EP1883564A1 - Elektronische regeleinheit mit kühlung durch ventilblock - Google Patents

Elektronische regeleinheit mit kühlung durch ventilblock

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Publication number
EP1883564A1
EP1883564A1 EP06777221A EP06777221A EP1883564A1 EP 1883564 A1 EP1883564 A1 EP 1883564A1 EP 06777221 A EP06777221 A EP 06777221A EP 06777221 A EP06777221 A EP 06777221A EP 1883564 A1 EP1883564 A1 EP 1883564A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control board
valve block
control device
electronic
housing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06777221A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Axel Hinz
Günther VOGEL
Uwe Greiff
René LENZ
Christoph KÖHLER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Teves AG and Co OHG
Original Assignee
Continental Teves AG and Co OHG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Teves AG and Co OHG filed Critical Continental Teves AG and Co OHG
Publication of EP1883564A1 publication Critical patent/EP1883564A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/36—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition including a pilot valve responding to an electromagnetic force
    • B60T8/3615—Electromagnetic valves specially adapted for anti-lock brake and traction control systems
    • B60T8/3675—Electromagnetic valves specially adapted for anti-lock brake and traction control systems integrated in modulator units
    • B60T8/368—Electromagnetic valves specially adapted for anti-lock brake and traction control systems integrated in modulator units combined with other mechanical components, e.g. pump units, master cylinders
    • H—ELECTRICITY
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    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K2201/1003—Non-printed inductor
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    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/325—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by abutting or pinching, i.e. without alloying process; mechanical auxiliary parts therefor

Definitions

  • the invention is in the field of hydraulic / electronic control units for an electronic brake control system.
  • a hydraulic / electronic control unit today's ABS / ASR / ESP systems consists of a central hydraulic block (with valves and an integrated pump and with an attached to the hydraulic block electric motor) and an electronic control device with a control electronics contained therein on a control board.
  • the mentioned control units are known and have been described, for example, in the following German patent applications: 19500350, 1961297, 10355910 (P7787 P8601, P10719). Such control devices are required in large numbers and there is therefore a need to simplify their structure.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a simply constructed electronic control device and a cost-saving constructed electronic control unit to which the control device and the hydraulic block belong.
  • the object is achieved by the resulting from the characterizing part of claim 1 feature combination.
  • the invention is in terms of the control device in the core to keep the control board on one side flat and continuously isolated. This results in a whole series of advantageous possibilities for the use of the control board, as will be explained below.
  • control board it is possible to connect the control board to the housing of the electronic control device in such a way that it at the same time essentially forms an outside of the housing of the control device.
  • This allows the housing of the control device to be made lumpy, this housing is closed on one side by the control board.
  • the object is achieved by the combination of features according to claim 3.
  • the invention with respect to the control unit is that the conclusion of the control device forming the first side of the control board abuts the adjacent surface of the hydraulic block and thus simultaneously the hydraulic block for cooling the heat generated on the control board can be exploited.
  • This possibility is very important due to the growing integration of electronic components on the control board and the consequent strong local heat build-up.
  • the control board does not have to rest directly on the corresponding surface of the hydraulic block. It is also possible to provide an intermediate layer, for example in the form of a film, which, although electrically insulated, has good thermal conductivity.
  • the first side of the control board may be provided with tracks.
  • the circuits on the control board are used to control the valves in the hydraulic block, a possibility must be created to control the integrated in the hydraulic block electrically operating valves with the corresponding electrical signals within the scope of the invention.
  • the application of the features of claim 4. in principle, this means that the first side of the control board has islands, which are excluded from the continuous isolation of this layer and carry the electrically conductive contact surfaces. If contact surfaces, for example, to compensate for positional tolerances of the board, are made particularly large, it may be useful to provide next to the valves in the block in the area of the contact surfaces recesses.
  • This possibility can also be provided with respect to anchored in the control board of the control device electrical plug contacts that protrude beyond the plane of the first side of the control board in the direction of hydraulic block and could be short-circuited by this.
  • the invention is also suitable for a control device in which the coils of the valves actuating the magnets are arranged sunk in the valve block.
  • This embodiment is not the subject of the present invention and will be described in more detail in a parallel application. Since the first side of the control board should rest as possible on the associated surface of the hydraulic block, there is the difficulty that thereby the position of the control board is fixed relative to the hydraulic block. At the same time, however, care must be taken that there is a lasting good electrical connection via the contact surfaces to the coils of the valves. To remedy this situation, the combination of features according to claims 5 and 6 is recommended in development of the invention.
  • the (in principle possible, the e- lektharide connection interrupting air gaps bridging) elastic contact means ensure an electrical connection under all circumstances.
  • Another possibility may be to connect the coils with the control board via known per se contact blades.
  • the contact blades engage in the joining of control device and hydraulic block in corresponding contact openings, whereby a good and permanent electrical contact is ensured by the material abrasion caused by the joining.
  • the contact means are preferably first produced by casting in so-called preforming dies. - A -
  • the preform rings are cast with the first control board or the housings of the valves.
