DE112017006112T5

DE112017006112T5 - Elektronische Steuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112017006112T5
Application number: DE112017006112.1T
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Kuroiwa; Hiroyuki Saito; Kazuhiko Nakano
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2016-12-02
Filing date: 2017-11-28
Publication date: 2019-09-26
Anticipated expiration: 2037-11-29
Also published as: JP6651433B2; US20200008314A1; WO2018101257A1; US10660230B2; CN110024072B; JP2018093056A; CN110024072A; DE112017006112B4

Abstract

Eine Motorsteuerungsvorrichtung (3) eines elektrischen Bremskraftverstärkers (1) umfasst ein Leistungsmodul (16), das in einem Gehäuse (11) zusammen mit einem Steuerungsmodul (17) untergebracht ist. Das Leistungsmodul (16) besteht aus einem synthetischen Harz und hat verschiedene, darauf montierte Komponenten. Eine Unterbaugruppe (61) umfasst ein Unterbaugruppensubstrat (62) mit einem Paar Relais (51) und einem thermischen Masseelement (54), die darauf montiert sind. Das thermische Masseelement (54) ist spulenförmig und in einer Verdrahtungsstrecke zwischen einem Stromversorgungs-Verbinderanschluss (30) eines Verbinders (24) einer externen Verbindung und den Relais (51) angeordnet. Das thermische Massebauteil (54) ist dazwischen angeordnet, um eine Temperaturabnahme eines Kontaktteils (98) der Relais (51) aufgrund der Wärmeübertragung zum Verbinderanschluss (30) der Stromversorgung, nachdem die Stromversorgung abgeschaltet ist, in extrem kalten Gegenden zu verlangsamen. Auf diese Weise kann eine Kondenswasserbildung auf dem Kontaktteil (98) unterdrückt bzw. gehemmt werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Steuerungsvorrichtung, die ein elektromagnetisches Relais enthält.
Allgemeiner Stand der Technik
Patentdokument 1 offenbart ein Relais, das eine Relaiseinhausung umfasst, die einen Elektromagneten und einen Kontaktteil enthält, wobei die Relaiseinhausung so konfiguriert ist, dass sie Wärmeabstrahlelemente an ihrer Decke entfernt vom Kontaktteil ausbildet, um zu unterbinden, dass am Kontaktteil eine Kondenswasserbildung auftritt. Diese Konfiguration setzt die Decke der Relaiseinhausung in der Temperatur niedriger als eine Umgebung des Kontaktteils und lässt dadurch Feuchtigkeit innerhalb der Relaiseinhausung statt am Kontaktteil an der Decke kondensieren.
Patentdokument 2 offenbart als eine herkömmliche Technik ein Relais, das so konfiguriert ist, dass eine Oberseite bzw. obere Fläche einer Relaiseinhausung über ein thermisch leitfähiges Blatt mit einer Karosserie eines Fahrzeugs in Kontakt ist, um Wärme, die innerhalb des Relais, während das Relais EIN ist, erzeugt wird, nach außen abzustrahlen.
Wenn eine elektronische Steuerungsvorrichtung, deren Relais über eine Kabel- bzw. Verdrahtungsstrecke wie etwa eine Sammelschiene mit einem Verbinderanschluss elektrisch verbunden ist, in einer extrem kalten Gegend verwendet wird, wird nach einem Stopp des Vorrichtungsbetriebs der Verbinderanschluss durch Außenluft gekühlt und zieht Wärme von einem Kontaktteil des Relais und bewirkt, dass der Kontaktteil einen plötzlichen Temperaturabfall durchmacht. Selbst in einer Konfiguration, in der eine Relaiseinhausung wie in Patentdokument 1 oder 2 teilweise gekühlt wird, unterliegt somit ein Kontaktteil einem vorhergehenden Temperaturabfall und einer Kondenswasserbildung.
Dokument(e) nach dem Stand der Technik
Patentdokument(e)

Patentdokument 1: JP 2009-283255 A
Patentdokument 2: JP 2014-79093 A

Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein thermisches Masseelement in einer Verdrahtungsstrecke zwischen einem Verbinderanschluss und einem Relais vorgesehen.
Ferner dient gemäß der vorliegenden Erfindung das Vorsehen des thermischen Masseelements dazu, einen Temperaturabfall eines Kontaktteils zu verlangsamen, wenn der Verbinderanschluss nach einem Stopp eines Vorrichtungsbetriebs durch Außenluft gekühlt wird, Dies unterbindet, dass innerhalb der Relaiseinhausung am Kontaktteil eine Kondenswasserbildung auftritt.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines elektrischen Bremskraftverstärkers, der eine Motorsteuerungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Motorsteuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
3 ist eine perspektivische Ansicht einer Einhausung allein.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Leistungsmoduls allein, die dessen Komponenten-Montageseite zeigt.
5 ist eine perspektivische Ansicht des Leistungsmoduls von einem von 4 verschiedenen Blickwinkel aus.
6 ist eine Draufsicht des Leistungsmoduls, die die Komponenten-Montageseite zeigt.
7 ist eine Seitenansicht des Leistungsmoduls.
8 ist eine Schnittansicht des Leistungsmoduls entlang einer Linie A-A in 7.
9 ist eine Schnittansicht eines relevanten Teils des Leistungsmoduls entlang einer Linie B-B in 6.
10 ist eine perspektivische Ansicht einer Unterbaugruppe.
11 ist eine perspektivische Ansicht einer Unterbaugruppenplatine.
12 ist eine Draufsicht der Unterbaugruppenplatine.
13 ist eine Unteransicht der Unterbaugruppenplatine.
14 ist eine Vorderansicht der Unterbaugruppenplatine, wie sie in Richtung eines Pfeils C in 12 aus gesehen wird.
15 ist eine perspektivische Ansicht eines Relais.
16 ist eine Schnittansicht der Motorsteuerungsvorrichtung in ihrer Gesamtheit.
17 ist eine schematische Ansicht des Relais, die dessen internen Aufbau veranschaulicht.
18 ist eine perspektivische Ansicht einer Unterbaugruppe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Modus (Modi) zum Ausführen der Erfindung
Das Folgende beschreibt im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine elektronische Steuerungsvorrichtung eines elektrischen Bremskraftverstärkers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines elektrischen Bremskraftverstärkers 1, der eine Motorsteuerungsvorrichtung 3 enthält, wobei die Motorsteuerungsvorrichtung 3 der elektronischen Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht. 2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Motorsteuerungsvorrichtung 3.
Der in 1 dargestellte elektrische Bremskraftverstärker 1 ist an einer Motorraumseite einer nicht dargestellten Armaturentafel montiert, wobei die Armaturentafel als eine Trennwand zwischen einem Motorraum und einem Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeugs dient, und bildet einen Verstärkermechanismus, um einen nicht dargestellten Hauptzylinder als Antwort auf ein Niederdrücken eines an einer Seite im Fahrzeuginnenraum der Armaturentafel montierten Bremspedals anzutreiben. Der elektrische Bremskraftverstärker 1 umfasst einen Elektromotor 2 und die Motorsteuerungsvorrichtung 3, wobei: der Elektromotor 2 einen nicht dargestellten Kolben des Hauptzylinders über einen Mechanismus einer Kugelumlaufspindel in einer axialen Richtung des Kolbens antreibt; und die Motorsteuerungsvorrichtung 3 das Antreiben des Elektromotors 2 auf der Basis einer Bremsbetätigung durch den Fahrer und/oder eines Fahrzustands des Fahrzeugs steuert.
