1.在机动车辆的背景下，术语电子控制单元（ecu）是指嵌入在车辆中的任何计算机，其控制车辆的一个或多个电气系统或子系统。不同类型的ecu的示例包括发动机控制模块、变速器控制模块、制动控制模块、车身控制模块等。
2.本公开涉及一种用于机动车辆的改进的ecu，该ecu包括外壳，该外壳包括顶部部分和底部部分，每个顶部部分和底部部分都具有相关联的垫圈。印刷电路板（pcb）被封装在外壳部分之间。垫圈在外壳部分和pcb的相应侧之间提供密封，并向每一侧施加平衡力，以最小化pcb上的应变。
技术实现要素：3.ecu被设计成在车辆的寿命内持续使用。因此，ecu外壳在pcb周围提供一个或多个密封，以防止灰尘、湿气或其他污染物的侵入，这些污染物会缩短ecu的寿命。密封可以设置在外壳部分之间或者外壳和pcb之间。这种密封可以使用垫圈来实现。建立和保持这种密封需要用足够的力来固定要密封的部件，以压缩部件之间的垫圈。当要密封的部件之一是pcb时，这种力会在pcb上施加过度的应变。
4.在这种背景下，应变是物体上任何倾向于弯曲或以其他方式使其形状变形的力。将pcb密封抵靠在外壳上会通过使pcb在垫圈上基本上弯曲，从而在pcb上施加应变。随着时间的推移，pcb上的这种应变会导致焊点断裂和其他问题，从而导致ecu操作不可靠，因此缩短ecu的工作寿命。因此，本文描述的ecu包括外壳，该外壳最小化pcb上的应变，同时还提供针对污染物的可靠密封。
5.本公开的一个方面涉及一种用于机动车辆的ecu。ecu包括顶部外壳部分和底部外壳部分，其中，pcb被封装在外壳部分之间。pcb包含ecu电路。顶部垫圈在顶部外壳部分和pcb的顶表面之间提供密封。底部垫圈在底部外壳部分和pcb的底表面之间提供密封。
6.外壳部分中的任一者或两者可以包括电磁屏蔽件，其保护ecu电路免受任何进入的电磁干扰，并且还阻挡任何外出的电磁干扰。在外壳部分包括电磁屏蔽件的情况下，它优选地用电磁顺应性（emc）垫圈密封抵靠在pcb上。不包括电磁屏蔽件的外壳部分优选由模制塑料制成，并用热塑性弹性体（tpe）垫圈密封抵靠在pcb上。
7.优选地，pcb每一侧上的垫圈在硬度上基本相等，并且围绕pcb基本上彼此相对定位，使得由垫圈施加在pcb上的任何力得到平衡，从而最小化pcb上的应变。
8.下面将参照附图更详细地解释本公开的上述方面和其他方面。
附图说明
9.图1a和1b是改进的ecu的分解图的两个替代透视图，这两幅图示出了其机械构造。
10.图2是用于机动车辆的改进的ecu的剖视图，其示出了封装在两个外壳部分之间并各自用垫圈密封的pcb。
11.图3是用于ecu的pcb的俯视图，该图示出了pcb上的顶部垫圈的布置结构。
12.图4是用于改进的ecu的pcb的仰视图，该图示出了pcb上的底部垫圈的布置结构。
13.图5是用于改进的ecu的顶部垫圈和底部垫圈相互重叠的俯视图。
具体实施方式
14.参照附图公开了图示的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例意图仅仅是可以以各种和替代形式实施的示例。附图不一定按比例绘制，并且一些特征可能被放大或缩小以示出特定部件的细节。所公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而是作为教导本领域技术人员如何实践所公开的概念的代表性基础。
15.如图1a和1b所示，pcb 1被封装在顶部外壳部分2和底部外壳部分3之间。为了便于组装，顶部外壳部分2和底部外壳部分3优选地是非一体的，这意味着在组装之前，它们是两个分开的、非互连的部分。pcb 1包含ecu电路4。ecu电路至少包括处理器、存储器和数据接口，其允许ecu控制车辆的一个或多个电气系统或子系统。在公开的实施例中，ecu是管理车辆上模块之间的内部通信和外部空中通信的网关模块。pcb 1包括微处理器、随机存取存储器（ram）、非易失性数据存储器、以太网开关电路和数据接口。然而，本文描述的对ecu外壳的改进适用于任何类型的ecu。