  • the contact means may be, for example, coil springs (FIG. 4) or spring arms (FIG. 5) which are fastened to the control board and / or to the coil body or the valve block.
  • FIG. 1 shows a hydraulic / electronic control unit for a controlled braking system in perspective view
  • FIG. 2 shows an enlarged detail of the hydraulic / electronic control unit according to FIG. 1 in a cut-away and cutaway view with a possible first type of connection between the coils and the control board,
  • FIG. 3 shows, in a partially sectioned illustration, the hydraulic / electronic control unit according to FIG. 1 with a possible second type of connection between the coils and the control board, Figure 4 in an enlarged scale perspective view of the contact means of Figure 2 and
  • FIG. 5 shows the second type of connection according to FIG. 3 in an enlarged and partially sectional view.
  • an electronic control device 1 (hereinafter also often referred to as ECU) and a connection (2) from a valve block with a flanged motor is shown, which is often referred to HCU below.
  • the HCU 2 consists of a valve block 6 and a flanged to this electric motor 18.
  • the ECU 1 is composed essentially of a housing 25 and an electronic board 4 together, which is often referred to in the following control board 4.
  • the housing 25 is open in Figure 1 down and is closed by the control board 4.
  • the control board 4 is based on corresponding approaches of the housing 25 at this.
  • the housing 25 At its circumferential side wall, the housing 25 has in its serving as a support surface 5 end face a groove into which a seal 11 is inserted.
  • the housing and the control board 4 terminate approximately in one plane and that the control board 4 is substantially smooth and level except for possible justified exceptions.
  • the control board simultaneously forms a termination for the housing 25, whereby encapsulated on the control board and not shown in the illustration electronic components and thus before Environmental influences are largely protected.
  • a motor 18 is flanged, which drives a not shown in the drawing pump in the valve block.
  • valve block 6 is made of aluminum and aluminum is a very good conductor of heat, one obtains the advantage that the heat caused by the electronic components on the control board 4 can be easily dissipated via the valve block 6. This is because of the increasingly dense packing of the control board with electronic components a significant advantage, so that in this way the control board can be kept relatively small.
  • valves 3 in the valve block 6 must be electrically controlled by the electrical components of the control board 4. This is to be considered in the embodiment of the lower surface 28 of the control board 4.
  • a first possible type of connection is shown in FIG. 2 and FIG. 4.
  • Small contact surfaces 7 are provided on the lower surface 28, which are connected to corresponding components on the control board 4 by means of through-contacting. First, it must be ensured that these contact surfaces 7 can not come into contact with the upper surface 27 of the valve block 6.
  • the respective valve receiving bore 30 must therefore be sufficiently large in diameter.
  • valves 3 In order to additionally ensure that the valves 3 in any case have contact with the contact surfaces 7, regardless of how large the exact distance of the valves relative to the upper surface 27 of the valve block 6, there is the contact via wire springs 21, located at the valves. 3 or their coils 20 are supported and electrically connected to the coils 20 of the valves 3.
  • the construction of the valves is not the subject of the present invention. It is only essential that the coils are provided with elastic contact means which are able to different distances between coils and contact surfaces 7 to bridge. In this case, two wire springs 21 are provided for each coil, which are connected to the two ends of the coils 20. But it is also conceivable to make do with a single contact and to lead the otherwise necessary second contact on the aluminum block as a mass.
  • the wire spring 21 is introduced into a pre-injection molding 40, which has a chamber 35 in which the wire spring 21 is inserted.
  • the pre-molded part is cast with the housing 41 of the coil (see also FIG. 4).
  • Another way of contacting can be to choose a cutting-plug connection for the electrical connection between the control board and the coils 20, wherein, for example, the valves 3 may be provided with plug-in post, then the cutting connection of the control board is plugged , It is essential, however, that it should be a detachable, electrically conductive connection, since, as mentioned above, the housing 25 should be interchangeable with the control board as a unit.
  • connection between the coils 20 and the control board 4 is given by applying analogously the connection concept described below between motor 18 and control device 1.
  • the coils 20 and their housing are provided with contact pins 36 which protrude through the control board 4 and abut contact springs 37 which are mounted on the control board 4. In order to prevent bending of the pins and the retaining arms of the contact springs, these are supported on projections on the inside of the housing.
  • a motor plug 16 provides an electrical connection between the control board 4 and the motor 18 shown in FIG. 1, the motor plug 16 protruding through the hydraulic block 6.
  • Subject of this EM is a novel ECU concept and the associated novel electrical connection of the valves 3 and the motor 18 to the board 4 contained in the ECU 1.
  • Fig. 1 shows a view of the new ECU 1, with the associated HCU 2.
  • the valves 3 At the bottom of the ECU, directed towards the valves 3, you will not find usual shaft-like formations in which plug valve coils, but only the surface of the in the The circuit board surface is flush with the circumferential bearing surface 5 of the ECU on the hydraulic block 6. Thus, the board is on the hydraulic block 6, which ensures a good dissipation of the heat generated in the electronics.
