DE10314147A1

DE10314147A1 - Kühlstruktur einer elektronischen Steuereinheit

Info

Publication number: DE10314147A1
Application number: DE2003114147
Authority: DE
Inventors: Takashi Kamado; Toru Sakuma
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2003-11-13
Also published as: JP2003298268A

Abstract

Eine Kühlstruktur für eine elektronische Steuereinheit ist beispielsweise in einem Motorraum von Kraftfahrzeugen installiert. Die Struktur beinhaltet einen Gehäusekörper, innerhalb dessen elektronische Teile, die ein wärmeerzeugendes Element beinhalten, anzuordnen sind, und einen Luftströmungsregulierungsmechanismus. Der Luftströmungsregulierungsmechanismus ist außerhalb des Gehäusekörpers vorgesehen und ist ausgelegt, um darum herum strömende Luft zu einem Wärmesenkenbereich des Gehäusekörpers zu leiten, um einen Luftstrom zu erzeugen, welcher zu dem Wärmesenkenbereich hin orientiert ist, um durch das wärmeerzeugende Element erzeugte Wärme, die zu dem Wärmesenkenbereich hin übertragen wird, abzuleiten. Der Luftströmungsregulierungsmechanismus arbeitet, um eine Geschwindigkeit des Luftstroms zu erhöhen, wodurch die Ableitung der Wärme von dem Wärmesenkenbereich verbessert wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Technisches Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Kühlstruktur zum Ableiten von durch ein in einer elektronischen Steuereinheit, welche in einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs installiert sein kann, installiertes elektronisches Bauteil erzeugter Wärme.

2. Stand der Technik

Typische elektronische Steuereinheiten zur Verwendung in Kraftfahrzeugen (z. B. Motor-ECUs) beinhalten einen Mikrocomputer, Eingabe/Ausgabe-Schaltkreise, die mit externen Lasten oder Sensoren verbunden sind, eine Energieversorgungsschaltung, welche diesen Schaltkreisen Leistung zuführt, etc., welche auf einem Substrat innerhalb eines Chassis oder Gehäuses mit einem Deckel angeordnet sind.

Von den innerhalb des Gehäuses installierten Komponenten neigen elektronische Teile der elektronischen Steuereinheit, insbesondere Ansteuerungsvorrichtungen, welche eine große Wärmemenge erzeugen, zu einem Temperaturanstieg hiervon. Ein übermäßiger Temperaturanstieg der Ansteuerungsvorrichtungen wird deren Betriebsvorgänge stören. Um dieses Problem zu vermeiden, sind verschiedene Maßnahmen zum Ableiten der Wärme von den Ansteuerungsvorrichtungen getroffen worden. Beispielsweise ist eine Maßnahme vorgeschlagen worden, ein wärmeerzeugendes Bauteil in naher Nachbarschaft zu dem Gehäuse zu installieren und das Gehäuse an einem Ort zu platzieren, an welchem Luft strömt.

Insbesondere besteht die vorgenannte Maßnahme darin, das Gehäuse der Luftströmung auszusetzen, um den Wirkungsgrad einer Wärmeübertragung zwischen dem Gehäuse und der Luft zu verbessern und so das Gehäuse zu kühlen, um einen Temperaturanstieg des innerhalb des Gehäuses installierten wärmeerzeugenden Bauteils zu reduzieren. Ebenfalls ist auf dem Gehäuse ein Wärmesenkenbereich ausgebildet, welcher auf das wärmeerzeugende Hauteil stößt, um den Wirkungsgrad einer Wärmeableitung zu erhöhen. Ein Reduzieren des Temperaturanstiegs innerhalb des Gehäuses erfordert ein wirksames Kühlen des Wärmesenkenbereichs, aber dies ist üblicherweise schwierig, nachdem die Luft um das Gehäuse in natürlicher Weise und langsam strömt.

Beispielsweise kann das Gehäuse auf einem Lufteinlaßmodul installiert sein, um das wärmeerzeugende Bauteil zu kühlen, aber die Menge an Ansaugluft nimmt jedoch üblicherweise ab, wenn der Motor sich im Leerlauf befindet, wodurch eine Abnahme in einer Luftmenge, welche nahe der wärmeerzeugenden Vorrichtung strömt, bewirkt wird, so daß die Wirksamkeit einer Kühlung verringert ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Hauptaufgabe der Erfindung, die Nachteile des Stands der Technik zu vermeiden.

Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, eine Kühlstruktur bereitzustellen, welche ausgelegt ist, um durch ein innerhalb eines Gehäuses installiertes elektronisches Bauteil erzeugte Wärme wirksam abzuleiten.

Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Gehäuse für eine elektronische Steuereinheit vorgesehen, welches ausgelegt ist, um Wärme von der Steuereinheit wirksam abzuleiten. Das Gehäuse weist auf: (a) einen Gehäusekörper, innerhalb dessen elektronische Bauteile, welche ein wärmeerzeugendes Element beinhalten, anzuordnen sind; (b) einen Wärmesenkenbereich, welcher durch einen Abschnitt des Gehäusekörpers bereitgestellt ist, in Kontakt mit oder in naher Nachbarschaft zu welchem das wärmeerzeugende Element zu platzieren ist, um durch das wärmeerzeugende Element erzeugte Wärme von dem Wärmesenkenbereich aus abzuleiten; und (c) einen Luftströmungsregulierungsmechanismus, welcher außerhalb des Gehäusekörpers vorgesehen ist und ausgelegt ist, um darum herum strömende Luft zu dem Wärmesenkenbereich hin zu leiten, um eine Luftströmung zu erzeugen, welche auf den Wärmesenkenbereich hin orientiert ist, um Wärme aus dem Wärmesenkenbereich abzuleiten. Der Luftströmungsregulierungsmechanismus arbeitet, um eine Geschwindigkeit der Luftströmung zu erhöhen.

