Elektronisches Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, insbesonde ^¬ re für eine Getriebesteuerung

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für eine Getriebesteuerung, wel ^¬ ches in oder an einem Antriebsstrang angeordnet ist, bestehend aus einer in einem Gehäuse angeordneten Leiterplatte, die elektronische Bauelemente trägt.

Aus der DE 102 39 634 Al ist eine elektronische Steuerein ^¬ richtung bekannt, welche im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe in einer Gehäuseglocke angeordnet ist. Da allerdings im In ^¬ nenraum der Gehäuseglocke durch die Wärme der Brennkraftma ^¬ schine und durch die Wärme von Aktuatoren eine hohe Tempera ^¬ tur entsteht, die die elektronischen Bauteile der Steuereinrichtung zerstören könnte, ist eine Kühlung mit Druckluft vorgesehen. Dazu ist das Steuergerät in einem Luftbypass an ^¬ geordnet und wird von der zur Betätigung des Aktuators ge ^¬ nutzten Druckluft umströmt. Da diese Kühlung nicht ausreicht, ist zusätzlich ein Peltier-Element am Steuergerät angeordnet, dessen kalte Seite dem Steuergerät zugekehrt ist und die da- durch die elektronischen Bauteile kühlt. Darüber hinaus sind noch Kühlrippen an dem Steuergerät ausgebildet.

Trotz dieser Maßnahmen zur Kühlung kommt es zu Ausfällen dieser elektronischen Bauteile, da solche Bauteile nicht für so extrem hohe Dauertemperaturen ausgelegt sind.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Steuerge ^¬ rät anzugeben, welches auch einem extrem hohen Temperaturniveau am Einbauort standhält und eine zuverlässige Funktion der Elektronik gewährleistet.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass zwischen der Leiterplatte und dem Gehäuse eine Elektronikwärmeschutzbarriere angeordnet ist.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Kühlung unmittelbar in der Nähe der elektronischen Bauelemente selbst erfolgt. Durch die im Gehäuse selbst angeordnete Wärmebarriere wird gewährleistet, dass die aus der Umgebung in das Steuergerät eindringende Wärme sofort abgeführt wird und gar nicht erst auf die Bauelemente wirkt. Auf diese Art und Weise ist es einfach möglich, die Betriebstemperatur der elektronischen Bauelemente zu gewährleisten.

Auf Grund der Erfindung ist die Funktion der Elektronik des Steuergerätes bei Dauertemperaturen bis 130 ⁰ C und Spitzen ^¬ temperaturen bis 150 ⁰ C ohne Systemausfall gewährleistet.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Wärmeschutzbarriere als Kühlelement ausgebildet, in welchem ein Kühlmittel geführt ist. Durch die Führung des Kühlmittels wird die von außen aufgenommene Wärme sofort aus dem Gehäuse des Steuerge ^¬ rätes abgeführt.

Besonders einfach ist dies zu gewährleisten, wenn das Kühl- mittel Druckluft ist.

Dadurch, dass das Kühlelement röhrenartig ausgebildet ist und über einen Kühlmitteleinlass mit einem Kühlmittelreservoir verbunden ist, wird das erwärmte Kühlmittel abgeführt und kühleres Kühlmittel aus dem Reservoir nachgeführt.

Um die Kühlung nach Bedarf ein- und ausschalten zu können, ist der Kühlmitteleinlass als Ventil ausgebildet, wobei das Ventil mit einer, den Kühlmitteleintritt in Abhängigkeit von der Gehäuseinnentemperatur steuernden Elektronik verbunden ist.

Alternativ wird der Kühlmitteleinlass mit einem Ventil ange ^¬ steuert, welches mit der, den Kühlmitteleintritt in Abhän ^¬ gigkeit von der Gehäuseinnentemperatur steuernden Elektronik verbunden ist.

In einer Weiterbildung ist am Gehäuse ein Kühlmittelauslass angeordnet. Die Führung des Kühlmittels erfolgt dabei vom Kühlmitteleinlass über das Kühlelement durch das Gehäuse und wird von hier an die Umgebung abgegeben.

Vorteilhafterweise kann das Kühlsystem ein Druckluftsystem, ein Hydrauliksystem oder ein KraftstoffSystem sein.

In einer Ausgestaltung ist zwischen dem Kühlelement und der Leiterplatte eine temperaturleitende Kunststofffolie angeord ^¬ net. Eine solche Kunststofffolie trägt zusätzlich dazu bei, die Umgebungstemperatur von der Elektronik fernzuhalten.

Auf Grund der im Steuergerät selbst angeordneten Elektronik- wärmeschutzbarriere ist es möglich, dass das Steuergerät mit dem Antriebsstrang eine gemeinsame Ummantelung aufweist. Diese Ummantelung dient der Herabsetzung des Geräuschpegels, verhindert aber auf der anderen Seite die Wärmeabfuhr durch das Gehäuse.