  • the plastic housing of the ECU Due to the simpler structure of the ECU 1, it is possible to manufacture the plastic housing of the ECU in one piece. It is not necessary to place a lid on the ECU 1 after the insertion of the board 4 and to weld or otherwise seal.
  • the sealing of the HCU 2 is carried out by a circumferential seal 11, against the valve block 6, which can be sprayed directly onto the housing 25 or inserted into a circumferential groove.
  • Fig. 2 and Fig. 3 show various types of contact, which are usefully used in this ECU concept.
  • the contacts 9 of the central plug 8 are connected to press-in contacts with the circuit board 4.
  • the motor 18 ( Figure 1) is powered via a female-to-male connection 13.
  • the socket 14 is in the board or soldered on it. It is mechanically guided by a double shaft 15, in which it slides in during assembly.
  • the motor connector 16 may be included directly in the engine (not shown here), or it may be designed as a direction independent to be installed part that is both the board side, as well as on the motor side in a socket.
  • the valves 3 are connected, for example, with a spring contact 21 with contact surfaces 7 on the board 4.
  • Fig. 3 shows, inter alia, a part of a valve 3 in longitudinal section.
  • valve spool 20 is incorporated within the valve, but outside the area filled with brake fluid (and not as previously included in the ECU 1). Since the ECU including its board 4 is to be a replacement part, there is a detachable and installation-friendly connection between the ECU 1 and the valve 3. Because the structure of the ECU has been simplified and therefore the board 4 rests directly on the hydraulic block itself a spatially very compact connection technology.
  • a conical wire spring 21 It is embedded in a box-shaped plastic part 22, wherein the plastic part 22 is a pre-injection moldings.
  • the foot of the spring passes through the bottom of the plastic part to the actual coil 20, which is coated with plastic after its completion.
  • the plastic boxes 22 is carried out together with the spring as a pre-molded part for producing the coil. After contacting the coil wire with the foot of the wire spring, the pre-molded part is encapsulated together with the coil with plastic. The spliced together and electrically connected parts then form an easy-to-handle unit.
  • the wire spring 21 presses against the contact surface 7 on the underside 28 of the control board 4.
  • the contact surface 7 is connected by a plated through hole 24, corresponding to the respective board technology with the various board levels and the components.
  • the wire spring 21 provides an electrical contact that is not interrupted by vibrations. It also compensates for thermal distortions of the board 4 and the ECU housing 25 and their manufacturing tolerances.

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Abstract

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der hydraulisch/elektronischen Regeleinheiten (1, 2) für ein elektronisches Brems-Regelsystem. Eine hydraulisch/elektronische Regeleinheit heutiger ABS/ASR/ESP- Anlagen besteht im wesentlichen aus einem zentralen Hydraulikblock (6) und einer elektronischen Regeleinrichtung (1) mit einer darin enthaltenen Steuerelektronik auf einer Steuerplatine (4) . Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine einfach aufgebaute elektronische Regeleinrichtung (1) sowie eine kostensparend aufgebaute elektronische Regeleinheit (1, 2) anzugeben. Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht im Kern darin, dass die Steuerplatine (4) derart aufgebaut ist, dass sie auf zumindest einer ersten Seite (28) nach außen durchgehend elektrisch isoliert ist und eine im wesentlichen ebene Oberfläche aufweist. Dadurch ist es möglich den Hydraulikblock (6) zur Kühlung der Steuerplatine (4) zu verwenden. Vorteilhafte Weiterbildungen Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Description

Elektronische Regeleinheit mit Kühlung durch Ventilblock
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der hydraulisch/elektronischen Regeleinheiten für ein elektronisches Brems-Regelsystem. Eine hydraulisch/elektronische Regeleinheit heutiger ABS/ASR/ESP-Anlagen besteht aus einem zentralen Hydraulikblock (mit Ventilen und einer integrierten Pumpe sowie mit einem an den Hydraulikblock angeflanschten Elektromotor) und einer elektronischen Regeleinrichtung mit einer darin enthaltenen Steuerelektronik auf einer Steuerplatine. Die genannten Regeleinheiten sind bekannt und beispielsweise in folgenden deutschen Patentanmeldungen beschrieben worden: 19500350, 1961297, 10355910 (P7787 P8601; P10719) . Derartige Regeleinrichtungen werden in großen Stückzahlen benötigt und es besteht daher der Bedarf, diese in ihrem Aufbau zu vereinfachen .
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine einfach aufgebaute elektronische Regeleinrichtung sowie eine kostensparend aufgebaute elektronische Regeleinheit anzugeben, zu der die Regeleinrichtung und der Hydraulikblock gehören. Hinsichtlich der Regeleinrichtung wird die Aufgabe durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ergebende Merkmalkombination gelöst. Die Erfindung besteht hinsichtlich der Regeleinrichtung im Kern darin, die Steuerplatine auf einer Seite eben und durchgehend isoliert zu halten. Hierdurch ergeben sich eine ganze Reihe von vorteilhaften Möglichkeiten für die Verwendung der Steuerplatine, wie weiter unten noch erläutert wird.