Die elektronische Steuereinheit kann in einem auf einem Verbrennungsmotor installierten Luftansaugmodul bzw. Lufteinlaßmodul montiert sein. In diesem Fall arbeitet der Luftströmungsregulierungsmechanismus, um innerhalb des Luftansaugmoduls strömende Luft zu sammeln, um dafür zu sorgen, daß der Wärmesenkenbereich mit hoher Geschwindigkeit von der Luftströmung angeblasen wird, wodurch eine Ableitung von durch das elektronische Bauteil erzeugter Wärme, welche an den Wärmesenkenbereich übertragen wird, selbst dann erleichtert wird, wenn die Menge an frischer Luft, die in das Lufteinlaßmodul eintritt, klein ist, wie etwa während Leerlaufbetriebsarten eines Motorbetriebs.

In der bevorzugten Form der Erfindung definiert der Luftströmungsregulierungsmechanismus einen Luftströmungsweg, durch welchen der Luftstrom zu dem Wärmesenkenbereich hindurchtritt. Der Luftströmungsweg nimmt bei Annäherung an den Wärmesenkenbereich in einer Querschnittsfläche hiervon ab, wodurch die Geschwindigkeit der Luftströmung erhöht wird.

Der Strömungsregulierungsmechanismus kann eine Mehrzahl von auf einer Außenwand des Gehäusekörpers installierten Rippen umfassen. Die Rippen erstrecken sich unter einem gegebenen Abstand voneinander weg zu dem Wärmesenkenbereich hin. Der Abstand nimmt mit Annäherung an eine stromabwärtige Seite der Luftströmung ab, wodurch die Geschwindigkeit der Luftströmung, die auf den Wärmesenkenbereich hin gerichtet ist, zunimmt.

Der Luftströmungsregulierungsmechanismus kann alternativ durch eine Vertiefung bereitgestellt sein, welche in einer Außenwand des Gehäusekörpers ausgebildet ist. Die Vertiefung definiert einen Luftströmungsweg, durch welchen die Luftströmung zu dem Wärmesenkenbereich hindurchtritt. Die Vertiefung ist so ausgelegt, daß sie eine Breite des durch Seitenwände der Vertiefung definierten Luftströmungswegs mit Annäherung an den Wärmesenkenbereich verkleinert, wodurch die Geschwindigkeit der auf den Wärmesenkenbereich hin gerichteten Luftströmung erhöht wird.

Der Luftströmungsregulierungsmechanismus kann alternativ durch eine äußere Oberfläche des Gehäusekörpers, welche zu einer Strömung der außerhalb des Gehäusekörpers passierenden Luft geneigt ist, bereitgestellt sein, um eine zu dem Wärmesenkenbereich hin orientierte Luftströmung zu erzeugen. Der Wärmesenkenbereich ist auf einem Abschnitt der geneigten äußeren Oberfläche des Gehäusekörpers auf einer stromabwärtigen Seite der Luftströmung definiert, wodurch die Geschwindigkeit der auf den Wärmesenkenbereich hin gerichteten Luftströmung erhöht wird.

Der Luftströmungsregulierungsmechanismus kann alternativ durch ein Hohlzylinderbauteil implementiert sein, welches auf einer Außenwand des Gehäusekörpers installiert ist, um einen Luftströmungsweg zu definieren, durch welchen die Luftströmung zu dem Wärmesenkenbereich hindurchtritt. Das Hohlzylinderbauteil ist so ausgelegt, daß es eine Querschnittsfläche hiervon mit Annäherung an den Wärmesenkenbereich verkleinert, wodurch die Geschwindigkeit der auf den Wärmesenkenbereich hin gerichteten Luftströmung erhöht wird.

Der Luftströmungsregulierungsmechanismus kann alternativ durch eine Luftsammelabdeckung implementiert sein, welche abnehmbar auf einer Außenwand des Gehäusekörpers installiert ist, um einen Luftströmungsweg zu definieren, durch welchen die Luftströmung zu dem Wärmesenkenbereich hindurchtritt. Die Luftströmungssammelabdeckung ist so ausgelegt, daß sie eine Querschnittsfläche hiervon mit Annäherung an den Wärmesenkenbereich verkleinert, wodurch die Geschwindigkeit der auf den Wärmesenkenbereich hin gerichteten Luftströmung erhöht wird.

Das Gehäuse kann ferner einen auf einer äußeren Oberfläche des Wärmesenkenbereichs vorgesehenen Vorsprung aufweisen, auf welchem die durch den Luftströmungsregulierungsmechanismus erzeugte Luftströmung trifft, um eine Ableitung der Wärme von dem Wärmesenkenbereich zu erleichtern.

Der Vorsprung kann eine Oberfläche aufweisen, welche zu einer stromaufwärtigen Seite der Luftströmung nach unten abfällt, was in einer vergrößerten Fläche resultiert, welche einem Wind ausgesetzt ist.

Der Vorsprung kann alternativ durch ein dreieckiges Prismenbauteil ausgebildet sein, welches so platziert ist, daß es eine Spitze zu einer stromaufwärtigen Seite der Luftströmung orientiert aufweist, wodurch eine ruhige Strömung der Luft über den Vorsprung sichergestellt wird. Dies führt zu einem erhöhten Wirkungsgrad einer Wärmeableitung von dem Wärmesenkenbereich.

Das Gehäuse kann ferner Platten aufweisen, welche auf einer äußeren Oberfläche des Wärmesenkenbereichs parallel zu einer Strömung der außerhalb des Gehäusekörpers passierenden Luft stehen.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung ist eine Kühlvorrichtung für eine elektronische Steuereinheit vorgesehen, welche aufweist: (a) ein Gehäuse, innerhalb dessen elektronische Teile, welche ein wärmeerzeugendes Element einschließen, anzuordnen sind; (b) einen Wärmesenkenbereich, welcher auf einem Abschnitt des Gehäuses vorgesehen ist, wobei der Wärmesenkenbereich arbeitet, um die durch das wärmeerzeugende Element erzeugte Wärme von dem Wärmesenkenbereich abzuleiten; und (c) eine äußere Oberfläche des Gehäusekörpers, welche bezüglich einer außerhalb des Gehäuses passierenden Luftströmung geneigt ist, um eine zu dem Wärmesenkenbereich hin orientierte Luftströmung zu produzieren, um eine Ableitung der Wärme von dem Wärmesenkenbereich zu erleichtern.