Der Elektromotor 2 umfasst ein Motorgehäuse 4, ein Paar Befestigungsstege 5 und einen Controller-Montagesitz 6, wobei: das Motorgehäuse 4 aus einem metallischen Material wie etwa einer Aluminiumlegierung besteht und eine zylindrische Form hat; die Befestigungsstege 5 und der Controller-Montagesitz 6 auf einem äußeren Umfang des Motorgehäuses 4 ausgebildet sind; und der Controller-Montagesitz 6 zwischen den Befestigungsstegen 5 gelegen ist. Die Motorsteuerungsvorrichtung 3 wird auf dem Controller-Montagesitz 6 platziert und an dem Motorgehäuse 4 angebracht und fixiert, indem Controller-Montageschrauben 8 in Schraublöcher 7 der Befestigungsstege 5 gesetzt werden, wobei die Controller-Montageschrauben 8 an vier Ecken der Motorsteuerungsvorrichtung 3 vorgesehen sind. Der Controller-Montagesitz 6 hat eine im Wesentlichen rechtwinklige Wandform und enthält eine von der Wandform umgebene Öffnung 9. Durch diese Öffnung 9 werden der Elektromotor 2 und die Motorsteuerungsvorrichtung 3 miteinander elektrisch verbunden.
1 zeigt den elektrischen Bremskraftverstärker 1 in einer Lage, die im Wesentlichen die Gleiche ist, so wie er im Motorraum des Fahrzeugs montiert ist. In dieser Lage wird die Motorsteuerungsvorrichtung 3 auf eine Oberseite bzw. obere Fläche des Motorgehäuses 4 gepackt.
Wie in 2 gezeigt ist, umfasst die Motorsteuerungsvorrichtung 3 ein als Außenschale dienendes Gehäuse 11. Das Gehäuse 11 besteht aus einer Einhausung 12 und einem Deckel 15, die ein unterer Teil bzw. ein oberer Teil des Gehäuses 11 sind, wenn sie im Fahrzeug montiert sind. Die Einhausung 12 hat in einer Draufsicht eine im Wesentlichen rechtwinklige Form und umfasst eine Bodenwand 13 und eine Umfangswand 14 und umfasst eine obere Fläche bzw. Seite mit einer nach oben gewandten Öffnung. Der Deckel 15 hat in einer Draufsicht eine im Wesentlichen rechtwinklige Form und ist so aufgebaut, dass er die Öffnung der oberen Seite der Einhausung 12 umschließt. Das Gehäuse 11 fasst ein Leistungsmodul 16, das als Leiterplatte dient, und ein Steuerungsmodul 17, das aus einer anderen Leiterplatte besteht. Im Einzelnen ist das Leistungsmodul 16 näher zur Bodenwand 13 der Einhausung 12 als das Steuerungsmodul 17 gelegen, und das Steuerungsmodul 17 ist über das Leistungsmodul 16 mit einem dazwischen vorgesehenen Zwischenraum gesetzt.
Der Deckel 15 wird durch Pressformen einer Metallplatte gebildet, so dass er eine im Wesentlichen plattenartige Form aufweist, und umfasst an seinem Rand einen Flansch 21, der so konzipiert ist, dass er mit einem oberen Ende der Umfangswand 14 der Einhausung 12 verbunden wird, und baucht vom Flansch 21 in einer Richtung entgegengesetzt zur Einhausung 12 aus, um das Steuerungsmodul 17 zu fassen. Der Deckel 15 wird durch Deckel-Montageschrauben 22, die an vier Ecken des Deckels 15 vorgesehen sind, fixiert.
3 ist eine perspektivische Ansicht der Einhausung 12 allein. Die in 3 dargestellte Einhausung 12 wird gebildet, indem ein metallisches Material mit einer vergleichsweise hohen thermischen Leitfähigkeit wie etwa eine Aluminiumlegierung durch ein sogenanntes Druckgussverfahren geformt wird. Die Umfangswand 14 der Einhausung 12 hat eine im Wesentlichen rechtwinklige Form und besteht aus einer ersten Wand 14a, einer zweiten Wand 14b, einer dritten Wand 14c und einer vierten Wand 14d, wobei: die erste Wand 14a und die dritte Wand 14c in einer ersten Richtung einander zugewandt sind; und die zweite Wand 14b und die vierte Wand 14d in einer zur ersten Richtung senkrechten zweiten Richtung einander zugewandt sind. Die erste Wand 14a, die eine Seite der Einhausung 12 definiert, enthält eine Öffnung 25, die gebildet wird, indem sie im Wesentlichen U-förmig geschnitten wird, um einen externen Verbinder 24 des Leistungsmoduls 16 hindurchzulassen. Die vierte Wand 14d enthält an ihrem einen Ende ein Entlüftungsloch 27, das als kreisförmige Öffnung ausgebildet ist, in die ein Entlüftungsfilter 26 (siehe 1) von außen eingepasst wird. Die vierte Wand 14d umfasst ferner in ihrem äußeren Umfang ausgebildete Kühlrippen 28. Am oberen Ende der Umfangswand 14 ist ein Dichtungsmittel an einer Dichtungsrille 29 der Umfangswand 14 zum Abdichten zwischen der Einhausung 12 und dem Deckel 15 appliziert. Desgleichen wird an einem Umfang des externen Verbinders 24 des Leistungsmoduls 16 das Dichtungsmittel appliziert, um zwischen dem externen Verbinder 24 und der Einhausung 12 abzudichten und zwischen dem externen Verbinder 24 und dem Deckel 15 abzudichten.
Die Bodenwand 13 der Einhausung 12 enthält Leistungsmodul-Träger 31. Jeder der Leistungsmodul-Träger 31 hat eine im Wesentlichen zylindrische Form, die in Richtung des Deckels 15 vorragt, und enthält ein Schraubloch 32 an seiner Oberseite zum Montieren des Leistungsmoduls 16.
Die Bodenwand 13 enthält ferner eine Blockerhebung 34, die eine Form eines im Wesentlichen rechtwinkligen Blocks hat, der aus der Bodenwand 13 in Richtung des Deckels 15 hervorragt. Die Blockerhebung 34 ist im Wesentlichen bei einer Mitte der Einhausung 12 gelegen und bezüglich der rechtwinkligen Umfangswand 14 von der ersten Wand 14a, der zweiten Wand 14b und der dritten Wand 14c in jeweils spezifizierten Abständen entfernt und ist mit der vierten Wand 14d einteilig und durchgehend ausgebildet. Die Blockerhebung 34 enthält Schraublöcher 32 an vier Ecken einer oberen Fläche der Blockerhebung 34, um das Leistungsmodul 16 zu montieren.
Die Blockerhebung 34 enthält ferner ein Verbinder-Einsetzloch 35 in ihrem der vierten Wand 14d benachbarten Ende, wobei das Verbinder-Einsetzloch 35 als eine langgestreckte rechtwinklige Öffnung ausgebildet ist. Außerdem enthält die Bodenwand 13 zwischen der Blockerhebung 34 und der zweiten Wand 14b ein Statoranschluss-Einsetzloch 36, das als eine der Blockerhebung 34 benachbarte Öffnung ausgebildet ist. Im Einzelnen ist das Statoranschluss-Einsetzloch 36 als ein langgestreckter Schlitz entlang einer Seitenwand der Blockerhebung 34 ausgebildet, wobei die Seitenwand der zweiten Wand 14b gegenüberliegt.