Um den Wärmeschutz innerhalb des Steuergerätes zu erhöhen, umgibt die Elektronikwärmeschutzbarriere die Leiterplatte beidseitig.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsmöglichkeiten zu.

Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figur näher erläutert werden. Es zeigen:

Figur 1 ein Getriebesteuergerät am Getriebe des Kraftfahr- zeuges,

Figur 2 das Getriebesteuergerät im geschlossenen Zustand,

Figur 3 eine Explosionsdarstellung des Getriebesteuergerä ^¬ tes .

In Figur 1 ist das Getriebesteuergerät 1 am Getriebe 2 eines nicht weiter dargstellten Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeu ^¬ ges angeordnet. Zum Antriebstrang gehören der Verbrennungsmo ^¬ tor, die Kupplung, das Getriebe und/ oder ein Retarder, wobei das Steuergerät 1 auch an diesen Baugruppen angeordnet sein kann.

Das Getriebe 2 weist einen Aktuatorblock 3 mit Aktuatoren 4 auf, wobei das Steuergerät 2 auf dem Aktuatorblock 3 aufge ^¬ setzt ist. Das Steuergerät 1, das Getriebe 2 und der Aktua ^¬ torblock 3 sind aus Lärmschutzgründen mit einer Ummantelung 5 umgeben.

Das Getriebesteuergerät 1 weist neben zwei Steckerleisten 6 und 7, ein Lufteinlassventil 8 und ein Luftauslassventil 9 auf. Das Lufteinlassventil 8 ist über eine Druckluftleitung 10 mit einem Druckluftreservoir 11 verbunden.

In Figur 2 ist das Getriebesteuergerät im geschlossenen Zu ^¬ stand dargestellt. Auch hier sind das Drucklufteinlassventil 8 und ein Druckluftauslasselement 9 zu erkennen. Dabei ist das Gehäuse zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem

Kunststoffgrundkörper 13, welcher mit einem KunststoffOberteil 14, abgedeckt ist. Über mehrere Schraubverbindungen 15 sind der Grundkörper 13 und die Abdeckung 14 miteinander verbunden.

Gemäß Figur 3 ist in dem Grundkörper 13 eine Leiterplatte 17 eingelegt, die eine Elektronik trägt. Die Leiterplatte 17 ist über ein Verbindungselement 19 in Form eines Steckers mit ei ^¬ ner weiteren, Elektrik tragende Leiterplatte 18 verbunden, welche die Ventile 8, 9 kontaktiert. An eine Kälteleitfolie

21 schließt sich ein aus Aluminium bestehendes Kühlelement 22 an, dessen Kühlmittel führende Röhren 23 mäanderförmig ver-

legt sind. An dieses Kühlelement 22 schließen sich eine Dich ^¬ tung 24 und ein Hitzeschild 25 an. Das Kühlelement 22 wird bei der Montage mit dem Grundkörper 13 und der Abdeckung 14 mittels Schrauben 15 zu einer baulichen Einheit verschraubt.

Das Presslufteinlassventil 8 ist dabei an dem Kühlelement 22 und das Luftauslasselement 9 am Trägerkörper 13 angeordnet.

Die Pressluft wird durch das Einlassventil 8 über die mäan- derförmigen Kühlschlangen 23 des Kühlelementes 22 geführt und fließt durch nicht weiter dargestellte Öffnungen im Kühlele ^¬ ment 22 und der Elektronik 17 und verlässt das Gehäuse über das Luftauslasselement 9 im Grundkörper 13.

Dieses Kühlsystem ermöglicht eine Kühlung des Steuergerätes 1 durch das Aluminiumkühlelement 22 mit Pressluft eines an sich im Fahrzeug vorhandenen Pressluftsystems. Die mäanderförmigen Kühlschlangen 23 des Kühlelementes 22 garantieren einen ausreichenden Temperaturabfall von der Umgebung zu der Elektro- nik. Die Kunststofffolie 21 verstärkt diesen Temperaturgra ^¬ dienten durch Übertragung der Kühlleistung vom Kühlelement 22 auf die Elektronik.

Über einen Temperatursensor 26 wird die aktuelle Temperatur der Elektronik intern gemessen und an einen MikroController, welcher sich ebenfalls auf der Leiterplatte 17 befindet, a- nalysiert. Dieser Mikrocontroller entscheidet, ob das Ventil 8 angesteuert wird. Diese Steuerung ermöglicht eine Energie ^¬ reduzierung, da die Pressluft nur dann in den Kühlkörper 22 geleitet wird, wenn die Temperaturverhältnisse innerhalb des Steuergerätes 1 dies erfordern, um die Funktionsweise der e- lektronischen Bauelemente aufrechtzuerhalten.