So ist es beispielsweise entsprechend der Merkmalkombination nach Anspruch 2 möglich die Steuerplatine derart mit dem Gehäuse der elektronischen Regeleinrichtung zu verbinden, dass sie gleichzeitig im wesentlichen eine Außenseite des Gehäuses der Regeleinrichtung bildet. Damit kann das Gehäuse der Regeleinrichtung ein- stückig hergestellt werden, wobei dieses Gehäuse auf einer Seite durch die Steuerplatine verschlossen wird.
Hinsichtlich der hydraulisch/elektronischen Regeleinheit wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination nach Anspruch 3 gelöst. Im Kern besteht die Erfindung hinsichtlich der Regeleinheit darin, dass die den Abschluss der Regeleinrichtung bildende erste Seite der Steuerplatine an der angrenzenden Fläche des Hydraulikblockes anliegt und somit gleichzeitig der Hydraulikblock zur Kühlung der auf der Steuerplatine erzeugten Wärme ausgenutzt werden kann. Diese Möglichkeit ist aufgrund der wachsenden Integration elektronischer Bauteile auf der Steuerplatine und der hierdurch bedingten starken örtlichen Wärmebildung sehr wichtig. Dabei muss die Steuerplatine nicht unmittelbar auf der entsprechenden Fläche des Hydraulikblocks aufliegen. Es kann auch eine Zwischenschicht beispielsweise in Form einer Folie vorgesehen sein die zwar e- lektrisch isoliert aber eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist. In diesem Fall kann auch die erste Seite der Steuerplatine mit Leiterbahnen versehen sein.
Da die Schaltkreise auf der Steuerplatine dazu dienen die Ventile in dem Hydraulikblock anzusteuern, muss eine Möglichkeit geschaffen werden, im Rahmen der Erfindung die in den Hydraulikblock integrierten elektrisch arbeitenden Ventile mit den entsprechenden elektrischen Signalen anzusteuern. Hierzu empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Anwendung der Merkmale nach Anspruch 4. Im Prinzip bedeutet das, dass die erste Seite der Steuerplatine Inseln besitzt, die von der durchgehenden Isolation dieser Schicht ausgenommen sind und die elektrisch leitende Kontaktflächen tragen. Wenn Kontaktflächen, z.B. zum Ausgleich von Lagetoleranzen der Platine, besonders groß gestaltet werden, kann es sinnvoll sein, neben den Ventilen im Block im Bereich der Kontaktflächen Ausnehmungen vorzusehen. Diese Möglichkeit kann auch hinsichtlich in der Steuerplatine der Regeleinrichtung verankerter elektrischer Steckkontakte vorgesehen werden, die über die Ebene der ersten Seite der Steuerplatine in Richtung Hydraulikblock vorstehen und durch diesen kurzgeschlossen werden könnten.
In die Erfindung ist auch für eine Regeleinrichtung geeignet, bei der die Spulen der die Ventile betätigenden Magnete in dem Ventilblock versenkt angeordnet sind. Diese Ausgestaltung ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung und wird in einer parallelen Anmeldung näher beschrieben. Da die erste Seite der Steuerplatine möglichst auf der zugeordneten Oberfläche des Hydraulikblockes aufliegen soll besteht die Schwierigkeit, dass hierdurch die Lage der Steuerplatine gegenüber dem Hydraulikblock festgelegt ist. Gleichzeitig aber muss dafür gesorgt werden, dass über die Kontaktflächen zu den Spulen der Ventile eine dauerhafte gute elektrische Verbindung besteht. Um hier Abhilfe zu schaffen empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach den Ansprüchen 5 und 6. Die (im Prinzip mögliche, die e- lektrische Verbindung unterbrechende Luftspalte überbrückenden) elastischen Kontaktmittel stellen eine elektrische Verbindung unter allen Umständen sicher. Eine andere Möglichkeit kann darin bestehen die Spulen mit der Steuerplatine über an sich bekannte Kontaktmesser zu verbinden. Dabei greifen die Kontaktmesser beim Zusammenfügen von Regeleinrichtung und Hydraulikblock in entsprechende Kontaktöffnungen ein, wobei durch den durch das Zusammenfügen bedingten Materialabrieb eine gute und dauerhafte elektrische Kontaktgabe gewährleistet ist.
Da die Kontaktmittel entweder an der ersten Seite der Steuerplatine oder an den Gehäusen der Ventile sicher gehalten werden müssen empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalkombination nach Anspruch 7. Dabei werden die Kontaktmittel bevorzugt zuerst durch Vergießen in sogenannten Vorspritzlingen veran- - A -
kert, wobei dann in einem weiteren Arbeitsschritt die Vorspritz- linge mit der ersten Steuerplatine oder den Gehäusen der Ventile vergossen werden. Wie in den nachfolgenden Beispielen näher erläutert wird können die Kontaktmittel beispielsweise Spiralfedern (Figur 4) oder Federarme (Figur 5) sein, welche an der Steuerplatine und/oder an dem Spulenkörper beziehungsweise den Ventilblock befestigt sind.