4 und 5 sind perspektivische Ansichten des Leistungsmoduls 16, das als Leiterplatte dient. 6 und 7 sind eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht des Leistungsmoduls 16. 8 ist eine Schnittansicht des Leistungsmoduls 16 entlang einer Linie A-A in 7. 9 ist eine Schnittansicht eines relevanten Teils des Leistungsmoduls 16 entlang einer Linie B-B in 6. Das Leistungsmodul 16 wird gebildet, indem ein synthetisches Harzmaterial geformt wird. Wie in 4 und 5 gezeigt ist, umfasst das Leistungsmodul 16 eine plattenförmige bzw. Plattenbasis 41, einen externen Verbinder 24, der oben beschrieben wurde, einen Stator-Verbindungsanschluss 43 und einen Sensorverbinder 44, wobei: die Plattenbasis 41 eine Form einer im Wesentlichen flachen Platte aufweist, wobei viele, aus Metall bestehende Sammelschienen 40 (siehe 8 und 9) in einer Oberfläche der Plattenbasis 41 oder innerhalb der Plattenbasis 41 eingesetzt sind, um als Schaltungsverdrahtung zu dienen; der externe Verbinder 24 mit einem Ende der Plattenbasis 41 einteilig ausgebildet ist; und der Stator-Verbindungsanschluss 43 und der Sensorverbinder 44 so ausgebildet sind, dass sie in einer zur Ebene der Plattenbasis 41 senkrechten Richtung aus der Plattenbasis 41 herausragen. Der externe Verbinder 24 ist durch die Öffnung 25 der Einhausung 12, wie oben beschrieben, nach außen freigelegt und ist mit einer elektronischen Vorrichtung des Fahrzeugs für eine Übertragung einer Signalgebung und elektrischen Leistung verbunden. Der Stator-Verbindungsanschluss 43 ist im Wesentlichen bei einer Mitte der Plattenbasis 41 gelegen und erstreckt sich durch das Statoranschluss-Einsetzloch 36 der Einhausung 12, das oben beschrieben wurde. Der Sensorverbinder 44 ist an einem Seitenrand der Plattenbasis 41 gelegen und erstreckt sich durch das Verbinder-Einsetzloch 35 der Einhausung 12. Darüber hinaus sind der Stator-Verbindungsanschluss 43 und der Sensorverbinder 44 durch die Öffnung 9 des Controller-Montagesitzes 6 des Elektromotors 2 mit einem Stator bzw. einem Sensor des Elektromotors 2 verbunden.
4, 5 und 6 zeigen eine Unterseite des Leistungsmoduls 16, die der Einhausung 12 zugewandt ist. Die Unterseite des Leistungsmoduls 16 ist eine Komponenten-Montageseite, auf der viele elektronische Komponenten (hauptsächlich bezüglich eines Stromversorgungssystems) montiert sind. Die elektronischen Komponenten umfassen konkret: sechs Schaltelemente 46 (wie etwa MOSFETs), die vorgesehen sind, um eine bekannte Inverterschaltung zu bilden, um Gleichstromleistung in eine dreiphasige Wechselstromleistung umzuwandeln, wobei die Gleichstromleistung über den externen Verbinder 24 bereitgestellt wird; ein Paar erste elektrolytische Kondensatoren 47, von denen jeder eine zylindrische Form hat, die sich von der Ebene der Plattenbasis 41 aus senkrecht erstreckt; ein Paar zweite elektrolytische Kondensatoren 48, von denen jeder eine zylindrische Form hat, die sich ähnlich den ersten elektrolytischen Kondensatoren 47 von der Ebene der Plattenbasis 41 aus senkrecht erstreckt und in longitudinaler Richtung kürzer als die ersten elektrolytischen Kondensatoren 47 ist; Keramikkondensatoren 49; Nebenschlusswiderstände 50 zur Stromerfassung; ein Paar Relais 51, die als Leistungsschalter zum Schaltungsschutz dienen; und eine Normalmodus-Spule bzw. Gegentaktspule (engl. normal-mode coil) 52, die als Rauschfilter dient. Die sechs Schaltelemente 46 sind zusammen in einer Formation von Zwei mal Drei angeordnet und in einem Bereich montiert, der der Blockerhebung 34 der Einhausung 12 entspricht. Die Relais 51 sind bezüglich des Stator-Verbindungsanschlusses 43, der im Wesentlichen bei der Mitte der Plattenbasis 41 gelegen ist, dem Montagebereich der Schaltelemente 46 gegenüberliegend angeordnet. Darüber hinaus ist im Wesentlichen in Ausrichtung mit den Relais 51 ein thermisches Masseelement 54, das unten beschrieben wird, vorgesehen.
Eines des Paars Relais 51 ist ein Hauptstromversorgung-Relais 51A, das dafür konzipiert bzw. aufgebaut ist, eine Stromversorgung mit der Inverterschaltung etc. zu schließen und zu verbinden, wenn ein Hauptschalter (ein sogenannter Schlüsselschalter) des Fahrzeugs EIN wird. Das andere ist ein Reservestromversorgungs-Relais 51B, das dafür konzipiert ist, im Fall einer Störung eines Hauptstromversorgungssystems, das das Hauptstromversorgungs-Relais 51A einschließt, zu schließen und Leistung bereitzustellen. Das Hauptstromversorgungs-Relais 51A umfasst eine Eingangsseite, die mit einem Hauptstromversorgungs-Verbinderanschluss 30 (siehe 2) des externen Verbinders 24 über die Sammelschienen 40, die oben beschrieben wurden, verbunden ist. Desgleichen umfasst das Reservestromversorgungs-Relais 51B eine Eingangsseite, die mit einem nicht dargestellten Reststromversorgungs-Verbinderanschluss des externen Verbinders 24 verbunden ist. Außerdem zeigt jede der 7, 8 und 9 das Leistungsmodul 16 in Richtungen nach oben und unten ähnlich 4 und 5, zeigt nämlich das Leistungsmodul 16 in einer Lage, in der die Komponenten-Montageseite des Leistungsmoduls 16 nach oben gerichtet ist, wohingegen die Komponenten-Montageseite, wenn es im tatsächlichen Gebrauch (d.h. wenn es im Fahrzeug montiert) ist, nach unten gerichtet ist.
Wie in 2 gezeigt ist, wird das Leistungsmodul 16 mit der Einhausung 12 in der Lage zusammengebaut, in der die Komponenten-Montageseite des Leistungsmoduls 16 nach unten gerichtet ist, und wird an der Einhausung 12 fixiert, indem Schrauben 53 zur Montage des Leistungsmoduls in Schraublöcher 32 der Einhausung 12 gesteckt werden. Im Einzelnen wird ein Umfangsteil des Leistungsmoduls 16 durch die Schraublöcher 32 der zylindrischen Leistungsmodul-Träger 31 fixiert, und ein zentraler Teil des Leistungsmoduls 16 wird durch Schraublöcher 32 der Blockerhebung 34 fixiert. Die auf dem Leistungsmodul 16 montierten verschiedenen elektronischen Komponenten sind in einem zwischen dem Leistungsmodul 16 und der Einhausung 12 ausgebildeten Raum untergebracht. Die sechs Schaltelemente 46 sind nahe der oberen Fläche der Blockerhebung 34 gelegen, und Gehäuse der Schaltelemente 46 sind über ein nicht dargestelltes thermisch leitendes Blatt mit der oberen Fläche der Blockerhebung 34 verbunden.
Das Steuerungsmodul 17, welches über das Leistungsmodul 16 gesetzt ist, besteht aus einer Platine mit aufgedruckter Verdrahtung, die eine metallische Platine oder eine Harzplatine nutzt, die aus einem Harz wie etwa Glasepoxidharz besteht, und umfasst Seiten, auf denen viele, nicht dargestellte elektronische Komponenten des Steuerungssystems montiert sind. Wie in 2 gezeigt ist, enthält das Steuerungsmodul 17, das aus der Platine mit aufgedruckter Verdrahtung besteht, Durchgangslöcher 56, von denen jedes an einer Position ausgebildet ist, die einem von vielen Verbindungsanschlüssen 55 entspricht, die von einer nach oben gewandten Seite des Leistungsmoduls 16 senkrecht verlaufen. Eine Lötverbindung dieser Verbindungsanschlüsse 55 mit den Durchgangslöchern 56 richtet eine beabsichtigte elektrische Verbindung zwischen dem Steuerungsmodul 17 und dem Leistungsmodul 16 ein. Das Leistungsmodul 16 ist mit Schnapphaken 57 versehen, von denen jeder mit der nach oben gewandten Seite des Leistungsmoduls 16 einteilig ausgebildet ist und so aufgebaut ist, dass er mit einer entsprechenden von Kerben 58, die in einem Rand des Steuerungsmoduls 17 ausgebildet sind, in Eingriff gelangt und dadurch das Steuerungsmodul 17 mit einem vorbestimmten Zwischenraum, der von der Plattenbasis 41 des Leistungsmoduls 16 aus vorgesehen ist, fixiert und abstützt bzw. trägt.
