DE102013209352A1

DE102013209352A1 - Controller unit

Info

Publication number: DE102013209352A1
Application number: DE201310209352
Authority: DE
Inventors: Eugen Joos; Steffen Berndt; Bernhard Mattes; Mike Wolter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2014-11-27
Also published as: CN104185395A

Abstract

Es werden eine Steuergerät-Einheit (50) mit einem Kabelschwanz (58) und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Steuergerät-Einheit (50) vorgestellt.A control unit (50) with a cable tail (58) and a method for producing such a control unit (50) are presented.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuergerät-Einheit für ein Kraftfahrzeug, die ein Steuergerät mit einer dieses umgebenden Aufnahmeeinheit umfasst. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Steuergerät-Einheit.The invention relates to a control unit for a motor vehicle, comprising a control unit with a surrounding receiving unit. Furthermore, the invention relates to a method for producing a control unit.

Stand der TechnikState of the art

Steuergeräte sind elektronische Einheiten, die als eingebettete Systeme zur Steuerung und/oder Regelung von Komponenten in technischen Einrichtungen eingesetzt werden. In Kraftfahrzeugen werden Steuergeräte in verschiedenen elektronischen Bereichen verwendet, bspw. als Motorsteuergerät zur Steuerung und Regelung von Abläufen eines Verbrennungsmotors. Zum Schutz vor äußeren Einflüssen sind Steuergeräte regelmäßig in einer Aufnahmeeinheit, die auch als Halterung dienen kann, aufgenommen.Controllers are electronic units used as embedded systems for controlling and / or regulating components in technical equipment. In motor vehicles, control devices are used in various electronic areas, for example as an engine control unit for controlling and regulating the sequences of an internal combustion engine. To protect against external influences, control units are regularly housed in a receiving unit, which can also serve as a holder.

In elektronischen Steuergeräten in Kraftfahrzeugen werden üblicherweise angebaute Stecker in Form einer Stecker- oder Messerleiste verwendet. Weiterhin können diese im Fahrzeug auf unterschiedliche Weise befestigt werden. Dabei wird üblicherweise auf den Steuergerätestecker der Kabelbaumstecker aufgesteckt, der vom Steuergerät gehalten wird.In electronic control devices in motor vehicles commonly used plugs are used in the form of a male or male connector. Furthermore, these can be fastened in the vehicle in different ways. In this case, the harness connector is usually plugged onto the control unit connector, which is held by the control unit.

Es ist weiterhin eine als E-Box bezeichnete Einheit bekannt, in der Kabelbaumstecker montiert sind. Eine E-Box ist eine Elektronik-Box, in der Steuergeräte aufgenommen werden. Dabei wird bzw. werden das oder die Steuergeräte zugeführt und eingesteckt. Hierbei halten die Kabelbaumstecker das bzw. die Steuergeräte. It is also known as an E-box known unit, are mounted in the harness connector. An e-box is an electronics box in which control units are accommodated. In this case, or the control unit or are supplied and plugged. The harness connectors hold the controller (s).

Bei den hier betrachteten Steuergeräten handelt es sich zum Beispiel um im Transfer-Guss- bzw. Moldingverfahren mit einem Duroplast ummantelte Bauelementeträger, d. h. um ummantelte Leiterplatten oder um ummantelte Keramiksubstrate. Diese können, um Kosten einzusparen, über Kontaktflächen auf einem Bauelementeträger und nicht über üblicherweise verwendete Steckerleisten bzw. Messerleisten verfügen. Dies wird als Direktkontaktierungskonzept bezeichnet.The control devices considered here are, for example, component carriers encased in a transfer molding or molding process with a duroplastic, i. H. around jacketed circuit boards or coated ceramic substrates. These can, in order to save costs, have contact surfaces on a component carrier and not on commonly used connector strips or male connectors. This is referred to as Direktkontaktierungskonzept.

Aus der Druckschrift DE 10 2009 046 870 A1 ist ein elektronisches Schaltgerät bekannt, bei dem ein zusätzliches Leiterplattenelement zwischen einem Anschlusskabel und einer Elektronikeinheit eingefügt ist. Bei diesem werden Litzen des Anschlusskabels in einem Arbeitsgang sowohl mit der Elektronikeinheit als auch mit dem Leiterplattenelement verlötet. Anschließend wird das Schaltgerät mit einem Gehäuse aus Kunststoffmaterial umspritzt.From the publication DE 10 2009 046 870 A1 an electronic switching device is known in which an additional circuit board element between a connecting cable and an electronic unit is inserted. In this strand of the connecting cable are soldered in one operation with both the electronic unit and with the circuit board element. Subsequently, the switching device is encapsulated with a housing made of plastic material.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden eine Steuergerät-Einheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Herstellen einer Steuergerät-Einheit gemäß Anspruch 9 vorgestellt. Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.Against this background, a control unit with the features of claim 1 and a method for manufacturing a control unit according to claim 9 are presented. Embodiments result from the subclaims and the description.