Schließlich besteht das Problem, dass an der der Regeleinrichtung abgewandten Seite des Hydraulikblocks ein Motor angeflanscht ist, der die in den Hydraulikblock integrierte Pumpe antreibt und der von der Steuerplatine angesteuert werden muss. Zur Lösung dieses Problems bietet sich die Merkmalkombination nach Anspruch 8 an. Es wird somit eine den Ventilblock und die Steuerplatine durchgreifende Öffnung geschaffen, in der eine geeignete Steckverbindung zwischen der Regeleinrichtung und dem Motor aufgenommen werden kann .
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:
Figur 1 eine hydraulisch/elektronische Regeleinheit für ein geregeltes Bremssystem in perspektivischer Darstellung,
Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus der hydraulisch/ elektronischen Regeleinheit nach Figur 1 in herausgebrochener und geschnittener Darstellung mit einer möglichen ersten Verbindungsart zwischen Spulen und Steuerplatine,
Figur 3 in teilweise geschnittener Darstellung die hydraulisch/elektronische Regeleinheit nach Figur 1 mit einer möglichen zweiten Verbindungsart zwischen Spulen und Steuerplatine, Figur 4 in vergrößertem Maßstab in perspektivischer Darstellung das Kontaktmittel nach Figur 2 und
Figur 5 in vergrößerter und teilweise geschnittener Darstellung die zweite Verbindungsart nach Figur 3.
Die nachfolgend beschriebene hydraulisch/elektronische Regeleinheit ist in ihrer prinzipiellen Arbeitsweise vielfach schon erläutert worden (beispielsweise in der Deutschen Patentanmeldungen P 19500350 (P7787)) und wird daher nachfolgend nur insoweit beschrieben, wie dies für die Erfindung wesentlich ist. Im übrigen wird auf die genannte Patentanmeldung verwiesen.
In den Figuren ist eine elektronische Regeleinrichtung 1 (nachfolgend vielfach auch als ECU bezeichnet) sowie eine Verbindung (2) aus einem Ventilblock mit einem angeflanschten Motor dargestellt, welche nachfolgend vielfach HCU bezeichnet wird. Die HCU 2 besteht aus einem Ventilblock 6 und einem an diesen angeflanschten Elektromotor 18. Die ECU 1 setzt sich im wesentlichen aus einem Gehäuse 25 und einer Elektronik-Platine 4 zusammen, die im folgenden vielfach Steuerplatine 4 bezeichnet wird. Das Gehäuse 25 ist in Figur 1 nach unten offen und wird durch die Steuerplatine 4 verschlossen. Dabei stützt sich die Steuerplatine 4 an entsprechenden Ansätzen des Gehäuses 25 an diesem ab. An seiner umlaufenden Seitenwand besitzt das Gehäuse 25 in seiner als Auflagefläche 5 dienenden Stirnfläche eine Nut, in die eine Dichtung 11 eingefügt ist. Für die Erfindung wichtig ist es, dass das Gehäuse und die Steuerplatine 4 etwa in einer Ebene abschließen und dass die Steuerplatine 4 im wesentlichen glatt und eben ist, bis auf mögliche begründete Ausnahmen. Hierdurch bildet die Steuerplatine gleichzeitig einen Abschluss für das Gehäuse 25, wodurch die auf der Steuerplatine befindlichen und in der Darstellung nicht gezeigten elektronischen Bauteile gekapselt und damit vor Umwelteinflüssen weitgehend geschützt sind. Außerdem ergibt sich so eine leicht handhabbare geschlossene, handelsfähige Einheit, die wenig Platz einnimmt und so leicht als Ersatzteil gehandhabt werden kann.
Die aus einem Ventilblock 6 (vielfach auch Hydraulikblock bezeichnet) und einem Motor 18 gebildete HCU 2 besitzt einen Aluminiumblock als Ventilblock 6, in den Bohrungen 30 eingearbeitet sind, welche unter anderem die Aufnahme für Ventile 3 und Leitungen 29 für Hydraulikflüssigkeit bilden. Die obere Fläche 27 des Ventilblocks 6 und die untere Fläche 28 der Steuerplatine 4 sind einander zugewandt. An den Ventilblock 6 ist ein Motor 18 angeflanscht, welcher eine in der Zeichnung nicht näher dargestellte Pumpe im Ventilblock antreibt.
