungselement und der inneren Oberfläche des Gehäuses aufgrund einer unzureichenden dimensionellen Genauigkeit oder einer unzureichenden Montagegenauigkeit des Gehäuses und dergleichen erzeugt wird, ist es schwierig, eine Wärmeabstrahlungswirkung ausreichend zu erzielen.
Aus dem Stand der Technik sind ferner die DE 10 2005 041 051 A1 , die einen Fahrzeugleistungswandler offenbart, die DE 10 2007 043 536 A1 , die ein Steuergerät bzw. ein Motorsteuergerät eines Fahrzeugs offenbart, die JP 2003-243 860 A , die eine elektronische Einrichtung bzw. einen elektronischen Verbraucher offenbart, die US 2007/0230 143 A1 , die eine elektronische Steuereinrichtung offenbart, die US 2001/0 012 212 A1 , die einen Inverter für eine Motoransteuerung offenbart, die JP 2003-110 263 A , die eine Wärmeableitungsstruktur, eine Gehäuseanordnung und ein Wärmeableitungselement offenbart, die JP 2000-196 266 A , die eine Einheit für exothermische Lagerung eines elektronischen Bauteils offenbart, die JP 2009-059 760 A , die eine Wärmeableitungsstruktur einer gedruckten elektronischen Schaltung offenbart, und die US 2003/0198 022 A1 , die einen gehäusten Leistungswandler mit verbessertem Wärmemanagement offenbart, bekannt.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung als eine Aufgabe zugrunde, eine elektronische Steuereinheit bereitzustellen, deren Größe verringert werden kann, und bei der ebenso eine Wärmeabstrahlungsleistung verbessert werden kann.
Darüber hinaus soll die Erfindung eine elektronische Steuereinheit bereitstellen, die in der Lage ist, den Austausch eines in einem Gehäuse aufgenommenen Substrats zu erleichtern, und ebenso eine Wärmeabstrahlungsleistung zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine elektronische Steuereinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der beigefügten Unteransprüche.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der Erfindung beinhaltet somit eine elektronische Steuereinheit zum Steuern einer Vielzahl von externen Einrichtungen eine Vielzahl von ersten Substraten, ein zweites Substrat und ein Gehäuse, das die ersten Substrate und das zweite Substrat in sich aufnimmt. Jedes der Modulsubstrate steuert eine entsprechende eine der Vielzahl von externen Einrichtungen. Das zweite Substrat empfängt von einer Leistungsquelleneinrichtung zugeführte elektrische Leistung. Das Gehäuse ist durch Koppeln zumindest eines ersten Gehäuseelements und eines zweiten Gehäuseelements miteinander aufgebaut. Zumindest eines der ersten Substrate ist benachbart zu einer inneren Oberfläche des ersten Gehäuseelements, welche eine innere Oberfläche des Gehäuses bereitstellt, angeordnet. Das zweite Substrat ist benachbart zu einer inneren Oberfläche des zweiten Gehäuseelements, welche einen anderen Teil der inneren Oberfläche des Gehäuses bereitstellt, angeordnet. Ein thermisch leitfähiges Element ist zwischen der inneren Oberfläche des ersten Gehäuseelements und einem Wärmeerzeugungselement, das eines von einer Vielzahl von Elementen ist, die auf dem einen der ersten Substrate angebracht sind, und Wärme erzeugt, wenn es betrieben wird, angeordnet. Das eine der ersten Substrate ist an dem ersten Gehäuseelement mittels zumindest eines Befestigungselements oder einem Festlegeabschnitt, bereitgestellt in dem ersten Gehäuseelement, festgelegt. Das zweite Substrat ist an dem zweiten Gehäuseelement mittels zumindest eines Befestigungselements oder einem Festlegeabschnitt, bereitgestellt in dem zweiten Gehäuseelement, festgelegt.
In einer solchen Struktur ist, um das eine der ersten Substrate, das benachbart zu der inneren Oberfläche des ersten Gehäuseelements angeordnet ist, gegen ein anderes erstes Substrat auszutauschen, das erste Gehäuseelement, das das eine der ersten Substrate fixiert, in ein anderes erstes Gehäuseelement, in welchem ein anderes erstes Substrat fixiert ist, fixiert. Das heißt, das erste Substrat kann durch Ersetzen des ersten Gehäuseelements als eine Einheit ausgetauscht werden.
In diesem Fall wird eine erste Gehäuseeinheit, in welcher ein anderes erstes Substrat an dem ersten Gehäuseelement fixiert ist und das thermisch leitende Element zwischen dem Wärmeerzeugungselement und der inneren Oberfläche des ersten Gehäuseelements angeordnet ist, bei einem Hersteller, wie beispielsweise in einer Produktauslieferungsfabrik, im Voraus hergestellt und in einem Lager oder dergleichen für einen Austausch gelagert. Zum Beispiel kann in dem Lager das erste Substrat durch Ersetzen der ersten Gehäuseeinheit in bzw. durch eine andere Gehäuseeinheit ausgetauscht werden.
Zum Beispiel wird, um ein anderes eines der ersten Substrate, die in dem Gehäuse aufgenommen sind, auszutauschen, das erste Gehäuseelement von dem zweiten Gehäuseelement mit dem einen der Modulsubstrate entfernt, und wird das auszutauschende erste Substrat durch ein Ersatzmodulsubstrat ausgetauscht. Dann wird das erste Gehäuseelement erneut mit dem zweiten Gehäuseelement gekoppelt.
In einem solchen Fall ist es nicht notwendig, in dem Lager das thermisch, leitfähige Element zwischen dem Wärmeerzeugungselement und der ersten inneren Oberfläche anzuordnen. Daher ist es nicht notwendig, in dem Lager oder dergleichen die dimensionelle Genauigkeit und die Montagegenauigkeit des Gehäuses und dergleichen auf ein bestimmtes Niveau, das dem Austausch genügt, zu verbessern. Ebenso können Kosten für den Austausch verringert werden.
Darüber hinaus ist das erste Substrat durch das Befestigungselement und/oder den Festlegeabschnitt, bereitgestellt in dem ersten Gehäuseelement, an dem ersten Gehäuseelement fixiert bzw. festgelegt, und ist das zweite Substrat durch das Befestigungselement und oder den Festlegeabschnitt, bereitgestellt in dem zweiten Gehäuseelement, an dem zweiten Gehäuseelement fixiert bzw. festgelegt. Daher ist es nicht notwendig, eine Aufaddierung einer Montagetoleranz zu berücksichtigen. Darüber hinaus kann der Freiraum bzw. Abstand zwischen dem ersten Substrat und der inneren Oberfläche des ersten Gehäuseelements leicht gesteuert bzw. kontrolliert werden.
Demgemäß wird der Austausch des in dem Gehäuse aufgenommenen Substrats erleichtert, und kann ebenso die Wärmeabstrahlungsleistung aufrechterhalten werden.
In einem kontextuellen, als solches jedoch nicht zur Erfindung gehörenden Beispiel kann eine elektronische Steuereinheit zum Steuern einer Vielzahl von externen Einrichtungen eine Vielzahl von ersten Substraten, ein zweites Substrat, und ein Gehäuse, das das erste Substrat und das zweite Substrat in sich aufnimmt, beinhalten. In diesem Fall kann jedes der ersten Substrate eine entsprechende eine der Vielzahl von externen Einrichtungen steuern, kann das zweite Substrat elektrische Leistung, die von einer Leistungsquelleneinrichtung zugeführt wird, empfangen, können ferner die die ersten Substrate parallel zu dem zweiten Substrat in dem Gehäuse angeordnet sein, kann das zweite Substrat derart angeordnet sein, dass eine erste Oberfläche desselben benachbart zu einer inneren Oberfläche des Gehäuses ist, und kann eine Leistungssteuerschaltung, die eine Spannung der von der elektrischen Leistungsquelleneinrichtung zugeführten elektrischen Leistung transformiert und die elektrische Leistung elektronischen Komponenten zuführt, die auf den ersten Substraten angebracht sind, auf dem zweiten Substrat angeordnet sein.
In einer solchen Struktur kann die Leistungssteuerschaltung zum Steuern einer Zufuhr elektrischer Leistung auf dem zweiten Substrat angeordnet sein, und können das zweite Substrat und die ersten Substrate in dem Gehäuse parallel zueinander angeordnet sein. Daher können die ersten und zweiten Substrate so angeordnet sein, dass sie nicht durch eine größte Größe des ersten Substrats beschränkt werden, solange die ersten Substrate kleiner sind als das zweite Substrat. Daher kann die Größe des Gehäuses verringert werden.
Ferner kann, weil das zweite Substrat die elektrische Leistung von der Leistungsquelleneinrichtung empfängt, das Ausmaß der Wärmeerzeugungen des zweiten Substrats größer als das der ersten Substrate sein. In der vorstehend beschriebenen Struktur kann, da das zweite Substrat benachbart zu der inneren Oberfläche des Gehäuses angeordnet ist, ein Wärmeisolationseffekt aufgrund einer Luftschicht zwischen dem zweiten Substrat und dem Gehäuse verringert sein. Das heißt, die in dem zweiten Substrat erzeugte Wärme kann über die innere Oberfläche effizient nach außerhalb des Gehäuses abgestrahlt werden.
In der Struktur, in der die ersten Substrate parallel zu dem zweiten Substrat in dem Gehäuse angeordnet sind, ist die Anzahl von ersten Substraten, die benachbart zu einer inneren Oberfläche des Gehäuses angeordnet werden können, begrenzt, und ist im Hinblick auf die Wärmeabstrahlung nachteilig, dass einige der ersten Substrate notwendigerweise entfernt von der inneren Oberfläche des Gehäuses angeordnet sind. In der vorstehend beschriebenen Struktur ist, obwohl die ersten Substrate parallel zu dem zweiten Substrat angeordnet sind, die Leistungssteuerschaltung zum Steuern der Zufuhr elektrischer Leistung zu den ersten Substraten von den ersten Substraten getrennt, das heißt, auf dem zweiten Substrat angeordnet. Insoweit wird die Anzahl von Wärmeerzeugungselementen auf den ersten Substraten reduziert. Daher kann ein Anstieg der Temperatur der ersten Substrate verringert werden. Demgemäß können die externen Einrichtungen effizient gesteuert werden, und kann die in dem Gehäuse erzeugte Wärme effizient abgeführt bzw. abgestrahlt werden, zusätzlich zu der Wirkung der Verkleinerung der Größe des Gehäuses.
Andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in welchem gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind, leichter entnehmbar. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm, das eine elektronische Steuereinheit und mit der elektronischen Steuereinheit verbundene externe Einrichtungen gemäß einem kontextuellen, als solches nicht zur Erfindung gehörenden Beispiels darstellt;
2 eine perspektivische Ansicht der elektronischen Steuereinheit zum Darstellen einer schematischen Struktur der elektronischen Steuereinheit gemäß dem kontextuellen Beispiel;
3 eine Schnittansicht der elektronischen Steuereinheit entlang einer Ebene III in 2, gesehen in einer Richtung entlang eines Pfeils a in 2;
4 eine Schnittansicht der elektronischen Steuereinheit mit Kabeln als elektrisch verbindende Verdrahtungen zur elektrischen Verbindung zwischen Modulsubstraten gemäß dem kontextuellen Beispiel;
5 eine Schnittansicht der elektronischen Steuereinheit gemäß einer ersten Modifikation des kontextuellen Beispiels;
6 ein Blockdiagramm, das eine schematische Struktur der elektronischen Steuereinheit gemäß einer fünften Modifikation des kontextuellen Beispiels darstellt;
7 eine Schnittansicht einer elektronischen Steuereinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
8 eine Schnittansicht der elektronischen Steuereinheit mit Kabeln als elektrisch verbindende Verdrahtungen zur elektrischen Verbindung zwischen Modulsubstraten gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
9A eine Schnittansicht, die einen Zustand darstellt, in dem ein Muttersubstrat an einem zweiten Gehäuseelement fixiert ist, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
9B eine Schnittansicht, die einen Zustand darstellt, in dem ein Modulsubstrat an dem zweiten Gehäuseelement, in welchem das Muttersubstrat fixiert wurde, fixiert ist, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
10A eine Schnittansicht, die einen Zustand darstellt, in dem ein Modulsubstrat an einem ersten Gehäuseelement fixiert ist, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
10B eine Schnittansicht, die einen Zustand darstellt, unmittelbar bevor das erste Gehäuseelement, in welchem das Modulsubstrat fixiert wurde, an dem zweiten Gehäuseelement, in welchem das Muttersubstrat und das Modulsubstrat fixiert wurden, fixiert wird, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
11 eine Schnittansicht der elektronischen Steuereinheit gemäß einer ersten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels;
12 eine Schnittansicht der elektronischen Steuereinheit gemäß einer zweiten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels;
13 eine Schnittansicht einer elektronischen Steuereinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
14 eine Schnittansicht einer elektronischen Steuereinheit gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
15A eine Schnittansicht, die einen Zustand darstellt, in dem ein Muttersubstrat an einem zweiten Gehäuseelement fixiert ist, gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel;
15B eine Schnittansicht, die einen Zustand darstellt, in dem Modulsubstrate an einem Teil des ersten Gehäuseelementes fixiert sind, gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel;
15C eine Schnittansicht, die einen Zustand darstellt, in dem Modulsubstrate an einem anderen Teil des ersten Gehäuseelementes fixiert sind, gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel;
16 eine Schnittansicht einer elektronischen Steuereinheit gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel; und
17 eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, unmittelbar bevor ein zusätzliches Gehäuseelement, in welchem ein Modulsubstrat aufgenommen ist, an einem Gehäuse angebracht wird, in welchem ein Muttersubstrat und Modulsubstrate aufgenommen sind, gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel.
Nachstehend werden ein kontextuelles, als solches nicht zur Erfindung gehörendes Beispiel, Modifikationen des kontextuellen Beispiels und Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es versteht sich, dass Beschreibungsteile in Zusammenhang mit dem kontextuellen Beispiel hinführend Gültigkeit und Wirkung auch für die einzelnen Ausführungsbeispiele der Erfindung entfalten können und daher an entsprechender Stelle nicht redundant beschrieben sind.
(Kontextuelles, als solches nicht zur Erfindung gehörendes Beispiel)
Nachstehend wird ein kontextuelles Beispiel unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben. Es ist anzumerken, dass in 2 einige von Verbindern nicht dargestellt sind, und dass ein Gehäuse 21 aus Klarheitsgründen durch doppelt durchbrochene Kettenlinien schematisch dargestellt ist.
Bezug nehmend auf 1 ist eine elektronische Steuereinheit 20 gemäß dem vorliegenden kontextuellen Beispiel an einem geeigneten Ort in einem Fahrzeug angebracht, zum Steuern mehrerer in dem Fahrzeug verbauter fahrzeuginterner Einrichtungen, wie beispielsweise ein Motor 11, ein Getriebe 12, eine Türverriegelungseinrichtung 13 und eine Sicherheitseinrichtung 14. Die elektronische Steuereinheit 20 ist über einen Verdrahtungskabelbaum 16 und dergleichen elektrisch mit den fahrzeuginternen Einrichtungen 11 bis 14 und einer Batterie 15 verbunden. Die Batterie dient als eine Leistungsquelleneinrichtung der fahrzeuginternen Einrichtungen 11 bis 14. Zum Beispiel entspricht jede(r) des Motors 11, des Getriebes 12, der Türverriegelungseinrichtung 13 und der Sicherheitseinrichtung 14 einem Beispiel einer externen Einrichtung.
