DE10303764A1

DE10303764A1 - Ansaugmodul mit eingegliederter elektronischer Steuereinheit (ECU)

Info

Publication number: DE10303764A1
Application number: DE10303764A
Authority: DE
Inventors: Kenji Kinoshita; Satoru Umemoto
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2003-09-11
Also published as: JP2003222021A; US20030142481A1; US6788534B2; JP3823838B2

Abstract

Ein Ansaugmodul (1) hat einen Gehäuseabschnitt (6) für eine elektronische Steuereinheit (ECU), der eine ECU (10) aufnimmt. Der ECU-Gehäuseabschnitt (6) ist in so einer Weise vorgesehen, dass eine seitliche Richtung des ECU-Gehäuseabschnitts (6) nahezu mit einer Richtung eines sich stromaufwärts des ECU-Gehäuseabschnitts (6) befindenden Ansaugluftdurchlasses übereinstimmt. Die Ansaugluft wird zu einem sich an einer Seite des ECU-Gehäuseabschnitts (6) befindenden Luftanblasbereich (6a) geblasen. Wärme erzeugende Komponenten (22) bzw. Komponenten mit geringer Wärmebeständigkeit (23) sind in dem Luftanblasbereich (6a) bzw. in einem von dem Luftanblasbereich (6a) entfernten Bereich montiert. Eine Vielzahl von Wärmeabstrahlrippen (21) ist in dem Luftanblasbereich (6a) entlang einer Ansaugluftströmungsrichtung angeordnet.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ansaugmodul mit einer in einem Gehäuse eingegliederten ECU für ein Kraftfahrzeug.
Ein Ansaugmodul mit einer in einem Gehäuse eingegliederten elektronischen Steuereinheit (ECU) für ein Kraftfahrzeug ist bekannt. Eine Anzahl von Wärmeabstrahlrippen ist als eine Kühlvorrichtung um ein ECU-Gehäuse herum angeordnet. Wenn die Luft durch einen Ansaugluftdurchlass strömt, wird die von der ECU abgestrahlte Wärme über die Wärmeabstrahlrippen abgegeben. Somit wird die Temperatur der ECU geregelt.
Die Wärmeabstrahlrippen blockieren jedoch den Luftstrom in dem Ansaugluftdurchlass. Als ein Ergebnis wird ein Druckverlust erzeugt und die Kraftmaschinenleistung nimmt aufgrund des Druckverlusts ab. Um dieses Problem zu lösen, ist es notwendig, die Wärmeabstrahlrippen in dem Ansaugluftdurchlass zu entfernen. Eine Wärmeabstrahlfähigkeit der ECU nimmt jedoch ab, wenn die Wärmeabstrahlrippen von dem Ansaugluftdurchlass entfernt sind. Daher steigt eine Innentemperatur der ECU an. Dies kann ein Beschädigung der elektronischen Komponenten verursachen.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ansaugmodul mit einer in einem Gehäuse eingegliederten ECU und eine Kühlvorrichtung für die ECU zu schaffen, um eine Beschädigung der elektronischen Komponenten durch Wärme zu verringern. Bei einem Ansaugmodul der vorliegenden Erfindung wird die Ansaugluft zu einem Luftanblasbereich eines ECU- Gehäuseabschnitts geblasen. Der Luftanblasbereich befindet sich an einer Seite des ECU-Gehäuseabschnitts. Wärme erzeugende Komponenten bzw. Komponenten mit geringer Wärmebeständigkeit sind in dem Luftanblasbereich einer Leiterplatte der ECU bzw. von dem Luftanblasbereich beabstandet montiert.
Bei dieser Anordnung führt die Ansaugluft die Wärme von den Wärme erzeugenden Komponenten wirkungsvoll ab. Als ein Ergebnis wird der Temperaturanstieg in der ECU beherrscht und die Beschädigung der elektronischen Komponenten durch Wärme wird verringert.
Die vorgenannten und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich. In den Zeichnungen ist
Fig. 1A eine Draufsicht eines Ansaugmoduls gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 1B eine Vorderansicht des Ansaugmoduls aus Fig. 1A;
Fig. 2 eine Perspektivansicht eines Gehäuseabschnitts für eine elektronische Steuereinheit (ECU) des Ansaugmoduls;
Fig. 3A eine Seitenansicht des ECU-Gehäuseabschnitts des Ansaugmoduls;
Fig. 3B eine Seitenschnittansicht des ECU-Gehäuseabschnitts des Ansaugmoduls entlang der Linie A-A aus Fig. 1;
Fig. 4A eine vordere Schnittansicht des Ansaugmoduls entlang der Linie B-B aus Fig. 1, die den Aufbau innerhalb eines Gehäuses zeigt;
Fig. 4B eine Unteransicht des Inneren des ECU-Gehäuseabschnitts, gesehen von Punkt C aus Fig. 4A;
Fig. 5 eine Draufsicht einer ECU;
Fig. 6 eine seitliche Schnittansicht eines ECU-Gehäuseabschnitts gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 7A eine Draufsicht einer ECU gemäß einem modifizierten Ausführungsbeispiel;
Fig. 7B eine vergrößerte Ansicht eines in Fig. 7A gezeigten Leitmusters;
Fig. 8 eine Unteransicht der ECU gemäß einem modifizierten Ausführungsbeispiels;
Fig. 9 eine Unteransicht des Inneren des ECU-Gehäuseabschnitts gemäß einem modifizierten Ausführungsbeispiel; und
Fig. 10 eine Unteransicht des Inneren des ECU-Gehäuseabschnitts gemäß einem modifizierten Ausführungsbeispiel.
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erklärt. In den Zeichnungen werden dieselben Bezugszeichen für dieselben Komponenten und Vorrichtungen verwendet.

