申请/专利权人：罗伯特·博世有限公司

申请日：2016-03-23

公开（公告）日：2021-01-08

公开（公告）号：CN107439058B

主分类号：H05K5/00(20060101)

分类号：H05K5/00(20060101);H05K7/20(20060101);G01S19/35(20100101)

优先权：["20150410 DE 102015206480.8"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.01.08#授权;2018.01.05#实质审查的生效;2017.12.05#公开

摘要：本发明涉及一种特别是用于车辆导航的控制器10；10a至10d，其具有由至少两个壳体元件11、12；61、65、72；75组成的壳体13、在其上设置有至少一个发热部件1的至少一个电路载体16；16a；64；81、由金属制成的用于导走由至少一个发热部件1产生的热量的导热元件30；61、至少间接地与至少一个电路载体16；16a；64；81连接的至少一个传感器元件40、41、至少一个由塑料制成的插头连接体35，其具有用于至少一个电路载体16；16a；64；81的电接触的连接元件36，其中插头连接体35在由塑料制成的框架形或盖板状的壳体元件12；65；75的区域中与该壳体元件构造为一体或者构造为独立于壳体元件12；65；75的部件。

主权项：1.控制器10；10a，所述控制器具有由至少两个壳体元件11、12；61、65、72；75组成的壳体13、其上设置有至少一个发热部件1的至少一个电路载体16；16a；64；81、由金属制成的用于导走由所述至少一个发热部件1产生的热量的导热元件30、与所述至少一个电路载体16；16a；64；81连接的至少一个传感器元件40、41、以及至少一个由塑料制成的插头连接体35，该插头连接体具有用于与所述至少一个电路载体16；16a；64；81电接触的接头元件36，其特征在于，所述插头连接体35在由塑料制成的框架形或盖板状的第一壳体元件12；65；75的区域中与该第一壳体元件构造为一体或者构造为独立于所述第一壳体元件12；65；75的部件，所述导热元件30作为插入件设置在由塑料制成的第二壳体元件11中，并且所述导热元件30能与用于所述壳体13的支撑元件25热连接，由塑料制成的第二壳体元件11具有隆起部28，所述第二壳体元件11在该隆起部的区域中比第二壳体元件11的其他区域进一步伸入到所述壳体13的内腔14中，并且在至少一个电路载体16上布置有通过导热粘接剂31与所述导热元件30作用连接地设置的发热部件1。