In der bevorzugten Art der Erfindung ist der Gehäusekörper in einem Lufteinlaßmodul bzw. Luftansaugmodul so installiert, daß die äußere Oberfläche des Gehäusekörpers einem in dem Lufteinlaßmodul bzw. Luftansaugmodul vorgesehenen Luftströmungsweg ausgesetzt ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird aus der nachstehend gegebenen genauen Beschreibung und aus den begleitenden Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, welche jedoch nicht genommen werden sollten, um die Erfindung auf die speziellen Ausführungsformen zu beschränken, sondern nur zum Zweck der Erläuterung und des Verständnisses da sind, vollständiger verstanden werden.
In den Zeichnungen:
ist Fig. 1 eine perspektivische Explosionsansicht, welche eine elektronische Steuereinheit gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
ist Fig. 2(a) eine perspektivische Ansicht, welche ein auf einem Kopfdeckel eines Verbrennungsmotors installiertes Lufteinlaßmodul zeigt, bevor die elektronische Steuereinheit von Fig. 1 installiert ist;
ist Fig. 2(b) eine perspektivische Ansicht, welche ein auf einem Kopfdeckel eines Verbrennungsmotors installiertes Lufteinlaßmodul zeigt, in welchem die elektronische Steuereinheit von Fig. 1 installiert ist;
ist Fig. 3 eine Schnittansicht, welche ein Lufteinlaßmodul zeigt, in welchem die elektronische Steuereinheit von Fig. 1 installiert ist;
ist Fig. 4(a) eine perspektivische Ansicht, welche einen Luftströmungsregulierungsmechanismus zeigt, welcher auf einem Gehäuse der elektronischen Steuereinheit von Fig. 1 vorgesehen ist, um durch ein elektronisches Teil der elektronischen Steuereinheit erzeugte Wärme abzuleiten;
ist Fig. 4(b) eine Draufsicht von Fig. 4(a);
ist Fig. 5(a) eine perspektivische Ansicht, welche einen Luftströmungsregulierungsmechanismus zeigt, welcher auf einem Gehäuse einer elektronischen Steuereinheit vorgesehen ist, um durch ein elektronisches Teil erzeugte Wärme abzuleiten, gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
ist Fig. 5(b) eine Draufsicht von Fig. 5(a);
ist Fig. 6(a) eine perspektivische Ansicht, welche einen Luftströmungsregulierungsmechanismus zeigt, welcher auf einem Gehäuse einer elektronischen Steuereinheit vorgesehen ist, um durch ein elektronisches Teil erzeugte Wärme abzuleiten, gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;
ist Fig. 6(b) eine Seitenansicht von Fig. 6(a);
ist Fig. 7 eine perspektivische Ansicht, welche einen Luftströmungsregulierungsmechanismus zeigt, welcher auf einem Gehäuse einer elektronischen Steuereinheit vorgesehen ist, um durch ein elektronisches Teil erzeugte Wärme abzuleiten, gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung;
ist Fig. 8 eine perspektivische Ansicht, welche einen Luftströmungsregulierungsmechanismus zeigt, welcher auf einem Gehäuse einer elektronischen Steuereinheit vorgesehen ist, um durch ein elektronisches Teil erzeugte Wärme abzuleiten, gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung;
ist Fig. 9(a) eine perspektivische Ansicht, welche einen Luftströmungsregulierungsmechanismus zeigt, welcher auf einem Gehäuse einer elektronischen Steuereinheit vorgesehen ist, um durch ein elektronisches Teil erzeugte Wärme abzuleiten, gemäß der sechsten Ausführungsform der Erfindung;
ist Fig. 9(b) eine Seitenansicht von Fig. 9(a);
ist Fig. 10(a) eine perspektivische Ansicht, welche einen Luftströmungsregulierungsmechanismus zeigt, welcher auf einem Gehäuse einer elektronischen Steuereinheit vorgesehen ist, um durch ein elektronisches Teil erzeugte Wärme abzuleiten, gemäß der siebten Ausführungsform der Erfindung;
ist Fig. 10(b) eine Seitenansicht von Fig. 10(a);
ist Fig. 11(a) eine perspektivische Ansicht, welche einen Luftströmungsregulierungsmechanismus zeigt, welcher auf einem Gehäuse einer elektronischen Steuereinheit vorgesehen ist, um durch ein elektronisches Teil erzeugte Wärme abzuleiten, gemäß der achten Ausführungsform der Erfindung;
ist Fig. 11(b) eine Draufsicht von Fig. 11(a);
ist Fig. 12(a) eine perspektivische Ansicht, welche einen Luftströmungsregulierungsmechanismus zeigt, welcher auf einem Gehäuse einer elektronischen Steuereinheit vorgesehen ist, um durch ein elektronisches Teil erzeugte Wärme abzuleiten, gemäß der neunten Ausführungsform der Erfindung; und
ist Fig. 12(b) eine Draufsicht von Fig. 12(a);