Für die Erfindung ist es nun weiterhin besonders wichtig, dass die untere Fläche 28 der Steuerplatine 4 direkt auf der oberen Fläche 27 des Ventilblocks 6 anliegt, wie dies insbesondere aus Figur 2 und Figur 3 zu entnehmen ist. Da der Ventilblock 6 aus Aluminium besteht und Aluminium ein sehr guter Wärmeleiter ist, erhält man so den Vorteil, dass die von den elektronischen Bauteilen auf der Steuerplatine 4 verursachte Wärme leicht über den Ventilblock 6 abgeführt werden kann. Das ist wegen der immer dichteren Bepackung der Steuerplatine mit elektronischen Bauteilen ein erheblicher Vorteil, so dass hierdurch die Steuerplatine relativ klein gehalten werden kann.
Allerdings ist zu berücksichtigen, dass Aluminium auch ein guter elektrischer Leiter ist, so dass dafür Sorge zu tragen ist, dass durch die Auflage der Steuerplatine 4 auf der oberen Fläche 27 des Hydraulikblocks 6 keine elektrischen Kurzschlüsse verursacht werden. Das erreicht man dadurch, dass man die untere Fläche 28 der Steuerplatine frei von offen zugänglichen elektrischen Leitungen hält, so dass hierdurch keine Kurzschlüsse möglich sind.
Unter Umständen ist es aber nicht vermeidbar, dass metallische Leiter durch die Steuerplatine 4 hindurch treten, z.B. wenn man Kontakte 9 eines Zentralsteckers 8 sicher auf der Steuerplatine verankern will und die Befestigungsenden 34 durch die Steuerplatine 4 hindurch treten. Will man auf eine derartige Anbindung der Kontakte 9 auf der Steuerplatine 4 nicht verzichten, so empfiehlt es sich in dem Ventilblock 6 eine entsprechende Ausnehmung 10 vorzusehen .
Die Ventile 3 in dem Ventilblock 6 müssen von den elektrischen Bauelementen der Steuerplatine 4 elektrisch angesteuert werden. Das ist bei der Ausgestaltung der unteren Fläche 28 der Steuerplatine 4 zu berücksichtigen. Eine erste mögliche Verbindungsart zeigt hierzu Figur 2 und Figur 4. Dabei sind an der unteren Fläche 28 kleine Kontaktflächen 7 vorgesehen, welche mit entsprechenden Bauteilen auf der Steuerplatine 4 mittels Durchkontaktie- rung verbunden sind. Als erstes ist dafür zu sorgen, dass diese Kontaktflächen 7 nicht in Kontakt mit der oberen Fläche 27 des Ventilblocks 6 kommen können. Die das jeweilige Ventil aufnehmende Bohrung 30 muss also hinreichend groß im Durchmesser sein.
Um zusätzlich sicherzustellen, dass die Ventile 3 auf jeden Fall Kontakt zu den Kontaktflächen 7 haben, unabhängig davon wie groß der genaue Abstand der Ventile gegenüber der oberen Fläche 27 des Ventilblocks 6 ist, besteht die Kontaktgabe über Drahtfedern 21, die sich an den Ventilen 3 beziehungsweise deren Spulen 20 abstützen und mit den Spulen 20 der Ventile 3 elektrisch verbunden sind. Der Aufbau der Ventile ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Wesentlich ist nur, dass die Spulen mit elastischen Kontaktmitteln versehen sind, welche in der Lage sind un- terschiedliche Abstände zwischen Spulen und Kontaktflächen 7 zu überbrücken. Dabei sind für jede Spule zwei Drahtfedern 21 vorgesehen, die mit den beiden Enden der Spulen 20 verbunden sind. Es ist aber auch denkbar mit einem einzigen Kontakt auszukommen und den andernfalls notwendigen zweiten Kontakt über den Aluminiumblock als Masse zu führen. Die Drahtfeder 21 ist in einen Vor- spritzling 40 eingebracht, welcher eine Kammer 35 besitzt, in der die Drahtfeder 21 eingefügt ist. Der Vorspritzling ist mit dem Gehäuse 41 der Spule vergossen (s. a. Figur 4) .
Eine andere Möglichkeit der Kontaktgabe kann darin bestehen, eine Schneid-Steck-Verbindung für die elektrische Verbindung zwischen Steuerplatine und den Spulen 20 zu wählen, wobei beispielsweise die Ventile 3 mit Steck-Pfosten versehen sein können, auf die dann die Schneidverbindung der Steuerplatine aufgesteckt wird. Wesentlich ist allerdings, dass es sich um eine lösbare, elektrisch leitende Verbindung handeln soll, da, wie eingangs erwähnt, das Gehäuse 25 mit Steuerplatine als Einheit auswechselbar sein soll.
Eine weitere Möglichkeit der Verbindung zwischen den Spulen 20 und der Steuerplatine 4 ist dadurch gegeben, dass man das weiter unten beschriebene Verbindungskonzept zwischen Motor 18 und Regeleinrichtung 1 analog angewendet. Dies ist als zweite Verbindungsart in Figur 3 und Figur 5 näher dargestellt. Dabei sind die Spulen 20 beziehungsweise deren Gehäuse mit Kontaktstiften 36 versehen, die durch die Steuerplatine 4 hindurch ragen und an Kontaktfedern 37 anliegen, welche auf der Steuerplatine 4 befestigt sind. Um ein Verbiegen der Stifte und der Haltearme der Kontaktfedern zu verhindern sind diese an Vorsprüngen an der Innenseite des Gehäuses abgestützt. Über die analoge Verbindungsart schafft ein Motorstecker 16 eine elektrische Verbindung zwischen der Steuerplatine 4 und dem in Figur 1 dargestellten Motor 18, wobei der Motorstecker 16 durch den Hydraulikblock 6 hindurch ragt .
Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass die Lage der Steuerplatine 4 gegenüber dem Gehäuse 25 und auch die Lage des Gehäuses gegenüber dem Ventilblock 6 festgelegt ist. Es muss also im nicht zusammengebauten Zustand die umlaufende elastische Dichtung 11 etwas über die umlaufende Anlagefläche 5 der Seitenwand des Gehäuses 25 vorstehen, damit sichergestellt ist, dass beim Zusammenbau die untere Fläche 28 der Steuerplatine 4 auch unter allen Umständen zur Anlage an die obere Fläche 27 des Ventilblocks 6 kommen kann. Dies ist vergrößert in Figur 5 dargestellt und auch aus Figur 3 gut zu entnehmen.
Weitere wichtige Merkmale lassen sich aus der nachfolgenden Zusammenfassung entnehmen. Gegenstand dieser EM ist ein neuartiges ECU-Konzept und die damit verbundene neuartige elektrische Anbindung der Ventile 3 und des Motors 18 an die in der ECU 1 enthaltene Platine 4.
Fig. 1 zeigt eine Ansicht der neuen ECU 1, mit der zugehörigen HCU 2. An der Unterseite der ECU, zu den Ventilen 3 hin gerichtet, findet man nicht wie üblich schachtartige Ausformungen, in denen Ventilspulen stecken, sondern nur die Oberfläche der in der ECU enthaltenen Elektronikplatine 4. Die Platinenoberfläche ist bündig mit der umlaufenden Auflagefläche 5 der ECU auf dem Hydraulikblock 6. Somit liegt auch die Platine auf dem Hydraulikblock 6 auf, was für eine gute Abfuhr der in der Elektronik entstehenden Wärme sorgt.
Mit moderner Multilayertechnik ist es zu realisieren, dass sich auf dieser Seite der Platine keine Leiterbahnen befinden, sondern nur Kontaktflächen 7 für die Bestromung der Ventile. Die elektro- nischen Bauteile sind auf der dem Ventilblock 6 abgewandten Seite angeordnet. Somit entsteht durch das Aufliegen der Platine auf dem Block kein Kurzschluss. Lediglich im Bereich der Kontaktie- rung des Zentralsteckers 8 mit der Platine besteht Kurzschlussgefahr durch die herausragenden Kontakte 9. Deshalb ist gegenüberliegend, im Hydraulikblock, eine Ausnehmung 10 eingebracht, die ausreichenden Abstand des Aluminiumblockes zu den Kontakten gewährleistet .
Durch den einfacheren Aufbau der ECU 1 ist es möglich, das Kunststoffgehäuse der ECU einstückig herzustellen. Es ist nicht nötig, nach dem Einsetzen der Platine 4 einen Deckel auf die ECU 1 zu setzen und zu verschweißen oder anderweitig abzudichten. Die Abdichtung der HCU 2 erfolgt durch eine umlaufende Dichtung 11, gegen den Ventilblock 6, die direkt auf das Gehäuse 25 aufgespritzt oder in eine umlaufende Nut eingelegt werden kann.
Fig. 2 und Figur 3 zeigen verschiedenen Kontaktarten, die bei diesem ECU-Konzept sinnvollerweise zum Einsatz kommen.
Die Kontakte 9 des Zentralsteckers 8 sind mit Einpresskontakten mit der Platine 4 verbunden. Der Motor 18 (Fig. 1) wird über eine Buchse-Stecker-Verbindung 13 mit Strom versorgt. Die Buchse 14 ist in die Platine ein- oder auf sie aufgelötet. Sie wird mechanisch durch einen Doppelschacht 15 geführt, in den sie bei der Montage hineingleitet. Der Motorstecker 16 kann direkt im Motor enthalten sein (hier nicht dargestellt) , oder aber er kann als richtungsunabhängig zu verbauendes Teil ausgeführt sein, das sowohl platinenseitig, als auch auf der Motorsseite in einer Buchse steckt. Die Ventile 3 sind z.B. mit einem Federkontakt 21 mit Kontaktflächen 7 auf der Platine 4 verbunden. Fig. 3 zeigt unter anderem einen Teil eines Ventils 3 im Längsschnitt. Wie man sieht, ist die Ventilspule 20 innerhalb des Ventils eingebaut- jedoch außerhalb des mit Bremsflüssigkeit gefüllten Bereiches (und nicht, wie bisher üblich in der ECU 1 enthalten) . Da die ECU einschließlich ihrer Platine 4 ein Austauschteil sein soll, besteht eine lösbare und hinsichtlich des Einbaus tolerante Verbindung zwischen ECU 1 und Ventil 3. Dadurch, dass auch der Aufbau der ECU vereinfacht wurde und deshalb die Platine 4 direkt auf dem Hydraulikblock aufliegt, ergibt sich eine räumlich sehr kompakte Verbindungstechnik.