全文数据：控制器技术领域[0001]本发明涉及一种控制器，其特别是用作导航系统的组成部分或者在机动车中用于自动驾驶。这种控制器构造用于不仅处理通过高频HF天线电缆作为输入信号传输到控制器的信息而且处理特别是布置在控制器内部的传感器的信息，以确定控制器或车辆的准确位置。在此所利用的认知是，只有基于卫星支持的信息和内部传感器的信息的组合才可精确地导航。布置在这种控制器内部的电气或电子电路的特征在于，其具有至少一个布置在特别是呈电路板形式的电路载体上的发热部件。此外在相同的或另一电路载体或电路板上设置有至少一个传感器元件。为了尽可能小地影响特别是至少一个传感器元件的功能，重要的是，尽可能有效地从控制器导出发热部件的热量。为此在实际中使用由金属构成的导热元件。此外借助于载有连接元件的插头连接体进行这种控制器的电接触，其中连接元件用于至少一个电路载体的电接触。特别是对于大规模生产，由现有技术已知的控制器从制造技术的角度或出于尽可能低的生产成本的原因尚未最优地被构造。此外当这种控制器用于没有驾驶员干预的车辆的自动驾驶时对这种控制器的要求特别高。在此安全的功能从而例如发热部件的可靠散热是特别重要的。发明内容[0002]从所描述的现有技术出发本发明所基于的目的是，从制造技术的角度以及出于尽可能低的生产成本的原因优化控制器，该控制器构造为不仅用于处理高频信号而且用于容纳至少一个传感器元件。[0003]该目的根据本发明在具有权利要求1的特征的控制器中实现。[0004]根据本发明的控制器的有利改进方案在从属权利要求中列出。[0005]在可实现特别低的控制器壳体重量的第一结构设计方案中提出，导热元件作为插入件布置在主要由塑料制成的壳体元件中，该壳体元件具有连接区域以用于将壳体元件与支撑元件连接，并且导热元件与连接区域热连接。换言之这意味着，通过导热元件向与支撑元件的紧固部位的区域中进行导热，其中通过导热元件与连接区域的耦连进行从控制器到支撑元件的最优热传递。通常这种车身侧的支撑元件至少局部由金属构成从而可使控制器快速且良好地散热。[0006]一方面为了可实现尽可能有效散热的目的，并且另一方面特别是考虑到作用在传感器元件上的振动为了确保或改善至少一个传感器元件的功能而提出，至少一个发热部件和至少一个传感器元件布置在不同的电路载体上，其中用于至少一个传感器元件的电路载体设置为是衰减振动的。这种结构上的构造方式特别是有以下优点，即从至少一个发热部件可通过在载有至少一个发热部件的电路载体和导热元件之间的相对刚性的连接进行热传递，而另一方面至少一个传感器元件可通过第二电路载体衰减振动地布置在控制器内部。[0007]为了优化至少一个传感器元件的振动解耦，在上述提案的改进方案中规定，载有至少一个传感器元件的电路载体仅与载有至少一个发热部件的电路载体电连接，优选通过机械浮动连接。由此优选不会发生通过特别是布置在壳体处的电连接元件或连接针脚使载有至少一个传感器元件的电路载体电接触，该电连接元件或连接针脚在其它情况下会促使由壳体向载有至少一个传感器的电路载体传递振动。[0008]而除此之外出于改善在两个电路载体之间热解耦的原因还可行的是，载有至少一个传感器元件的电路载体与载有至少一个发热部件的电路载体通过布置在壳体元件中的连接元件机械连接。[0009]当导热元件通过由金属构成的特别是呈壳底部形式的壳体元件构造时，实现特别好的散热。由此导热元件即使与支撑元件没有热耦合也具有相对较大的储热容量以及辐射面积，从而可特别快速且有效地冷却发热部件。[0010]在上述提案的制造技术上优选的设计方案中规定，构成壳体元件的壳底部构造为优选由板材制成的深冲件，并且该壳底部在与至少一个发热部件的重叠区域中具有与用于至少一个发热部件的电路载体或发热部件热耦合的凸起部或成型部。在此该电路载体或部件的这种热耦合通常以导热粘接剂的形式进行。[0011]从制造技术的角度特别有利的是，当存在框架形的壳体元件时其通过由塑料制成的盖板闭合。由此在使用两个电路载体的情况下基于有利的制造步骤顺序特别是减少了所需要的壳体体积。[0012]此外出于制造或成本原因特别有利的是，在电连接元件和至少一个电路载体之间的接触通过压配合连接来构造。附图说明[0013]本发明的其他优点、特征和细节由以下对优选实施例的说明以及借助于附图得至IJ。其中：[0014]图1以简化的纵截面示出了第一控制器的部件，[0015]图2以立体仰视图示出了在部分装配状态下的图1中的控制器的部件，[0016]图3以简化的纵截面示出了第二控制器的部件，[0017]图4以立体仰视图示出了第二控制器的部件，[0018]图5以简化的纵截面示出了第三控制器的部件，[0019]图6以立体俯视图示出了第三控制器的部件，[0020]图7以简化的纵截面示出了第四控制器的部件，并且[0021]图8以纵截面示出了第五控制器的部件。[0022]相同的元件或有相同功能的元件在附图中具有相同的附图标记。具体实施方式[0023]在图1和图2中示出了第一控制器10的部件。