Das Folgende beschreibt eine Konfiguration der Relais 51 und ihre Umgebungen konkreter.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die Relais 51 und das thermische Masseelement 54 vorher als eine sogenannte Unterbaugruppe 61 auf einer Unterbaugruppenplatine 62 montiert. Die Unterbaugruppe 61 wird auf der Plattenbasis 41 des Leistungsmoduls 16 (konkret an die Komponenten-Montageseite, die im Gebrauch nach unten gerichtet ist) montiert.
10 ist eine perspektivische Ansicht der Unterbaugruppe 61, die die Relais 51 und das thermische Masseelement 54 enthält. 11 ist eine perspektivische Ansicht der Unterbaugruppenplatine 62, bevor die Relais 51 und das thermische Masseelement 54 darauf montiert werden. 12 ist eine Draufsicht der Unterbaugruppenplatine 62. 13 ist eine Unteransicht der Unterbaugruppenplatine 62. 14 ist eine Vorderansicht der Unterbaugruppenplatine 62, wie sie in Richtung eines Pfeils C in 12 gesehen wird. Jede der 10 bis 14 zeigt sie in Richtungen nach oben und unten ähnlich den 7 bis 9, d.h. zeigt sie in einer Lage, die zu derjenigen umgekehrt ist, wenn sie im tatsächlichen Gebrauch (d.h. wenn sie im Fahrzeug montiert) ist. In der folgenden Beschreibung werden die Begriffe „nach oben“ und „nach unten“ Bezug nehmend auf die Unterbaugruppe 61 in Übereinstimmung mit ihrer in 10 bis 14 dargestellten Lage verwendet.
Die Unterbaugruppenplatine 62 wird gebildet, indem ein synthetisches Harzmaterial ähnlich dem Leistungsmodul 16 geformt wird, und enthält Sammelschienen 65, die aus Metall bestehen und durch sogenanntes Insert-Molding in eine Oberfläche der Unterbaugruppenplatine 62 oder einem Inneren der Unterbaugruppenplatine 62 eingesetzt werden, um als Schaltungsverdrahtung zu dienen. Die Sammelschiene 65 der Unterbaugruppe 61 dient als zweite Verdrahtungsleitung wie beansprucht. Wie in 11, 12 und 13 dargestellt ist, umfasst die Unterbaugruppenplatine 62: eine Bodenwand 67, die eine rechtwinklige Form aufweist und so aufgebaut ist, dass sie auf der Plattenbasis 41 des Leistungsmoduls gesetzt wird, wenn sie schließlich zusammengebaut wird; eine aufrechte Wand 68, die von einer der langen Seiten der Bodenwand 67 aus senkrecht verläuft; und eine Endwand 69, die von einer der kurzen Seiten der Bodenwand 67 aus senkrecht verläuft. Diese drei Wände bilden einen Relais-Aufnahmeraum 70. Mit anderen Worten wird der Relais-Aufnahmeraum 70 von den drei Wänden gebildet, die drei Seiten bzw. Flächen eines rechtwinkligen Prismas bilden, dessen verbleibende drei Flächen geöffnet sind. Die Unterbaugruppenplatine 62 enthält ferner einen Träger 71 für das thermische Masseelement, der dicker als die Bodenwand 67 ausgebildet ist, so dass er eine nach unten gerichtete Fläche durchgehend mit einer nach unten gerichteten Fläche der Bodenwand 67 über die Endwand 69 aufweist.
Wie in 10 dargestellt ist, werden zwei Relais 51 (das Hauptstromversorgungs-Relais 51A und das Reservestromversorgungs-Relais 51B) im Relais-Aufnahmeraum 70 mit einem kleinen Spalt dazwischen angeordnet, und das thermische Masseelement 54 wird auf dem Träger 71 für das thermische Masseelement platziert. Im Einzelnen ist das Hauptstromversorgungs-Relais 51A näher zum thermischen Masseelement 54 gelegen, und das Reservestromversorgungs-Relais 51B ist vom thermischen Masseelement 54 weiter weg gelegen.
Gemäß der ersten Ausführungsform besteht das thermische Masseelement 54 aus einem spulenförmigen Bauteil, das durch Aufwickeln eines Kupferdrahts mit einem flachen Querschnitt gebildet wird. Wie unten beschrieben wird, wird das thermische Masseelement 54 in Reihe mit einer Verdrahtungsstrecke angeordnet, die das Hauptstromversorgungs-Relais 51A mit dem Verbinderanschluss 30 der Hauptstromversorgung verbindet, um so einen Teil der Verdrahtungsstrecke zu bilden. Der Kupferdraht hat eine Oberfläche, die mit einem Isolator, wie etwa einem aus synthetischem Harz bestehenden, beschichtet ist. Für die vorliegende Erfindung wird das thermische Masseelement als ein Element definiert, das eine größere Wärmekapazität als ein Kontaktteil jedes Relais 51 aufweist und zur Erhöhung der Wärmekapazität hinzugefügt ist. Mit anderen Worten ist das thermische Masseelement als ein Element definiert, wobei hinzugefügt das Element dazu dient, eine Wärmekapazität der Verdrahtungsstrecke, die sich vom Verbinderanschluss 30 der Hauptstromversorgung zum Kontaktteil des Hauptstromversorgungs-Relais 51A erstreckt, zu erhöhen.
15 ist eine perspektivische Ansicht eines von zwei Relais 51. Jedes Relais 51 weist die gleiche grundlegende Ausgestaltung auf und umfasst eine Relaiseinhausung 91, die aus synthetischem Harz besteht und eine Form eines rechtwinkligen Prismas wie in 15 gezeigt hat. Die Relaiseinhausung 91 umfasst: eine Anschlussnasenfläche 91a, die eine Unterseite mit einer rechtwinkligen Form ist; eine obere Fläche 91b, die der Anschlussnasenfläche 91a entgegengesetzt ist; zwei Seitenflächen 91c und 91d entlang langen Seiten der Anschlussnasenfläche 91; und zwei Endflächen 91e und 91f entlang kurzen Seiten der Anschlussnasenflächen 91a. Die Relaiseinhausung 91 enthält den Kontaktteil und einen Elektromagneten, wobei der Elektromagnet dafür konzipiert ist, den Kontaktteil zu öffnen und zu schließen. Wie unten beschrieben wird, ist der Kontaktteil näher zu einem ersten longitudinalen Ende der Relaiseinhausung 91 als zu einem zweiten longitudinalen Ende der Relaiseinhausung 91, nämlich näher zur Endfläche 91e, gelegen.