Erstes Ausführungsbeispiel

Unter Bezugnahme auf Fig. 1A und 1B hat ein Ansaugmodul 1 ein aus Kunstharz, beispielsweise Polypropylen, gefertigtes Gehäuse 2. Das Gehäuse 2 hat einen Ansaugluftdurchlass in seinem Hohlabschnitt, einen Lufteinlass 3 und einen Luftauslass 4. Das Gehäuse 2 nimmt einen Luftfilter 5 in der Nähe des Lufteinlasses 3 auf. Luft, die über den Einlass 3 in das Ansaugmodul gezogen wird, führt durch den Luftfilter 5 hindurch und strömt über den Luftauslass 4 aus. Dann strömt die Luft über einen (nicht gezeigten) Luftansaugschlauch in eine Kraftmaschine E.
Das Gehäuse 2 hat einen Gehäuseabschnitt 6 für eine elektronische Steuereinheit (ECU). Der ECU-Gehäuseabschnitt 6 hat einen Einschub 7, der nur an einer Seite eine Öffnung hat. Eine Leiterplatte 11 einer ECU 10 ist durch die Öffnung hindurch in den Einschub eingesetzt, wie dies in Fig. 2, 3A und 3B gezeigt ist. Die ECU 10 hat Anschlüsse 12. Der ECU- Gehäuseabschnitt 6 hat eine Anzahl von Verstärkungsrippen 9 an seinem Außenumfang. Die Verstärkungsrippen 9 werden zusammen mit dem Gehäuse 2 ausgebildet, wenn das Gehäuse 2 geformt wird. Die Verstärkungsrippen β sind bei regelmäßigen Intervallen parallel zu einer Längsseite des Ansaugmoduls 1 angeordnet. Ein Luftfiltergehäuseabschnitt 8 ist mit drei oder vier Montageschrauben an der Kraftmaschine E montiert.
Wie in Fig. 4A und 4B zu sehen ist, hat das Gehäuse 2 einen Ansaugluftdurchlass 2a. Die Ansaugluft strömt in dem Ansaugluftdurchlass 2a abwärts zu dem Luftauslass 4. Der ECU- Gehäuseabschnitt 6 ist in so einer Weise vorgesehen, dass eine seitliche Richtung des ECU-Gehäuseabschnitts 6 nahezu mit einer Richtung eines sich stromaufwärts des ECU-Gehäuseabschnitts 6 befindenden Ansaugluftdurchlasses übereinstimmt. Außerdem weitet sich der ECU-Gehäuseabschnitt 6 zu dem Luftdurchlass 2a aus. Daher wird Ansaugluft zu einem Luftansaugbereich 6a geblasen, der sich an einer Seite des ECU-Gehäuseabschnitts 6 befindet. Der Luftanblasbereich 6a hat eine Anzahl von Wärmeabstrahlrippen 21 mit gleichmäßigen Abständen entlang des Ansaugluftstroms. Die Stärke jeder Rippe 21 nimmt allmählich zu ihrer Spitze hin ab.
Wie in Fig. 5 zu sehen ist, sind auf der Leiterplatte 11 verschiedene elektronische Komponenten montiert. Die elektronischen Komponenten beinhalten Wärme erzeugende Komponenten 22, die für eine Ausgangsschaltung verwendet werden und Komponenten 23 mit geringer Wärmebeständigkeit, wie zum Beispiel einen Mikrocomputer und einen Mehrzweck-IC. Die Wärme erzeugenden Komponenten 22 sind in einem zu dem Luftanblasbereich 6a angrenzendem Bereich angeordnet und die Komponenten mit geringer Wärmebeständigkeit 23 sind von dem Luftanblasbereich 6a beabstandet angeordnet. Die durch die Wärme erzeugenden Komponenten 22 erzeugte Wärme wird zu dem Luftanblasbereich 6a übertragen und von dort abgegeben. Da der Luftanblasbereich 6a ein Bereich ist, in dem eine große Menge von Ansaugluft aufgeblasen wird, wird die Wärme wirkungsvoll abgegeben.
Die Wärmeabgabewirksamkeit ist durch die Rippen 21 verbessert. Die Temperatur des Luftanblasbereichs 6a ist aufgrund der durch die Wärme erzeugenden Komponenten 22 erzeugten Wärme hoch und die Wärme wird zu den Rippen 21 übertragen. Die Wirksamkeit der Wärmeabstrahlung wird verbessert, wenn ein Temperaturunterschied zwischen der Ansaugluft und den Rippen 21 ansteigt. Daher wird die Wärme von den Rippen 21 wirkungsvoll abgegeben, wenn die von den Wärme erzeugenden Komponenten 22 übertragene Wärme und eine Temperatur der Rippen 21 erhöht wird. Außerdem sind die Rippen 21 entlang der Strömung der Ansaugluft angeordnet, so dass die Ansaugluftströmung nicht blockiert ist. Als ein Ergebnis kann ein Ansaugluftverlust, dass heißt ein Druckverlust verringert werden.
Da jede Rippe 21 an ihrer Basis eine große Dicke aufweist, wird die durch die ECU 10 erzeugte Wärme wirksam abgegeben.
Anderseits hat jede Rippe 21 an ihrer Spitze eine geringe Dicke. Daher wird der Ansaugluftverlust verringert. Als ein Ergebnis wird ein Temperaturanstieg in der ECU geregelt und eine Beschädigung der elektronischen Komponenten durch Wärme wird verringert.