控制器1〇特别是在未示出的机动车中用作导航系统的或用于确定控制器1〇位置的系统的组成部分。在此控制器1〇不仅处理通过未示出的（高频天线电缆作为输入信号传输到控制器10的信息而且处理布置在控制器10内部的传感器例如压力传感器、偏航率传感器、磁场传感器等的信号。[0024]第一控制器1〇具有由两个壳体元件11、12构成的壳体13。壳体元件11构成壳底部，而壳体元件12构造为盖状或罩状并且在与壳体元件11连接的状态下构成内腔14以用于容纳两个独立的、例如构造为电路板的电路载体16、17。壳体元件12具有两个法兰状凸出的固定区段18、19,其具有构造在其内的通孔20。通孔20在两个壳体元件11、12已装配的状态下与在壳体元件11处的通孔21重叠地布置。借助于未示出的紧固元件，特别是借助于紧固螺钉可将壳体13固定在仅象征性以局部示出的支撑元件25例如金属车身部分上。[0025]为了使壳体13相对于支撑元件25位置正确地定位，壳体元件11在远离壳体元件12的底侧上具有两个有不同截面的栓状的定位元件26、27图2，该定位元件与在支撑元件25处的相应的孔共同作用未示出）。[0026]壳体元件11由塑料制成并且优选构造为注塑件。其具有隆起部28,在该区域中壳体元件11比壳体元件11的其他区域进一步伸入到内腔14中。此外可看到，在壳体元件11的材料中设置有由金属制成的导热元件3〇,该导热元件由壳体元件11的材料至少局部地注塑包封，并且该导热元件伸入到壳体元件11的至少一个通孔21的区域中。在图2中为了更好的可识别性部分切开地示出了导热元件30。特别是借助于图1的图示此外可看出，导热元件30在通孔21的区域中与壳体元件11的上侧或下侧齐平地结束。由此在通过通常由金属制成的作为紧固元件的紧固螺钉固定壳体13时可通过导热元件30朝支撑元件25的方向进行热流动或散热。[0027]导热元件30通过导热粘接剂31与第一电路载体16的下侧共同作用。在第一电路载体16上布置有电气或电子部件1，其中部件1中的至少一个为发热部件1，其热量可通过导热元件30在运行期间从壳体13的内腔14排出。对此规定，隆起部28设置在第一电路载体16的也存在有发热部件1的区域中。第一电路载体16在安装状态下平放在壳体元件11上的优选环绕的、从壳体元件11朝第一电路载体16的方向凸出的、优选弹性的隆起部32处，该隆起部例如由硅酮制成。[0028]在同样由塑料制成且构造为注塑件的第二壳体元件12处设置有插头连接体35。通过以塑料材料对电连接元件36注塑包封来构造插头连接体35,其中连接元件36可针对特定客户或特定应用地构造。特别是连接元件36中的至少一个构造为例如呈高频插座形式的高频接口，通过该高频接口将高频信号作为输入量输送到电路载体16、17中的至少一个。插头连接体35如图所示可构造为独立于壳体元件12的部件或壳体元件12的一体的组成部分。对于插头连接体35为独立于壳体元件12的元件的情况，可通过以壳体元件12的材料对插头连接体35注塑包封或者以其他方式和方法、例如通过密封的）粘接进行与壳体元件12的连接。[0029]连接元件36构造用于与第一电路载体16接触。对此其具有朝第一电路载体16的方向伸出的连接区域37,该连接区域构造用于与在第一电路载体16中的相应的孔共同作用，以构成压配合连接。在与连接元件36对置的一侧在壳体元件12中示出了另一连接元件38图1，该连接元件同样通过构成过盈配合或压配合连接嵌入在相应的构造在第一电路载体16中的孔中，并且用于在已装配状态下将第一电路载体16进一步稳固或固定在壳体元件11中。[0030]平行地并且相对于壳体元件11在第一电路载体16的远离壳体元件11的一侧设置有同样构造为电路板的第二电路载体17。除了优选至少基本上不发热的其他电气或电子部件2之外第二电路载体17具有至少一个传感器元件40、41，该至少一个传感器元件在所示出的实施例中布置在第二电路载体17的远离第一电路载体16的一侧。其中一个传感器元件40例如构造为压力传感器并且在安装状态下在周向上被壳体元件12的壳壁42包围或封闭。为了将外部压力传递到传感器元件40上，壳体元件12在与传感器元件40的重叠区域中设置有孔43,在该孔的区域中设置有可将外部压力传递到传感器元件40上的压力膜44。第二电路载体17基本上仅通过壳体元件12与壳体13机械地连接。对此壳体元件I2具有朝第二电路载体17的方向伸出的紧固元件45,该紧固元件与在第二电路载体I7中的相应的孔共同作用。[0031]在此重要的是，紧固元件45至少间接地构造为衰减振动的紧固元件45。对此例如可规定，紧固元件45由软性或弹性材料制成，从而通过壳体元件12或壳体13传递的振动被衰减地传递到载有至少一个传感器元件40、41的电路载体17上。作为替代也可考虑的是，例如紧固元件45构造为刚性，但与紧固元件45共同作用的在第二电路载体17处相应的紧固孔具有衰减振动的特性，例如以弹性涂层或弹性元件的形式。[0032]两个电路载体16、17与电插接件46相互连接，该插接件可实现在电路载体17的部件2或传感器元件40、41与电路载体16的部件1之间的电连接。