DE4117179C2 - Elektronisches Steuergerät zum Einbau im Motorraum eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Steuergerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Steuergeräte sind bekannt, bspw. als Elektronische Zündungs-Steuergeräte (DE: "Autoelektrik - Autoelektronik am Ottomotor/Bosch", VDI-Verlag GmbH, Düsseldorf, 1987, insb. S. 125).

Für die Steuerung und Regelung diverser Funktionen in Kraft­ fahrzeugen werden elektronische Steuergeräte in Metall- oder Kunststoffgehäusen an geeigneten Stellen in der Kraftfahrzeug­ karosserie montiert.

Je nach Einbauort bestehen unterschiedliche Beanspruchungen und daraus resultierende Anforderungen zum Schutz der elektroni­ schen Schaltungen und Bauteile eines Steuergerätes im Hinblick auf die jeweiligen Umgebungsbedingungen.

Im Fahrzeuginnenraum sind diese Beanspruchungen oftmals gerin­ ger als z. B. im Motorraum oder angrenzenden sogenannten Aggregateräumen.

Durch die zunehmende Zahl elektronischer Steuergeräte entsteht jedoch die Notwendigkeit, insbesondere elektronische Motorsteuergeräte im Motorraum oder in der Nähe anzuordnen, wo erhebliche Temperaturbeanspruchungen sowie spezifisch Öl, Kraftstoff, Wasser, Schmutz usw. auf diese Gehäuse und die elektronischen Kontaktierungen einwirken.

Die Gehäuse der elektronischen Steuergeräte sind daher aus Stahl, Aluminiumblech oder Druckguß gefertigt und mit dichten Steckverbindungen versehen.

Ein wesentlicher Nachteil dieser metallischen Gehäuse besteht darin, daß eine Aufheizung durch die umgebende warme Luft im Motorraum erfolgt, die je nach Betriebszustand des Fahrzeugmo­ tors oder anderer Aggregate erheblich groß sein kann und die elektronischen Bauteile eines Steuergerätes zusätzlich zu der Eigenerwärmung aufheizt und so die Lebensdauer erheblich redu­ zieren kann.

Steuergeräte mit hoher Eigenerwärmung werden daher über spezi­ fische Halterungen mit kühleren Teilen der Fahrzeugkarosserie verbunden oder durch Gebläse gezielt gekühlt. Dies bedingt ei­ nen zusätzlichen Aufwand und ist kostensteigernd.

Um insbesondere Steuergeräte für Motorfunktionen in der Nähe des Motors, z. B. auf dem Fahrzeugradlauf, wirtschaftlich mon­ tieren zu können, wird eine Gehäusekonstruktion 20 (siehe Fig. 2 der Zeichnung) gewählt, welche aus einer metallischen Anbau­ grundplatte 21 zur Ableitung der Wärme von auf ihr in Leiter­ platten- oder Hybridtechnik angeordneten elektrischen Bautei­ len 22 an die Karosserie sowie einem auf der Anbaugrundplatte 21 angeordneten und diese abdeckenden Kunststoffanschlußgehäu­ se 23, 23.1 besteht, dessen elektrischen Anschlüsse 24, 25 mit den elektrischen Bauteilen 22 verbunden sind. Ferner kann noch ein pneumatischer Anschluß 26 vorgesehen sein, welcher mit ei­ nem Drucksensor des Steuergerätes verbunden ist, welcher wieder­ um mittels einer separaten Kunststoffkappe 23.1. des somit zwei­ teiligen Anschlußgehäuses 23 abgedeckt ist. Ersichtlich sind die Anschlüsse 24, 25, 26 mit korrespondierenden Anschlußteilen 24′, 25′, 26′ als dichte Steckverbindungen ausgeführt. Mit einer der­ artigen Gehäusekonstruktion eines Steuergerätes erfolgt eine gu­ te Wärmekopplung zu Karosserieteilen niederer Temperatur, und die Eigenerwärmung der elektronischen Bauteile wird durch gute Ankopplung so weit als möglich reduziert. Durch die Kunst­ stoffabdeckung der Oberseite wird die Wärmeeinstrahlung auf die elektrischen Bauteile im Vergleich zu Metallabdeckungen eben­ falls reduziert.