16.顶部垫圈5设置在顶部外壳部分2的内表面上。并且底部垫圈6设置在底部外壳部分3的内表面上。pcb 1和外壳部分2和3用一系列锚固件7保持在一起。在公开的实施例中，锚固件7是穿过底部外壳部分3和pcb 1并拧入顶部外壳部分2中的螺栓。顶部外壳部分包括一系列螺母8，用于接收锚固件7，并确保底部外壳部分3在ecu的寿命内保持紧密地固定到pcb 1。螺母8被压配合到顶部外壳部分2的凹槽中。除了通过螺纹穿过螺母8之外，锚固件7还牢固地拧入顶部外壳部分2的凹槽中。然而，可以使用任何合适的锚固件来将外壳部分紧固在一起，pcb位于它们之间。锚固件7将顶部外壳部分2和底部外壳部分3足够紧密地保持在一起，使得顶部垫圈5和底部垫圈6两者都压靠在pcb 1上，并形成防止污染物侵入的密封。在所公开的实施例中，顶部外壳部分2包括围绕其底部边缘的外围的任选的附加tpe垫圈9，其在顶部外壳部分2和底部外壳部分3之间提供防潮密封。
17.在所公开的实施例中，底部外壳部分3是片材金属基板，并用作电磁屏蔽件，其阻挡进入的电磁干扰（emi）（以确保ecu的可靠操作）和外出的emi（以避免干扰车辆上的其他模块）。因此，底部垫圈6是emc垫圈。除了流体密封之外，emc垫圈还在要密封的部件之间提供导电路径，从而防止电磁干扰在任一方向上泄漏。在所公开的实施例中，底部（emc）垫圈6由嵌入有镀镍碳颗粒的硅树脂泡沫构成，并且具有60的肖氏a硬度，但是它可以由在底部外壳部分3和pcb 1之间形成流体密封和导电路径的任何材料构成。
18.在所公开的实施例中，在pcb 1的顶侧上不需要电磁屏蔽件，因为ecu电路4的发射emi或易受emi影响的所有部件都位于pcb 1的底侧上。因此，顶部外壳部分2是模制塑料。在高产量下，模制塑料部分比铸造金属部分更轻，且制造成本更低。并且片材金属虽然有时成本较低，但通常不适合用作顶部外壳部分（与片材金属基板相对），例如因为它提供有限的实施安装特征的能力。如上所述，不包括电磁屏蔽件的外壳部分优选用tpe垫圈密封抵靠在pcb上，tpe垫圈比emc垫圈更便宜，并且容易与模制塑料外壳结合。因此，在公开的实施例中，顶部垫圈5是tpe垫圈。然而，取决于具体的使用情况，顶部外壳部分2和底部外壳部分3中的一者或两者可以是金属或塑料的，分别带有对应的emc垫圈或tpe垫圈。
19.在公开的实施例中，顶部垫圈5具有60的肖氏a硬度，其等于底部垫圈6的硬度。为了减少pcb 1上的应变，顶部垫圈5的硬度和底部垫圈6的硬度优选平衡。平衡顶部垫圈5和底部垫圈6的硬度等级不需要等级完全相等，但是它们应该在彼此的5%以内。
20.图2是处于组装状态的改进的ecu的剖视图。锚固件7（未示出）将部件牢固地保持在一起。顶部垫圈5在顶部外壳部分2和pcb 1的顶表面之间提供密封。底部垫圈6在底部外壳部分3和pcb 1的底表面之间提供密封。顶部垫圈5和底部垫圈6在pcb 1的相应侧上彼此相对设置。因此，由垫圈施加在pcb相应侧上的任何力得到平衡，从而避免pcb 1上的应变。
21.图3和4分别示出了pcb 1顶表面上的顶部垫圈5和pcb 1底表面上的底部垫圈6的布置结构。如图所示，ecu电路4位于垫圈的内部或被垫圈包围。因此，当ecu被组装好时，垫圈防止污染物侵入ecu电路中。
22.图5示出了相互重叠的顶部垫圈5和底部垫圈6，就像它们在组装好的ecu中一样，但是pcb和外壳被隐藏起来而看不到。如图所示，顶部垫圈5和底部垫圈6遵循围绕pcb 1外围的几乎相同但不完全相同的路径。为了避免pcb 1上的过度应变，顶部垫圈5和底部垫圈6的路径应在pcb 1的相应侧上彼此相对，但是不要求路径彼此完全镜像相同。例如，在垫圈的弯曲部段中，它们的路径可偏离，只要任何曲率半径的中心点偏移不超过所允许的pcb应变设计极限即可。同样，在直线部段中，路径之间的偏移不应超过所允许的pcb应变设计极限。
23.虽然上面描述了示例性实施例，但这并不意图这些实施例描述了所公开的装置和方法的所有可能形式。相反，说明书中使用的词语是描述性的词语而非限制性的词语，并且应当理解，在不脱离所要求保护的本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。各种实施实施例的特征可以被组合以形成所公开概念的另外的实施例。