在此重要的是，插接件46实施为机械浮动插接件46,也就是说，通过插接件46至少基本上没有振动从电路载体I6传递到电路载体17上。[0033]在所示实施例中壳体13的两个壳体元件11、12借助于锁扣连接部或夹子连接部48相互连接。为了保证在两个壳体元件11、12之间的密封性，例如壳体元件11具有环绕的密封件49,该密封件在本实施例中与和该密封件49重叠地构造在壳体元件12处的凸起或类似物共同作用。作为替代，当然也可在两个壳体元件11、12之间进行螺纹连接未示出）。[0034]当然也包括在本发明范围中的是，借助于另一连接技术将壳体13的两个壳体元件11、12相互连接，例如借助于粘接、（激光束焊接等。唯独重要的是，两个壳体元件11、12密封地相互连接。[0035]在图3和图4中示出的第二控制器10a与控制器10的区别在于，仅设置有唯一的一个电路板52,其不仅载有至少一个发热部件1而且载有至少一个传感器元件40。在电路板52和壳体13之间的振动衰减通过以下方式实现，即电路板52通过至少一个布置在壳体元件11处的由弹性材料例如硅酮）制成的元件53支撑。作为替代或附加还可规定，为了构造两个电路载体16a、17a，如借助于图4象征性所示，电路板52在至少一个传感器元件40的区域中具有通孔、插槽54等，其为了构造第二电路载体17a将在电路板52上设置有至少一个传感器元件40的区域与电路板52的构成具有部件1的第一电路载体16a的区域分开。由此在电路板52处两个电路载体16a、17a之间的连接仅局部地进行。[0036]在图5和图6中示出的第三控制器10b具有由金属、特别是由板材制成的以深冲工艺构造的第一壳体元件61，其呈壳底部的形式。第一壳体元件61具有凸起的区域62,该区域通过导热粘接剂63与构造为电路板的电路载体64热耦合。由此壳体元件61本身用于朝未示出的支撑元件25的方向散热。类似于在第二控制器l〇a中的电路板52,在电路载体64上不仅存在有其中至少一个部件1构造为发热部件1的部件1而且存在有至少一个传感器元件40。在控制器l〇b中凸起的区域62或导热粘接剂63也布置在与至少一个发热部件1的重叠区域中。[0037]第一壳体元件61与由塑料制成的、框架形或套筒状的第二壳体元件65共同作用，在该第二壳体元件中也布置有连接元件66以用于电路载体64的电和机械接触。在两个壳体元件61、65之间的连接通过锁扣连接或铆接进行，对此在两个壳体元件6丨、65处构造有相应的凸起67或与之对应的孔68。在两个壳体元件61、65之间的密封通过布置在两个壳体元件61、65之间的密封元件69进行。[0038]由两个壳体元件61、65制造的结构单元可通过以下方式与电路载体64连接，即电路载体64构造用于与连接元件66以及附加的连接元件71构成压配合连接，其中电路载体64从上方朝壳体元件61的方向被引入到壳体元件65的区域中。此外类似于第二控制器l〇a可规定，电路载体64在至少一个传感器元件40的区域中通过相应的开口或插槽等未示出）具有用于衰减振动的措施，其减轻或减小通过壳体元件61、65传递到传感器兀件40上的振动。[0039]第二壳体元件65在远离第一壳体元件61的一侧可借助于由塑料制成的构成第三壳体元件72的壳体盖闭合。在两个壳体元件64、72之间的连接以本身已知的方式和方法例如通过粘接或激光焊接进行，其中借助于传统技术确保在壳体元件65、72之间的介质密封。[0040]图7所示的第四控制器1〇c的部件与根据图5和图6的控制器1Ob的部件的区别主要在于，两个壳体元件65、72由一体式的盖状或罩状的壳体元件75代替。壳体元件75同样由塑料制成并且以注塑工艺制造。第四控制器10c的制造工艺通过以下方式进行，即电路载体64与连接元件66以及构成压配合连接的连接元件71相连接。之后将由电路载体64和壳体元件75构成的复合结构与由金属制成的第一壳体元件61相连接，该壳体元件特别是也可实现至少一个发热元件1的散热。此外在控制器10c中至少一个传感器元件40布置在电路载体64的朝向壳体元件61的一侧，对此在壳体元件61中构造有相应的孔43以及压力膜44。[0041]最后在图8中示出了第五控制器l〇d的部件。第五控制器l〇d的结构基本上相应于根据图5和图6的第三控制器l〇b的结构。不同于控制器10b，控制器l〇d具有两个构造为电路板的电路载体81、82。第一电路载体81载有至少一个发热部件1，而第二电路载体82载有至少一个传感器元件40。此外第二电路载体82通过设置在第二壳体元件65处的构成压配合连接的销状的连接元件83与第二壳体元件65机械连接并且还与第一电路载体81电连接。在盖状的第三壳体元件72处在朝向第二电路载体82的一侧设置有例如由硅酮制成的减振元件85,其实现通过第二壳体元件65传递到第二电路载体82上的振动的衰减。[0042]前述控制器1〇、l〇a至10d可在不脱离本发明精神的情况下以各种方式和方法变型或修改。