Die elektronische Steuereinheit 20 weist ein rechteckförmiges, parallel-epipedförmiges bzw. quaderförmiges Gehäuse 21 auf. Ein Muttersubstrat 30 und mehrere Modulsubstrate sind in dem Gehäuse 21 aufgenommen bzw. untergebracht. Das Muttersubstrat 30 und die Modulsubstrate sind parallel zueinander angeordnet und elektrisch miteinander verbunden.
Jedes der Modulsubstrate ist eine modularisierte gedruckte Schaltung, die zum Steuern einer entsprechenden einen der fahrzeuginternen Einrichtungen 11 bis 14 modularisiert ist. Zum Beispiel beinhalten die Modulsubstrate: ein Modulsubstrat 41, das den Motor 11 steuert; ein Modulsubstrat 42, das das Getriebe 12 steuert; ein Modulsubstrat 43, das die Türverriegelungseinrichtung 13 und den Startvorgang des Motors 11 in Antwort auf eine vorbestimmte Funkwelle steuert; und ein Modulsubstrat 44, das die Sicherheitseinrichtung 14 wie beispielsweise eine Türverriegelungsbetätigung steuert.
Das Modulsubstrat 41 zum Beispiel entspricht einer konventionellen elektronischen Steuereinheit für einen Motor bzw. Motor-ECU. Das Modulsubstrat 42 zum Beispiel entspricht einer konventionellen Steuereinheit für ein elektronisch gesteuertes Getriebe (ECT; Electronic Control Transmission). Das Muttersubstrat 43 zum Beispiel entspricht einem konventionellen Smart-Schlüssel-Computer. Das Modulsubstrat 44 zum Beispiel entspricht einer konventionellen Karosserie- bzw. Fahrzeugaufbau-ECU.
Das Muttersubstrat 30 hat eine Leistungszufuhrfunktion, wie beispielsweise ein Relais und eine Sicherung zum Ansteuern und Steuern einer externen Einrichtung unabhängig von einer Zuordnung und Nichtzuordnung zu den vorstehend beschriebenen fahrzeuginternen Einrichtungen.
Jedes der Modulsubstrate 41 bis 44 weist ein Paar von externen Verbindern 45 zum Bereitstellen einer elektrischen Verbindung zu einem Steuerziel, das heißt, entsprechend einer der fahrzeuginternen Einrichtungen 11 bis 14, und einen Substratverbinder 46 zum Bereitstellen einer direkten elektrischen Verbindung mit zumindest einem anderen einen der Modulsubstrate 41 bis 44 auf. Das Paar von externen Verbindern 45 ist an Enden des Modulsubstrats in Bezug auf eine Längsrichtung des Modulsubstrats angebracht, um zur Außenseite des Gehäuses 21 hin freizuliegen.
Wenn die Substratverbinder 46 der benachbarten Modulsubstrate miteinander verbunden sind, wird eine Leistungszufuhrleitung bzw. Leistungsversorgungsleitung mit Bezug zu einer elektrischen Leistungsversorgung zwischen den Modulsubstraten 41 bis 44 gemeinsam verwendet, und kann vorbestimmte Information zwischen den Modulsubstraten 41 bis 44 geteilt bzw. gemeinsam genutzt werden. Insoweit ist es nicht notwendig, Informationen in jedem der Modulsubstrate 41 bis 44 Ober die externen Verbinder 45 individuell bzw. einzeln zuzuführen. Daher wird im Vergleich mit externen Verbindern, die nicht allgemein verwendet werden können, die Anzahl von Anschlüssen des externen Verbinders 45 verringert, und wird daher die Größe des externen Verbinders 45 verringert.
In der vorstehend beschriebenen Struktur kann ein anderes bzw. weiteres Modulsubstrat mit einer anderen bzw. weiteren Funktion hinzugefügt werden. Wenn der Substratverbinder 46 eines anderen Modulsubstrats mit dem Substratverbinder 46 irgendeines der Modulsubstrate 41 bis 44 verbunden ist, befindet sich das hinzugefügte Modulsubstrat in einem Zustand des Steuerns einer fahrzeuginternen Zieleinrichtung, ähnlich zu den Modulsubstraten 41 bis 44.
Die Modulsubstrate 41 bis 44 entsprechenden Beispielen eines ersten Substrats.
Eine Leistungssteuerschaltung 33 ist an einem ersten Substrat 31 des Muttersubstrats 30 angebracht. Die Leistungssteuerschaltung 33 transformiert die Spannung von elektrischer Leistung aus der Batterie 15 und führt die elektrische Leistung elektronischen Komponenten zu, die auf den Modulsubstraten 41 bis 44 angebracht sind. Ein Paar von externen Verbindern 34 und Substratverbinder 35 sind auf einer zweiten Oberfläche 32 des Muttersubstrats 30 angebracht. Die externen Verbinder 34 sind bereitgestellt, um eine elektrische Verbindung mit den externen Einrichtungen einschließlich der Batterie 15 und der fahrzeuginternen Einrichtungen 11 bis 14 zu erlauben. Die Substratverbinder 35 sind bereitgestellt, um eine elektrische Verbindung mit den Modulsubstraten 41 bis 44 zu erlauben.
Die externen Verbinder 34 sind an Enden der zweiten Oberfläche 32 in Bezug auf eine Längsrichtung des Muttersubstrats 30 angeordnet, um zur Außenseite des Gehäuses 21 hin freizuliegen. Zum Beispiel entsprechen die Längsrichtung des Muttersubstrats 30 und die Längsrichtung der Modulsubstrate 41 bis 44 einer Richtung nach oben und nach unten in 3.
In 3 bezeichnen Bezugszeichen 36 hohe Komponenten, die einige von auf dem Muttersubstrat 30 angebrachten Komponenten sind und eine relativ große Abmessung (Höhe) in Bezug auf eine Richtung lotrecht zu der Oberfläche des Muttersubstrats 30 haben. Die hohen Komponenten 36 sind auf der zweiten Oberfläche 32 angebracht, um einen Abstand zwischen dem ersten Substrat 31 und einer zweiten inneren Oberfläche 21a des Gehäuses 21 zu verringern.
Das Muttersubstrat 30 entspricht einem Beispiel eines zweiten Substrats. Die Batterie 15 entspricht einem Beispiel einer Leistungsquelleneinrichtung.
Das Muttersubstrat 30 ist so in dem Gehäuse 21 angeordnet, dass die erste Oberfläche 31 benachbart zu der zweiten inneren Oberfläche 21a des Gehäuses 21 ist. Ferner ragen die externen Verbinder 34 durch Öffnungen des Gehäuses 21 zur Außenseite des Gehäuses 21 vor, um mit den externen Einrichtungen verbunden zu werden.
Ein thermisch leitfähiges Element 24 ist zwischen der zweiten inneren Oberfläche 21a und einem Wärmeerzeugungselement, das eines von Elementen der Leistungssteuerschaltung 33 ist und Wärme erzeugt, wenn es betrieben wird, angeordnet. Das thermisch leitfähige Element 24 hat eine günstige thermische Leitfähigkeit. Zum Beispiel ist das thermisch leitfähige Element 24 ein thermisch leitfähiges Haftmittel bzw. ein thermisch leitfähiger Kleber in einem Gel-Zustand.
Das Muttersubstrat 30 wird in dem Gehäuse 21 durch einen vorbestimmten Sitz oder einen Stützabschnitt, bereitgestellt auf einer inneren Oberfläche des Gehäuses 21, getragen bzw. abgestützt.
Jedes der Modulsubstrate 41 bis 44 mit der vorstehend beschriebenen Struktur ist so in dem Gehäuse 21 angeordnet, dass die Oberflächen derselben parallel zu den ersten und zweiten Oberflächen 31, 32 des Muttersubstrats 30 sind und die externen Verbinder 45 derselben durch Öffnungen des Gehäuses 21 zur Außenseite des Gehäuses 21 hin ragen, um mit den externen Einrichtungen verbunden zu werden.
Zum Beispiel befinden sich das Modulsubstrat 41 und das Modulsubstrat 42 benachbart zu einer ersten inneren Oberfläche 21b des Gehäuses 21, welche der zweiten inneren Oberfläche 21a gegenüber liegt. Das Modulsubstrat 43 befindet sich zwischen dem Modulsubstrat 41 und der zweiten inneren Oberfläche 21a des Gehäuses 21. Das Modulsubstrat 44 befindet sich zwischen dem Modulsubstrat 42 und der zweiten inneren Oberfläche 21a des Gehäuses 21.
Jedes der Modulsubstrate 41 bis 44 wird an einer vorbestimmten Position in dem Gehäuse 21 durch jeweilige Sitze oder einen Stützabschnitt, bereitgestellt auf einer inneren Oberfläche des Gehäuses 21, getragen bzw. abgestützt.
Wie in 3 gezeigt ist, ragt einer des Paares von externen Verbindern 34 des Muttersubstrats 30 ausgehend von einer ersten äußeren Oberfläche 21c zur Außenseite des Gehäuses 21 hin vor, und ragt der andere des Paares von externen Verbindern 34 des Muttersubstrats 30 ausgehend von einer zweiten äußeren Oberfläche 21d, welche der ersten äußeren Oberfläche 21c gegenüber liegt, zur Außenseite des Gehäuses 21 hin vor. Auf ähnliche Weise ragt einer des Paares von elektrischen Verbindern 45 jedes der Modulsubstrate 41 bis 44 ausgehend von der ersten äußeren Oberfläche 21c zur Außenseite des Gehäuses hin vor, und ragt der andere des Paares von externen Verbindern 45 der Modulsubstrate 41 bis 44 ausgehend von der zweiten äußeren Oberfläche 21d zur Außenseite des Gehäuses 21 hin vor.
Das heißt, die externen Verbinder 34, 45 ragen nur ausgehend von den ersten und zweiten äußeren Oberflächen 21c, 21d, welche einander gegenüber liegenden, vor, und ragen nicht aus anderen äußeren Oberflächen des Gehäuses 21 vor. Daher ist die elektronische Steuereinheit 20 so in einem Fahrzeug angebracht, dass eine äußere Oberfläche, aus welcher die externen Verbinder 34, 45 nicht hervor ragen, benachbart zu einem Fixier- oder Festlegeabschnitt in dem Fahrzeug, wie beispielsweise einer inneren Oberfläche des Fahrzeugs, ist. Insoweit kann ein Raum zum Anbringen oder Verbauen der elektronischen Steuereinheit 20 reduziert werden. Darüber hinaus können die Verdrahtungskabelbäume 16 und dergleichen leicht und effizient mit den externen Verbindern 34, 45 verbunden werden.
Das thermisch leitfähige Element 24 ist zwischen einem Wärmeerzeugungselement 41a, welches eines von Elementen ist, die auf dem Modulsubstrat 41 angeordnet sind, und Wärme erzeugt, wenn es betrieben wird, und der ersten inneren Oberfläche 21b des Gehäuses 21 angeordnet. Gleichermaßen ist das thermisch leitfähige Element 24 zwischen einem Wärmeerzeugungselement, welches eines von Elementen ist, die auf dem Modulsubstrat 42 angeordnet sind, und Wärme erzeugt, wenn es betrieben wird, und der ersten inneren Oberfläche 21b des Gehäuses 21 angeordnet.
Wenn die Substratverbinder 46 des Modulsubstrats 41 und des Modulsubstrats 43 miteinander verbunden sind, sind das Modulsubstrat 41 und das Modulsubstrat 43 so elektrisch miteinander verbunden, dass eine Kommunikation zwischen ihnen verfügbar ist und vorbestimmte Information zwischen ihnen gemeinsam genutzt bzw. ausgetauscht werden kann. Gleichermaßen sind dann, wenn die Substratverbinder 46 des Modulsubstrats 42 und des Modulsubstrats 44 miteinander verbunden sind, das Modulsubstrat 42 und das Modulsubstrat 44 so elektrisch miteinander verbunden, dass eine Kommunikation zwischen ihnen verfügbar ist, und vorbestimmte Information zwischen ihnen gemeinsam genutzt bzw. ausgetauscht werden kann.
Ferner sind dann, wenn die Substratverbinder 46 des Modulsubstrats 43 und des Modulsubstrats 44 elektrisch mit den entsprechenden Substratverbindern 35 des Muttersubstrats 30 verbunden sind, das Muttersubstrat 30 und die Modulsubstrate 41 bis 44 elektrisch verbunden, und kann vorbestimmte Information zwischen ihnen ausgetauscht werden.
Wenn die Verdrahtungskabelbäume 16 und dergleichen mit den externen Verbindern 34, 45 verbunden sind, befinden sich die Modulsubstrate 41 bis 44 und die entsprechenden fahrzeuginternen Einrichtungen 11 bis 14 in einem Zustand, in dem sie in der Lage sind, miteinander zu kommunizieren. Insoweit wird die Leistungssteuerschaltung 33 des Muttersubstrats 30 durch eine Anweisung von jedem der Modulsubstrate 41 bis 44 gesteuert, um dadurch erforderliche elektrische Leistung an die fahrzeuginternen Einrichtungen 11 bis 14 zu liefern.
Das Modulsubstrat 43 muss zusätzlich zu Information, die zwischen dem Modulsubstrat 43 und dem Muttersubstrat 30 verarbeitet wurde, Information führen, die zwischen dem Modulsubstrat 41 und dem Muttersubstrat 30 verarbeitet wurde. Daher ist die Informationsmenge, die in dem Modulsubstrat 41 verarbeitet wird, allgemein geringer als die Informationsmenge, die in dem Modulsubstrat 43 verarbeitet wird. Zum Beispiel kann ein Substrat, bei welchem die Anzahl von Schichten relativ klein ist, als das Modulsubstrat 41 verwendet werden. Insoweit können Kosten verringert werden.
Gleichfalls ist die Informationsmenge, die in dem Modulsubstrat 42 verarbeitet wird, allgemein geringer als die Informationsmenge, die in dem Modulsubstrat 44 verarbeitet wird. Daher kann ein Substrat, bei welchem die Anzahl von Schichten relativ klein ist, als das Modulsubstrat 42 verwendet werden. Insoweit können Kosten verringert werden.
Wie vorstehend beschrieben wurde, weist in der elektronischen Steuereinheit 20 des vorliegenden kontextuellen Beispiel das Muttersubstrat 30 die Leistungssteuerschaltung 33 auf, die die elektrische Leistung aus der Batterie 15 erhält und die elektrische Leistung an die Modulsubstrate 41 bis 44 liefert, nachdem deren Spannung transformiert wurde. Das Muttersubstrat 30 ist so angeordnet, dass das erste Substrat 31 desselben benachbart zu der zweiten inneren Oberfläche 21a des Gehäuses 21 ist, und die Modulsubstrate 41 bis 44 sind so angeordnet, dass deren Oberflächen parallel zu dem Muttersubstrat 30 sind.
Die Leistungssteuerschaltung 33 zum Steuern der Zufuhr elektrischer Leistung ist nur auf dem Muttersubstrat 30 angebracht, und das Muttersubstrat 30 und die Modulsubstrate 41 bis 44 sind in dem Gehäuse 21 parallel zueinander angeordnet. Daher kann, solange die Größe jedes der Modulsubstrate 41 bis 44 kleiner ist als die des Muttersubstrats 30, die Anordnung in Abhängigkeit von der Größe der Modulsubstrate 41 bis 44 erleichtert werden, ohne durch die Größe des größten Modulsubstrats eingeschränkt zu werden.