Jedes Relais 51 umfasst ferner Relaisanschlüsse 93, 94, 95 und 96, d.h. ein Paar Kontaktteil-Verbindungsanschlüsse 93 und 94 und ein Paar Spulen-Verbindungsanschlüsse 95 und 96, welche aus der Anschlussnasenfläche 91a herausragen, wobei die Kontaktteil-Verbindungsanschlüsse 93 und 94 mit dem Kontaktteil innerhalb des Relais 51 verbunden sind und wobei die Spulen-Verbindungsanschlüsse 95 und 96 mit dem Elektromagneten innerhalb des Relais 51 verbunden sind. Konkret ist das Paar der Spulen-Verbindungsanschlüsse 95 und 96 in einem Teil der Anschlussnasenfläche 91a, der der Endfläche 91e näher als der Endfläche 91f ist, parallel angeordnet. Ein Kontaktteil-Verbindungsanschluss 93 ist im Wesentlichen bei einer Mitte der Anschlussnasenfläche 91a gelegen, wohingegen der andere Kontaktteil-Verbindungsanschluss 94 bei einem Teil der Anschlussnasenfläche 91a gelegen ist, der der Endfläche 91f näher als der Endfläche 91e ist. Jeder der Spulen-Verbindungsanschlüsse 95 und 96 hat eine dünne Stabform, wohingegen jeder der Kontaktteil-Verbindungsanschlüsse 93 und 94 eine Form einer breiten Platte hat, die sich parallel zu den Endflächen 91e und 91f erstreckt.
Wie in 10 deutlich dargestellt ist, wird jedes so konfigurierte Relais 51 auf der Unterbaugruppenplatine 62 so montiert, dass die Endfläche 91f mit der Bodenwand 67 der Unterbaugruppenplatine 62 in Kontakt ist, und so, dass die Anschlussnasenfläche 91a mit der aufrechten Wand 68 der Unterbaugruppenplatine 62 in Kontakt ist. Wie in 14 gezeigt ist, enthält die aufrechte Wand 68 Öffnungen 73, durch die sich die Anschlüsse 93, 94, 95 und 96 des Relais 51 erstrecken.
Wie in 11 gezeigt ist, umfasst die Unterbaugruppenplatine 62 acht Relais-Verbindungsanschlüsse 75 (75A bis 75H), von denen jeder einer entsprechenden der Öffnungen 73 benachbart ist. Jeder der Relais-Verbindungsanschlüsse 75 ist so ausgebildet, dass er in der Form dem entsprechenden der Anschlüsse 93, 94, 95 und 96 der Relais 51 entspricht und von der aufrechten Wand 68 nach außen hervorragt. Wie in 10 dargestellt ist, ist, wenn die Relais 51 auf der Unterbaugruppenplatine 62 montiert sind, jeder der Anschlüsse 93, 94, 95 und 96 der Relais 51 mit dem entsprechenden der Relais-Verbindungsanschlüsse 75 ausgerichtet und (mittels beispielsweise TIG-Schweißen) an diesen geschweißt. Die Schweißung zwischen den Anschlüssen fixiert die Relais 51 auf der Unterbaugruppenplatine 62.
Ferner enthält die Unterbaugruppenplatine 62 zwei Verbindungsanschlüsse 76 für das thermische Masseelement (76A und 76B), die von der Endwand 69 der Unterbaugruppenplatine 62 über dem Träger 71 für das thermische Masseelement ausgehen. Jeder der Verbindungsanschlüsse 76 für das thermische Masseelement ist mit einem L-förmigen Kopf ausgebildet. Diese Köpfe werden (zum Beispiel mittels TIG-Schweißen) an Drahtenden 54a bzw. 54b des spulenförmigen thermischen Masseelements 54 geschweißt. Diese Schweißung fixiert das thermische Masseelement 54 auf der Unterbaugruppenplatine 62.
Auf der anderen Seite umfasst, wie in 11, 13 und 14 dargestellt ist, die Bodenwand 67 der Unterbaugruppenplatine 62 acht Verbindungsanschlüsse 77 auf der Unterbaugruppenseite (77A bis 77H), und der Träger 71 für das thermische Masseelement umfasst vier Jumper-Verbindungsanschlüsse 78 (78A bis 78D). Jeder dieser insgesamt zwölf Anschlüsse 77 und 78 ist so ausgebildet, dass er von der nach unten gewandten Fläche der Bodenwand 67 oder von der nach unten gewandten Fläche des Trägers 71 für das thermische Masseelement senkrecht hervorragt. Wie in 8 und 9 gezeigt ist, erstreckt sich, wenn die Unterbaugruppe 61, auf der die Relais 51 und das thermische Masseelement 54 bestückt sind, auf der Plattenbasis 41 des Leistungsmoduls 16 montiert ist, jeder der Verbindungsanschlüsse 77 auf der Unterbaugruppenseite und der Jumper-Verbindungsanschlüsse 78 durch eine Öffnung (siehe beispielsweise Elemente 45 in 8 und 9), die an einer entsprechenden Position in der Plattenbasis 41 ausgebildet ist, und ist mit einem entsprechenden der Verbindungsanschlüsse auf der Leistungsmodulseite (siehe beispielsweise Elemente 40a in 8 und 9), die der Öffnung benachbart sind, ausgerichtet und (beispielsweise mittels TIG-Schweißen) daran geschweißt. Jeder der Verbindungsanschlüsse 40a auf der Leistungsmodulseite ist ein Teil der in der Plattenbasis 41 eingesetzten Sammelschiene 40 und wird gebildet, indem er geschnitten und im Wesentlichen senkrecht von der Sammelschiene 40 hochgeführt wird, die eine sich entlang der Komponenten-Montageseite der Plattenbasis 41 erstreckende Plattenform aufweist.
Alle Anschlüsse 75, 76, 77 und 78, die oben beschrieben wurden, sind dafür konfiguriert, einen Teil von in der Unterbaugruppenplatine 62 eingesetzten Sammelschienen 65 zu bilden, wobei die Sammelschienen 65 als zweite Verdrahtungsleitungen dienen. Somit wird eine elektrische Verbindung von den Sammelschienen 40, die als die Verdrahtung des Leistungsmoduls 16 dienen, zu den Relais 51 und dem thermischen Masseelement 54 auf der Unterbaugruppenplatine 62 über die Sammelschienen 65 der Unterbaugruppenplatine 62 eingerichtet.
Die Jumper-Verbindungsanschlüsse 78 (78A bis 78D) sind einfach als beide Enden eines Paars von Sammelschienen 65 (65A in 9) vorgesehen, die als Jumper dienen. Dies ermöglicht, dass die Unterbaugruppe 61 als Jumper dient.
Die acht Verbindungsanschlüsse 77 auf der Unterbaugruppenseite (77A bis 77H) sind so ausgebildet, dass sie von einer nach unten gewandten Fläche des Relais-Aufnahmeraums 70 der Unterbaugruppenplatine 62 hervorragen, und haben Positionen und Formen, welche im Wesentlichen jenen der Anschlüsse 93, 94, 95 und 96 der beiden Relais 51 äquivalent sind. Konkret haben die Verbindungsanschlüsse 77A, 77B, 77E und 77F auf der Unterbaugruppenseite Positionen und Formen, die den Spulen-Verbindungsanschlüssen 95 und 96 entsprechen, und die Verbindungsanschlüsse 77C, 77D, 77G und 77H auf der Unterbaugruppenseite haben Positionen und Formen, die den Kontaktteil-Verbindungsanschlüssen 93 und 94 entsprechen. Mit anderen Worten sind die Verbindungsanschlüsse 77 (77A bis 77H) auf der Unterbaugruppenseite in Übereinstimmung mit einer Konfiguration ausgebildet, in der die Öffnungen 45 und die Verbindungsanschlüsse 40a auf der Leistungsmodulseite des Leistungsmoduls 16 ausgebildet sind, um alternativ zu ermöglichen, dass jedes Relais 51 direkt auf der Plattenbasis 41 des Leistungsmoduls 16 in einer Lage montiert wird, in der die Anschlussnasenfläche 91a jedes Relais 51 der Komponenten-Montageseite der Plattenbasis 41 zugewandt ist.
