Brevet FR3005549A1 — publié le 20141114

APPAREIL DE CONTROLE ELECTRONIQUE POUR VEHICULE La présente divulgation concerne un appareil de contrôle électronique pour un véhicule, et plus particulièrement un appareil de contrôle électronique qui est un appareil de contrôle électronique tel qu'une unité de contrôle électronique (UCE) de moteur d'un véhicule et comporte des éléments chauffants ayant une performance de rayonnement thermique améliorée. En général, un appareil de contrôle électronique tel qu'une UCE, qui contrôle électroniquement divers types de dispositifs, équipe un véhicule. L'appareil de contrôle électronique reçoit des informations de capteurs ou de commutateurs qui sont installés au niveau de chaque partie du véhicule. L'appareil de contrôle électronique sert à effectuer divers contrôles électroniques en vue de favoriser l'amélioration de la qualité de déplacement et la sécurité du véhicule ou de fournir divers éléments de commodité à un conducteur et un passager en traitant les informations reçues. Par exemple, l'appareil de contrôle électronique tel que l'UCE, qui contrôle des états d'un moteur, d'une transmission automatique, d'un système de freinage antiblocage (« ABS » pour « anti-lock brake system »), et similaires dans le véhicule en utilisant un ordinateur, sert également à contrôler toutes les parties dans le véhicule, telles qu'un système d'entraînement, un système de freinage, un système de direction, ainsi que la transmission automatique car le véhicule et l'ordinateur ont été développés en termes de performance. L'appareil de contrôle électronique tel que l'UCE a une structure qui inclut un boîtier qui inclut un couvercle supérieur et une base inférieure, une carte de circuit imprimé (PCB pour « printed circuit board ») qui est logée dans le boîtier, un connecteur qui est couplé à une extrémité avant de la PCB de façon à être connecté à une prise femelle externe, et similaires. Le couvercle et la base sont assemblés conjointement avec la PCB tout en couvrant la PCB, et en particulier, le connecteur, qui est interposé entre le couvercle et la base lorsque le couvercle et la base sont assemblés, forme une structure d' étanchement avec le côté couvercle et le côté base. Des éléments chauffants sont prévus sur un côté de dessus de la PÇB, et un tampon de rayonnement thermique est attaché à un côté de dessous de la PCB. Le couvercle et la base sont arrimés par une vis. Les éléments chauffants tels que des condensateurs, des transistors ou divers types de CI sont montés sur le côté de dessus de la PCB, et de la chaleur est générée par les éléments en fonction de fonctionnements des éléinents. Dans ce cas, le tampon de rayonnement thermique ayant une excellente conductivité thermique est attaché au côté de dessous de la PCB de façon à faire rayonner la chaleur générée vers l'extérieur. Lorsque la fonction de rayonnement thermique des éléments 10 chauffants n'est pas réalisée de façon régulière, l'élément peut être anormalement exploité et la durabilité des composants peut se détériorer en raison de la chaleur générée, et l'appareil de contrôle électronique peut être anormalement exploité. La présente divulgation a été réalisée dans un effort de proposer un appareil de contrôle électronique pour un véhicule ayant une excellente performance de 15 rayonnement thermique. La présente divulgation a été réalisée dans un effort de proposer un appareil de contrôle électronique pour un véhicule dans lequel un tampon de rayonnement thermique, qui a une excellente propriété d'assemblage et une excellente durabilité et dont seule une surface a une force adhésive, peut être utilisé. 20 Un exemple de mode de réalisation de la présente divulgation propose un appareil de contrôle électronique incluant : une carte de contrôle électronique qui comporte un côté de dessus sur lequel un élément chauffant est monté, et contrôle électriquement chaque partie d'un véhicule ; un puits de chaleur qui est positionné sur un côté de dessous de la carte de contrôle électronique, absorbe la chaleur 25 générée par l'élément chauffant et fait rayonner la chaleur vers l'extérieur ; au moins une vis qui couple la carte de contrôle électronique et le puits de chaleur ; et un tampon de rayonnement thermique qui est inséré entre le côté de dessous de la carte de contrôle électronique et une surface de contact du puits de chaleur, et transfère la chaleur de l'élément chauffant au puits de chaleur, dans lequel une portion étagée 30 ayant une profondeur prédéterminée est formée sur la surface de contact du puits de chaleur de sorte que le tampon de rayonnement thermique y est inséré, et la profondeur de la portion étagée est formée pour être plus petite qu'une épaisseur du tampon de rayonnement thermique de sorte que le tampon de rayonnement thermique est pressé et inséré entre la carte de contrôle électronique et le puits de chaleur. La portion étagée du puits de chaleur peut être formée de sorte qu'une hauteur de la surface de contact à laquelle le tampon de rayonnement thermique est inséré est plus petite qu'une hauteur d'une surface latérale qui est couplée