Ferner ist das Muttersubstrat 30, welches im Vergleich mit anderen Schaltungen eine relativ große Menge an Wärmeerzeugung aufgrund der gelieferten elektrischen Leistung aus der Batterie 15 aufweist, benachbart zu der zweiten inneren Oberfläche 21a des Gehäuses 21 angeordnet. Daher kann aus einem solchen Zufuhrteil erzeugte Wärme über die zweite innere Oberfläche 21a zur Außenseite des Gehäuses 21 hin abgestrahlt werden.
Da jedoch die Modulsubstrate 41 bis 44 parallel zu dem Muttersubstrat 30 angeordnet sind, gibt es nur eine Oberfläche 21b, welche sich nahe an den Modulsubstraten 41 bis 44 befinden kann. Daher müssen einige der Modulsubstrate, wie beispielsweise die Modulsubstrate 43, 44, weiter weg von der inneren Oberfläche des Gehäuses 21 angeordnet werden. In einem solchen Fall werden Wärmeisolationsschichten, wie beispielsweise Luftschichten, vergrößert, und werden einige der Modulsubstrate in thermisch ungünstige Positionen gezwungen.
In dem vorliegenden kontextuellen Beispiel ist die Leistungsquellenschaltung 33 zum Umwandeln der Spannung der zu den elektronischen Teilen der Modulsubstrate 41 bis 44 zurückzuführenden elektrischen Leistung auf dem Muttersubstrat 30 angebracht.
Daher kann die Zunahme der Temperatur der Modulsubstrate 41 bis 44 eingeschränkt werden.
Als ein Beispiel einer detaillierten Struktur der Leistungsquellenschaltung 33 wird eine schaltende Leistungsquelle bzw. Schaltleistungsquelle verwendet. In einem solchen Fall kann die Wärmeerzeugungsmenge verringert werden, und kann somit die Temperatur weiter gesenkt werden.
In einem Verbindungskasten (J/B), in welchem ein Relais, eine Sicherung und dergleichen angebracht sind, wird aufgrund der großen Menge elektrischen Stroms, der allgemein fließt, eine relativ große Wärmemenge erzeugt, und ist im Vergleich mit einer allgemeinen elektronischen Steuereinheit die Größe desselben aufgrund einer relativ großen Anzahl von mittels Kabelbäumen verbundenen Verdrahtungen relativ groß. Daher ist es vorteilhaft, den Verbindungskasten auf dem Muttersubstrat 30 anzubringen, weil die Größe der elektronischen Steuereinheit 20 verringert wird und ebenso Wärme effizient abgestrahlt wird.
Als ein Beispiel des Relais ist in einem Fall, in dem ein Halbleiterrelais verwendet wird, ein Spulenstrom, welcher für ein mechanisches Relais erforderlich ist, nicht notwendig. Daher kann die Menge an Wärmeerzeugung verringert werden, welches zu der Temperaturverringerung beiträgt.
Durch Einfügen des Relais, der Sicherung, einer Schmelzsicherung und dergleichen in die Leistungsversorgungsleitungen zu den Modulsubstraten 41 bis 44 kann auch dann, wenn ein Überstrom in einem der Modulsubstrate 41 bis 44 auftritt, eine abnormale Wärmeerzeugung in dem Muttersubstrat 30 durch Abschalten der Leistungsversorgung beschränkt werden. Daher ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass andere Funktionen, die sich in den normalen Zustand befinden, beeinträchtigt werden bzw. betroffen sind.
Insoweit wird die in dem Gehäuse 21 erzeugte Wärme effizient abgestrahlt, während die fahrzeuginternen Einrichtungen 11 bis 14 sanft gesteuert werden, und ebenso wird die Größe der elektronischen Steuereinheit 20 verringert.
Die externen Verbinder 34 des Muttersubstrats 30 sind auf der zweiten Oberfläche 32 angeordnet, welche sich weiter weg von der zweiten inneren Oberfläche 21a des Gehäuses 21 befindet. Weil der mit der externen Einrichtung zu verbindende externe Verbinder 34 allgemein eine große Anzahl von Anschlüssen aufweist, sind die Abmessungen des externen Verbinders 34, das heißt, die Höhe auf dem Muttersubstrat 30, relativ groß.
Falls ein solcher Verbinder auf der ersten Oberfläche 31 angeordnet wird, nimmt ein Abstand bzw. ein Freiraum zwischen dem Muttersubstrat 30 und der zweiten inneren Oberfläche 21a zu. Daher wird die Wärmeabstrahlung verschlechtert. Darüber hinaus nehmen die Kosten zu, falls eine Struktur des Gehäuses 21 aufgrund von Projektionen und Ausnehmungen, die ausgebildet werden, um den Abstand einzuhalten, kompliziert wird.
Das heißt, dass sich bei der Struktur, bei der die externen Verbinder 34 auf der zweiten Oberfläche 32 angeordnet sind, die Wärmeabstrahlungswirkung bei geringen Kosten verbessert.
Das thermisch leitfähige Element 24 ist zwischen der zweiten inneren Oberfläche 21a des Gehäuses 21 unter dem Wärmeerzeugungselement der Leistungssteuerschaltung 33 angeordnet. Da die von dem Wärmeerzeugungselement erzeugte Wärme über das thermisch leitfähige Element 24 leicht auf die zweite innere Oberfläche 21a geführt werden kann, kann das Wärmeerzeugungselement wirksam gekühlt werden.
Zum Beispiel ist das thermisch leitfähige Element 24 zwischen der zweiten inneren Oberfläche 21a des Gehäuses 21 und zumindest einem von mehreren Wärmeerzeugungselementen, die auf dem Muttersubstrat 30 angebracht sind, einschließlich der Leistungssteuerschaltung 33, angeordnet. Auch in einem solchen Fall kann eine ähnlich vorteilhafte Wirkung erreicht werden.
Zusätzlich zu der vorstehenden Struktur kann das thermisch leitfähige Element 24 auch zwischen der ersten Oberfläche 31 des Muttersubstrats 30 und der zweiten inneren Oberfläche 21a des Gehäuses 21 angeordnet werden. In einem solchen Fall nimmt ein Wärmeabstrahlungspfad zu, und verbessert sich folglich die Wärmeabstrahlungswirkung weiter.
Das thermisch leitfähige Element 24 wird zum Beispiel durch den thermisch leitfähigen Kleber bereitgestellt. Alternativ kann das thermisch leitfähige Element 24 durch ein Blech oder eine Folie, wie beispielsweise eine Wärmeabstrahlungsfolie, bereitgestellt werden.
Das Modulsubstrat 41 und das Modulsubstrat 42 sind benachbart zu der ersten inneren Oberfläche 21b des Gehäuses 21 angeordnet. Daher wird von dem Modulsubstrat 41 und dem Modulsubstrat 42 erzeugte Wärme leicht über die erste innere Oberfläche 21b abgestrahlt. Insoweit können das Modulsubstrat 41 und das Modulsubstrat 42 effizient stärker gekühlt werden als das Modulsubstrat 43 und das Modulsubstrat 44.
Das thermisch leitfähige Element 24 ist auch zwischen dem Wärmeerzeugungselement 41a des Modulsubstrats 41 und der ersten inneren Oberfläche 21b und ebenso zwischen dem Wärmeerzeugungselement des Modulsubstrats 42 und der ersten inneren Oberfläche 21b angeordnet.
Daher wird Wärme, die von dem Wärmeerzeugungselement 41a des Modulsubstrats 41 unter dem Wärmeerzeugungselement des Modulsubstrats 42 erzeugt wird, über das thermisch leitfähige Element 24 leicht auf die erste innere Oberfläche 21b geführt. Insoweit werden das Wärmeerzeugungselement 41a und das Wärmeerzeugungselement des Modulsubstrats 42 effizient gekühlt.
Die Modulsubstrate, die benachbart zu der ersten inneren Oberfläche 21b des Gehäuses 21 angeordnet sind, sind nicht auf das Modulsubstrat 41 und das Modulsubstrat 42 beschränkt. Das Modulsubstrat 43 und das Modulsubstrat 44 können benachbart zu der ersten inneren Oberfläche 21b angeordnet sein.
Zum Beispiel sind die Modulsubstrate, die die relativ große Menge an Wärmeerzeugung in den Modulsubstraten 41 bis 44 aufweisen, benachbart zu der ersten inneren Oberfläche 21b angeordnet. Somit kann die von den Modulsubstraten erzeugte Wärme effizient abgestrahlt werden. Auch in einem solchen Fall ist das thermisch leitfähige Element 24 zwischen der ersten inneren Oberfläche 21b und dem Wärmeerzeugungselement des Modulsubstrats, das benachbart zu der ersten inneren Oberfläche 21b angeordnet ist, angeordnet, um das Wärmeerzeugungselement effizient zu kühlen.
Jedes der Modulsubstrate 41 bis 44 weist den Substratverbinder 46 auf, welcher als die direkte elektrische Verdrahtung zum gemeinsamen Nutzen vorbestimmter Information zwischen den Modulsubstraten 41 bis 44 dient. Daher ist es nicht notwendig, die vorbestimmte Information, die zwischen den Modulsubstraten 41 bis 44 gemeinsam genutzt wird, von den externen Verbindern 45 zu empfangen. Insoweit kann die Anzahl von Anschlüssen der externen Verbinder 45 verringert werden. Damit kann der Raum des externen Verbinders 45 in dem Gehäuse 21 verringert werden, und kann daher die Größe des Gehäuses 21 weiter reduziert werden.
Die Modulsubstrate 41 bis 44 weisen die externen Verbinder 45 auf, die mit den fahrzeuginternen Einrichtungen 11 bis 14 zu verbinden sind. In einem solchen Fall braucht die elektrische Verbindung zwischen dem Modulsubstrat und der fahrzeuginternen Zieleinrichtung nicht über das Muttersubstrat 30 hergestellt zu werden. Daher kann die Anzahl von Anschlüssen des externen Verbinders 34 verringert werden. Damit kann der Freiraum zwischen dem Muttersubstrat 30 und den Modulsubstraten 43, 44, welche benachbart zu dem Muttersubstrat 30 angeordnet sind, verringert werden. Insoweit kann die Größe des Gehäuses 21 weiter reduziert werden.
Darüber hinaus können, weil die Anzahl von elektrischen Verbindungen zwischen dem Muttersubstrat 30 und den Modulsubstraten 41 bis 44 verringert werden kann, Kosten, die zur Herstellung der elektrischen Verbindungen erforderlich sind, reduziert werden. Ferner können die Fläche des Muttersubstrats 30 und die Fläche der Modulsubstrate 41 bis 44, die erforderlich sind, um die elektrischen Verbindungen dazwischen herzustellen, verringert werden.
In dem in 3 gezeigten Beispiel ist es, obwohl jedes der Modulsubstrate 41 bis 44 die Substratverbinder 46 aufweist, nicht immer notwendig, dass alle der Modulsubstrate 41 bis 44 die Substratverbinder 46 aufweisen. Zum Beispiel können zumindest zwei der Modulsubstrate 41 bis 44 die Substratverbinder 46 aufweisen. Auch in einem solchen Fall kann zumindest die vorstehend beschriebene vorteilhafte Wirkung erzielt werden.
Wie in 4 gezeigt ist, können die Modulsubstrate 41 bis 44 über Kabel 46a, wie beispielsweise Verbinder und flexible Kabel, anstelle der Substratverbinder 46 verbunden sein. Wenn die Kabel 46a verwendet werden, kann eine durch eine Verschiebung der Modulsubstrate 41 bis 44 aufgrund von Toleranzen verursachte Belastung verringert werden.
Das Muttersubstrat 30 und die Modulsubstrate 41 bis 44 können durch die vorstehend beschriebenen Kabel 46a anstelle der Substratverbinder 35, 46 verbunden sein. Auch in einem solchen Fall können ähnliche vorteilhafte Wirkungen erzielt werden.
Die hohen Komponenten 36, 37 (vgl. beispielsweise 5), welche eine Abmessung (Höhe) größer als die von auf dem Muttersubstrat 30 angebrachten Komponenten haben, sind auf der zweiten Oberfläche 32 des Muttersubstrats 30 angebracht. Daher kann der Abstand zwischen der zweiten inneren Oberfläche 21a des Gehäuses 21 und der ersten Oberfläche 31 des Muttersubstrats 30 im Vergleich zu einem Fall, in dem die hohen Komponenten 36, 37 auf dem ersten Substrat 31 angebracht sind, verringert werden. Daher kann die Wärme über die zweite innere Oberfläche 21a effizient abgestrahlt werden.
Ein mechanisches Relais, das ein Einschalten und ein Ausschalten der Zufuhr elektrischer Leistung von der Batterie 15 zu den externen Einrichtungen über die externen Verbinder 34, 45 steuert, hat eine größere Abmessung (Höhe) als die anderer Komponenten. Daher ist es vorteilhaft, eine solche Komponente auf der zweiten Oberfäche 32 als die hohe Komponente 36 zu montieren.
Auch ein Verbinder, der Sicherungen hält, welche die Leistungszufuhr von der Batterie 15 zu den externen Einrichtungen in einer normalen Situation unterbrechen, und die Sicherungen und das Muttersubstrat 30 elektrisch verbindet, hat eine Abmessung (Höhe) größer als die anderer Komponenten. Daher ist es vorteilhaft, einen solchen Verbinder auf der zweiten Oberfläche 32 als eine hohe Komponente 37 zu montieren.
5 ist eine Schnittansicht, die die elektronische Steuereinheit 20 als eine erste Modifikation des kontextuellen Beispiels darstellt, und entspricht einer Schnittansicht dann, wenn eine Betrachtung entlang einer Richtung erfolgt, die lotrecht zu einer Richtung entlang des Pfeils a in 2 und lotrecht zu den Oberflächen der Modulsubstrate 41 bis 44 ist.
In der ersten Modifikation werden die hohen Komponenten 36, 37 auf der zweiten Oberfläche 32 des Muttersubstrats 30 angebracht. Die hohe Komponente 37 hat eine Abmessung (Höhe) größer als die Abmessung (Höhe) der hohen Komponente 36 in Bezug auf eine Richtung lotrecht zu der zweiten Oberfläche 32. Die hohe Komponente 37 ist zum Beispiel ein Sicherungshalteverbinder 37, der mehrere Sicherungen zum Schützen der Modulsubstrate 41 bis 44 beherbergt.
In einem solchen Fall kann irgendeines der Modulsubstrate 41 bis 44 an einer Position angeordnet werden, die in Bezug auf die Richtung lotrecht zu der zweiten Oberfläche 32 mit der hohen Komponente 37 überlappt, um die Größe des Gehäuses 21 zu verringern. Das heißt, irgendeines der Modulsubstrate 41 bis 44 kann an einer Position angeordnet werden, die in Bezug auf die Richtung lotrecht zu der zweiten Oberfläche 32 niedriger liegt als die Höhe der hohen Komponente 37. Alternativ kann ein anderes Modulsubstrat an der Position angeordnet werden, die in Bezug auf die zu der zweiten Oberfläche 32 lotrechten Richtung niedriger liegt als das Ende der hohen Komponente 37.