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Mit Bezug auf die Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugsziffern sich auf gleiche Teile in verschiedenen Ansichten beziehen, insbesondere auf Fig. 1, ist eine Gehäusestruktur für elektronische Steuereinheiten gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt.
Eine elektronische Steuereinheit 1 ist in einem Kraftfahrzeug (nicht gezeigt) installiert und arbeitet, um einen Betrieb eines Motors zu steuern. Die elektronische Steuereinheit 1 ist, wie in der Zeichnung klar gezeigt, insgesamt von im wesentlichen rechteckiger Quadergestalt.
Die elektronische Steuereinheit 1 besteht im wesentlichen aus einem rechteckigen quaderförmigen Gehäuse 9, einem elektronischen Bauteil 3 wie etwa einer Ansteuerungsvorrichtung, welche eine große Wärmemenge erzeugt, welches auf einer gedruckten Leiterplatte 5 hergestellt ist, und Verbinder (nicht gezeigt), welche mit der gedruckten Leiterplatte 5 verbunden sind.
Das Gehäuse 9 ist durch eine kastenförmige Anordnung ausgebildet, welche aus zwei Teilen besteht: einem Harzdeckel 11, welcher aus Polybutadien-Telephthalat (PBT) hergestellt ist, welches eine niedrige thermische Leitfähigkeit aufweist, und einem rechteckigen dünnen Chassis 13 mit einem Boden. Das Chassis 13 ist aus Metall wie etwa Aluminium hergestellt, welches eine höhere thermische Leitfähigkeit aufweist.
Der Deckel 11 und das Chassis 13 sind an Umfängen hiervon unter Verwendung eines weichen härtenden Klebstoffs miteinander verbünden.
Das Gehäuse 13 weist darin ausgebildet Montagelaschen 17 mit Gewindelöchern zur Installation auf einem Lufteinlaßmodul 15 auf, wie in Fig. 2 dargestellt.
Typische Fahrzeugmotoren weisen, wie in Fig. 2(a) und 2(b) gezeigt, darauf angeordnet einen Kopfdeckel 29 auf. Auf dem Kopfdeckel 29 ist das Lufteinlaßmodul 15 installiert, welches mit einem Luftfilter 31 ausgerüstet ist und mit welchem ein Ansaugrohr 33 verbunden ist. Das Lufteinlaßmodul 15 arbeitet, um frische Luft in den Motor einzuleiten. Z. B. offenbart U. S. P. Nr. 6,024,066 an Nakayama et al., die dem gleichen Anmelder wie dem dieser Anmeldung zugeordnet ist, ein typisches Lufteinlaßmodul, dessen Offenbarung durch Bezugnahme hierin eingeschlossen sein wird.
Das Lufteinlaßmodul 15 weist, wie in Fig. 2(a) klar gezeigt, eine oberhalb des Luftfilters 31 ausgebildete Öffnung 35 auf, welche eine Kammer definiert, innerhalb deren die elektronische Steuereinheit 1 installiert ist, wie in Fig. 2(b) dargestellt. Das Lufteinlaßmodul 15 weist auch darin definiert einen Einlaßluftweg 41 auf, welcher sich von einem Lufteinlaß 39, in welchem frische Luft angesaugt wird, zu dem Motor erstreckt. Die elektronische Steuereinheit 1 weist das Chassis 13 auf, welches dem Einlaßluftweg 41 ausgesetzt ist.
Insbesondere ist die elektronische Steuereinheit 1, wie in Fig. 3 klar gezeigt, in dem Lufteinlaßmodul 15 mit dem dem Ansaugluftweg 41 ausgesetzten metallischen Chassis 13 und dem außerhalb des Lufteinlaßmoduls 15 (d. h. einer Atmosphäre innerhalb eines Motorraums) ausgesetzten Harzdeckel 11 installiert.
Das Chassis 13 weist einen Wärmesenkenabschnitt 43 auf, wie im Detail später beschrieben werden wird, an welchem das elektronische Bauteil 3 befestigt ist oder in dessen naher Umgebung es angeordnet ist. Ein Luftströmungsregulierungsmechanismus 45 ist auf einer äußeren Oberfläche des Bodens des Chassis 13 installiert.
Der Wärmesenkenabschnitt 43 ist durch einen Teil des Gehäuses 9, d. h. einen Teil des Bodens des Chassis 13, ausgebildet. Eine äußere Oberfläche des Wärmesenkenabschnitts 43, welche der Luftströmung ausgesetzt ist, definiert eine wärmeableitende Oberfläche, von welcher durch das elektronische Bauteil 3 erzeugte Wärme abgeleitet wird.
Der Luftströmungsregulierungsmechanismus 45 ist, wie in Fig. 4(a) und 4(b) klar gezeigt, aus einer Mehrzahl von einzelnen Rippen 47 gebildet, welche an einer äußeren Bodenoberfläche 13a des Chassis 13 (d. h. einer äußeren unteren Oberfläche, wie in Fig. 3 gesehen, welche der Luftströmung ausgesetzt ist) befestigt sind. Jede der Rippen 47 ist durch eine streifenartige Platte ausgebildet.
Insbesondere besteht der Luftströmungsregulierungsmechanismus 45 aus zwei längeren außenseitigen Rippen 47a und 47b und zwei kürzeren innenseitigen Rippen 47b und 47c, welcha alle einwärts gebogen sind. Die Rippen 47a bis 47d weisen, wie in Fig. 4(b) klar gezeigt, Lufteinlaßenden 147, welche mit größeren Abständen voneinander weg angeordnet sind, und Luftauslaßenden 247, welche mit kleineren Intervallen voneinander weg angeordnet sind, auf, um Luftströmungswege 49 zu definieren. Die Luftströmungswege 49 nehmen jeweils in einer Querschnittsfläche von einer stromaufwärtigen Seite zu einer stromabwärtigen Seite hiervon (von links nach rechts in der Zeichnung) ab und weisen Luftauslässe auf, die in Richtung des Wärmesenkenabschnitts 43 orientiert sind, wodurch drei Luftströmungen produziert werden, welche mit Annäherung an die Luftauslässe (d. h. den Wärmensenkenabschnitt 43) in einer Geschwindigkeit zunehmen.