Es ist somit vorgesehen, ein elektronisches Steuergerät, das umgossen ist, in einem Kraftfahrzeuge einzusetzen, wobei der Stecker über ein Stück Kabel, einen sogenannten Kabelschwanz bzw. ein pig tail, mit dem Steuergerät elektrisch verbunden ist. Der Guss, der das Steuergerät umgibt, ist dabei die Aufnahmeeinheit für das Steuergerät und stellt einen Schutz und eine Monagehilfe für dieses dar. Das Steuergerät und die Aufnahmeeinheit bilden zusammen die Steuergerät-Einheit.It is thus intended to use an electronic control unit that is cast in a motor vehicle, wherein the plug via a piece of cable, a so-called cable tail or a pig tail, is electrically connected to the control unit. The casting, which surrounds the control unit, is the receiving unit for the control unit and represents a protection and a Monagehilfe for this. The control unit and the receiving unit together form the control unit.

In einer Ausführung wird somit bei einem mit Kunststoff ummantelten Steuergerät, bspw. einem Motorsteuergerät oder einem sogenannten Electronic Powertrain Mold-Steuergerät (Elektronisches Triebsstrang-Guss-Steuergerät) bzw. EPM-Steuergerät, ein Stecker über einen Kabelschwanz mit dem Steuergerät verbunden. Bei dem EPM-Steuergerät handelt es sich bspw. um ein im Transfer-Guss- bzw. Moldingverfahren mit einem Duroplast, d. h. einem mit Epoxyd-Hartverguss, ummantelten Bauelementeträger. Es handelt sich somit hierbei um ummantelte Leiterplatten oder um ummantelte Keramik-Substrate.In one embodiment, a connector is thus connected to the control unit in a plastic-encased control unit, for example an engine control unit or a so-called electronic powertrain mold control unit (electronic driveline casting control unit) or EPM control unit. The EPM control unit is, for example, a transfer molding or molding method with a duroplastic, i. H. one with Epoxyd-Hartverguss, coated component carrier. These are thus coated circuit boards or coated ceramic substrates.

Durch den EPM-Kabelschwanz mit Stecker, wobei man je nach Art des Fahrzeug-Gegensteckers zwischen einem Kabelschwanzstecker mit männlichen oder weiblichen Steckerkontakten wählen kann, entfallen die derzeit für Direktsteckung geplanten bspw. 44 Kontaktflächen auf der Leiterplatte sowie die Herausführung des Leiterplatten-Direktsteckungsbereichs aus der Gussmasse und damit eventuelle Dichtheitsprobleme.Due to the EPM cable tail with plug, which you can choose depending on the type of vehicle mating connector between a cable tail plug with male or female plug contacts, which currently planned for Direktsteckung account, for example, 44 contact surfaces on the circuit board and the lead-out of the PCB Direktsteckungsbereichs from Casting compound and thus any leakage problems.

Es kann weiterhin unter Umständen sogar auf ein Plasma zur Adhäsionskrafterhöhung verzichtet werden, da die Gussmasse nur gegen eine Art von Plastikmaterial, was eine Ähnlichkeit zu Gussmaterial aufweist, abdichten muss.Furthermore, it may even be possible to dispense with a plasma for increasing the adhesion force since the casting compound only has to seal against one type of plastic material, which has a similarity to cast material.

Weiterhin können die Enden der Kabelschwanzadern einfach auf eine geeignete Art und Weise elektrisch mit der EPM-Leiterplatte verbunden werden. Nach dem Umgießen tritt dann nur noch das Kabel aus der Gussmasse heraus. Weiterhin entfällt bei einem EPM-Steuergerät mit Kabelschwanz die konkave Aufnahmeeinheit bekannter Ausführungen. Diese enthalten nämlich den Kabelbaumstecker mit weiblichen Steckkontakten, sind im Fahrzeug festgeschraubt und nehmen das EPM-Steuergerät auf.Furthermore, the ends of the cable tail wires can be easily electrically connected to the EPM board in a suitable manner. After casting then only the cable comes out of the casting. Furthermore, in an EPM control unit with cable tail eliminates the concave receiving unit of known designs. These contain namely the harness connector with female plug contacts, are screwed in the vehicle and take the EPM control unit.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen. Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt eine Steuergerät-Einheit, das heißt Aufnahmeeinheit mit eingeführtem Steuergerät. 1 shows a control unit, that is recording unit with imported control unit.