In dem Beispiel von 5 ist ein Modulsubstrat 47, das eine andere fahrzeuginterne Einrichtung steuert, an einer Position niedriger als die Höhe der hohen Komponente 37 in Bezug auf die Richtung lotrecht zu der zweiten Oberfläche 32 und an einer Position ohne störende Beeinträchtigung der hohen Komponente 37 angeordnet. In einem solchen Fall wird der Raum im Inneren des Gehäuses 21 wirkungsvoll genutzt, und wird somit die Größe des Gehäuses 21 nicht vergrößert.
Als eine zweite Modifikation des kontextuellen Beispiels kann zumindest eines der Modulsubstrate 41 bis 44 mit einer Kommunikationsschaltung versehen sein, die eine serielle Kommunikation mit der entsprechenden fahrzeuginternen Einrichtung und/oder den anderen Modulsubstrate ermöglicht. In einem solchen Fall wird leicht die Anzahl von Anschlüssen des externen Verbinders 45 verringert.
Wenn der externe Verbinder 45, bei welchem die Anzahl von Anschlüssen verringert ist, verwendet wird, wird der Raum des externen Verbinders 45 in dem Gehäuse 21 reduziert. Damit kann die Größe des Gehäuses 21 weiter verringert werden.
Darüber hinaus kann die Anzahl von Signalübertragungsleitungen zwischen dem Muttersubstrat 30 und den Modulsubstraten 41 bis 44 durch Verwenden der Kommunikationsschaltung, die die serielle Kommunikation ermöglicht, verringert werden. Insoweit können die Kosten reduziert werden.
Als eine dritte Modifikation des kontextuellen Beispiels kann von einer externen Einrichtung bereitgestellte Information durch den externen Verbinder 45, der in zumindest einem der Modulsubstrate 41 bis 44 bereitgestellt ist, ohne Durchlaufen des Muttersubstrats 30 empfangen werden. In einem solchen Fall ist es auch dann, wenn aufgrund einer großen Menge von durch die Leistungssteuerschaltung 33 des Muttersubstrats 30 fließenden elektrischen Stroms Rauschen auftritt, weniger wahrscheinlich, dass die Information von der externen Einrichtung durch das Rauschen beeinträchtigt wird. Eine solche Struktur kann geeignet für eine empfindliche Leitung, wie beispielsweise eine Sensoreingangsleitung zum Übertragen von Sensorinformation und eine Kommunikationsleitung zum Übertragen von Kommunikationsinformation, verwendet werden.
Als eine vierte Modifikation des kontextuellen Beispiels kann die Leistungssteuerschaltung 33 auf die folgende Weise konfiguriert werden.
Die Leistungssteuerschaltung 33 weist einen Leistungsversorgungsteil bzw. Leistungszufuhrteil auf zum Liefern des den fahrzeuginternen Einrichtungen zuzuführenden elektrischen Stroms an elektronische Schaltungen der Modulsubstrate 41 bis 44, und ein Steuerteil, der den Leistungszufuhrteil steuert, ist auf einem der Modulsubstrate 41 bis 44 angeordnet. In einem solchen Fall ist es auch dann, wenn Rauschen durch einen großen Wert von durch den Leistungszufuhrteil der Leistungsversorgungsschaltung 33 fließenden elektrischen Stroms auftritt, weniger wahrscheinlich, dass der Steuerteil durch das Rauschen beeinträchtigt wird.
Insbesondere in einem Fall, in dem eine große Anzahl von Modulsubstraten in dem Gehäuse 21 zum Steuern einer großen Anzahl von fahrzeuginternen Einrichtungen aufgenommen sind, fließt ein großer Wert des elektrischen Stroms durch den Leistungszufuhrteil der Leistungssteuerschaltung 33. Selbst in einem solchen Fall kann, da der Steuerteil auf einem der Modulsubstrate angeordnet ist, der Einfluss von Rauschen auf den Steuerteil verringert werden.
Die vorstehend beschriebene Struktur der vierten Modifikation kann auf beliebige Ausführungsbeispiele und Modifikationen übertragen werden.
Als eine fünfte Modifikation des kontextuellen Beispiels kann das Muttersubstrat 30 in der folgenden Weise konfiguriert werden. Darüber hinaus kann das Muttersubstrat 30 in der folgenden Weise mit externen Einrichtungen verbunden werden.
6 ist ein Blockdiagramm, das die elektronische Steuereinheit 20 als die fünfte Modifikation des kontextuellen Beispiels darstellt. Wie 6 gezeigt ist, ist die elektronische Steuereinheit 20 zum Steuern eines Generators 17 als der externen Einrichtung (das heißt der fahrzeuginternen Einrichtung) bereitgestellt, wobei der Generator 17 elektrische Leistung erzeugt, wenn er durch den Motor 11 angetrieben wird. Das heißt, der Generator 17 ist ein Steuerziel der elektronischen Steuereinheit 20.
Der Generator 17 ist zum Beispiel eine Lichtmaschine, die einen Wechselstrom erzeugt. Der Generator 17 ist mit einem Regler versehen, der den Wechselstrom in einen 14 V-Gleichstrom umwandelt. Die Batterie 15 wird durch den Generator 17 geladen. Der Regler überwacht die Spannung der durch den Generator 17 erzeugten elektrischen Leistung und steuert einen Erregungsstrom des Generators 17 so, dass eine Ladespannung auf einem gewünschten Niveau liegt.
Wie in 6 gezeigt ist, verbindet eine Leistungszufuhrleitung 16a den Generator 17 und die Batterie 15 mit einem Leistungsquelleneingang einer nach dem Abstufungsprinzip arbeitenden Schaltleistungsquelle 51, die auf dem Muttersubstrat 30a angebracht ist. Ein Leistungsquellenausgang der Schaltleistungsquelle 51 ist mit einem Leistungsquelleneingang einer Leistungsverteilungseinrichtung 52 verbunden, die auf dem Muttersubstrat 30a angebracht ist. Leistungsquellenausgänge der Leistungsverteilungseinrichtung 52 sind mit den Modulsubstraten 43, 44 über die Substratverbinder 35, 46 verbunden.
Die Schaltleistungsquelle 51 reduziert die 14 V des von dem Generator 17 gelieferten Gleichstroms auf eine vorbestimmte Spannung, um elektrische Leistung zum Betreiben der Modulsubstrate 41 bis 44 als elektrische Lasten zu erzeugen. Die Schaltleistungsquelle 51 ist zum Beispiel ein DC/DC- bzw. Gleichstrom/Gleichstrom-Konverter, der eine Gleichsignal-Ausgangsspannung zurückkoppelt. Die Leistungszufuhrleitung 16a entspricht einem Beispiel der Verdrahtungskabelbäume 16 und dergleichen des kontextuellen Beispiels.
Die Leistungsverteilungseinrichtung 52 verteilt die von der Schaltleistungsquelle 51 erzeugte elektrische Leistung an die Modulsubstrate 41 bis 44. Das heißt, dass Leistungssteuerschaltungen der Modulsubstrate 41 bis 44 in der Leistungsverteilungseinrichtung 52 versammelt bzw. zusammengefasst sind. Die Leistungsverteilungseinrichtung 52 und die Schaltleistungsquelle 51 entsprechen einem Beispiel der Leistungssteuerschaltung 33 des kontextuellen Beispiels.
Die Leistungsverteilungseinrichtung 52 weist (nicht gezeigte) Halbleiterrelais auf elektrischen Pfaden auf, über welche Ausgangsströme als die elektrische Leistung für die Modulsubstrate 41 bis 44 fließen. Wenn der Ausgangsstrom von der Leistungsverteilungseinrichtung 52 an ein vorbestimmtes Modulsubstrat in einem abnormalen Zustand ist, wird das Halbleiterrelais (eine Abschaltschaltung) entsprechend dem vorbestimmten Modulsubstrat betätigt, um den elektrischen Pfad abzuschalten und eine Beschädigung des vorbestimmten Modulsubstrats zu begrenzen. Anstelle des Halbleiterrelais kann ein mechanisches Relais, eine Sicherung, eine Schmelzsicherung oder dergleichen verwendet werden.
Bei der elektronischen Steuereinheit 20 mit der vorstehend beschriebenen Struktur können zusätzlich zu den vorteilhaften Wirkungen, die in dem vorstehend beschriebenen kontextuellen Beispiels erzielt werden, da der elektrische Pfad abgeschaltet werden kann, wenn sich der elektrische Strom zu einem Modulsubstrat in dem abnormalen Zustand befindet, eine Beschädigung des Modulsubstrats und ein Durchschlagen des Modulsubstrats aufgrund des abnormalen Zustands des Ausgangsstroms verringert werden. Ferner ist es weniger wahrscheinlich, dass das gesamte Fahrzeugsystem aufgrund von Abnormalitäten des durch die Modulsubstrate zu steuernden Steuerobjekts und ein Beissen (biting) der Kabelbäume ausfällt.
Die elektrische Leistung zum Betreiben jedes der Modulsubstrate 41 bis 44 wird durch die Schaltleistungsquelle 51 erzeugt. Daher wird im Vergleich mit einer seriellen Leistungsquelle ein Leistungsverlust verringert. Damit kann eine Last des Generators 17 verringert werden, und verbessert sich folglich die Kraftstoffeffizienz.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird ein erstes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die 7 des 10 beschrieben. 7 ist eine Schnittansicht einer elektronischen Steuereinheit 20a gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel entlang einer Ebene entsprechend der Ebene III in 2. Komponenten, die zu der elektronischen Steuereinheit 20 des kontextuellen Beispiels ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, so dass eine Beschreibung derselben nicht wiederholt wird.
In dem ersten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 21 aus einem ersten Gehäuseelement 22 und einem zweiten Gehäuseelement 23, von denen jedes eine Kastenform mit einer Öffnung auf einer Seite hat, aufgebaut. Das Gehäuse 21 ist so konfiguriert, dass ein Austausch des/der Modulsubstrat(e) erleichtert wird, und ebenso die Wärmeabstrahlungswirkung verbessert wird.
Das erste Gehäuseelement 22 weist eine erste innere Oberfläche 22a an einer Position entsprechend dem Boden der Kastenform auf. Das zweite Gehäuseelement 23 weist eine zweite innere Oberfläche 23a an einer Position entsprechend dem Boden der Kastenform auf. Wenn das erste Gehäuseelement 23 und das zweite Gehäuseelement 23 miteinander gekoppelt werden, liegen die erste innere Oberfläche 22a und die zweite innere Oberfläche 23a einander gegenüber und sind parallel zueinander.
Das zweite Gehäuseelement 23 hat mehrere Rippen 23b an einer äußeren Oberfläche des Bodens der Kastenform, wobei die äußere Oberfläche der zweiten inneren Oberfläche 23a gegenüber liegt. Die Rippen 23b sind als Wärmeabstrahlungselemente zum Verbessern der Wärmeabstrahlungsleistung über die zweite innere Oberfläche 23a bereitgestellt.
Das Muttersubstrat 30 und die Modulsubstrate 41 bis 44 sind in dem Gehäuse parallel zueinander angeordnet, ähnlich zu dem kontextuellen Beispiel. Darüber hinaus sind das Muttersubstrat 30 und die Modulsubstrate 41 bis 44 elektrisch miteinander verbunden.
Jedes der Modulsubstrate 41 bis 44 weist das Paar von externen Verbindern 45 zum Bereitstellen einer elektrischen Verbindung zu einer entsprechenden einen der fahrzeuginternen Einrichtungen 11 bis 14, das heißt einem Steuerziel, und den Substratverbinder 46 zum Bereitstellen der direkten elektrischen Verbindung mit zumindest einem anderen einen der Modulsubstrate 41 bis 44 auf. Das Paar von externen Verbindern 45 ist an Enden des Modulsubstrats in Bezug auf eine Längsrichtung des Modulsubstrats angebracht, um zur Außenseite des Gehäuses 21 hin freizuliegen.
Die Substratverbinder 46 zwischen den benachbarten Muttersubstraten 41 bis 44 werden elektrisch miteinander verbunden, wenn das erste Gehäuseelement 22, an welchem die Modulsubstrate 41, 42 fixiert wurden, und das zweite Gehäuseelement 23, an welchem die Modulsubstrate 43, 44 fixiert wurden, miteinander gekoppelt werden. Durch Verbinden der Substratverbinder 46 zwischen den Modulsubstraten 41 bis 44 wird die Leistungszufuhrleitung zum Zuführen elektrischer Leistung gebildet, und kann vorbestimmte Information zwischen den Modulsubstraten 41 bis 44 über die elektrische Leistungszufuhrleitung geteilt bzw. gemeinsam genutzt werden.
In einer solchen Struktur ist es nicht notwendig, Information jedem der Modulsubstrate 41 bis 44 über die externen Verbinder 45 individuell bzw. einzeln zuzuführen. Daher wird im Vergleich mit externen Verbindern, die nicht allgemein verwendet werden, die Anzahl von Anschlüssen des externen Verbinders 45 verringert, und wird folglich die Größe des externen Verbinders 45 verringert.
In der vorstehend beschriebenen Struktur kann ein anderes bzw. weiteres Modulsubstrat mit einer anderen bzw. weiteren Funktion hinzugefügt werden. In einem solchen Fall wird der Substratverbinder 46 des hinzugefügten Modulsubstrats mit dem Substratverbinder 46 eines beliebigen einen der Modulsubstrate 41 bis 44 verbunden, um eine fahrzeuginterne Zieleinrichtung zu steuern, ähnlich zu den Modulsubstraten 41 bis 44. Die Modulsubstrate 41 bis 44 entsprechen Beispielen eines ersten Substrats.
Wie in 8 gezeigt ist, können die Modulsubstrate 41 bis 44 über Kabel 46a, wie beispielsweise Verbinder und flexible Kabel, als elektrisch verbindende Verdrahtungen anstelle der Substratverbinder 46 verbunden werden. Wenn die Kabel 46a verwendet werden, kann eine durch eine Verschiebung der Modulsubstrate aufgrund von Toleranzen verursachte Belastung verringert werden.
Das Muttersubstrat 30 und die Modulsubstrate 41 bis 44 können über die vorstehend beschriebenen Kabel 46a anstelle der Substratverbinder 46 verbunden werden. Auch in einem solchen Fall können ähnlich vorteilhafte Wirkungen erzielt werden.
Ähnlich zu dem kontextuellen Beispiel ist die Leistungssteuerschaltung 33 auf der ersten Oberfläche 31 des Muttersubstrats 30 angebracht. Die Leistungssteuerschaltung 33 transformiert die Spannung von aus der Batterie 15 zugeführter elektrischer Leistung und liefert die elektrische Leistung an die elektronischen Komponenten, die auf den Modulsubstraten 41 bis 44 angebracht sind.
Das Paar von externen Verbindern 34 und die Substratverbinder 35 sind auf der zweiten Oberfläche 32 des Muttersubstrats 30 angebracht. Die externen Verbinder 34 sind bereitgestellt, um eine elektrische Verbindung mit den externen Einrichtungen einschließlich der Batterie 15 und der fahrzeuginternen Einrichtungen 11 bis 14 zu erlauben. Die Substratverbinder 35 sind bereitgestellt, um eine elektrische Verbindung mit den Modulsubstraten 41 bis 44 zu erlauben.
Die externen Verbinder 34 sind an Enden der zweiten Oberfläche 32 in Bezug auf eine Längsrichtung des Muttersubstrats 30 angeordnet, um zur Außenseite des Gehäuses 21 hin freizuliegen. Zum Beispiel entsprechen die Längsrichtung des Muttersubstrats 30 und die Längsrichtung der Modulsubstrate 41 bis 44 einer Richtung nach oben und nach unten in 7.