Insbesondere arbeitet der Luftströmungsregulierungsmechanismus 45, um den Teil frischer Luft, welcher durch den Ansaugluftpfad 41 strömt, zu sammeln, um zu dem Wärmesenkenabschnitt 43 gerichtete Luftströmungen zu erzeugen. Die Geschwindigkeit der Luftströmungen nimmt, wie oben beschrieben, zu, wenn sie sich dem Wärmesenkenabschnitt 43 nähern. Dies führt zu einem in hohem Maße erhöhten Wirkungsgrad eines Kühlens des elektronischen Bauteils 3, welches auf dem Wärmesenkenabschnitt 43 installiert ist, selbst wenn die Menge an frischer Luft, welche in das Lufteinlaßmodul 15 eintritt, klein ist, wie etwa während Leerlaufbetriebsarten des Motorbetriebs.
Der Wärmesenkenabschnitt 43 ist in einer örtlichen Anordnung desselben nicht auf die dargestellte beschränkt, sondern kann irgendwo in dem Chassis 13 definiert sein.
Fig. 5(a) und 5(b) zeigen eine elektronische Steuereinheit 51 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Die elektronische Steuereinheit 51 ist, wie die erste Ausführungsform, in dem Lufteinlaßmodul 15 installiert und weist ein Gehäuse 53 auf, welches aus einem Harzdeckel 55 und einem Metallchassis 57 gebildet ist.
Das Chassis 57 weist einen Luftströmungsregulierungsmechanismus 59 auf, welcher auf einer Bodenoberfläche 57a hiervon, welche dem Ansaugluftweg 41 ausgesetzt ist, vorgesehen ist. Der Luftströmungsregulierungsmechanismus 59 ist durch eine in der Bodenoberfläche 57a ausgebildete dreieckige Ausnehmung 61 implementiert, welche einen Luftströmungsweg 65 definiert.
Der Luftströmungsweg 65 weist, wie in Fig. 5 (b) klar gezeigt, einen engen Luftauslaß 61a und einen breiteren Lufteinlaß 61b auf und nimmt mit Annäherung an den Luftauslaß 61a in einer Querschnittsfläche ab. Der Luftauslaß 61a öffnet sich auf einem Wärmesenkenabschnitt 63, auf welchem das elektronische Bauteil 3 innerhalb des Gehäuses 53 installiert ist.
Der Teil frischer Luft, welcher durch den Ansaugluftweg 41 innerhalb des Lufteinlaßmoduls 15 strömt, tritt in den Luftströmungsregulierungsmechanismus 59 ein und erhöht sich mit Annäherung an den Luftauslaß 61 in einer Geschwindigkeit, so daß sie mit einer höheren Rate durch den Wärmesenkenabschnitt 63 hindurchtritt, wodurch eine Wärmeableitung von dem Wärmesenkenabschnitt 63 verbessert wird.
Andere Anordnungen sind mit denen in der ersten Ausführungsform identisch, und eine Erläuterung hiervon im Detail wird hier weggelassen werden.
Fig. 6(a) und 6(b) zeigen eine elektronische Steuereinheit 71 gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung.
Die elektronische Steuereinheit 71 ist, wie die erste Ausführungsform, in dem Lufteinlaßmodul 15 installiert und weist ein Gehäuse 73 auf, welches aus einem Harzdeckel 77 und einem Metallchassis 75 gebildet ist.
Das Chassis 77 weist einen Luftströmungsregulierungsmechanismus 79 auf, welcher auf einer Bodenoberfläche 77a hiervon, welche dem Ansaugluftweg 41 ausgesetzt ist, vorgesehen ist. Der Luftströmungsregulierungsmechanismus 79 ist durch Orientieren der Bodenoberfläche 77a unter einem gegebenen Winkel zu einer Strömung frischer Luft entlang dem Ansaugluftweg 41 implementiert. In anderen Worten, der Deckel 77 fällt zu einem Lufteinlaß (d. h. der linken Seite in Fig. 6 (b)) hin ab, um die Strömung der frischen Luft auf einen um einen Wärmensenkenabschnitt 78 herum, auf welchem das elektronische Bauteil 3 installiert ist, definierten Luftauslaß hin zu konzentrieren.
Insbesondere wird der Teil frischer Luft, welcher durch den Ansaugluftweg 41 innerhalb des Lufteinlaßmoduls 15 strömt, so gesammelt, daß er in Richtung des Wärmesenkenabschnitts 78 mit einer ansteigenden Geschwindigkeit vordringt, wodurch eine Ableitung von Wärme von dem Wärmesenkenabschnitt 78 erleichtert wird.
Das Gehäuse 73 dieser Ausführungsform ist einfach im Aufbau, was in einer Erleichterung einer Herstellung desselben resultiert.
Fig. 7 zeigt eine elektronische Steuereinheit 81 gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung.
Die elektronische Steuereinheit 81 ist, wie die erste Ausführungsform, in dem Lufteinlaßmodul 15 installiert und weist ein Gehäuse 83 auf, welches aus einem Harzdeckel 85 und einem metallischen Chassis 87 gebildet ist.
Das Chassis 87 weist einen Luftströmungsregulierungsmechanismus 89 auf, welcher auf einer Bodenoberfläche 87a hiervon, welche dem Ansaugluftweg 41 ausgesetzt ist, installiert ist. Der Wärmesenkenabschnitt 91 ist vor (d. h., auf der rechten Seite, wie in der Zeichnung gesehen) einem Luftauslaß des Luftströmungsregulierungsmechanismus 89 vorgesehen.
Der Luftströmungsregulierungsmechanismus 89 ist aus einem hornförmigen Bauteil 93 mit einem C-förmigen Querschnitt hergestellt, welches mit der Bodenoberfläche 87a des Chassis 87 befestigt ist. Der Luftströmungsregulierungsmechanismus 89 definiert darin einen Luftströmungsweg 95, dessen Querschnittsfläche mit Annäherung an den Luftauslaß abnimmt, um die Strömung der frischen Luft auf den Wärmesenkenabschnitt 91 zu konzentrieren.
Insbesondere arbeitet der Luftströmungsregulierungsmechanismus 89 dieser Ausführungsform, um einen umschlossenen Luftströmungsweg 95 zu definieren, wodurch ermöglicht wird, daß der Teil frischer Luft, welcher durch den Ansaugluftweg 41 innerhalb des Lufteinlaßmoduls 15 strömt, gesammelt und ohne irgendeinen Verlust auf den Wärmesenkenabschnitt 91 gerichtet wird.
Fig. 8 zeigt eine elektronische Steuereinheit 101 gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung.