Zweites Ausführungsbeispiel

Wie in Fig. 6 zu sehen ist, hat ein Ansaugmodul 30 einen ECU- Gehäuseabschnitt 31. Der ECU-Gehäuseabschnitt 31 hat einen Einschub zum Aufnehmen einer ECU. Die ECU ist in dem zu der Oberfläche eines Ansaugmoduls 30 senkrecht stehenden Einschub aufgenommen. Ansaugluft wird an einen sich in dem oberen Abschnitt des ECU-Gehäuseabschnitts 31 befindenden Luftanblasbereich geblasen. Die ECU 10 hat an dem oberen Abschnitt der Leiterplatte montierte Wärme erzeugende Komponenten und an dem unteren Abschnitt der Leiterplatte montierte Komponenten mit geringer Wärmebeständigkeit. Eine Anzahl von Wärmeabstrahlrippen 33 ist in dem Luftanblasbereich vorgesehen. Der Aufbau der Wärmeabstrahlrippen 33 ist der gleiche wie der in Fig. 4 gezeigte Aufbau.
Wenn die Luft wärmer wird, kann ein Wärmeeinfluß auf die Komponenten mit geringer Wärmebeständigkeit verringert werden, indem die Komponenten in dem unteren Abschnitt der Leiterplatte angeordnet werden. Die Wärme wird von dem Luftanblasbereich zusammen mit der durch die Wärme erzeugenden Komponenten erzeugten Wärme abgegeben. Daher kann der Temperaturanstieg der ECU 10 verringert werden.