Ein gattungsgemäßes elektronisches Steuergerät ist des weiteren aus der DE 39 36 906 A1 bekannt.

Darüber hinaus ist es grundsätzlich bekannt, über elektrischen bzw. elektronischen Bauteilen von Steuereinheiten/Steuergeräten eine Haube anzubringen, welche die Funktion einer Abdeckung oder Abschirmung erfüllen kann (DE 37 12 243 A1; US 4 763 224).

Ferner ist es bekannt, elektronische Bauteile gegenüber ihrer Wärmeerzeugenden Umgebung durch Kunststoffelemente zur Wärmeent­ kopplung zu schützen (DE-GM 18 52 059; US 3 071 736).

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Steuergerät so weiterzubilden, daß es auch unter noch aggressiven Bedingungen im Motorraum eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Steuergerät mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst, wobei die Merkmale der Unteransprüche vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen kennzeichnen.

Hiermit wird nicht nur eine noch bessere Wärmeentkopplung bei hohen Umgebungstemperaturen und insbesondere bei direkter Wärme­ einstrahlung auf die Oberseite der Steuergeräte in der Nähe von heißen Motorteilen erreicht, sondern auch noch die elektrische Sicherheit erhöht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung in Fig. 1 dargestellt, während Fig. 2 schematisch ein Steuergerät nach dem stand der Technik zeigt.

Gemäß Fig. 1 weist das elektronische Steuergerät 1 eine metalli­ sche Anbaugrundplatte 2 zur Ableitung der Wärme von auf ihr in Leiterplatten- oder Hybridtechnik angeordneten elektrischen Bauteilen 3 auf. Auf diese wiederum ist ein aus Kunststoff be­ stehendes Anschlußgehäuse 4 aufgesetzt, welches einen als Dose ausgebildeten elektrischen Anschluß 4.1, welcher mit einem als Winkelstecker ausgebildeten Anschlußteil 4.1.1 dicht steckver­ bindbar ist, einen als domförmige Dose ausgebildeten elek­ trischen Anschluß 4.2, welcher mit einem als Winkelbuchsenstecker ausgebildeten Anschlußteil 4.2.1 dicht steckverbindbar ist und einen als Stift ausgebildeten pneumatischen Anschluß 4.3, welcher mit einem Anschlußteil 4.3.1 verbindbar ist, auf­ weist, wobei der Anschluß 4.3 in eine separate Kunststoffkappe 4.0 des somit zweiteiligen Anschlußgehäuses 4 integriert ist, welche einen Drucksensor abdeckt. Ersichtlich ist zur weiteren Wärmeentkopplung des Steuergerätes die vorstehend beschriebene Einheit von einer zusätzlichen Kunststoffabschirmhaube 5 mit einem definierten Abstand gegenüber dem Anschlußgehäuse 4 dich­ tend abgedrückt und zwar so, daß dazwischen Lufträume 6 gebildet sind, wobei zum Luftaustausch und Druckausgleich mehrere laby­ rinthartige Öffnungen 5.1 in der Abschirmhaube 5 vorgesehen sind.