Die hohen Komponenten 36, welche einige von Komponenten sind, die auf dem Muttersubstrat 30 angebracht sind und eine relativ große Abmessung (Höhe) in Bezug auf die Oberfläche des Muttersubstrats 30 haben, sind so auf der zweiten Oberfläche 32 angebracht, dass der Abstand zwischen der ersten Oberfläche 31 und der zweiten inneren Oberfläche 23a des zweiten Gehäuseelements 23 verringert wird. Das Muttersubstrat 30 entspricht einem Beispiel eines zweiten Substrats.
Als nächstes wird nachstehend ein Einbau bzw. eine Montage der Modulsubstrate 41 bis 44 in das Gehäuse 21 beschrieben.
9A ist eine Schnittansicht zum Darstellen eines Zustands, in dem das Muttersubstrat 30 an dem zweiten Gehäuseelement 23 fixiert ist. 9B ist eine Schnittansicht zum Darstellen eines Zustands, in dem die Modulsubstrate 43, 44 an dem zweiten Gehäuse 23, in welchem das Muttersubstrat 30 fixiert wurde, fixiert sind. 10A ist eine Schnittansicht zum Darstellen eines Zustands, in dem die Modulsubstrate 41, 42 an dem ersten Gehäuseelemente 22 fixiert sind. 10B ist eine Schnittansicht zum Darstellen eines Zustands unmittelbar bevor das erste Gehäuseelement 22, in welchem die Modulsubstrate 41, 42 fixiert wurden, und das zweite Gehäuseelement 23, in welchem das Muttersubstrat 30 und die Modulsubstrate 43, 44 fixiert wurden, miteinander gekoppelt werden.
Wie in 9A gezeigt ist, ist das Muttersubstrat 30 an dem zweiten Gehäuseelement 23 fixiert oder befestigt. Im Einzelnen ist das Muttersubstrat 30 so fixiert, dass die externen Verbinder 34 über Öffnungen, die in dem zweiten Gehäuseelement 23 ausgebildet sind, zur Außenseite des zweiten Gehäuseelements 23 hin freiliegen, und ist die erste Oberfläche 31 benachbart zu der zweiten inneren Oberfläche 23a. In diesem Fall wird das Muttersubstrat 30 durch Stützabschnitte 23c und dergleichen, die in dem zweiten Gehäuseelement 23 bereitgestellt sind, abgestützt und über Befestigungselemente 50, wie beispielsweise Schrauben, an dem zweiten Gehäuseelement 23 befestigt oder gehalten.
Das thermisch leitfähige Element 24 ist zwischen der zweiten inneren Oberfläche 23a und dem Wärmeerzeugungselement, das eines der Elemente ist, die die Leistungssteuerschaltung 33 bilden, und Wärme erzeugt, wenn es betrieben wird, angeordnet. Das thermisch leitfähige Element 24 ist zum Beispiel ein Kleber in einem Gel-Zustand.
Alternativ oder zusätzlich zu den Befestigungselementen 50 kann das Muttersubstrat 30 über Festlegeabschnitte (Eingreifabschnitte), die in den Stützabschnitten 23c bereitgestellt sind, an dem zweiten Gehäuseelement 23 befestigt oder daran festgelegt sein. Die Festlegeabschnitte können durch Klemmen oder Bonden bereitgestellt werden, nachdem das Muttersubstrat 30 mit dem zweiten Gehäuseelement 23 gekoppelt ist.
Als nächstes werden, wie in 9B gezeigt ist, die Modulsubstrate 43, 44 an dem zweiten Gehäuseelement 23, in welchem das Muttersubstrat 30 fixiert wurde, befestigt. Die Modulsubstrate 43, 44 werden so fixiert, dass die Oberflächen derselben parallel zu den ersten und zweiten Oberflächen 31, 32 des Muttersubstrats 30 sind und die externen Verbinder 45 aus Öffnungen, die in dem zweiten Gehäuseelement 23 ausgebildet sind, zur Außenseite des zweiten Gehäuseelements 23 hin freiliegen. In diesem Fall werden das Modulsubstrat 43 und das Modulsubstrat 44 jeweils durch Stützabschnitte 23d und dergleichen, die in dem zweiten Gehäuseelement 23 ausgebildet sind, abgestützt oder getragen.
Ferner sind die Substratverbinder 46 des Modulsubstrats 43 und des Modulsubstrats 44 elektrisch mit den Substratverbindern 35 des Muttersubstrats 30 verbunden, um eine Kommunikation über vorbestimmte Information zwischen dem Muttersubstrat 30 und den Modulsubstraten 43, 44 zu ermöglichen.
Wie in 10A gezeigt ist, sind die Modulsubstrate 41, 42 so an dem ersten Gehäuseelement 22 fixiert, dass die Oberflächen derselben parallel zu der ersten inneren Oberfläche 22a des ersten Gehäuseelements 22 sind und die externen Verbinder 45 aus Öffnungen, die in dem ersten Gehäuseelement 22 ausgebildet sind, zur Außenseite des ersten Gehäuseelements 22 hin freiliegen. In diesem Fall werden das Modulsubstrat 41 und das Modulsubstrat 42 jeweils durch Stützabschnitte 22b und dergleichen, die in dem ersten Gehäuseelement 22 ausgebildet sind, abgestützt und über die Befestigungselemente 50 an dem ersten Gehäuseelement 22 fixiert.
Das thermisch leitfähige Element 24 ist zwischen der ersten inneren Oberfläche 22a und einem Wärmeerzeugungselement, wie beispielsweise dem Wärmeerzeugungselement 41a, das eines von Elementen ist, die auf den Modulsubstraten 41, 42 angeordnet sind, und Wärme erzeugt, wenn es betrieben wird, angeordnet.
Alternativ oder zusätzlich zu den Befestigungselementen 50 können die Modulsubstrate 41, 42 mittels Festlegeabschnitten (Eingreifabschnitten), die in den Stützabschnitten 22b und dergleichen des ersten Gehäuseelements 22 bereitgestellt sind, fixiert werden.
Als nächstes werden das erste Gehäuseelement 22, in welchem die Modulsubstrate 41, 42 fixiert wurden, und das zweite Gehäuseelement 23, in welchem das Muttersubstrat 30 und die Modulsubstrate 43, 44 fixiert wurden, so angeordnet, dass die Substratverbinder 46 der Modulsubstrate 41, 42 und die Substratverbinder 46 der Modulsubstrate 43, 44 einander gegenüber liegen.
Dann werden das erste Gehäuseelement 22 und das zweite Gehäuseelement 23 miteinander gekoppelt. Somit wird das Gehäuse 21, in welchem das Muttersubstrat 30 und die Modulsubstrate 41 bis 44 aufgenommen sind, wie in 7 gezeigt, hergestellt.
Wenn das erste Gehäuseelement 22 und das zweite Gehäuseelement 23 miteinander gekoppelt werden, werden die Substratverbinder 46 des Modulsubstrats 41 und die Substratverbinder 46 des Modulsubstrats 43 miteinander verbunden. Ebenfalls werden die Substratverbinder 46 des Modulsubstrats 42 und die Substratverbinder 46 des Modulsubstrats 44 miteinander verbunden. Insoweit befinden sich das Muttersubstrat 30 und die Modulsubstrate 41 bis 44 in einem Zustand, in dem sie in der Lage sind, über vorbestimmte Information untereinander zu kommunizieren.
In diesem Fall ist, wie in 7 gezeigt ist, einer des Paares von externen Verbindern 34 des Muttersubstrats 30 aus der ersten äußeren Oberfläche 21c heraus zur Außenseite des Gehäuses 21 hin freiliegend, und ist der andere des Paares von externen Verbindern 34 des Muttersubstrats 30 aus der zweiten äußeren Oberfläche 21d, welche der ersten äußeren Oberfläche 21c gegenüber liegt, heraus zur Außenseite des Gehäuses 21 hin freiliegend. Auf ähnliche Weise ist einer des Paares von externen Verbindern 45 jedes der Modulsubstrate 41 bis 44 aus der ersten äußeren Oberfläche 21c heraus zur Außenseite des Gehäuses 21 hin freiliegend, und ist der andere des Paares von externen Verbindern 45 jedes der Modulsubstrate 41 bis 44 aus der zweiten äußeren Oberfläche 21d heraus zur Außenseite des Gehäuses 21 hin freiliegend.
Das heißt, die externen Verbinder 34, 45 ragen nur aus der ersten und der zweiten äußeren Oberfläche 21c, 21d, welche einander gegenüber liegen, hervor, und ragen nicht aus anderen Oberflächen des Gehäuses 21 hervor. Daher wird die elektronische Steuereinheit 20a so in einem Fahrzeug angebracht, dass die äußere Oberfläche, aus welcher die externen Verbinder 34, 45 nicht hervor ragen, benachbart zu einer inneren Oberfläche des Fahrzeugs ist. Insoweit kann ein Raum zum Anbringen bzw. Verbauen der elektronische Steuereinheit 20a verringert werden. Darüber hinaus können die Verdrahtungskabelbäume 16 und dergleichen leicht und effizient mit den externen Verbindern 34, 45 verbunden werden.
Wenn die Verdrahtungskabelbäume 16 und dergleichen mit den externen Verbindern 34, 45 verbunden sind, befinden sich die Modulsubstrate 41 bis 44 und die entsprechenden fahrzeuginternen Einrichtungen 11 bis 14 in einem Zustand, in dem sie in der Lage sind, miteinander zu kommunizieren. Insoweit wird die Leistungssteuerschaltung 33 des Muttersubstrats 30 durch eine Anweisung von jedem der Modulsubstrate 41 bis 44 gesteuert, um dadurch benötigte elektrische Leistung an die fahrzeuginternen Einrichtungen 11 bis 14 zu liefern.
Das Modulsubstrat 43 muss zusätzlich zu Information, die zwischen dem Muttersubstrat 43 und dem Muttersubstrat 30 verarbeitet wird, Information führen, die zwischen dem Muttersubstrat 41 und dem Muttersubstrat 30 verarbeitet wird. Das heißt, die in dem Modulsubstrat 41 verarbeitete Informationsmenge ist allgemein kleiner als die in dem Modulsubstrat 43 verarbeitete Informationsmenge. Daher kann ein Substrat, in welchem die Anzahl von Schichten relativ klein ist, als das Modulsubstrat 41 verwendet werden. Insoweit können Kosten verringert werden. Gleichfalls ist die in dem Modulsubstrat 42 verarbeitete Informationsmenge allgemein kleiner als die in dem Modulsubstrat 44 verarbeitete Informationsmenge. Daher kann ein Substrat, in welchem die Anzahl von Schichten relativ klein ist, als das Modulsubstrat 42 verwendet werden. Insoweit können Kosten verringert werden.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird bei der elektronischen Steuereinheit 20a gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Gehäuse 21 durch Koppeln des ersten Gehäuseelements 22 und des zweiten Gehäuseelements 23 gebildet. Ferner sind die Modulsubstrate 41, 42 benachbart zu der ersten inneren Oberfläche 22a in dem ersten Gehäuseelement 22 angeordnet, und ist das Muttersubstrat 30 benachbart zu der zweiten inneren Oberfläche 23a in dem zweiten Gehäuseelement 23 angeordnet. Das thermisch leitfähige Element 24 ist zwischen dem Wärmeerzeugungselement 41a und der ersten inneren Oberfläche 22a angeordnet. Die Modulsubstrate 41, 42 werden durch die Befestigungselemente 50 an dem ersten Gehäuseelement 22 fixiert, und das Muttersubstrat 30 wird durch die Befestigungselemente 50 an dem zweiten Gehäuseelement 23 fixiert.
In einer solchen Struktur wird zum Austauschen der Modulsubstrate 41, 42, die benachbart zu der ersten inneren Oberfläche 22a angeordnet sind, ein anderes bzw. weiteres erstes Gehäuseelement 22, in welchem neue Ersatz-Modulsubstrate 41, 42 befestigt sind, vorbereitet, und wird das die Modulsubstrate 41, 42 beherbergende erste Gehäuseelement 22 durch das ersatzweise erste Gehäuseelement 22 ausgetauscht.
Das heißt, eine erste Gehäuseeinheit, in welcher Ersatz-Modulsubstrate 41, 42 an dem ersten Gehäuseelement 22 befestigt sind und das thermisch leitfähige Element 24 zwischen dem Wärmeerzeugungselement 41a und der ersten inneren Oberfläche 22a angeordnet ist, wird bei einem Hersteller, wie beispielsweise einer Produktauslieferungsfabrik, im Voraus vorbereitet oder hergestellt. Die erste Gehäuseeinheit kann in einem Lager oder dergleichen für einen Austausch gelagert werden. Somit kann das Modulsubstrat 41, 42 durch ersatzweise neue Modulsubstrate 41, 42 durch Austauschen der ersten Gehäuseeinheit ausgetauscht werden.
Um eines des Modulsubstrats 43 und des Modulsubstrats 44 auszutauschen, wird das die Modulsubstrate 41, 42 beherbergende erste Gehäuseelement 22 von dem zweiten Gehäuseelement 23 entfernt, und wird das eine des Modulsubstrats 43 und des Modulsubstrats 44 durch ein ersatzweises Modulsubstrat ausgetauscht. Dann wird das die Modulsubstrate 41, 42 beherbergende erste Gehäuseelement 22 erneut mit dem zweiten Gehäuseelement 23 gekoppelt.
In einem solchen Fall ist es nicht notwendig, in dem Lager oder dergleichen das thermisch leitfähige Element 24 zwischen dem Wärmeerzeugungselement 41a und der ersten inneren Oberfläche 22a anzuordnen. Daher ist es nicht notwendig, in dem Lager oder dergleichen eine dimensionelle Genauigkeit und eine Montagegenauigkeit des Gehäuses 21 und dergleichen auf ein gewisses Niveau, das dem Austausch genügt, zu verbessern. Darüber hinaus können Kosten für den Austausch verringert werden.
Insbesondere sind die Modulsubstrate 41, 42 mit den Befestigungselementen 50 an dem ersten Gehäuseelement 22 befestigt, und ist das Muttersubstrat 30 mit den Befestigungselementen 50 an dem zweiten Gehäuseelement 23 befestigt. Daher ist es nicht notwendig, eine Montagetoleranz zu berücksichtigen. Darüber hinaus können die Modulsubstrate 41, 42 ausreichend nahe an der ersten inneren Oberfläche 22a angeordnet werden, und kann das Muttersubstrat 30 ausreichend nahe an der zweiten inneren Oberfläche 23a angeordnet werden. Das heißt, ein Abstand oder Freiraum zwischen den Modulsubstraten 41, 42 und der ersten inneren Oberfläche 22a sowie ein Freiraum zwischen dem Muttersubstrat 30 und der zweiten inneren Oberfläche 23a werden leicht und geeignet eingestellt. Demgemäß können in der vorstehend beschriebenen Struktur das/die Modulsubstrat(e) 41 bis 44 leicht ausgetauscht werden, und kann ebenso die Wärmeabstrahlungswirkung aufrechterhalten werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zwei Modulsubstrate, wie beispielsweise die Modulsubstrate 41, 42, an dem ersten Gehäuseelement 22 befestigt. Alternativ kann nur ein Modulsubstrat, wie beispielsweise nur das Modulsubstrat 41, an dem ersten Gehäuseelement 22 befestigt sein.