Modifizierte Ausführungsbeispiele

Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die vorstehend erörterten und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele begrenzt sein, sondern kann in verschiedenen Arten ausgeführt werden, ohne dabei von dem Bereich der Erfindung abzuweichen. Unter Bezugnahme auf Fig. 7 A hat die Leiterplatte 11 ein Leitmuster (Kupferfolie) 24, das in einer gestrichelten Linie zwischen einem Bereich, der die Wärme erzeugenden Komponenten 22 aufweist und einem Bereich, der die Komponenten mit geringer Wärmebeständigkeit 23 aufweist, vorgesehen ist.
Die durch die Wärme erzeugenden Komponenten 22 erzeugte Wärme wird in der durch Pfeile aus Fig. 7B angezeigten Richtung übertragen. Das Leitmuster 24 blockiert jedoch die Wärmeleitung zu den Komponenten mit geringer Wärmebeständigkeit 23. Dies verbessert die Betriebsumgebung der Komponenten mit geringer Beständigkeit 23.
Unter Bezugnahme auf Fig. 8 hat die Leiterplatte 11 ein Wärmeabstrahlmuster 25, das an seiner Rückseite, dass heißt, an der zu der Seite, an der die Komponenten 23 mit geringem Wärmewiderstand montiert sind, entgegengesetzten Seite vorgesehen ist. Dies verringert den Temperaturanstieg um die Komponenten mit geringer Wärmebeständigkeit 23 herum.
Wie in Fig. 9 zu sehen ist, sind eine Anzahl von Wärmeabstrahlrippen 21 bei gleichmäßigen Abständen vorgesehen. Die Abstände können gemäß Wärmeabstrahlbedingungen, wie zum Beispiel einer Ansaugluftmenge und einer Menge von in der ECU 10 erzeugten Wärme bestimmt werden. Die Rippen 21 sind in Bereichen mit hoher Luftströmungsgeschwindigkeit mit großen Abständen bzw. Intervallen angeordnet und in Bereichen mit geringer Luftströmungsgeschwindigkeit mit kleinen Abständen angeordnet. Die Rippen 21 sind ebenso in Bereichen, in denen verschiedene Wärme erzeugende Komponenten 22 montiert sind, bei kleinen Abständen angeordnet.
Die Größen der Rippen 21 können in Abhängigkeit der Wärmeabstrahlbedingungen, wie zum Beispiel der Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit und der Anzahl der Wärme erzeugenden Komponenten 22 in dem Ansaugluftdurchlass 2a individuell bestimmt werden. Beispielsweise sind die Rippen 21 in Bereichen mit hoher Luftströmungsgeschwindigkeit klein und sind in Bereichen mit geringer Luftströmungsgeschwindigkeit groß. Dies verbessert die Wärmeabstrahlcharakteristiken der Rippen 21.
Unter Bezugnahme auf Fig. 10 sind zusätzlich zu den Rippen 21 Wärmeabstrahlrippen 26 an dem Luftanblasbereich 6a an einer Seite vorgesehen. Da die Wärmeabstrahlrippen 26 zusätzlich zu den Rippen 21 vorgesehen sind, wird mehr Wärme abgegeben. Daher wird die Wirksamkeit der Wärmeabstrahlung verbessert.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel kann die in Fig. 6 gezeigte Leiterplatte 11 die selbe Anordnung wie in Fig. 7A und 7B haben.
Der ECU-Gehäuseabschnitt 31 kann die in Fig. 8, 9 und 10 veranschaulichten Anordnungen aufweisen. Ein Luftfiltergehäuseabschnitt 8 und ein ECU-Gehäuseabschnitt 6 des Ansaugmoduls können getrennt vorgesehen sein. In diesem Fall können der Luftfiltergehäuseabschnitt 8 und der ECU- Gehäuseabschnitt 6 getrennt voneinander hergestellt werden und mit Schrauben aneinander befestigt werden.
Ein Ansaugmodul (1) hat einen Gehäuseabschnitt (6) für eine elektronische Steuereinheit (ECU) der eine ECU (10) aufnimmt. Der ECU-Gehäuseabschnitt (6) ist in so einer Weise vorgesehen, dass eine seitliche Richtung des ECU-Gehäuseabschnitts (6) nahezu mit einer Richtung eines sich stromaufwärts des ECU- Gehäuseabschnitts (6) befindenden Ansaugluftdurchlasses übereinstimmt. Die Ansaugluft wird zu einem sich an einer Seite des ECU-Gehäuseabschnitts (6) befindenden Luftanblasbereich (6a) geblasen. Wärme erzeugende Komponenten (22) bzw. Komponenten mit geringer Wärmebeständigkeit (23) sind in dem Luftanblasbereich (6a) bzw. in einem von dem Luftanblasbereich (6a) entfernten Bereich montiert. Eine Vielzahl von Wärmeabstrahlrippen (21) ist in dem Luftanblasbereich (6a) entlang einer Ansaugluftströmungsrichtung angeordnet.

Claims

1. Ein Ansaugmodul (1, 30) mit einer in einem Gehäuse eingegliederten elektronischen Steuereinheit (10) hat:
ein Gehäuse (2), das einen Gehäuseabschnitt (6) für eine elektronische Steuereinheit aufweist; und
eine Leiterplatte (11), die Wärme erzeugende Komponenten (22) und Komponenten mit geringer Wärmebeständigkeit (23) aufweist, wobei
der Gehäuseabschnitt (6) für die elektronische Steuereinheit einen Luftanblasbereich (6a) hat, zu dem Ansaugluft geblasen wird, und
die Wärme erzeugenden Komponenten (22) angrenzend zu dem Luftanblasbereich (6a) angeordnet sind und die Komponenten (23) mit geringem Wärmewiderstand von dem Luftanblasbereich (6a) entfernt angeordnet sind.