à la carte de contrôle électronique par la vis. Seule une surface du tampon de rayonnement thermique peut avoir une force adhésive. Un autre exemple de mode de réalisation de la présente divulgation propose un appareil de contrôle électronique incluant : une carte de contrôle électronique qui comporte un côté de dessus sur lequel un élément chauffant est monté, et contrôle électriquement chaque partie d'un véhicule ; un puits de chaleur qui est positionné sur un côté de dessous de la carte de contrôle électronique, absorbe la chaleur générée par l'élément chauffant et fait rayonner la chaleur vers l'extérieur ; au moins un organe de couplage qui couple la carte de contrôle électronique et le puits de chaleur ; et un organe de rayonnement thermique qui est formé entre le côté de dessous de la carte de contrôle électronique et une surface de contact du puits de chaleur, dans lequel une portion étagée ayant une profondeur prédéterminée est formée sur la surface de contact du puits de chaleur, qui fait face au côté de dessous de la carte de contrôle électronique sur laquelle l'élément chauffant est positionné, de façon à inclure l'organe de rayonnement thermique et une hauteur de la portion étagée est formée pour être plus petite qu'une épaisseur de l'organe de rayonnement thermique de sorte que l'organe de rayonnement thermique est inséré entre la carte de contrôle électronique et le puits de chaleur tout en formant une force pressante. L'organe de couplage peut être une vis ou une pince. L'organe de rayonnement thermique peut être une pâte de rayonnement thermique ou une colle de type liquide. Selon l'exemple de mode de réalisation de la présente divulgation, le tampon de rayonnement thermique est pressé et inséré entre la carte de contrôle électronique et le puits de chaleur, fournissant ainsi l'appareil de contrôle électronique pour un véhicule ayant une excellente performance de rayonnement thermique. Le tampon de rayonnement thermique est pressé et inséré, utilisant ainsi le tampon de rayonnement thermique, qui a une excellente propriété d'assemblage et une durabilité et dont seule une surface a une force adhésive. Le résumé précédent est illustratif uniquement et n'est censé en aucune manière être limitant. En plus des aspects illustratifs, des exemples de modes de réalisation et des particularités décrits ci-dessus, des aspects, modes de réalisation et particularités supplémentaires apparaîtront en référence aux dessins et à la descriptton détaillée suivante. La figure 1 est une vue en perspective couplée d'un appareil de contrôle 10 électronique pour un véhicule selon un exemple de mode de réalisation de la présente divulgation. La figure 2 est une vue en perspective en éclaté de l'appareil de contrôle électronique pour un véhicule selon l'exemple de mode de réalisation de la présente divulgation. 15 La figure 3 est une vue en coupe illustrant l'appareil de contrôle électronique pour un véhicule selon l'exemple de mode de réalisation de la présente divulgation. La figure 4 est une vue de référence illustrant la performance mesurée de l'appareil de contrôle électronique pour un véhicule selon un autre exemple de mode de réalisation de la présente divulgation. 20 Dans la description détaillée suivante, on fait référence aux dessins annexés, qui en font partie. Les modes de réalisation illustratifs décrits dans la description détaillée, les dessins et les revendications ne sont pas censés être limitants. D'autres modes de réalisation peuvent être utilisés, et d'autres changements peuvent être réalisés, sans s'écarter de l'esprit ou de la portée du sujet présenté ici. 25 Ci-après, on décrira en détail des exemples de modes de réalisation selon la présente divulgation en référence aux dessins annexés. Une configuration de la présente divulgation et un fonctionnement et un effet selon la configuration de la présente divulgation seront clairement compris à travers la description détaillée suivante. Dans la description suivante, les mêmes éléments seront désignés par les 30 mêmes références numériques bien que les éléments soient illustrés sur différents dessins, et une explication détaillée de constitutions apparentées publiquement connues peut être omise de façon à éviter d'obscurcir inutilement le sujet de la présente divulgation. La figure 1 est une vue en perspective couplée d'un appareil de contrôle électronique pour un véhicule selon un exemple de mode de réalisation de la présente divulgation. Comme illustré, l'appareil de contrôle électronique se réfère à un composant ayant un élément de contrôle électronique, par exemple, un moyen de circuit de contrôle intégré, tel qu'une carte de circuit imprimé (PCB), qui contrôle électriquement chaque partie d'un véhicule, et requiert une structure d'étanchement hermétique de façon à empêcher l'humidité externe ou des substances étrangères de pénétrer dans l'appareil de contrôle électronique. A cette fin, un couvercle 10 et une base 20, qui sont combinés l'un à l'autre dans une direction haut et bas tout en logeant une carte de circuit telle que la PCB à l'intérieur, sont prévus, et un