Das Folgende beschreibt Verbindungsbeziehungen zwischen den Relais 51, dem thermischen Masseelement 54 und den Verbindungsanschlüssen 76 und 77 in der Unterbaugruppe 61, beschreibt nämlich eine Verdrahtung der Sammelschienen 65. Die Kontaktteil-Verbindungsanschlüsse 93 und 94 des Reservestromversorgungs-Relais 51B sind mit den Verbindungsanschlüssen 77C bzw. 77D auf der Unterbaugruppenseite verbunden, wobei diese Anschlüsse 77C und 77D unterhalb des Reservestromversorgungs-Relais 51B (siehe 13) gelegen sind und den Kontaktteil-Verbindungsanschlüssen entsprechen. Die Spulen-Verbindungsanschlüsse 95 und 96 des Reservestromversorgungs-Relais 51B sind mit den Verbindungsanschlüssen 77A bzw. 77B auf der Unterbaugruppenseite verbunden, wobei diese Anschlüsse 77A und 77B unterhalb des Reservestromversorgungs-Relais 51B gelegen sind und den Spulen-Verbindungsanschlüssen entsprechen. Somit sind die Sammelschienen 65 der Unterbaugruppe 61 so konfiguriert, dass, während das Reservestromversorgungs-Relais 51B, welches über die Unterbaugruppenplatine 62 am Leistungsmodul 16 montiert ist, in einer Lage getragen wird, in der die Anschlussnasenfläche 91a bezüglich der Komponenten-Montageseite des Leistungsmoduls 16 (vorzugsweise senkrecht) erhöht ist, jeder der Anschlüsse 93, 94, 95 und 96, die zur Seite herausragen, mit einem entsprechenden der vier Verbindungsanschlüsse 40a auf der Leistungsmodulseite (siehe 8) des Leistungsmoduls 16 unterhalb des Reservestromversorgungs-Relais 51B elektrisch verbunden ist.
Ähnlich sind die Spulen-Verbindungsanschlüsse 95 und 96 des Hauptstromversorgungs-Relais 51A mit den Verbindungsanschlüssen 77E bzw. 77F auf der Unterbaugruppenseite verbunden, wobei diese Anschlüsse 77E und 77F unterhalb des Hauptstromversorgungs-Relais 51A gelegen sind und den Spulen-Verbindungsanschlüssen entsprechen. Auf der anderen Seite ist einer der Kontaktteil-Verbindungsanschlüsse 93 und 94 des Hauptstromversorgungs-Relais 51A über eine Innenseite der Unterbaugruppenplatine 62 mit einem der Verbindungsanschlüsse 76A und 76B für das thermische Masseelement verbunden. Der andere der Kontaktteil-Verbindungsanschlüsse 93 und 94 des Hauptstromversorgungs-Relais 51A ist mit dem Verbindungsanschluss 77G auf der Unterbaugruppenseite verbunden, wobei dieser Anschluss 77G einer der beiden Anschlüsse unterhalb des Hauptstromversorgungs-Relais 51A ist und den Kontaktteil-Verbindungsanschlüssen entspricht. Der andere der Verbindungsanschlüsse 76A und 76B für das thermische Masseelement ist mit dem Verbindungsanschluss 77H auf der Unterbaugruppenseite verbunden, wobei dieser Anschluss 77H der andere der beiden Anschlüsse unterhalb des Hauptstromversorgungs-Relais 51A ist und den Kontaktteil-Verbindungsanschlüssen entspricht.
In einem Zustand, in dem die Unterbaugruppe 61 auf dem Leistungsmodul 16 montiert ist, ist der Verbindungsanschluss 77H auf der Unterbaugruppenseite mit dem Verbinderanschluss 30 der Hauptstromversorgung des externen Verbinders 24 über die Sammelschienen 40 des Leistungsmoduls 16 verbunden. Auf der anderen Seite ist der Verbindungsanschluss 77G auf der Unterbaugruppenseite geeignet mit den Sammelschienen 40 des Leistungsmoduls 16 verbunden und dient als Stromversorgungs-Ausgangsanschluss über das Hauptstromversorgungs-Relais 51A. Wenn der Hauptschalter (der sogenannte Schlüsselschalter) des Fahrzeugs EIN wird und das Hauptstromversorgungs-Relais 51A geschlossen hat, beginnt daher die Bereitstellung elektrischer Leistung über das spulenförmige thermische Masseelement 54.
Im Übrigen enthält, wie in 9 dargestellt ist, das Leistungsmodul 16 Relais-Haltewände 80, die so ausgebildet sind, dass sie entlang den Seitenflächen 91c und 91d der Relais 51 stehen. Die zwischen den beiden Relais 51 gelegenen Relais-Haltewände 50 erstrecken sich in den Relais-Aufnahmeraum 70 durch eine Öffnung 81 (siehe 12 und 13), die in der Bodenwand 67 der Unterbaugruppenplatine 62 rechtwinklig ausgebildet ist.
16 ist eine Schnittansicht der gesamten Motorsteuerungsvorrichtung 3, die zusammengebaut wurde. 16 zeigt die Motorsteuerungsvorrichtung 3 in den gleichen Richtungen nach oben und unten, so wie sie im Fahrzeug montiert ist, wie auch 1 und 2. Dementsprechend ist das Leistungsmodul 16 im Gehäuse 11 so enthalten, dass die die Relais 51 etc. umfassende Komponenten-Montageseite nach unten gerichtet ist. Jedes des Paars Relais 51 ist in einer umgedrehten Lage, so dass die Endfläche 91e, die außerhalb des Relais-Aufnahmeraums 70 der Unterbaugruppenplatine 62 freigelegt ist, nach unten gerichtet ist, so dass die Endfläche 91e der Bodenwand 13 der Einhausung 12, konkret einem Bereich der Bodenwand 13 zwischen dem Statoranschluss-Einsetzloch 36 und der zweiten Wand 14b zugewandt ist. Zwischen den Endflächen 91e und der Bodenwand 13 ist ein thermisches leitfähiges Blatt 83 als Wärmeleiter vorgesehen und hat eine rechtwinklige Form. Das thermische leitfähige Blatt 83 besteht aus einem Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit wie etwa gummiartigen Material oder einem Material auf Siliziumbasis und weist Flexibilität und ein Oberflächenhaftvermögen auf. Das thermisch leitfähige Blatt 83 wird zwischen den Endflächen 91e der Relais 51 und einer Innenfläche der Bodenwand 13 geringfügig komprimiert und haftet dadurch an den Endflächen 91e und der Innenfläche der Bodenwand 13. Folglich sind die Endflächen 91e der Relais 51 mit der Bodenwand 13 der Einhausung 12 thermisch verbunden.
17 ist eine schematische Ansicht eines der Relais 51, um dessen internen Aufbau mit dem Gehäuse 11 etc. zu veranschaulichen. Jedes Relais 51 enthält einen Elektromagneten 97 und einen Kontaktteil 98 innerhalb der Relaiseinhausung 91, wobei der Kontaktteil 98 so aufgebaut ist, dass er durch den Elektromagnet 97 geöffnet und geschlossen wird. Wie oben beschrieben wurde, liegt in der Relaiseinhausung 91 mit einer Form eines rechtwinkligen Prismas der Kontaktteil 98 näher zum ersten longitudinalen Ende der Relaiseinhausung 91 als zum zweiten longitudinalen Ende der Relaiseinhausung 91, nämlich näher zur Endfläche 91e, die, wenn es im Fahrzeug montiert ist, nach unten gerichtet ist.
Die Konfiguration gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform dient dazu, eine Kondenswasserbildung am Kontaktteil 98 jedes Relais 51 (besonders des Hauptstromversorgungs-Relais 51A) in einer extrem kalten Gegend effektiv zu unterdrücken bzw. zu hemmen.