Im Bereich des Anschlusses 4.1 dienen Wandungsteile 5.2 der Ab­ schirmhaube 5 nicht nur als weitere Dichtfläche 7.1 gegenüber dem Anschluß 4.1, sondern auch als Dichtfläche 7.2 gegenüber dem Anschlußteil 4.1.1. Ebenso dienen im Bereich des Anschlusses 4.2 Wandungsteile 5.3 der Abschirmhaube 5 nicht nur als weitere Dichtfläche 7.3 gegenüber dem Anschluß 4.2, sondern auch als Dichtfläche 7.4 gegenüber dem Anschlußteil 4.2.1. Wird die Kunststoffkappe 4.0, die auch mit dem Anschlußgehäuse 4 ein­ teilig verbunden sein kann, ohne eigenes Deckelteil ausgebil­ det, so übernimmt die Abschirmhaube 5 die Abdeckfunktion. Zu diesem Zweck greifen rahmenartige Stege 5.4 dichtend in den Schacht der Kunststoffkappe 4.0 ein, welche zusammen mit der Abschirmhaube 5 dann einen Deckel für die Öffnung 4.0.1 der Kunststoffkappe 4.0 des Anschlußgehäuses 4 bilden. Zur Her­ stellung einer Verbindung zwischen dem Anschluß 4.3 und dein Anschlußteil 4.3.1 greift hierbei ein den Anschluß 4.3′ tra­ gender Rahmen 5.5 der Abschirmhaube 5 in eine Aufnahme 4.3.0 des Anschlusses 4.3 dichtend ein, wodurch der Anschluß 4.3 des Anschlußgehäuses zu einem außenliegenden Anschluß 4.3′ in der Abschirmhaube verlängert wird. Auch im Bereich des Anschlusses 4.3′ dienen Wandungsteile 5.6 der Abschirmhaube 5 als weitere Dichtflächen 7.5 gegenüber dem Anschlußteil 4.3.1.

Ferner kann in der Abschirmhaube 5 noch eine spezifische Öff­ nung 5.7 für einen darunterliegenden Kontroll- und Program­ mieranschluß 8 für die Elektronik des Steuergerätes vorgesehen sein, welcher gegen Berührung und Verschmutzung mit einer in die Öffnung 5.7 eingeklipsten und diese verschließenden Ab­ deckkappe 9 geschützt wird.

Claims (4)

1. Elektronisches Steuergerät (1) zum Einbau im Motorraum ei­ nes Kraftfahrzeuges, mit einer metallischen Anbaugrundplatte (2) zur Ableitung der Wärme von elektrischen Bauteilen (3) des Steuergerätes, mit einem auf der Anbaugrundplatte angeordneten, aus Kunststoff bestehenden, ein- oder mehrteiligen Anschlußge­ häuse (4), dessen Anschlüsse (4.1, 4.2, 4.3) für dichte Steck­ verbindungen mit Anschlußteilen (4.1.1, 4.2.1, 4.3.1) ausge­ führt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur weiteren Wärmeentkopplung das Steuergerät (1) von einer zusätzlichen Kunststoffabschirmhaube (5) unter Bildung eines Luftraumes (6) mit einem definierten Abstand gegenüber dem An­ schlußgehäuse (4, 4.0) abgedeckt ist, durch welche die An­ schlüsse (4.1; 4.2; 4.3, 4.3′) nach außen geführt und von wel­ cher weitere Dichtflächen (7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5) für die Steckverbindungen (4.1-4.1.1; 4.2-4.2.1; 4.3, 4.3′-4.3.1) gebildet sind.

2. Elektronisches Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffabschirmhaube (5) zum Luftaustausch und Druckausgleich in dem Luftraum (6) mit labyrinthartigen Öff­ nungen (5.1) versehen ist.

3. Elektronisches Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffabschirmhaube (5) innenseitig mit rahmenar­ igen Stehen (5.4) zur Bildung eines Deckels für eine Öffnung (4.0.1) im Anschlußgehäuse (4) versehen ist.

4. Elektronisches Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffabschirmhaube (5) mit mindestens einer von einer Abdeckkappe (9) verschlossenen spezifischen Öffnung (5.7) versehen ist, für die Zugänglichkeit von einem unter der Kunststoffabschirmhaube (5) angeordneten Kontroll- und Pro­ grammieranschluß (8).