Realisiert wird dies gemäß Figur 3 und Figur 4 durch eine kegelförmige Drahtfeder 21. Sie ist in einem kastenförmigen Kunststoffteil 22 eingebettet, wobei das Kunststoffteil 22 ein Vor- spritzlinge ist. Der Fuß der Feder führt durch den Boden des Kunststoffteils zur eigentlichen Spule 20, die nach ihrer Fertigstellung mit Kunststoff ummantelt ist. Vorzugsweise wird zur Herstellung der Spule der Kunststoffkästen 22 zusammen mit der Feder als Vorspritzling ausgeführt. Nach dem Kontaktieren des Spulendrahts mit dem Fuß der Drahtfeder wird der Vorspritzling zusammen mit der Spule mit Kunststoff umspritzt. Die miteinander verspritzten und elektrisch verbundenen Teile bilden dann eine leicht zu handhabende Baueinheit.
Die Drahtfeder 21 drückt gegen die Kontaktfläche 7 auf der Unterseite 28 der Steuerplatine 4. Die Kontaktfläche 7 ist durch eine Durchkontaktierung 24, entsprechend der jeweiligen Platinentechnik mit den verschiedenen Platinenebenen und den Bauteilen verbunden. Im Betrieb sorgt die Drahtfeder 21 für einen elektrischen Kontakt, der nicht durch Vibrationen unterbrochen wird. Sie gleicht außerdem thermische Verwerfungen der Platine 4 und des ECU-Gehäuses 25 und deren Fertigungstoleranzen aus.

Claims

Patentansprüche :
1) Elektronische Regeleinrichtung (1, 2) für ein elektronisches Bremsregelungssystem mit einem Reglergehäuse (25) , welches eine mit elektronischen Bauteilen bestückte Steuerplatine (4) aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerplatine (4) derart aufgebaut ist, dass sie auf zumindest einer ersten Seite (28) nach außen durchgehend elektrisch isoliert ist und eine im wesentlichen ebene Oberfläche aufweist.
2) Elektronische Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerplatine (4) derart in das einseitige offene Regelgehäuse (25) eingefügt ist, dass die der ersten Seite (28) gegenüberliegende , elektronische Bauelemente tragende zweite Seite der Steuerplatine dem Innenraum des Gehäuses (25) zugewandt ist und dementsprechend die erste Seite (28) der Steuerplatine (4) von dem Gehäuseinneren weg weist .
3) Einheit aus einer elektronischen Regeleinrichtung (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche und einem durch die Regeleinrichtung (1) angesteuerte, Ventile aufnehmenden Ventilblock (6) , dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilblock aus einem Wärme leitenden Material insbesondere Aluminium besteht und dass die erste Seite (28) der Steuerplatine (4) auf der dieser Seite zugewandten Blockseite (27) des Ventilblocks derart direkt oder mittelbar aufliegt, dass zumindest ein Teil der durch die Regeleinrichtung (1) gebildeten Wärme durch den Ventilblock (6) aufgenommen beziehungsweise abgeführt wird.
4) Einheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Seite (28) der Steuerplatine (4) mit örtlichen Kontakt- flächen (7) versehen ist, die mit elektrischen Schaltkreisen auf der Steuerplatine (4) verbunden sind und dass die der ersten Seite (28) der Steuerplatine zugewandten Seite (27), des Ventilblocks (6) mit den Kontaktflächen (7) zugeordneten Ausnehmungen (30) versehen ist.
5) Einheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (7) über Anschlussmittel (21) mit den Kontaktflächen (7) zugeordneten elektrischen Spulen (20) verbunden sind, welche in dem Ventilblock (6) aufgenommen sind und welche der Betätigung der in den Ventilblock eingefügten Ventile (3) dienen.
6) Einheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussmittel in der Verbindungsrichtung zwischen Regeleinrichtung (1) und Ventilblock (6) federnd vorgespannte elektrisch leitende Kontaktmittel (21) wie Spiralfedern oder Federarme sind.
7) Einheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktmittel an den Gehäusen der Ventile (3) und/oder an der ersten Seite (28) der Steuerplatine (4) befestigt, vorzugsweise in Form von Vorspritzlingen (22) angespritzt sind.
8) Einheit nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerplatine (4) und der Ventilblock (6) miteinander fluchtende Durchgangslöcher (30) aufweisen, die zur Aufnahme einer durchgehenden, vorzugsweise beidseitig lösbaren Steckverbindung (16) dienen, wobei die Steckverbindung vorzugsweise einen an der Regeleinrichtung (1) abgewandten Seite des Ventilblocks (6) angeordneten Motor (18) mit der Regeleinrichtung (1) elektrisch verbindet.
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