Obgleich die Relaiseinhausung 91 jedes Relais 51 einen abgedichteten Aufbau aufweist, lässt die Relaiseinhausung 91 zu, dass Feuchtigkeit um sie herum nach innen durchdringt, da die Relaiseinhausung 91 aus synthetischem Harz mit einer Durchlässigkeit für Feuchtigkeit ausgebildet ist. Im Fall einer extrem kalten Gegend beispielsweise, in der bis zu 20°C unter dem Gefrierpunkt erreicht werden können, während das Fahrzeug gefahren wird (d.h. während eines Betriebs der Motorsteuerungsvorrichtung 3), liegt eine Innentemperatur des Gehäuses 11 der Motorsteuerungsvorrichtung 3 um 0°C bis 5°C, und Feuchtigkeit im Innern der Relaiseinhausung 91 ist dabei im gasförmigen Zustand. Nachdem die Fahrt des Fahrzeugs beendet wurde und die Stromversorgung der Motorsteuerungsvorrichtung 3 abgeschaltet wurde, fällt jedoch eine Temperatur des Kontaktteils 98 unter den Gefrierpunkt, wobei der Kontaktteil 98 über die metallischen Komponenten wie etwa den Verbinderanschluss (Verbinderanschluss 30 der Hauptstromversorgung) und die Sammelschienen 40 des Leistungsmoduls 16 mit der Außenseite thermisch verbunden ist, und dadurch neigt die gasförmige Feuchtigkeit im Innern der Relaiseinhausung 91 dazu, am Kontaktteil 98 zu kondensieren. Jeder der Kontaktpunkte des Kontaktteils 98 hat eine so geringe Wärmekapazität, um an seiner Oberfläche die Kondenswasserbildung leicht auftreten zu lassen. Das Auftreten einer Kondenswasserbildung auf diese Weise, während das Fahrzeug in Ruhe ist, ist unerwünscht, da eine derartige Kondenswasserbildung dazu neigt, eine Kontaktstörung am Kontaktteil 98 hervorzurufen, wenn zum Starten des Fahrzeugs das Hauptstromversorgungs-Relais 51A betätigt wird, um zu schließen
Im Hinblick auf dieses Problem wird gemäß der Konfiguration der ersten Ausführungsform das thermische Masseelement 54, das eine große Wärmekapazität hat, zwischen dem Verbinderanschluss 30 der Hauptstromversorgung und dem Hauptstromversorgungs-Relais 51A angeordnet und ermöglicht dadurch, dass die Temperatur des Kontaktteils 98 nach einem Abschalten der Stromversorgung der Motorsteuerungsvorrichtung 3 in einer extrem kalten Gegend langsamer fällt. Dass man den Temperaturabfall des Kontaktteils 98 langsamer als einen Temperaturabfall der Relaiseinhausung 91 macht, dient dazu, die gasförmige Feuchtigkeit im Innern der Relaiseinhausung 91 auf einer inneren Oberfläche der Relaiseinhausung 91 kondensieren zu lassen und dadurch eine Kondenswasserbildung am Kontaktteil 98 zu hemmen.
Insbesondere dient die Konfiguration der ersten Ausführungsform, in der die Unterbaugruppe 61 aus Relais 51 und anderen besteht, so dass die Sammelschienen 65 als zweite Verdrahtungsleitungen zwischen dem Verbinderanschluss 30 der Hauptstromversorgung und dem thermischen Masseelement 54 und zwischen dem thermischen Masseelement 54 und dem Hauptstromversorgungs-Relais 51A angeordnet sind, dazu, die Wärmeübertragungsstrecke zwischen dem Kontaktteil 98 und der Außenluft zu verlängern und dadurch weiter zu ermöglichen, dass die Temperatur des Kontaktteils 98 langsamer fällt. Wie in 4 und 5 deutlich dargestellt ist, dient außerdem die Konfiguration der ersten Ausführungsform, in der das thermische Masseelement 54 bezüglich des Hauptstromversorgungs-Relais 51A dem Verbinderanschluss 30 der Hauptstromversorgung gegenüberliegend gelegen ist, dazu, eine Verdrahtungsstrecke (einschließlich der Sammelschienen 40 und Sammelschienen 65) vom Verbinderanschluss 30 der Hauptstromversorgung zum Hauptstromversorgungs-Relais 51A über das thermische Masseelement 54 zu verlängern, d.h. die Wärmeübertragungsstrecke zwischen dem Kontaktteil 98 und der Außenluft zu verlängern. Dies bietet einen weiteren Vorteil dabei, den Temperaturabfall des Kontaktteils 98 zu hemmen. Darüber hinaus ermöglicht die Konfiguration der ersten Ausführungsform, in der das thermische Masseelement 54 spulenförmig ist, dass die elektrische Isolierungsbeschichtung zwischen benachbarten zwei Abschnitten des aufgewickelten Drahtes als Schicht zur thermischen Isolierung dient, und richtet dadurch die Wärmeübertragungsstrecke in der Länge äquivalent dem aufgewickelten Draht ein. Dies ist noch ein weiterer Vorteil.
Wie in 17 dargestellt ist, ist jedes Relais 51 in einer Lage angeordnet, in der die longitudinale Richtung der Relaiseinhausung 91 vertikal ist und der Kontaktteil 98 in einer unteren Hälfte der Relaiseinhausung 91 gelegen ist. Dies ergibt einen Vorteil bei der Feuchtigkeitsverteilung im Innern der Relaiseinhausung 91. Konkret dient die Lage, in der die longitudinale Richtung der Relaiseinhausung 91 vertikal ist, dazu, eine große Temperaturdifferenz (Differenz in der Lufttemperatur) zwischen den oberen und unteren Seiten innerhalb der Relaiseinhausung 91 während eines Betriebs einzurichten, und dient auch dazu, eine Lufttemperatur in einer Umgebung des Kontaktteils 98 innerhalb der Relaiseinhausung 91 relativ niedrig einzurichten. Dies dient dazu, einen Temperaturabfall der Luft in der Umgebung des Kontaktteils 98 zu beschleunigen, die durch Außenluft (über Luft innerhalb des Gehäuses 11, wie genau beschrieben) gekühlt wird, nachdem die Motorsteuerungsvorrichtung 3 AUS geschaltet ist, und dadurch eine Kondenswasserbildung am Kontaktteil 98 zu unterdrücken.
Darüber hinaus ist gemäß der ersten Ausführungsform die Endfläche 91e der Relaiseinhausung 91 durch das thermisch leitfähige Blatt 83 mit der Einhausung 12 thermisch verbunden, wobei die Einhausung 12 aus Metall besteht und der Außenluft ausgesetzt ist. Dies dient dazu, einen Abfall der Temperatur der Endfläche 91e zu beschleunigen und die gasförmige Feuchtigkeit im Innern der Relaiseinhausung 91 auf einer inneren Oberfläche der Endfläche 91e kondensieren zu lassen, und dient dadurch auch dazu, den Abfall der Lufttemperatur der Umgebung des Kontaktteils 98 zu beschleunigen.
Gemäß der ersten Ausführungsform ist, wie oben beschrieben, die Plattenbasis 41 selbst des Leistungsmoduls 16 so aufgebaut, um das Paar Relais 51 darauf direkt montieren zu können, wird aber verwendet, um über die Unterbaugruppe 61 darauf das thermische Masseelement 54 zu montieren. Dementsprechend ermöglicht dies eine gemeinsame Nutzung von Komponenten zwischen einem Leistungsmodul 16, das ohne thermisches Masseelement 54 konfiguriert ist, und einem mit dem thermischen Masseelement 54 konfigurierten Leistungsmodul 16 für extrem kalte Gegenden.