Das thermisch leitfähige Element 24 ist zwischen dem Wärmeerzeugungselement der Leistungssteuerschaltung 33 des Muttersubstrats 30 und der zweiten inneren Oberfläche 23a des zweiten Gehäuseelements 23 angeordnet. Daher kann die Wärme aus dem Wärmeerzeugungselement über die zweite innere Oberfläche 23a effizient abgestrahlt werden.
In einem Fall, in dem das thermisch leitfähige Element 24 auf sowohl dem Wärmeerzeugungselemente des Muttersubstrats 30 als auch dem Modulsubstrat 41, 42 angeordnet ist, ist ein Freiraum zwischen dem Wärmeerzeugungselemente und der entsprechenden inneren Oberfläche 22a, 23a größer als der in einem Fall, in dem das thermisch leitfähige Element 24 nicht angeordnet ist und aufgrund der Dicke des (fehlenden) thermisch leitfähigen Elements 24 dann eine Luftschicht ausgebildet wird. Folglich wird die Wärmeabstrahlungseigenschaft durch den Freiraum leicht beeinträchtigt.
Daher ist es bei der Struktur des vorliegenden Ausführungsbeispiels vorteilhaft, den Freiraum zwischen dem Wärmeerzeugungselement und der entsprechenden inneren Oberfläche 22a, 23a im Hinblick auf eine Verbesserung der Wärmeabstrahlungseigenschaft so klein wie möglich zu halten.
Zusätzlich zu dem thermisch leitfähigen Element 24 zwischen dem Wärmeerzeugungselement und der entsprechenden inneren Oberfläche 22a, 23a kann das thermisch leitfähige Element 24 auch zwischen der ersten Oberfläche 31 des Muttersubstrats 30 und der zweiten inneren Oberfläche 23a und/oder zwischen den Oberflächen der Modulsubstrate 41, 42 und der ersten inneren Oberfläche 22a angeordnet werden. In einem solchen Fall nimmt ein Wärmeabstrahlungspfad zu, und verbessert sich somit die Wärmeabstrahlungswirkung weiter.
Das thermisch leitfähige Element 24 ist nicht auf den Kleber in dem Gel-Zustand beschränkt. Zum Beispiel kann das thermisch leitfähige Element 24 durch eine Folie bzw. ein Blech, wie beispielsweise eine Wärmeabstrahlungsfolie bzw. ein Wärmeabstrahlungsblech, bereitgestellt werden.
Darüber hinaus befinden sich, da die Modulsubstrate 41 bis 44 parallel zu dem Muttersubstrat 30 angeordnet sind, einige der Modulsubstrate, wie beispielsweise die Modulsubstrate 43, 44, notwendigerweise weiter weg von der inneren Oberfläche des Gehäuses 21.
Andererseits ist die Leistungsquellenschaltung 33 zum Transformieren der Spannung der den elektronischen Teilen der Modulsubstrate 41 bis 44 zuzuführenden elektrischen Leistung auf dem Muttersubstrat 30 angebracht. Daher kann ein Temperaturanstieg der Modulsubstrate 41 bis 44 begrenzt werden.
Die auf dem Muttersubstrat 30 angebrachte Leistungssteuerschaltung 33 hat eine zu der der Leistungssteuerschaltung 33 des vorstehend beschriebenen kontextuellen Beispiels ähnliche Struktur.
11 ist ein Diagramm, das eine Schnittansicht der elektronischen Steuereinheit 20a als eine erste Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels darstellt.
In 11 bezeichnen Bezugszeichen 41d, 42d eine hohe Komponente, die eine auf dem Modulsubstrat 41, 42 angebrachte elektronische Komponente ist und in Bezug auf eine Richtung lotrecht zu einer Oberfläche des Modulsubstrat 41, 42 eine Abmessung (Höhe) hat, die größer ist als die anderer Komponenten, die auf dem Modulsubstrat 41, 42 angebracht sind. Die hohe Komponente 41d, 42d ist auf einer ersten Oberfläche 41c, 42c des Modulsubstrat 41, 42 angebracht. Die erste Oberfläche 41c, 42c liegt einer zweiten Oberfläche 41b, 42b gegenüber, die der ersten inneren Oberfläche 22a des ersten Gehäuseelement 22 gegenüber liegt.
Da die hohe Komponente 41d, 42d auf der ersten Oberfläche 41c, 42c des Modulsubstrat 41, 42 angebracht ist, kann der Freiraum zwischen der zweiten Oberfläche 41b, 42b des Modulsubstrat 41, 42 und der ersten inneren Oberfläche 22a verringert werden, und kann daher die Wärme effizient über die erste innere Oberfläche 22a abgestrahlt werden.
Ein mechanisches Relais, das ein Einschalten und ein Ausschalten der Zufuhr elektrischer Leistung aus der Batterie 15 zu den externen Einrichtungen über die externen Verbinder 34, 45 steuert, hat eine Abmessung (Höhe) größer als die anderer Komponenten. Daher ist es vorteilhaft, eine solche Komponente auf der zweiten Oberfläche 32 des Muttersubstrats 30 als die hohe Komponente 36 anzubringen.
Darüber hinaus hat ein Verbinder, der Sicherungen trägt, welche die Leistungszufuhr aus der Batterie 15 zu den externen Einrichtungen in einer abnormalen Situation unterbrechen, und die Sicherungen und das Muttersubstrat 30 elektrisch verbindet, eine Abmessung (Höhe) größer als die anderer Komponenten. Daher ist es vorteilhaft, einen solchen Verbinder auf der zweiten Oberfläche 32 des Muttersubstrats 30 als die hohe Komponente 37 anzubringen.
12 ist ein Diagramm, das eine Schnittansicht der elektronischen Steuereinheit 20a als eine zweite Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels zeigt.
Ähnlich zu der in 5 gezeigten ersten Modifikation des kontextuellen Beispiels kann in dem Fall, in dem die hohe Komponente 37, wie beispielsweise ein Sicherungsverbinder, in welchem mehrere Sicherungen zum Schützen der Modulsubstrate 41 bis 44 gehalten werden, auf der zweiten Oberfläche 32 des Muttersubstrats 30 angebracht ist, ein beliebiges der Modulsubstrate 41 bis 44 an einer Position angeordnet werden, die in Bezug auf die Richtung lotrecht zu der zweiten Oberfläche 32 niedriger ist als die Höhe der hohen Komponente 37. Alternativ kann ein anderes Modulsubstrat an der Position angeordnet werden, die in Bezug auf die Richtung lotrecht zu der zweiten Oberfläche 32 niedriger ist als das Ende der hohen Komponente 37.
In dem Beispiel von 12 ist das Modulsubstrat 47, dass eine andere fahrzeuginterne Einrichtung steuert, an einer Position, die in Bezug auf die Richtung lotrecht zu der zweiten Oberfläche 32 niedriger ist als die Höhe der hohen Komponente 37, und an einer Position ohne störende Beeinträchtigung der hohen Komponente 37 angeordnet. In einem solchen Fall wird der Raum im Inneren des Gehäuses 21 wirkungsvoll genutzt, und wird somit die Größe des Gehäuses 21 weiter verringert.
Als eine dritte Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels weist zumindest eines der Modulsubstrate 41 bis 44 eine Kommunikationsleitung auf, die eine serielle Kommunikation mit der entsprechenden fahrzeuginternen Einrichtung und/oder anderen Modulsubstrate ermöglicht, ähnlich zu der zweiten Modifikation des kontextuellen Beispiels. Somit können vorteilhafte Wirkungen ähnlich zu denjenigen der zweiten Modifikation des kontextuellen Beispiels erzielt werden.
Als eine vierte Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels kann von einer externen Einrichtung bereitgestellte Information durch den externen Verbinder 45 empfangen werden, der in zumindest einem der Modulsubstrate 41 bis 44 bereitgestellt ist, ohne das Muttersubstrat 30 zu durchlaufen, ähnlich zu der dritten Modifikation des kontextuellen Beispiels. In einem solchen Fall können die vorteilhaften Wirkungen ähnlich zu denjenigen der dritten Modifikation des kontextuellen Beispiels erzielt werden.
Als eine fünfte Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels kann die Leistungssteuerschaltung 33 auf eine zu der Konfiguration der vierten Modifikation des kontextuellen Beispiels ähnliche Weise konfiguriert werden. In einem solchen Fall können die vorteilhaften Wirkungen ähnlich zu denjenigen der vierten Modifikation des kontextuellen Beispiels erzielt werden.
Die Strukturen der elektronischen Steuereinheit 20a des vorliegenden Ausführungsbeispiels können auf beliebige andere Ausführungsbeispiele und Modifikationen übertragen werden.
(Zweites Ausführungsbeispiele)
Nachstehend wird ein zweites Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf 13 beschrieben.
Bei einer elektronischen Steuereinheit 20b gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse 21 ein erstes Gehäuseelement 25 anstelle des ersten Gehäuseelements 22 des ersten Ausführungsbeispiels auf. Andere Strukturen der elektronischen Steuereinheit 20b als das erste Gehäuseelement 25 sind ähnlich zu denjenigen der elektronischen Steuereinheit 20a des ersten Ausführungsbeispiels. Daher werden gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und wird eine Beschreibung derselben nicht wiederholt.
Das erste Gehäuseelement 25 weist zusätzlich zu der Struktur des ersten Gehäuseelements 22 des ersten Ausführungsbeispiels einen hervorstehenden Abschnitt 25a auf. Der hervorstehende Abschnitt 25a bildet zumindest einen Teil der ersten inneren Oberfläche 22a, wo das thermisch leitfähige Elemente 24 angeordnet ist. Der hervorstehende Abschnitt 25a steht nach innen hervor, um sich nahe an dem Wärmeerzeugungselement 41a zu befinden.
Der hervorstehende Abschnitt 25a ist in dem Bereich ausgebildet, der den mittleren Abschnitt des Bodens der Kastenform, das heißt, den mittleren Abschnitt der ersten inneren Oberfläche 22a, beinhaltet und sich in Richtung zu der Nähe der externen Verbinder 45 erstreckt. Der hervorstehende Abschnitt 25a steht so in einer Stufenform hervor, dass die Tiefe der Kastenform an dem dem hervorstehenden Abschnitt 25a entsprechenden Bereich klein ist.
Ferner ist ein ausgenommener Abschnitt 25b an der Außenseite des ersten Gehäuseelements 22 an der dem hervorstehenden Abschnitt 25a entsprechenden Position erzeugt. Wärmeabstrahlungsabschnitte, wie beispielsweise Rippen 25c, sind auf einer äußeren Oberfläche des ausgenommenen Abschnitts 25b ausgebildet, um die Wärmeabstrahlungsleistung über die erste innere Oberfläche 22a zu verbessern. Die Rippen 25c sind so ausgestaltet, dass die Enden derselben nicht auf die Außenseite des ausgenommenen Abschnitts 25b hervor stehen.
In diesem Fall kann, obwohl der auf dem Modulsubstrat 41 angebrachte externe Verbinder 45 eine Abmessung (Höhe) größer als die des Wärmeerzeugungselements 41a in Bezug auf die Richtung lotrecht zu der Oberfläche des Modulsubstrats 41 aufweist, der Abstand zwischen der ersten inneren Oberfläche 22a und dem Wärmeerzeugungselement 41a und dergleichen verringert werden. Daher kann die Wärmeabstrahlung über die erste innere Oberfläche 22a wirkungsvoll durchgeführt werden.
Darüber hinaus kann, da die Rippen 25c in dem ausgenommenen Abschnitt 25b erzeugt sind, die Wärmeabstrahlung über die erste innere Oberfläche 22a weiter effizient durchgeführt werden. Insbesondere sind die Rippen 25c so ausgebildet, dass sie nicht auf die Außenseite des ausgenommenen Abschnitts 25b ragen. Das heißt, die Projektionshöhe der Rippen 25c überschreitet die Tiefe des ausgenommenen Abschnitts 25b nicht. Daher wird auch dann, wenn die Rippen 25c auf der äußeren Oberfläche des Gehäuses 21 erzeugt sind, die Größe des Gehäuses 21 nicht vergrößert.
An dem Abschnitt der ersten inneren Oberfläche 22a, an dem der hervorstehende Abschnitt 25a nicht erzeugt ist, ist ein Abstand zwischen der ersten inneren Oberfläche 22a und der Oberfläche des Modulsubstrat 41, 42 größer als der zwischen der inneren Oberfläche des hervorstehenden Abschnitts 25a und der Oberfläche des Modulsubstrats 41, 42. Daher kann, wie in 13 gezeigt ist, der externe Verbinder 45 mit der großen Höhe auf der Oberfläche der Modulsubstrate 41, 42 angebracht werden, welche der ersten inneren Oberfläche 22a gegenüber liegt.
In diesem Fall können der externe Verbinder 45, der auf dem Modulsubstrat 41, 42 angebracht ist, und der externe Verbinder 45, der auf dem Modulsubstrat 43, 44 angebracht ist, in einem gewissen Abstand voneinander angeordnet werden. Daher können die externen Verbinder 45 leicht mit anderen Elementen, wie beispielsweise den Verdrahtungskabelbäumen 16 und dergleichen, verbunden werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der hervorstehende Abschnitt 25a an einer Position ohne Überlappen mit den externen Verbindern 45 ausgebildet. Ferner kann der hervorstehende Abschnitt 25a an einer Position erzeugt werden, die Positionen entsprechend anderen hohen elektronischen Komponenten, wie beispielsweise ein Aluminium-Elektrolytkondensator und eine Spule, die auf dem Modulsubstrat 41, 42 angebracht sind, ausschließt.
In einer solchen Struktur ist es nicht notwendig, den Freiraum zwischen dem Wärmeerzeugungselement und der ersten inneren Oberfläche 22a zu erweitern, um der Höhe der hohen elektronischen Komponenten zu entsprechen. Somit kann die hohe Wärmeabstrahlungsleistung aufrechterhalten werden.
Die Strukturen der elektronischen Steuereinheit 20b des vorliegenden Ausführungsbeispiels können auf beliebige andere Ausführungsbeispiele und Modifikationen übertragen werden.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird ein drittes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die 14, 15A, 15B und 15C beschrieben.
Eine elektronische Steuereinheit 20c gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der elektronischen Steuereinheit 20b des ersten Ausführungsbeispiels, weil das Gehäuse 21 aus drei Gehäuseelementen 26, 27, 28 anstelle der ersten und zweiten Gehäuseelemente 22, 23 aufgebaut ist. Folglich werden gleiche Teile mit gleichem Bezugszeichen bezeichnet, und wird eine Beschreibung derselben nicht wiederholt.
Wie in 14 gezeigt ist, wird das Gehäuse 21 durch Koppeln der drei Gehäuseelemente 26, 27, 28 aufgebaut. Das Gehäuseelement 26 hat eine Kastenform mit einer Öffnung auf einer Seite. Das Gehäuseelement 27 und das Gehäuseelement 28 bilden eine Kastenform mit einer Öffnung auf einer Seite aus, wenn sie zusammengekoppelt sind.
Das Gehäuseelement 26 entspricht einem Beispiel des zweiten Gehäuseelements. Die zusammengekoppelten Gehäuseelemente 27, 28 entsprechen einem Beispiel des ersten Gehäuseelements.