Die elektronische Steuereinheit 101 ist, wie die erste Ausführungsform, in dem Lufteinlaßmodul 15 installiert und weist ein Gehäuse 103 auf, welches aus einem Harzdeckel 105 und einem metallischen Chassis 107 gebildet ist.
Das Chassis 107 weist einen Luftströmungsregulierungsmechanismus 109 auf, welcher auf einer Bodenoberfläche 107a hiervon, welche dem Ansaugluftweg 41 ausgesetzt ist, installiert ist. Der Wärmesenkenabschnitt 111 ist vor einem Luftauslaß des Luftströmungsregulierungsmechanismus 109 vorgesehen.
Der Luftströmungsregulierungsmechanimus 109 ist aus einem Luftsammelkasten 113 hergestellt, welcher in Länge und Breite mit dem Chassis 107 identisch ist und abnehmbar auf der Bodenoberfläche 107a installiert ist. Der Luftsammelkasten 113 weist in einer dem Chassis 107 gegenüberliegenden Oberfläche ausgebildet eine Ausnehmung 115 auf, welche in der Form der Ausnehmung 61 in der zweiten Ausführungsform, wie in Fig. 5(a) und 5(b) dargestellt, ähnlich ist. Die Ausnehmung 115 definiert einen Luftströmungsweg 65, welcher mit Annäherung an den Luftauslaß 115a in einer Querschnittsfläche abnimmt. Der Luftauslaß 115a öffnet sich auf dem Wärmesenkenabschnitt 111, auf welchem das elektronische Bauteil 3 innerhalb des Gehäuses 103 installiert ist.
Der Teil frischer Luft, welcher durch den Ansaugluftweg 41 innerhalb des Lufteinlaßmoduls 15 strömt, tritt in den Luftsammelkasten 113 ein und vergrößert sich mit Annäherung an den Luftauslaß 115a in einer Geschwindigkeit so, daß er mit der höchsten Geschwindigkeit durch den Wärmesenkenabschnitt 111 hindurchtritt, wodurch eine Ableitung von Wärme von dem Wärmesenkenabschnitt 111 erleichtert wird.
Der Luftsammelkasten 113 ist, wie oben beschrieben, ausgelegt, um abnehmbar auf dem Chassis 107 installiert zu sein, wodurch ermöglicht wird, daß er von dem Gehäuse 103 entfernt wird, beispielsweise wenn das Lufteinlaßmodul 15 auf dem Kopfdeckel 29 eines Motors installiert wird, welcher keine Kühlung des elektronischen Bauteils 3 benötigt, was in einer erhöhten Vielseitigkeit des Lufteinlaßmoduls 15 resultiert.
Fig. 9(a) und 9(b) zeigen eine elektronische Steuereinheit 121 gemäß der sechsten Ausführungsform der Erfindung, welche eine Modifizierung der ersten Ausführungsform ist.
Die elektronische Steuereinheit 121 ist, wie die erste Ausführungsform, in dem Lufteinlaßmodul 15 installiert und weist ein Gehäuse 123 auf, welches aus einem Harzdeckel 125 und einem metallischen Chassis 127 gebildet ist.
Das Chassis 127 weist einen Luftströmungsregulierungsmechanismus 129 auf, welcher auf einer Bodenoberfläche 127a hiervon, welche dem Ansaugluftweg 41 ausgesetzt ist, installiert ist. Der Wärmesenkenabschnitt 131 ist vor einem Luftauslaß des Luftströmungsregulierungsmechanismus 129 vorgesehen.
Der Luftströmungsregulierungsmechanismus 129 enthält, wie die erste Ausführungsform, vier Rippen 133, um Luftströmungswege 135 zu definieren, welche sich zu dem Wärmesenkenabschnitt 131 erstrecken. Die Luftströmungswege 135 nehmen jeweils von einer stromaufwärtigen Seite zu einer stromabwärtigen Seite hiervon (von links nach rechts in der Zeichnung) in einer Querschnittsfläche ab und weisen Luftauslässe auf, welche sich zu dem Wärmesenkenabschnitt 131 hin öffnen, wodurch drei Luftströmungen produziert werden, welche mit Annäherung an die Luft-auslässe (d. h. den Wärmesenkenabschnitt 131) in einer Geschwindigkeit ansteigen.
Der Luftströmungsregulierungsmechanismus 129 beinhaltet auch einen metallischen Rechteckquaderblock 137, welcher genau oberhalb des Wärmesenkenabschnitts 131 gesichert ist. Der Block 137 kann aus dem gleichen Material wie dem des Chassis 127 hergestellt sein. Der Block 137 erlebt, wie aus Fig. 9(b) ersehen werden kann, direkte Auftreffereignisse von Luftströmungen aus den Luftströ mungswegen 135, so daß er in hohem Ausmaß gekühlt wird, wodurch eine Ableitung von Wärme von dem Wärmesenkenabschnitt 137 (d. h. dem elektronischen Bauteil 3) erleichtert wird.
Andere Anordnungen sind mit denen der ersten Ausführungsform identisch, und eine Erläuterung hiervon im Detail wird hier weggelassen werden.
Fig. 10(a) und 10(b) zeigen eine elektronische Steuereinheit 141 gemäß der siebenten Ausführungsform der Erfindung, welche eine Modifizierung der sechsten Ausführungsform, wie in Fig. 9(a) und 9(b) dargestellt, ist.
Die elektronische Steuereinheit 141 ist, wie die erste Ausführungsform, in dem Lufteinlaßmodul 15 installiert und weist ein Gehäuse 143 auf, welches aus einem Harzdeckel 145 und einem metallischen Chassis 147 gebildet ist.
Das Chassis 147 weist einen Luftströmungsregulierungsmechanismus 149 auf, welcher auf einer Bodenoberfläche 147a hiervon, welche dem Ansaugluftweg 41 ausgesetzt ist, installiert ist. Der Wärmesenkenabschnitt 151 ist vor einem Luftauslaß des Luftströmungsregulierungsmechanismus 149 vorgesehen.