18 zeigt eine zweite Ausführungsform, in der ein thermisches Masseelement 154 so ausgebildet ist, dass es eine rechtwinklige Block- bzw. Quaderform hat, und auf einer Unterbaugruppenplatine 62 als eine Komponente der Unterbaugruppe 61 montiert ist. Das thermische Masseelement 154 der zweiten Ausführungsform ist aus einem leitfähigen Metall wie etwa Kupfer in die Blockform ausgestaltet und umfasst zwei Laschen 154a und 154b, von denen jede so ausgebildet ist, dass sie aus einer Oberfläche des thermischen Masseelements 154 herausragt. Das thermische Masseelement 154 ist auf einem Träger 71 für ein thermisches Masseelement der Unterbaugruppenplatine 62 gelegen, und die Laschen 154a und 154b sind (z.B. mittels TIG-Schweißen) an Verbindungsanschlüsse 76A bzw. 76B für das thermische Masseelement geschweißt, die von der Endwand 69 der Unterbaugruppenplatine 62 ausgehen. Dieses Schweißen dient dazu, das thermische Masseelement 154 an der Unterbaugruppenplatine 62 zu fixieren. Während das spulenförmige thermische Masseelement 54 der ersten Ausführungsform, das oben beschrieben wurde, als eine Art Spule in der Verdrahtungsstrecke dient und eine Gegenmaßnahme erfordert, um eine Beeinflussung verschiedener Charakteristiken zu vermeiden, verursacht das blockförmige thermische Masseelement 154 der zweiten Ausführungsform keinen solchen Effekt wie eine Spule und weist in diesem Punkt einen Vorteil auf. Das thermische Masseelement 154 weist auch vorzugsweise eine mit einem Isolator beschichtete Oberfläche auf.
Das thermische Masseelement ist nicht auf das thermische Masseelement 54, noch das thermische Masseelement 154 gemäß den obigen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann in verschiedenen Modi ausgeführt sein.
Die vorliegende Erfindung kann nicht nur auf die Motorsteuerungsvorrichtung 3 für den elektrischen Bremskraftverstärker gemäß den obigen Ausführungsformen, sondern auch auf verschiedene elektronische Steuerungsvorrichtungen angewendet werden.
Eine elektronische Steuerungsvorrichtung gemäß den obigen Ausführungsformen kann wie folgt beispielhaft dargestellt werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die elektronische Steuerungsvorrichtung: ein Relais, das eine Relaiseinhausung und einen Elektromagneten und einen Kontaktteil umfasst, wobei die Relaiseinhausung aufgebaut ist, um den Elektromagneten und den Kontaktteil zu fassen, und wobei der Kontaktteil aufgebaut ist, um durch Einwirkung des Elektromagneten geöffnet und geschlossen zu werden; einen Verbinderanschluss, der mit dem Relais elektrisch verbunden ist; eine Leiterplatte, die aufgebaut ist, um das Relais und den Verbinderanschluss darauf zu montieren; eine Außenschale, die aufgebaut ist, um die Leiterplatte so zu fassen, dass der Verbinderanschluss außerhalb der Außenschale freigelegt ist; und ein thermisches Masseelement, das in einer Verdrahtungsstrecke zwischen dem Relais und dem Verbinderanschluss angeordnet ist.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Relais ferner als eine Fläche der Relaiseinhausung eine Anschlussnasenfläche, von der ein Anschluss des Relais nach außen vorragt. Das Relais wird in einer Lage getragen, in der die Anschlussnasenfläche bezüglich einer Komponenten-Montageseite der Leiterplatte erhöht ist. Der Anschluss des Relais ist über eine zweite Verdrahtungsleitung mit einer Verdrahtungsleitung der Leiterplatte elektrisch verbunden, wobei die zweite Verdrahtungsleitung aus der Komponenten-Montageseite der Leiterplatte herausgeführt ist.
Ferner enthält die elektronische Steuerungsvorrichtung vorzugsweise eine Unterbaugruppenplatine, die die zweite Verdrahtungsleitung enthält, wobei die Unterbaugruppenplatine dafür aufgebaut ist, das Relais und das thermische Masseelement darauf zu montieren und auf der Leiterplatte montiert zu werden.
Weiterhin hat die Relaiseinhausung vorzugsweise eine Form eines rechtwinkligen Prismas, und der Kontaktteil des Relais liegt näher zu einem ersten longitudinalen Ende der Relaiseinhausung als zu einem zweiten longitudinalen Ende der Relaiseinhausung. Das Relais wird von der Leiterplatte in der Lage getragen, so dass der Kontaktteil in einer unteren Hälfte der Relaiseinhausung, wenn es in Gebrauch ist, liegt.
Gemäß einem anderen bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält die elektronische Steuerungsvorrichtung ferner einen thermischen Leiter, der zwischen einem inneren Umfang der Außenschale und einer Fläche der Relaiseinhausung, die dem Innenumfang der Außenschale zugewandt ist, angeordnet ist.
Gemäß noch einem anderen bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung bildet das thermische Masseelement einen Teil der Verdrahtungsstrecke zwischen dem Relais und dem Verbinderanschluss und hat eine mit einem Isolator beschichtete Oberfläche.
Ferner besteht das thermische Masseelement vorzugsweise aus einem durch Aufwickeln eines Kupferdrahts gebildeten spulenförmigen Bauteil.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009283255 A [0004]
JP 2014079093 A [0004]

Claims

Elektronische Steuerungsvorrichtung, umfassend: ein Relais, das eine Relaiseinhausung und einen Elektromagneten und einen Kontaktteil umfasst, wobei die Relaiseinhausung aufgebaut ist, um den Elektromagneten und den Kontaktteil zu fassen, und wobei der Kontaktteil aufgebaut ist, um durch Einwirkung des Elektromagneten geöffnet und geschlossen zu werden; einen Verbinderanschluss, der mit dem Relais elektrisch verbunden ist; eine Leiterplatte, die aufgebaut ist, um das Relais und den Verbinderanschluss darauf zu montieren; eine Außenschale, die aufgebaut ist, um die Leiterplatte so zu fassen, dass der Verbinderanschluss außerhalb der Außenschale freigelegt ist; und ein thermisches Masseelement, das in einer Verdrahtungsstrecke zwischen dem Relais und dem Verbinderanschluss angeordnet ist.
Elektronische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: das Relais ferner als eine Fläche der Relaiseinhausung eine Anschlussnasenfläche umfasst, von der ein Anschluss des Relais nach außen vorragt; das Relais in einer Lage getragen wird, in der die Anschlussnasenfläche bezüglich einer Komponenten-Montageseite der Leiterplatte erhöht ist und der Anschluss des Relais mit einer Verdrahtungsleitung der Leiterplatte über eine zweite Verdrahtungsleitung elektrisch verbunden ist, wobei die zweite Verdrahtungsleitung aus der Komponenten-Montageseite der Leiterplatte herausgeführt ist.
Elektronische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, ferner umfassend: eine Unterbaugruppenplatine, die die zweite Verdrahtungsleitung enthält, wobei die Unterbaugruppenplatine dafür aufgebaut ist, das Relais und das thermische Masseelement darauf zu montieren und auf der Leiterplatte montiert zu werden.
Elektronische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei: die Relaiseinhausung eine Form eines rechtwinkligen Prismas hat; der Kontaktteil des Relais näher zu einem ersten longitudinalen Ende der Relaiseinhausung als zu einem zweiten longitudinalen Ende der Relaiseinhausung gelegen ist; und das Relais von der Leiterplatte in der Lage getragen wird, so dass der Kontaktteil in einer unteren Hälfte der Relaiseinhausung, wenn es in Gebrauch ist, liegt.
Elektronische Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend einen thermischen Leiter, der zwischen einem inneren Umfang der Außenschale und einer Fläche der Relaiseinhausung, die dem inneren Umfang der Außenschale zugewandt ist, angeordnet ist.
Elektronische Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: das thermische Masseelement einen Teil der Verdrahtungsstrecke zwischen dem Relais und dem Verbinderanschluss bildet; und das thermische Masseelement eine mit einem Isolator beschichtete Oberfläche aufweist.
Elektronische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei das thermische Masseelement aus einem durch Aufwickeln eines Kupferdrahts gebildeten spulenförmigen Bauteil besteht.