2 zeigt eine Steuergerät-Einheit der beschriebenen Art. 2 shows a control unit of the type described.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.The invention is schematically illustrated by means of embodiments in the drawings and will be described in detail below with reference to the drawings.

In 1 ist eine Steuergerät-Einheit, das heißt Aufnahmeeinheit mit eingeführtem Steuergerät, insgesamt mit der Bezugsziffer 10 versehen, wiedergegeben. Die Darstellung zeigt ein Steuergerät 12, das in eine Aufnahmeeinheit 14 eingeschoben ist. Weiterhin sind Befestigungsohren 16 an der Aufnahmeeinheit 14 vorgesehen. Ein Kabelgang 18, der in das Kraftfahrzeug führt, ist ebenfalls dargestellt.In 1 is a control unit, that is, recording unit with inserted control unit, in total by the reference numeral 10 provided, reproduced. The illustration shows a control unit 12 that into a receiving unit 14 is inserted. Furthermore, mounting ears 16 at the receiving unit 14 intended. A cable passage 18 which leads into the motor vehicle is also shown.

Wie in 1 gezeigt ist, wird die Aufnahmeeinheit 14 wie eine verhältnismäßig lange Hülse über das Steuergerät 12 gestülpt. Dies hat den Nachteil, dass diese wie eine thermisch isolierende Haube wirkt. Dies ist aus folgenden Gründen besonders nachteilig:
Das Wärmeabstrahlungsvermögen des Steuergeräts 12 an die Umgebung ist stark eingeschränkt, da sich zwischen dem Steuergerät 12 und der Innenseite der Aufnahmeeinheit 14 auf dem größten Teil der Oberfläche des Steuergeräts 12 ein schmaler wärmeisolierender Luftspalt befindet. Die Aufnahmeeinheit 14 wirkt daher wie eine Isolierhaube.As in 1 is shown, the receiving unit 14 like a relatively long sleeve over the controller 12 slipped. This has the disadvantage that it acts like a thermally insulating hood. This is particularly disadvantageous for the following reasons:
The heat radiation capacity of the controller 12 The environment is severely limited as it is between the controller 12 and the inside of the receiving unit 14 on most of the surface of the controller 12 a narrow heat-insulating air gap is located. The recording unit 14 therefore acts like an insulating hood.

Eine Entwärmung über die Adern des Kabelbaums ist ebenfalls nicht möglich, da deren Leiterquerschnitte und damit deren Wärmeleitfähigkeit aus Kostengründen zu klein für eine signifikante Wärmeabfuhr sind.A heat dissipation through the wires of the wiring harness is also not possible because their conductor cross-sections and thus their thermal conductivity for cost reasons are too small for a significant heat dissipation.

2 zeigt eine Steuergerät-Einheit der vorgestellten Art, die insgesamt mit der Bezugsziffer 50 bezeichnet ist. Diese Steuergerät-Einheit 50 umfasst eine Leiterplatte 52, die umgossen ist und ein Steuergerät 54 bildet. Umgeben ist das Steuergerät 54 von einer Aufnahmeeinheit 55, die über vier Verrastungen bzw. Rastnasen 56 verfügt, mit denen die Steuergerät-Einheit 50 sicher angebracht bzw. montiert werden kann. 2 shows a control unit of the type presented, the total by the reference numeral 50 is designated. This controller unit 50 includes a printed circuit board 52 which is casted and a control unit 54 forms. Surrounded is the control unit 54 from a recording unit 55 , which have four latches or detents 56 features, with which the control unit unit 50 can be safely attached or mounted.

Aus der Steuergerät-Einheit 50 ist ein Kabelschwanz 58 geführt. Weiterhin sind eine Kabelschwanzarretierung 60 und ein Kabelschwanzstecker 62 dargestellt, wobei der Kabelschwanzstecker 62 an dem Ende des Kabelschwanzes 58 angeordnet ist, der der Steuergerät-Einheit 50 abgewandt bzw. entgegengesetzt ist.From the control unit 50 is a cable tail 58 guided. Furthermore, a cable tail lock 60 and a cable tail plug 62 shown, wherein the cable tail plug 62 at the end of the cable tail 58 is arranged, that of the control unit 50 turned away or opposite.