Der Luftströmungsregulierungsmechanismus 149 enthält einen metallischen dreieckigen Prismenblock 153, welcher an der Oberfläche 151a des Wärmesenkenabschnitts 151 befestigt ist. Der Block 153 kann aus dem gleichen Material wie dem des Chassis 147 hergestellt sein. Der Block 153 weist eine rechteckige Hauptoberfläche 153a auf, welche sich zu dem Luftauslaß des Luftströmungsregulierungsmechanismus 149 hin neigt, so daß sie direkte Auftreffvorgänge von aus dem Luftauslaß des Luftströmungsregulierungsmechanismus 149 auftauchenden Luftströmungen erlebt. Die abgeschrägte Oberfläche 153a dient dazu, die Passage der Luftströmungen über den Block 153 zu erleichtern, wodurch die Ableitung von Wärme von dem Block 153 erleichtert wird.
Andere Anordnungen sind mit denen der sechsten Ausführungsform identisch, und eine Erläuterung hiervon im Detail wird hier weggelassen werden.
Fig. 11(a) und 11(b) zeigen eine elektronische Steuereinheit 181 gemäß der achten Ausführungsform der Erfindung, welche eine Modifizierung der sechsten Ausführungsform, wie in Fig. 9(a) und 9(b) dargestellt, ist.
Die elektronische Steuereinheit 181 ist, wie die erste Ausführungsform, in dem Lufteinlaßmodul 15 installiert und weist ein Gehäuse 183 auf, welches aus einem Harzdeckel 185 und einem metallischen Gehäuse 187 gebildet ist.
Das Chassis 187 weist einen Luftströmungsregulierungsmechanismus 189 auf, welcher auf einer Bodenoberfläche 187a hiervon, welche dem Ansaugluftweg 41 ausgesetzt ist, installiert ist. Der Wärmesenkenabschnitt 191 ist vor einem Luftauslaß des Luftströmungsregulierungsmechanismus 189 vorgesehen.
Der Luftströmungsregulierungsmechanismus 189 beinhaltet eine Mehrzahl von Dreieckpyramidenblöcken 193 (drei in dieser Ausführungsform), welche an der Oberfläche 191a des Wärmesenkenabschnitts 191 befestigt sind. Die Blöcke 193 erstrecken sich parallel zueinander und verjüngen sich jeweils zu einem Luftauslaß des Luftströmungsregulierungsmechanismus 189 hin, um in stromaufwärtige Richtungen von Luftströmungen 260 orientierte Spitzen aufzuweisen. Die Blöcke 193 können aus dem gleichen Material wie dem des Chassis 187 hergestellt sein.
Im Betrieb passieren die Luftströmungen 260, welche durch Luftströmungswege 280 laufen, wie aus Fig. 11(b) ersehen werden kann, von Oberseiten her über Seitenoberflächen jedes der Blöcke 193, um sie zu kühlen, wodurch eine Ableitung von Wärme von dem Wärmesenkenabschnitt 191 erleichtert wird.
Die Blöcke 193 sind, wie oben beschrieben, von dreieckiger pyramidaler Gestalt, so daß sie wachsende äußere Oberflächen aufweisen, welche der aus den Luftauslässen der Luftströmungswege 280 auftauchenden Luft ausgesetzt sind, was somit in einem erhöhten Wirkungsgrad einer Ableitung von Wärme von dem Wärmesenkenabschnitt 191 resultiert.
Die Blöcke 193 sind voneinander getrennt, können jedoch einstückig ausgebildet sein.
Andere Anordnungen sind mit denen der sechsten Ausführungsform identisch, und eine Erläuterung hiervon im Detail wird hier weggelassen werden.
Fig. 12(a) und 12(b) zeigen eine elektronische Steuereinheit 201 gemäß der neunten Ausführungsform der Erfindung, welche einer Modifizierung der achten Ausführungsform, wie in Fig. 11(a) und 11(b) dargestellt, ist.
Die elektronische Steuereinheit 201 ist, wie die erste Ausführungsform, in dem Lufteinlaßmodul 15 installiert und weist ein Gehäuse 203 auf, welches aus einem Harzdeckel 205 und einem metallischen Chassis 207 gebildet ist.
Das Chassis 207 weist einen Luftströmungsregulierungsmechanismus 209 auf, welcher auf einer Bodenoberfläche 207a hiervon, welche dem Ansaugluftweg 41 ausgesetzt ist, installiert ist. Der Wärmesenkenabschnitt 211 ist vor einem Luftauslaß des Luftströmungsregulierungsmechanismus 209 vorgesehen.
Der Luftströmungsregulierungsmechanismus 209 beinhaltet eine Mehrzahl von rechteckigen Platten 213 (drei in dieser Ausführungsform), welche an der Oberfläche 211a des Wärmesenkenabschnitts 211 vertikal befestigt sind. Die Platten 213 stehen auf dem Wärmesenkenabschnitt 211 im wesentlichen parallel zu einer mittleren der Luftströmung 360.
Im Betrieb passieren die Luftströmungen 360, welche durch die Luftströmungswege 380 laufen, wie aus Fig. 12(b) ersehen werden kann, durch die Platten 213, um sie zu kühlen, wodurch Wärme von dem Wärmesenkenabschnitt 211 abgeleitet wird.
Die Platten 213 sind zu den Luftströmungen 360 hin orientiert, so daß Gesamtflächen von Seitenoberflächen der Luft ausgesetzt sind, was in einem erhöhten Wirkungsgrad einer Ableitung von Wärme von dem Wärmesenkenabschnitt 211 resultiert.
Andere Anordnungen sind mit denen der achten Ausführungsform identisch, und eine Erläuterung hiervon im Detail wird hier weggelassen werden.
Während die vorliegende Erfindung im Hinblick auf die bevorzugten Ausführungsformen offenbart worden ist, um ein besseres Verständnis hiervon zu erleichtern, sollte verstanden werden, daß die Erfindung auf vielfältige Weise ausgeführt werden kann, ohne von dem Prinzip der Erfindung abzuweichen. Daher sollte verstanden werden, daß die Erfindung alle möglichen Ausführungsformen und Modifizierungen an den gezeigten Ausführungsformen, welche ausgeführt werden können, ohne von dem Prinzip der Erfindung, wie es in den beigefügten Ansprüchen ausgeführt ist, abzuweichen, umfaßt.
Beispielsweise können der Deckel und das Chassis das Gehäuses in jeder der Ausführungsformen in Größe und Gestalt identisch sein. Das Gehäuse ist aus zwei Teilen, dem Deckel und dem Chassis, hergestellt, kann aber auch aus einer Zusammenstellung von drei oder mehr Teilen gebildet sein.