Wie in 15A gezeigt ist, wird das Gehäuseelement 26 bereitgestellt, um darin das Muttersubstrat 30 zu halten. Das Muttersubstrat 30 wird so an dem Gehäuseelement 26 befestigt, dass die erste Oberfläche 31 zu einer inneren Oberfläche 26a benachbart ist, welche der zweiten inneren Oberfläche 23a des zweiten Gehäuseelements 23 entspricht.
In diesem Fall wird das Muttersubstrat 30 durch Stützabschnitte 26b oder dergleichen, die in dem Gehäuseelement 26 bereitgestellt sind, abgestützt oder getragen. Das Muttersubstrat 30 wird durch die Befestigungselemente 50 an dem Gehäuseelement 26 befestigt. Das thermisch leitfähige Element 24 ist zwischen dem Wärmeerzeugungselement der Leistungssteuerschaltung 33 und der inneren Oberfläche 26a angeordnet.
Wie in 15B gezeigt ist, wird das Gehäuseelement 27 bereitgestellt, um darin die Modulsubstrate 41, 42 zu halten. Das Modulsubstrat 41 ist so an dem Gehäuseelement 27 befestigt, dass die Oberfläche des Modulsubstrats 41 benachbart zu einer inneren Oberfläche 27a ist, welche einem Teil der ersten inneren Oberfläche 22a des ersten Gehäuseelements 22 entspricht.
In diesem Fall wird das Modulsubstrat 41 durch Stützabschnitte 27b oder dergleichen, die in dem Gehäuseelement 27 bereitgestellt sind, abgestützt oder getragen, und mit den Befestigungselementen 50 an dem Gehäuseelement 27 befestigt. Das thermisch leitfähige Element 24 ist zwischen dem Wärmeerzeugungselement 41a und der inneren Oberfläche 27a angeordnet.
Das Modulsubstrat 43 ist an dem Gehäuseelement 27 befestigt, in welchem das Modulsubstrat 41 befestigt wurde, so dass der Substratverbinder 46 des Modulsubstrats 43 elektrisch mit dem Substratverbinder 46 des Modulsubstrats 41 verbunden wird. In diesem Fall wird das Modulsubstrat 43 durch (nicht gezeigte) Stützabschnitte oder dergleichen abgestützt oder getragen, die in dem Gehäuseelement 27 bereitgestellt sind.
Wie in 15C gezeigt ist, wird das Gehäuseelement 28 bereitgestellt, um darin die Modulsubstrate 42, 44 zu halten. Das Modulsubstrat 42 ist so an dem Gehäuseelement 28 befestigt, dass die Oberfläche des Modulsubstrats 42 benachbart zu einer inneren Oberfläche 28a ist, welche einem Teil der ersten inneren Oberfläche 22a des ersten Gehäuseelements 22 entspricht. In diesem Fall wird das Modulsubstrat 42 durch Stützabschnitte 28b oder dergleichen, die in dem Gehäuseelement 28 bereitgestellt sind, abgestützt oder getragen, und mit den Befestigungselementen 50 an dem Gehäuseelement 28 befestigt. Das thermisch leitfähige Element 24 ist zwischen einem Wärmeerzeugungselement 42a, welches eines von Elementen ist, die auf dem Modulsubstrat 42 angebracht sind, und Wärme erzeugt, wenn es betrieben wird, und der inneren Oberfläche 28a des Gehäuseelements 28 angeordnet.
Das Modulsubstrat 44 ist an dem Gehäuseelement 28 befestigt, in welchem das Modulsubstrat 42 befestigt wurde, so dass der Substratverbinder 46 des Modulsubstrats 44 elektrisch mit dem Substratverbinder 46 des Modulsubstrats 42 verbunden wird. In diesem Fall wird das Modulsubstrat 44 durch (nicht gezeigte) Stützabschnitte oder dergleichen abgestützt oder getragen, die in dem Gehäuseelement 28 bereitgestellt sind.
Wenn das Gehäuseelement 26, in welchem das Muttersubstrat 30 fixiert wurde, das Gehäuseelement 27 an welchem die Modulsubstrate 41, 43 fixiert wurden, und das Gehäuseelement 28, in welchem die Modulsubstrate 42, 44 fixiert wurden, miteinander gekoppelt werden, wird das Gehäuse 21 hergestellt. Das heißt, der Zusammenbau der elektronischen Steuereinheit 20c ist abgeschlossen.
Weil das Muttersubstrat 30 eine Funktion mit Bezug zu der Steuerung der elektrischen Leistungsversorgung, wie beispielsweise der Leistungssteuerschaltung 33 wie vorstehend beschriebenen, aufweist, sind ein Aluminium-Elektrolytkondensator, eine Spule und dergleichen auf dem Muttersubstrat 30 angebracht. Damit werden große Komponenten, Einrichtungskomponenten für Durchbohrungslöcher und dergleichen verwendet. Daher ist die Herstellungsdauer des Muttersubstrats 30 relativ länger als die jedes der Modulsubstrate 41 bis 44.
In der Struktur, in der die Modulsubstrate 43, 44 zusätzlich zu dem Muttersubstrat 30 an dem zweitem Gehäuseelement 23 befestigt werden, müssen die Modulsubstrate 43, 44 an dem zweiten Gehäuseelement 23 befestigt werden, nachdem die Befestigung des Muttersubstrats 30 an dem zweiten Gehäuseelement 23 abgeschlossen ist. Infolge dessen besteht ein großer Unterschied zwischen der Herstellungsdauer des zweiten Gehäuseelements 23, an welchem das Muttersubstrat 30 und die Modulsubstrate 43, 44 befestigt werden, und der Herstellungsdauer des ersten Gehäuseelement, an welchem die Modulsubstrate 41‚ 42 befestigt werden. In einem solchen Fall wird daher eine Gesamt-Herstellungsdauer relativ lang.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird von den in dem Gehäuse 21 untergebrachten Substraten nur das Muttersubstrat 30 an dem Gehäuseelement 26 befestigt. Daher wird eine Aufnahmestruktur des Gehäuseelements 26 vereinfacht. Ferner kann ein Unterschied zwischen der Herstellungsdauer des Gehäuseelements 26, an welchem das Muttersubstrat 30 befestigt wird, und der Herstellungsdauer des Gehäuseelements 27, an welchem die Modulsubstrate 41, 43 befestigt werden, oder der Herstellungsdauer des Gehäuseelements 28, an welchem die Modulsubstrate 42, 44 befestigt werden, verringert werden. Daher kann eine Gesamt-Herstellungsdauer der elektronischen Steuereinheit 20c weiter verkürzt werden.
Die Strukturen der elektronischen Steuereinheit 20c des vorliegenden Ausführungsbeispiels können auf beliebige andere Ausführungsbeispiele und Modifikationen übertragen werden.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird ein viertes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die 16 und 17 beschrieben.
16 ist eine Schnittansicht einer elektronischen Steuereinheit 20d gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel. 17 ist eine Schnittansicht, die die elektronische Steuereinheit 20d in einem Zustand zeigt, unmittelbar bevor ein zusätzliches Gehäuse 29, in welchem ein Modulsubstrat 48 fixiert wurde, mit dem ersten Gehäuseelement 22 und dem zweitem Gehäuseelement 23, in welchen das Muttersubstrat 30 und die Modulsubstrate 41 bis 44 fixiert wurden, gekoppelt wird.
Das zusätzliche Gehäuse 29 wird verwendet, um das Modulsubstrat 48 hinzuzufügen, um eine Funktion hinzuzufügen, und wird auch als ein funktionshinzufügendes Gehäuse bezeichnet. Somit ist bei der elektronischen Steuereinheit 20d des vierten Ausführungsbeispiels das Gehäuse 21 so konfiguriert, dass das zusätzliche Gehäuse 29 mit dem Gehäuse 21 gekoppelt werden kann. Andere Strukturen der elektronischen Steuereinheit 20d sind ähnlich zu den Strukturen der elektronischen Steuereinheit 20 des ersten Ausführungsbeispiels. Daher werden gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und wird eine Beschreibung derselben nicht wiederholt.
Die elektronische Steuereinheit 20d ist so konfiguriert, dass das zusätzliche Gehäuse 29, in welchem das Modulsubstrat 48 fixiert wurde, leicht zu dem Gehäuse 21 hinzugefügt werden kann, um dadurch leicht eine Funktion hinzuzufügen. In dem zusätzlichen Gehäuse 29 ist das Modulsubstrat 48 so fixiert, dass eine erste Oberfläche 48a des Modulsubstrats 48 zu einer inneren Oberfläche 29a des zusätzlichen Gehäuses 29 benachbart ist. Wenn das zusätzliche Gehäuse 29 mit dem Gehäuse 21 gekoppelt wird, wird das Modulsubstrat 48 elektrisch mit den Modulsubstraten 41 bis 44 und dergleichen verbunden.
Im Einzelnen ist eine äußere Oberfläche 21e des Gehäuses 21, welche der ersten inneren Oberfläche 22a gegenüber liegt, so geformt, dass das zusätzliche Gehäuse 29 gekoppelt werden kann. Wenn das zusätzliche Gehäuse 29 an die äußere Oberfläche 21e gekoppelt wird, wird ein Aufnahmeraum S zum Aufnehmen des zusätzlichen Modulsubstrats 48 zwischen der äußeren Oberfläche 21e und dem zusätzlichen Gehäuse 29 ausgebildet.
Die Wand des Gehäuses 21, die die äußere Oberfläche 21e bereitstellt, ist mit einer Öffnung erzeugt, und ein Substratverbinder 46c liegt aus der Wand heraus durch die Öffnung frei, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Modulsubstrat 48 und den Substraten 30 und 41 bis 44 zu ermöglichen.
In diesem Fall ist der Substratverbinder 46c in zum Beispiel dem Modulsubstrat 41 bereitgestellt. Der Substratverbinder 46c entspricht einem Verbindungselement.
Auf einer Oberfläche des Modulsubstrats 48 ist eine Schaltung zum Verwirklichen der zusätzlichen Funktion angebracht. Ein Substratverbinder 46b ist auf einer zweiten Oberfläche 48b des Modulsubstrats 48 bereitgestellt, um elektrisch mit dem Substratverbinder 46c verbunden zu werden.
Das Modulsubstrat 48 ist so an dem zusätzlichen Gehäuse 29 befestigt, dass die erste Oberfläche 48a zu der inneren Oberfläche 29a des zusätzlichen Gehäuses 29 benachbart ist. Die innere Oberfläche 29a liegt der äußeren Oberfläche 21e des Gehäuses 21 gegenüber, wenn das zusätzliche Gehäuse 29 mit dem Gehäuse 21 gekoppelt ist. Die innere Oberfläche 29a wird nachstehend als eine dritte innere Oberfläche bezeichnet.
In diesem Fall wird das Modulsubstrat 48 durch Stützabschnitte 29b und dergleichen, die in dem zusätzlichen Gehäuse 29 bereitgestellt sind, gestützt oder getragen, und durch die Befestigungselemente 50 an dem zusätzlichen Gehäuse 29 befestigt. Das thermisch leitfähige Element 24 ist zwischen einem Wärmeerzeugungselement 48c, welches eines der auf dem Modulsubstrat 48 angebrachten Elemente ist und Wärme erzeugt, wenn es betrieben wird, und der Dritten inneren Oberfläche 29a des zusätzlichen Gehäuses 29 angeordnet.
Alternativ oder zusätzlich zu den Befestigungselementen 50 kann das Modulsubstrat 48 mittels Festlegeabschnitten (Eingreifabschnitten), die in den Stützabschnitten 29b und dergleichen des zusätzlichen Gehäuses 29 bereitgestellt sind, an dem zusätzlichen Gehäuse 29 fixiert werden.
Wie in 17 gezeigt ist, ist, um das zusätzliche Gehäuse 29 mit dem Gehäuse 21, in welchem das Muttersubstrat 30 und die Modulsubstrate 41 bis 44 untergebracht sind, zu koppeln, das zusätzliche Gehäuse 29 so angeordnet, dass der Substratverbinder 46b dem Substratverbinder 46c gegenüber liegt, der aus dem ersten Gehäuseelement 22, das mit dem zweitem Gehäuseelement 23. gekoppelt ist, heraus freiliegt. Zu dieser Zeit wird der Substratverbinder 46b des Modulsubstrats 48 mit dem Substratverbinder 46c, der aus der äußeren Oberfläche 218 des Gehäuses 21 heraus freiliegt, verbunden. Das zusätzliche Gehäuse 29 wird beispielsweise durch einen vorbestimmten Kleber oder mittels Festdrehen einer Schraube oder dergleichen an dem Gehäuse 21 befestigt.
Auf diese Weise wird das zusätzliche Gehäuse 29 zum Hinzufügen einer gewünschten Funktion zu der elektronischen Steuereinheit 20d hinzugefügt.
In einer solchen Struktur kann die gewünschte Funktion durch Koppeln des zusätzlichen Gehäuses 29, in welchem das die zusätzliche Funktion enthaltende Modulsubstrat 48 befestigt wurde, an die äußere Oberfläche 21e des Gehäuses 21 leicht hinzugefügt werden. Ferner kann das Modulsubstrat 48 durch Verbinden der Substratverbinder 46b, 46c elektrisch mit dem Muttersubstrat 30 und den Modulsubstraten 41 bis 44 verbunden werden.
In diesem Fall wird das zusätzliche Gehäuse 29, in welchem das Modulsubstrat 48 befestigt ist und das thermisch leitfähige Element 24 zwischen dem Wärmeerzeugungselement 48c und der dritten inneren Oberfläche 29a angeordnet ist, bei einem Hersteller wie beispielsweise in einer Produktauslieferungsfabrik im Voraus vorbereitet bzw. hergestellt und als ein zusätzliches Teil in einem Lager oder dergleichen gelagert. Die Funktion kann durch Befestigen des zusätzlichen Gehäuses 29 an dem Gehäuse 21 in dem Lager oder dergleichen hinzugefügt werden.
In einem solchen Fall ist es nicht notwendig, das thermisch leitfähige Element 24 in dem Lager oder dergleichen zwischen das Wärmeerzeugungselement 48c und die dritte innere Oberfläche 29a einzufügen. Daher ist es nicht notwendig, eine dimensionelle Genauigkeit und eine Montagegenauigkeit des Gehäuses 21 und dergleichen auf ein bestimmtes Niveau zu steigern, wodurch der Hinzufügearbeit in dem Lager oder dergleichen Genüge getan wird. Darüber hinaus können Kosten für den Hinzufügeaufwand verringert werden.
Ferner wird das Modulsubstrat 48 mit den Befestigungselementen 50 an dem zusätzlichen Gehäuse 29 befestigt. Daher kann der Abstand zwischen dem Modulsubstrat 48 und der dritten inneren Oberfläche 29a leicht gesteuert werden.
Darüber hinaus kann das Modulsubstrat, das irgendeines der mehreren Modulsubstrate ist und nicht an Enden der mehreren Modulsubstrate angeordnet ist, benachbart zu der inneren Oberfläche des Gehäuses 21 angeordnet werden, und kann die Wärme über das thermisch leitfähige Element 24 an das Gehäuse 21 abgestrahlt werden. Daher verbessert sich die Wärmeabstrahlungsleistung weiter.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele und Modifikationen beschränkt, sondern kann in den folgenden Weisen modifiziert werden. Beispielsweise können die folgenden Substrate als die in dem einzelnen Gehäuse 21 aufgenommenen Modulsubstrate verwendet werden.