权利要求：1.控制器（10;10a至lOd，其特别是用于车辆导航或自动驾驶，所述控制器具有由至少两个壳体元件（11、12;61、65、72;75组成的壳体13、其上设置有至少一个发热部件⑴的至少一个电路载体（16;16a;64;81、由金属制成的用于导走由所述至少一个发热部件（1产生的热量的导热元件30;61、至少间接地与所述至少一个电路载体（16;16a;64;81连接的至少一个传感器元件4〇、41、由塑料制成的至少一个插头连接体35，该插头连接体具有用于与所述至少一个电路载体16;16a;64;81电接触的连接元件36，其中所述插头连接体35在由塑料制成的框架形或盖板状的壳体元件（12;65;75的区域中与该壳体元件构造为一体或者构造为独立于所述壳体元件12;65;75的部件。2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述导热元件30作为插入件设置在基本上由塑料制成的壳体元件11中，并且所述导热元件30能与用于所述壳体13的支撑元件25热连接。3.根据权利要求1或2所述的控制器，其特征在于，所述至少一个发热部件（1和所述至少一个传感器元件40、41布置在不同的电路载体（16;16a、17;17a;64;81、82上，其中用于所述至少一个传感器元件40、41的电路载体17;17a以振动衰减的方式设置。4.根据权利要求3所述的控制器，其特征在于，载有所述至少一个传感器元件40、41的电路载体17;82仅与载有所述至少一个发热部件（1的电路载体（16;81电连接，优选通过机械浮动连接46进行电连接。5.根据权利要求3所述的控制器，其特征在于，载有所述至少一个传感器元件40、41的电路载体82与载有所述至少一个发热部件（1的电路载体81通过布置在壳体元件6¾中的连接元件©3机械地联接。6.根据权利要求2至5中任一项所述的控制器，其特征在于，所述导热元件通过由金属制成的壳体元件61、特别是壳底部构成。7.根据权利要求6所述的控制器，其特征在于，所述壳体元件ei构造为优选由板材制成的深冲件，并且所述壳体元件61在与所述至少一个发热部件（1的重叠区域中具有变形的区域62，所述变形的区域与用于所述至少一个发热部件（1的电路载体64;81或与所述发热部件1热耦合。8.根据权利要求1至7中任一项所述的控制器，其特征在于，框架形的壳体元件65通过由塑料制成的壳体元件72闭合，所述壳体元件构成壳体盖。9.根据权利要求1至8中任一项所述的控制器，其特征在于，在所述连接元件36和所述至少一个电路载体16;16a;64;81之间的接触通过压配合连接形成。10.根据权利要求1至9中任一项所述的控制器，其特征在于，所述连接元件36中的至少一个构造为高频连接件。

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