Claims

1. Ein Gehäuse für eine elektronische Steuereinheit, welches aufweist:
einen Gehäusekörper, innerhalb dessen elektronische Bauteile, die ein wärmeerzeugendes Element beinhalten, anzuordnen sind;
einen Wärmesenkenbereich, welcher durch einen Abschnitt des Gehäusekörpers, in Kontakt mit oder in naher Nachbarschaft zu welchem das wärmeerzeugende Element zu platzieren ist, vorgesehen ist, um durch das wärmeerzeugende Element erzeugte Wärme von dem Wärmesenkenbereich abzuleiten; und
einen Luftströmungsregulierungsmechanismus, welcher außerhalb des Gehäusekörpers vorgesehen ist und ausgelegt ist, um darum herum fließende Luft zu dem Wärmensenkenbereich hin zu leiten, um einen zu dem Wärmesenkenbereich hin orientierten Luftstrom zu produzieren, um Wärme von dem Wärmesenkenbereich abzuleiten, wobei der Luftströmungsregulierungsmechanismus arbeitet, um eine Geschwindigkeit der Luftströmung zu erhöhen.

2. Ein Gehäuse wie in Anspruch 1 ausgeführt, wobei der Luftströmungsregulierungsmechanismus einen Luftströmungsweg definiert, durch welchen der Luftstrom zu dem Wärmesenkenbereich hin hindurchtritt, wobei der Luftströmungsweg mit Annäherung an den Wärmesenkenbereich in einer Querschnittsfläche hiervon abnimmt.

3. Ein Gehäuse wie in Anspruch 1 oder 2 ausgeführt, wobei der Luftströmungsregulierungsmechanismus eine Mehrzahl von Rippen beinhaltet, welche auf einer Außenwand des Gehäusekörpers installiert sind, wobei die Rippen sich mit einem gegebenen Abstand voneinander weg zu dem Wärmesenkenbereich hin erstrecken, wobei der Abstand mit Annäherung an eine stromabwärtige Seite der Luftströmung abnimmt.

4. Ein Gehäuse wie in Anspruch 1 oder 2 ausgeführt, wobei der Luftströmungsregulierungsmechanismus durch eine Ausnehmung vorgesehen ist, welche in einer Außenwand des Gehäusekörpers ausgebildet ist, wobei die Ausnehmung einen Luftströmungsweg definiert, durch welchen die Luftströmung zu dem Wärmesenkenbereich hin hindurchtritt, wobei die Ausnehmung so ausgelegt ist, daß sie eine Breite des durch Seitenwände der Ausnehmung definierten Luftströmungswegs mit Annäherung an den Wärmesenkenbereich verringert.

5. Ein Gehäuse wie in Anspruch 1 oder 2 ausgeführt, wobei der Luftströmungsregulierungsmechanismus durch eine äußere Oberfläche des Gehäusekörpers vorgesehen ist, welche zu einer Strömung der außerhalb des Gehäusekörpers passierenden Luft hin geneigt ist, um einen Luftstrom zu produzieren, welcher zu dem Wärmesenkenbereich hin orientiert ist, und wobei der Wärmesenkenbereich auf einem Abschnitt der geneigten äußeren Oberfläche des Gehäusekörpers auf einer stromabwärtigen Seite der Luftströmung definiert ist.

6. Ein Gehäuse wie in Anspruch 1 oder 2 ausgeführt, wobei der Luftströmungsregulierungsmechanismus durch ein Hohlzylinderbauteil implementiert ist, welches auf einer Außenwand des Gehäusekörpers installiert ist, um einen Luftströmungsweg zu definieren, durch welchen der Luftstrom zu dem Wärmesenkenbereich hin hindurchtritt, wobei das Hohlzylinderbauteil so ausgelegt ist, daß es eine Querschnittsfläche hiervon mit Annäherung an den Wärmesenkenbereich verringert.

7. Ein Gehäuse wie in Anspruch 1 oder 2 ausgeführt, wobei der Luftströmungsregulierungsmechanismus durch eine Luftsammelabdeckung implementiert ist, welche abnehmbar auf einer Außenwand des Gehäusekörpers installiert ist, um einen Luftströmungsweg zu definieren, durch welchen der Luftstrom zu dem Wärmesenkenbereich hin hindurchtritt, wobei die Luftströmungssammelabdeckung so ausgelegt ist, daß sie eine Querschnittsfläche hiervon mit Annäherung an den Wärmesenkenbereich verringert.

8. Ein Gehäuse wie in einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgeführt, welches weiter einen Vorsprung aufweist, welcher auf einer äußeren Oberfläche des Wärmesenkenbereichs, auf welchen der durch den Luftströmungsregulierungsmechanismus produzierte Luftstrom trifft, vorgesehen ist, um eine Ableitung der Wärme von dem Wärmesenkenbereich zu erleichtern.

9. Ein Gehäuse wie in Anspruch 8 ausgeführt, wobei der Vorsprung eine Oberfläche aufweist, welche zu einer stromaufwärtigen Seite der Luftströmung hin abfällt.

10. Ein Gehäuse wie in Anspruch 8 ausgeführt, wobei der Vorsprung durch ein Dreieckprismenbauteil ausgebildet ist, welches so platziert ist, daß es eine zu einer stromaufwärtigen Seite der Luftströmung hin orientierte Spitze aufweist.

11. Ein Gehäuse wie in einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgeführt, welches weiter Platten aufweist, welche auf einer äußeren Oberfläche des Wärmesenkenbereichs parallel zu einer Strömung der außerhalb des Gehäusekörpers passierenden Luft stehen.

12. Eine Kühlvorrichtung für eine elektronische Steuereinheit, welche aufweist:
ein Gehäuse, innerhalb dessen elektronische Bauteile, die ein wärmeerzeugendes Element beinhalten, anzuordnen sind;
einen Wärmesenkenbereich, welcher durch einen Abschnitt des Gehäuses bereitgestellt ist, wobei der Wärmesenkenbereich arbeitet, um durch das wärmeerzeugende Element erzeugte Wärme aus dem Wärmesenkenbereich abzuleiten; und
eine äußere Oberfläche des Gehäusekörpers, welche zu einer Strömung von außerhalb des Gehäuses passierender Luft geneigt ist, um einen Luftstrom zu produzieren, welcher zu dem Wärmesenkenbereich hin orientiert ist, um eine Ableitung der Wärme von dem Wärmesenkenbereich zu erleichtern.

13. Eine Kühlvorrichtung wie in Anspruch 12 ausgeführt, wobei der Gehäusekörper in einem Lufteinlaßmodul derart installiert ist, daß die äußere Oberfläche des Gehäusekörpers einem in dem Lufteinlaßmodul vorgesehenen Luftströmungsweg ausgesetzt ist.