Die in dem Gehäuse 21 aufgenommenen Modulsubstrate können ein Modulsubstrat beinhalten, dass eine Funktion zum Steuern eines Karosserie- bzw. Fahrzeugaufbausystems hat. Das Modulsubstrat, das die Funktion des Steuerns des Fahrzeugaufbausystems hat, ist zum Beispiel ein Modulsubstrat, das eine ereignisgesteuerte Einrichtung steuert, welche in Übereinstimmung mit einer Benutzerbetätigung oder einer Ausführung eines Computerprogramms betrieben wird. Ein solches Modulsubstrat wird zum Beispiel durch ein Modulsubstrat repräsentiert, in welchem die folgende elektronische Steuereinheit modularisiert ist: eine elektronische Steuereinheit einer Klimaanlage zum Steuern einer Klimaanlagenvorrichtung; eine elektronische Steuereinheit für eine Tür zum Steuern eines Türverriegelungssystems; eine elektronische Steuereinheit für elektrische Fensterheber zum Steuern von elektrisch unterstützten Fenstern; eine elektronische Steuereinheit für einen Türspiegel zum Steuern von elektrischen Türspiegeln; eine elektronische Steuereinheit für einen elektrisch betätigbaren Sitz zum Steuern von elektrisch betätigbaren Sitzen; eine elektronische Steuereinrichtung für ein Dach zum Steuern eines Schiebedachs; eine elektronische Steuereinheit für Lenkradschalter zum Steuern der Eingabe und der Ausgabe von Signalen aus verschiedenen Schaltern eines Lenkrads; und/oder eine elektronische Steuereinheit für eine Overhead-Projektion zum Steuern der Eingabe und der Ausgabe von Signalen aus verschiedenen Schaltern einer Overhead-Konsole.
Die in dem Gehäuse 21 aufgenommenen Modulsubstrate können ein Modulsubstrat beinhalten, dass eine Funktion des Steuerns eines Sicherheitssystems hat. Das Modulsubstrat, das die Funktion des Steuerns eines Sicherheitssystems hat, ist zum Beispiel ein Modulsubstrat, in welchem eine elektronische Steuereinheit zum Steuern eines Fahrersitz-Airbags, eines Beifahrersitz-Airbags, eines Vordersitz-Seitenairbags, eines Knie-Airbags, eines Dach-Airbags, eines Rücksitz-Airbags, eines Rücksitz-Seitenairbags, eines Schutzkissen-Airbags, eines Sicherheitsgurt-Vorspanners, eines Sitzgurtkraft(Last)-Begrenzers und dergleichen modularisiert ist.
Die in dem Gehäuse 21 aufgenommenen Modulsubstrate können ein Modulsubstrat beinhalten, dass eine Funktion des Steuerns eines Informationssystems hat. Das Modulsubstrat, dass die Funktion des Steuerung eines Informationssystems hat, ist zum Beispiel ein Modulsubstrat, in welchem eine elektronische Steuereinheit wie beispielsweise eine elektronische Steuereinheit für eine Fahrzeugnavigation zum Steuern einer Fahrzeugnavigationsvorrichtung, eine elektronische Steuereinheit für Audio zum Steuern einer Audioeinrichtung, und eine elektronische Steuereinheit für Telefon zum Steuern eines Telefons modularisiert ist.
Die in dem Gehäuse 21 aufgenommenen Modulsubstrate können ein Modulsubstrat beinhalten, das eine Funktion des Steuerns einer Einrichtung hat, welche betätigt wird oder betätigbar ist, wenn ein Zubehörschalter eines Fahrzeugs eingeschaltet wird. Ein solches Modulsubstrat ist zum Beispiel ein Modulsubstrat, in welchem eine elektronische Steuereinheit, wie beispielsweise eine elektronische Steuereinheit für elektrische Fensterheber zum Steuern von elektrisch unterstützten Fenstern, eine elektronische Steuereinheit für einen Türspiegel zum Steuern von elektrischen Türspiegeln, eine elektronische Steuereinheit für einen elektrisch betätigbaren Sitz zum Steuern von elektrisch betätigbaren Sitzen, eine elektronische Steuereinrichtung für ein Dach zum Steuern eines Schiebedachs, eine elektronische Steuereinheit für Lenkradschalter zum Steuern der Eingabe und der Ausgabe von Signalen aus verschiedenen Schaltern eines Lenkrads, eine elektronische Steuereinheit für eine Overhead-Projektion zum Steuern der Eingabe und der Ausgabe von Signalen aus verschiedenen Schaltern einer Overhead-Konsole, und eine elektronische Steuereinheit für Information zum Steuern eines Informationssystems modularisiert ist.
Die in dem Gehäuse 21 aufgenommenen Modulsubstrate können ein Modulsubstrat beinhalten, das eine Funktion des Steuerns einer Einrichtung hat, welche betätigt wird, wenn ein sich ein Zündschlüsselschalter in einem Auszustand befindet. Ein solches Modulsubstrat ist zum Beispiel ein Modulsubstrat, in welchem eine elektronische Steuereinheit wie beispielsweise eine elektronische Steuereinheit zum Steuern einer Antidiebstahl-Sicherheitseinrichtung und eine elektronische Steuereinheit zum Steuern von Standleuchten modularisiert ist.
Außerdem kann die Erfindung in den folgenden Weisen modifiziert werden.

(1) Die Verwendung der elektronischen Steuereinheiten 20, 20a, 20b, 20c, 20d der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele und Modifikationen ist nicht auf ein Fahrzeug zum Steuern der fahrzeuginternen Einrichtungen 11 bis 14 beschränkt. Alternativ können die elektronischen Steuereinheiten 20, 20a, 20b, 20c, 20d zum Steuern von gegenüber den Einrichtungen eines Fahrzeugs anderen allgemeinen externen Einrichtungen verwendet werden. In einem solchen Fall werden die Modulsubstrate in Abhängigkeit von zu steuernden externen Einrichtungen bereitgestellt.
(2) In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen und Modifikationen ist es nicht immer notwendig, dass die externen Verbinder 45 für alle Modulsubstraten 41 bis 44 bereitgestellt werden. Alternativ können die externen Verbinder 45 auf einem oder mehreren vorbestimmten Modulsubstrat(en) bereitgestellt werden, in Abhängigkeit von der gemeinsam zu benutzenden Information und der zu verarbeitenden Informationsmenge.
(3) Die elektronischen Verbindungen zwischen den Modulsubstraten 41 bis 44 können durch eine beliebige andere Verbindungseinrichtung als die Substratverbinder 46 und die Kabel 46a bereitgestellt werden.

Die Erfindung wird durch Kombinieren von Strukturen der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele und Modifikationen verschiedenen anderen Weisen implementiert. Zusätzliche Vorteile und Modifikationen ergeben sich für den Fachmann in einfacher Weise. Die Erfindung in ihrem weiteren Sinne ist daher nicht auf die bestimmten Einzelheiten, repräsentativen Vorrichtungen und darstellenden Beispiele wie gezeigt und beschrieben beschränkt.
Vorstehend wurde somit eine elektronische Steuereinheit zum Steuern einer Vielzahl von externen Einrichtungen 11, 12, 13, 14, 17 beschrieben, beinhaltend eine Vielzahl von ersten Substraten 41, 42, 43, 44, 47, ein zweites Substrat 30, 30a, und ein Gehäuse 21, das in sich die ersten Substrate 41, 42, 43, 44, 47 und das zweite Substrat 30, 30a aufnimmt. Jedes der ersten Substrate 41, 42, 43, 44, 47 steuert eine entsprechende eine der Vielzahl von externen Einrichtungen 11, 12, 13, 14. Das zweite Substrat 30, 30a empfängt elektrische Leistung von einer Leistungsquelleneinrichtung 15. Ferner sind die ersten Substrate 41, 42, 43, 44 parallel zu dem zweiten Substrat 30, 30a in dem Gehäuse 21 angeordnet. Das zweite Substrat 30, 30a ist derart angeordnet, dass eine erste Oberfläche 31 desselben benachbart zu einer inneren Oberfläche 21a, 23a des Gehäuses 21 ist. Eine Leistungssteuerschaltung 33, die eine Spannung der von der elektrischen Leistungsquelleneinrichtung 15 zugeführten elektrischen Leistung transformiert und die elektrische Leistung elektronischen Komponenten zuführt, die auf den ersten Substraten 41, 42, 43, 44, 47 angebracht sind, ist auf dem zweiten Substrat 30, 30a angeordnet.

Claims

Elektronische Steuereinheit zum Steuern einer Vielzahl von externen Einrichtungen (11, 12, 13, 14, 17), mit: einer Vielzahl von ersten Substraten (41, 42, 43, 44, 47), von denen jedes eine entsprechende eine der Vielzahl von externen Einrichtungen (11, 12, 13, 14) steuert; einem zweites Substrat (30, 30a), das von einer Leistungsquelleneinrichtung (15) zugeführte elektrische Leistung empfängt; und einem Gehäuse (21), das die ersten Substrate (41, 42, 43, 44, 47) und das zweite Substrat (30, 30a) in sich aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (21) aus zumindest einem ersten Gehäuseelement (22, 27, 28) und einem zweiten Gehäuseelement (23, 26), die miteinander gekoppelt sind, aufgebaut ist, zumindest eines der ersten Substrate (41, 42, 43, 44, 47) benachbart zu einer inneren Oberfläche (22a) des ersten Gehäuseelements (22, 27, 28), welche eine innere Oberfläche des Gehäuses (21) bereitstellt, angeordnet ist, das zweite Substrat (30, 30a) derart angeordnet ist, dass eine erste Oberfläche (31) desselben benachbart zu einer inneren Oberfläche (23a) des zweiten Gehäuseelements (23, 26), welche eine innere Oberfläche des Gehäuses (21) bereitstellt, ist, ein erstes thermisch leitfähiges Element (24) zwischen der inneren Oberfläche (22a) des ersten Gehäuseelements (22, 27, 28) und einem Wärmeerzeugungselement (41a), das zumindest eines von einer Vielzahl von Elementen ist, die auf dem einen der ersten Substrate (41, 42, 43, 44) angebracht sind, und Wärme erzeugt, wenn es betrieben wird, angeordnet ist, das eine der ersten Substrate (41, 42, 43, 44, 47) an dem ersten Gehäuseelement (22) mittels zumindest einem Befestigungselement (50) oder einem Festlegeabschnitt, bereitgestellt in dem ersten Gehäuseelement (22), festgelegt ist, und das zweite Substrat (30) an dem zweiten Gehäuseelement (23) mittels zumindest einem Befestigungselement (50) oder einem Festlegeabschnitt, bereitgestellt in dem zweiten Gehäuseelement (23), festgelegt ist.
Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein zweites thermisch leitfähiges Element (24), das zwischen einem Wärmeerzeugungselement, das zumindest eines von einer Vielzahl von Elementen ist, die auf der ersten Oberfläche (31) des zweiten Substrats (30, 30a) angebracht sind, und. Wärme erzeugt, wenn es betrieben wird, und der inneren Oberfläche (21a, 23a) des Gehäuses (21), welche der ersten Oberfläche (31) des zweiten Substrats (30, 30a) gegenüber liegt, angeordnet ist.
Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseelement (22) einen hervorstehenden Abschnitt (25a) in einem Bereich einschließlich einem Abschnitt, an dem das erste thermisch leitfähige Element (24) angeordnet ist, aufweist, und der hervorstehende Abschnitt (25a) innerhalb des ersten Gehäuseelements (22, 27, 28) hervorstehend angeordnet ist, um nahe an dem Wärmeerzeugungselement (41a) zu sein.
Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseelement (22) einen ausgenommenen Abschnitt (25b) auf einer äußeren Seite des hervorstehenden Abschnitts (25a) aufweist, wobei der ausgenommene Abschnitt (25b) einen Teil einer äußeren Oberfläche des Gehäuses (21) bereitstellt, und ein Wärmeabstrahlabschnitt (25c) in dem ausgenommenen Abschnitt (25b) bereitgestellt ist, um eine Wärmeabstrahlung durch die innere Oberfläche (22a, 21b) des ersten Gehäuseelements (22) zu verbessern.
Elektronische Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseelement (22, 27, 28) einen Stützabschnitt (23d) aufweist, der zumindest ein anderes eines der ersten Substrate (41, 42, 43, 44) stützt.
Elektronische Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (21) dazu konfiguriert ist, mit einem funktionshinzufügenden Gehäuse (29) verbindbar zu sein, das ein zusätzliches erstes Substrat (48) mit einer zusätzlichen Funktion aufnimmt, so dass ein Aufnahmeraum (S) des zusätzlichen ersten Substrats (48) zwischen einer äußeren Oberfläche (21e) des Gehäuses (21) und einer inneren Oberfläche (29a) des funktionshinzufügenden Gehäuses (29) bereitgestellt wird, das zusätzliche erste Substrat (48) in dem funktionshinzufügenden Gehäuse (29) benachbart zu der inneren Oberfläche (29a) des funktionshinzufügenden Gehäuses (29) aufgenommen ist, das Gehäuse (21) mit einem Verbindungselement (46c) versehen ist, das eine elektrische Verbindung zwischen dem zusätzlichen ersten Substrat (48) und zumindest einem der in dem Gehäuse (21) aufgenommenen ersten Substrate (41, 42, 43, 44) ermöglicht, ein drittes thermisch leitfähiges Element (24) zwischen der inneren Oberfläche (29a) des funktionshinzufügenden Gehäuses (29) und einem Wärmeerzeugungselement (48c), das eines von einer Vielzahl von Elementen ist, die auf den zusätzlichen ersten Substrat (48) angeordnet sind, und Wärme erzeugt, wenn es betrieben wird, angeordnet ist, und das zusätzliche erste Substrat (48) an dem funktionshinzufügenden Gehäuse (49) durch zumindest ein Befestigungselement (50) oder einen Festlegeabschnitt (29b), bereitgestellt in dem funktionshinzufügenden Gehäuse (29), festgelegt ist.
Elektronische Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Substrat (30, 30a) einen externen Verbinder (34) aufweist, und der externe Verbinder (34) auf einer zweiten Oberfläche (32) des zweiten Substrats (30, 30a) angeordnet und aus dem Gehäuse (21) freigelegt ist, um elektrisch mit einer externen Einrichtung einschließlich der Leistungsquelleneinrichtung (15) verbunden zu werden.
Elektronische Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der ersten Substrate (41, 42, 43, 44, 47) einen externen Verbinder (45) aufweist, und der externe Verbinder (45) aus dem Gehäuse (21) freiliegt, um elektrisch mit der entsprechenden externen Einrichtung (11, 12, 13, 14) verbunden zu werden.
Elektronische Steuereinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der externe Verbinder (45) dazu konfiguriert ist, Information von der entsprechenden externen Einrichtung (11, 12, 13, 14) ohne Durchlaufen des zweiten Substrats (30, 30a) zu erhalten.
Elektronische Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der ersten Substrate (41, 42, 43, 44, 47) eine Kommunikationsschaltung aufweist, die eine serielle Kommunikation mit der entsprechenden externen Einrichtung (11, 12, 13, 14) und einem anderen der ersten Substrate (41, 42, 43, 44) ermöglicht.
Elektronische Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der ersten Substrate (41, 42, 43, 44) eine elektrisch verbindende Verdrahtung (46, 46a) aufweist, um eine Kommunikation zwischen diesen zu ermöglichen, um vorbestimmte Information gemeinsam zu nutzen.