Bei der gezeigten Ausführung bildet die Aufnahmeeinheit 55 keine Isolierhaube, da die Wärmeabstrahlung an die Umgebung durch nichts beeinträchtigt wird. Die Steuergerät-Einheit 50 wird einfach im Fahrzeug eingeclipst, die Verrastungen 56 lassen sich zudem einfach am Körper der Steuergerät-Einheit 50 bzw. an dessen Aufnahmeeinheit 55 anformen. Der Kabelschwanz 58 wird typischerweise dicht nach seinem Austritt aus dem Steuergerät fest am Fahrzeug eingeclipst oder auf andere Weise gehalten. Außerdem wird der Kabelschwanzstecker 62 in seinen Fahrzeug-Gegenstecker eingeführt.In the embodiment shown, the receiving unit forms 55 no insulating hood, as the heat radiation to the environment is not affected by anything. The control unit 50 is simply clipped in the vehicle, the latches 56 can also be easily on the body of the control unit 50 or at its receiving unit 55 molding. The cable tail 58 is typically clipped tightly to the vehicle or otherwise held tightly after exiting the controller. In addition, the cable tail plug 62 introduced in his vehicle mating connector.

Bei der Herstellung wird das Steuergerät 54 zunächst mit dem Kabelschwanz 58 elektrisch verbunden bzw. kontaktiert. Anschließend wird das Steuergerät 54 derart umgossen, dass die Aufnahmeeinheit 55 gebildet wird. Dabei ragt der Kabelschwanz 58 aus der Aufnahmeeinheit 55 heraus.In the manufacture of the controller 54 first with the cable tail 58 electrically connected or contacted. Subsequently, the control unit 54 poured so that the receiving unit 55 is formed. The cable tail protrudes 58 from the receiving unit 55 out.

Die dargestellte Kabelschwanzarretierung 60 hat den Vorteil, dass die über diese auf die Steuergerät-Einheit 50 ausgeübten Kräfte gering sind und die Dichtheit an der Stelle, an der das Kabel aus der Umformung heraustritt, nicht beeinträchtigt wird.The illustrated cable tail arrestor 60 has the advantage of having this on the control unit 50 applied forces are low and the tightness at the point where the cable emerges from the transformation is not affected.

Der Kabelaustritt aus der Gussmasse, welche die Aufnahmeeinheit 55 bildet, ist der einzige Bereich, an dem eine Undichtheit entstehen könnte, da ansonsten an keiner Stelle irgendetwas aus der Gussummatellung herausragt.The cable outlet from the casting compound, which is the receiving unit 55 is the only area where a leak could occur because otherwise nothing protrudes from the casting compound at any point.

Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass die hohen Auf- und Einsteckkräfte nicht mehr auf das kräfteempfindliche Steuergerät 54 wirken. Außerdem ist man bei der praktischen Umsetzung nicht mehr hinsichtlich der Anzahl der Steckerkontakte beschränkt.Furthermore, it should be noted that the high insertion and insertion forces are no longer on the force-sensitive control unit 54 Act. In addition, it is no longer limited in the practical implementation of the number of plug contacts.

Die Steckkräfte lassen sich unabhängig von dem Steuergerät 54 mit Hilfe eines mechanischen Hilfsmittels, bspw. einem Werkzeug, einem Hebel an einem der Stecker oder einer Kontaktspreizvorrichtung, aufbringen.The plug-in forces can be independently of the control unit 54 with the aid of a mechanical aid, eg. A tool, a lever on one of the plug or a Kontaktspreizvorrichtung apply.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009046870 A1 [0006]

Claims

Control unit with a control unit ( 54 ) and a recording unit ( 55 ) by recasting the control unit ( 54 ), wherein from the control unit ( 50 ) a cable tail ( 58 ), which is connected to the control unit ( 54 ) is electrically connected.

Control unit according to Claim 1, in which the control unit ( 54 ) to form the recording unit ( 55 ) is covered with a plastic.

Control unit according to Claim 2, in which the control unit ( 524 for the formation of the recording unit ( 55 ) is covered with a thermoset.

Control unit according to one of claims 1 to 3, wherein the receiving unit ( 55 ) Interlocking ( 56 ) for mounting the control unit ( 50 ) wearing.

Control unit according to Claim 4, in which the detents ( 56 ) on the receiving unit ( 55 ) are formed.

Control unit according to one of Claims 1 to 5, in which the cable tail ( 58 ) on its controller unit ( 50 ) opposite end a cable tail plug ( 62 ) wearing.

Control unit according to one of Claims 1 to 6, in which the cable tail ( 58 ) a cable tail arrestor ( 60 ) having.

Control unit according to one of Claims 1 to 7, in which the control unit ( 54 ) on a printed circuit board ( 52 ) is arranged.

Method for producing a control unit ( 50 ), in particular a control unit ( 50 ) according to one of claims 1 to 8, in which a control device ( 54 ) first with a cable tail ( 58 ) is electrically connected and then encapsulated in such a way that a receiving unit ( 55 ) and the cable tail ( 58 ) from the recording unit ( 55 ) stands out.

Method according to Claim 9, in which the control unit ( 54 ) is poured with a plastic.