2. Ansaugmodul (1) gemäß Anspruch 1, wobei
der Gehäuseabschnitt (6) für die elektronische Steuereinheit in so einer Weise vorgesehen ist, dass eine seitliche Richtung des Gehäuseabschnitts (6) für die elektronische Steuereinheit im Wesentlichen mit einer Richtung eines Ansaugdurchlasses stromaufwärts des Gehäuseabschnitts (6) für die elektronische Steuereinheit übereinstimmt;
der Luftanblasbereich (6a) an einer Seite des Gehäuseabschnitts (6) für die elektronische Steuereinheit angeordnet ist; und
der Gehäuseabschnitt (6) für die elektronische Steuereinheit die Wärme erzeugenden Komponenten (22) angrenzend zu dem Luftanblasbereich (6a) aufweist.

3. Ansaugmodul (1, 30) gemäß Anspruch 1, wobei
die Leiterplatte (11) senkrecht zu einem Ansaugluftdurchlass (32) stromaufwärts des Gehäuseabschnitts (6) für die elektronische Steuereinheit ist;
der Luftanblasbereich (6a) in einem oberen Teil des Gehäuseabschnitts (6) für die elektronische Steuereinheit angeordnet ist; und
die Wärme erzeugenden Komponenten (22) bzw. die Komponenten (23) mit geringer Wärmebeständigkeit in einem oberen Teil bzw. einem unteren Teil der Leiterplatte (11) montiert sind.

4. Ansaugmodul (1, 30) gemäß Anspruch 1, ferner mit einem Wärmeabstrahlmusterelement (25) auf der Leiterplatte (11), das sich zwischen einem Bereich, in dem die Wärme erzeugenden Komponenten (22) angeordnet sind und dem Luftanblasbereich (6a) befindet.

5. Ansaugmodul (1, 30) gemäß Anspruch 4, wobei das Wärmeabstrahlmusterelement (25) an einer Fläche der Leiterplatte (11) angeordnet ist, die einer Fläche gegenüberliegt, an der die Komponenten (23) mit geringer Wärmebeständigkeit montiert sind.

6. Ansaugmodul (1, 30) gemäß Anspruch 1, ferner mit einer Wärmesperre (24) zum Blockieren von einer Wärmeleitung von den Wärme erzeugenden Komponenten (22) zu den Komponenten (23) mit geringer Wärmebeständigkeit, wobei:
die Wärmesperre (24) zwischen einem ersten Bereich, der die Wärme erzeugenden Komponenten (22) aufweist und einem zweiten Bereich, der die Komponenten (23) mit geringem Wärmewiderstand aufweist, angeordnet ist; und
die Wärmesperre (24) in einer Gestalt eines gestrichelten Leitmusters ausgebildet ist.

7. Ansaugmodul (1, 30) gemäß Anspruch 1, ferner mit einer Wärmeabstrahlrippe (21), die in einem Luftanblasbereich (6a) in Übereinstimmung mit einer Ansaugluftströmung vorgesehen ist.

8. Ansaugmodul gemäß Anspruch 7, wobei die Wärmeabstrahlrippe (21) in Richtung ihrer Spitze hinsichtlich ihrer Dicke allmählich abnimmt.

9. Ansaugmodul (1, 30) gemäß Anspruch 7, ferner mit einer Vielzahl von Wärmeabstrahlrippen (21), wobei die Wärmeabstrahlrippen (21) in unregelmäßigen Intervallen in Antwort auf eine Wärmeabstrahlbedingung in dem Ansaugluftdurchlass angeordnet sind.

10. Ansaugmodul (1, 30) gemäß Anspruch 7, ferner mit einer Vielzahl von Wärmeabstrahlrippen (21), wobei Größen der Wärmeabstrahlrippen (21) gemäß einer Wärmeabstrahlbedingung in dem Ansaugluftdurchlass bestimmt sind.

11. Ansaugmodul (1, 30) gemäß Anspruch 7, ferner mit einer Wärmeabstrahlrippe (26), die in einem Bereich des Gehäuseabschnitts (6) für die elektronische Steuereinheit vorgesehen ist, der von dem Luftanblasbereich (6a) verschieden ist.