技术特征：1.一种用于机动车辆的电子控制单元，包括：第一外壳部分；第一垫圈；第二外壳部分，其不与所述第一外壳部分成一体；第二垫圈；和包含电子控制单元电路的印刷电路板，其中，所述第一垫圈在所述第一外壳部分和所述印刷电路板的第一侧之间提供密封，并且所述第二垫圈在所述第二外壳部分和所述印刷电路板的第二侧之间提供密封。2.根据权利要求1所述的电子控制单元，其中，所述第一外壳部分包括电磁屏蔽件。3.根据权利要求2所述的电子控制单元，其中，所述第一垫圈是电磁顺应性垫圈。4.根据权利要求3所述的电子控制单元，其中，所述第二垫圈是热塑性弹性体垫圈。5.根据权利要求3所述的电子控制单元，其中，所述第二外壳部分包括电磁屏蔽件。6.根据权利要求5所述的电子控制单元，其中，所述第二垫圈是电磁顺应性垫圈。7.根据权利要求1所述的电子控制单元，其中，所述第一垫圈设置在所述印刷电路板的第一侧上，并包围安装在所述印刷电路板的所述第一侧上的一个或多个电气部件。8.根据权利要求7所述的电子控制单元，其中，所述第一垫圈在所述印刷电路板的第一侧和所述第一外壳部分之间被压缩。9.根据权利要求1所述的电子控制单元，其中，所述第一垫圈和第二垫圈以平衡由所述第一垫圈和第二垫圈施加在所述印刷电路板上的任何机械力的方式彼此相对地分别设置在所述印刷电路板的第一侧和第二侧上。10.根据权利要求9所述的电子控制单元，其中，所述第一垫圈具有第一硬度，所述第二垫圈具有第二硬度，并且所述第一硬度和第二硬度平衡。11.一种装置，包括：布置在外壳内的印刷电路板，其中，所述外壳包括第一外壳部分和第二外壳部分，所述第二外壳部分不与所述第一外壳部分成一体，其中，所述印刷电路板设置在所述第一外壳部分和所述第二外壳部分之间，其中，第一垫圈设置在所述第一外壳部分和所述印刷电路板的第一侧之间，并在所述第一外壳部分和所述印刷电路板的第一侧之间提供密封，并且其中，第二垫圈设置在所述第二外壳部分和所述印刷电路板的第二侧之间，并在所述第二外壳部分和所述印刷电路板的第二侧之间提供密封。12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述第一外壳部分包括电磁屏蔽件。13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述第一垫圈是电磁顺应性垫圈。14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述第二垫圈是热塑性弹性体垫圈。15.根据权利要求13所述的装置，其中，所述第二外壳部分包括电磁屏蔽件。16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述第二垫圈是电磁顺应性垫圈。17.根据权利要求11所述的装置，其中，所述第一垫圈和所述第二垫圈以平衡由所述第一垫圈和所述第二垫圈施加在所述印刷电路板上的任何机械力的方式分别彼此相对地设置在所述印刷电路板的第一侧和第二侧上。
18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述第一垫圈具有第一硬度，所述第二垫圈具有第二硬度，并且所述第一硬度和第二硬度是平衡的。19.根据权利要求11所述的装置，其中，所述第一垫圈设置在所述印刷电路板的第一侧上，并且包围安装在所述印刷电路板的所述第一侧上的一个或多个电气部件。20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述第一垫圈在印刷电路板的第一侧和第一外壳部分之间被压缩。
技术总结一种用于机动车辆的改进的ECU，包括外壳，该外壳包括顶部部分和底部部分，每个顶部部分和底部部分具有相关联的垫圈。印刷电路板（PCB）被封装在外壳部分之间。垫圈在外壳部分和PCB的相应侧之间提供密封，并向每一侧施加平衡力，以最小化PCB上的应变。所述垫圈中的一者或两者可以是电磁顺应性垫圈。者或两者可以是电磁顺应性垫圈。者或两者可以是电磁顺应性垫圈。
技术研发人员：H
受保护的技术使用者：罗伯特
技术研发日：2022.04.28
技术公布日：2022/11/1