connecteur 30 est couplé à des portions avant du couvercle 10 et de la base 20 qui sont combinés comme décrit ci-dessus. Le connecteur 30 est couplé conjointement avec le couvercle 10 et la base 20 tout en étant interposé entre le couvercle 10 et la base 20 par l'intermédiaire d'une portion de corps d'extrémité arrière lorsque le couvercle 10 et la base 20 sont couplés l'un à l'autre dans la direction haut et bas. Comme l'illustre la figure 1, l'appareil de contrôle électronique se réfère au composant ayant l'élément de contrôle électronique, par exemple un moyen de circuit de contrôle intégré, tel que la PCB, qui contrôle électriquement chaque partie du véhicule, et requiert une structure de rayonnement thermique pour faire rayonner de la chaleur, qui est générée par des éléments chauffants tels que des condensateurs montés sur la PCB, vers l'extérieur. La figure 2 est une vue en perspective en éclaté de l'appareil de contrôle électronique pour un véhicule selon l'exemple de mode de réalisation de la présente divulgation. Comme décrit ci-dessus en référence à la figure 1, une carte de contrôle électronique 40, qui inclut l'élément de contrôle électrique qui contrôle électriquement chaque partie du véhicule, est logée entre le couvercle 10 et la base 20. Des éléments chauffants 41 tels que des condensateurs, des transistors et des CI sont montés sur un côté de dessus de la carte de contrôle électronique 40. Afin de faire rayonner de la chaleur générée pour les éléments chauffants 41, un tampon de rayonnement thermique 50, qui est constitué d'un matériau conducteur, est inséré entre un côté de dessous de la carte de contrôle électronique 40 et la base 20. En conséquence, la chaleur générée par les éléments chauffants 41 est conduite vers la carte de contrôle électronique 40 et le tampon de rayonnement thermique 50, et conduite vers la base 20 au niveau d'un côté inférieur, si bien qu'un mécanisme de rayonnement thermique est formé. Dans ce cas, les deux surfaces du tampon de rayonnement thermique 50 sont configurées pour avoir une force adhésive de telle sorte que le tampon de rayonnement thermique 50 est fixé hermétiquement au côté de dessous de la carte de contrôle électronique 40 et une surface de contact d'un puits de chaleur 21 de la base. Le tampon de rayonnement thermique 50 est inséré tout en étant pressé, de telle sorte que la conductivité thermique peut être améliorée, et le couple des vis 43 et 45 illustrées peut être ajusté de sorte qu'une pression prédéterminée est formée entre la carte de contrôle électronique 40 et le puits de chaleur 21. Néanmoins, la structure telle qu'illustrée sur la figure 2 a une limite structurelle lors de la formation d'une force pressante contre le tampon de rayonnement thermique 50 en utilisant les vis 43 et 45, et on a une limitation dans le sens que les deux surfaces du tampon de rayonnement thermique ont besoin d'avoir une force adhésive pour que le tampon de rayonnement thermique soit fixé hermétiquement à la carte de contrôle électronique 40 et au puits de chaleur 21. Dans un cas où l'appareil de contrôle électronique est configuré pour avoir la structure telle qu'illustrée sur la figure 2, un procédé d'attachement du tampon de rayonnement thermique 50 à une position précise et un procédé d'arrimage séparé des vis sont requis de surcroît. Du fait qu'il est sensiblement impossible de former un couple uniforme lorsque les vis 43 et 45 sont arrimées, on a un inconvénient dans le sens qu'il est impossible pour un concepteur de maintenir toujours la conductivité thermique souhaitée à un niveau prédéterminé. La figure 3 est une vue en coupe illustrant l'appareil de contrôle électronique pour un véhicule selon l'exemple de mode de réalisation de la présente divulgation. La figure 3A est une vue illustrant une section d'un puits de chaleur 60 auquel un tampon de rayonnement thermique 70 est inséré. Comme illustré, une 30 portion d'insertion de tampon de rayonnement thermique 61, qui comporte une portion étagée formée pour avoir une hauteur qui est plus petite que celle d'une surface latérale à laquelle la carte de contrôle électronique 40 est couplée, est formée sur une surface de contact du puits de chaleur 60. Une hauteur t 1 de la portion étagée est configurée pour être plus petite qu'une épaisseur t2 du tampon de rayonnement thermique 70 de telle sorte qu'une force pressante est générée naturellement par une structure de couplage à travers la portion étagée lorsque la carte de contrôle électronique 40 est couplée au puits de chaleur 60. Comme l'illustre la figure 3B, le tampon de rayonnement thermique 70 est inséré sur la surface de contact du puits de chaleur 60 lorsque la portion étagée t 1 est formée. Dans ce cas, une épaisseur t2 du tampon de rayonnement thermique 70 peut être configurée pour être légèrement plus épaisse que la portion étagée t 1 formée sur la surface de contact du puits de chaleur 60. Les deux surfaces du tampon de rayonnement thermique 70 ont une force adhésive telle que le tampon de rayonnement thermique 70 peut être attaché de manière sécurisée et hermétique à la surface de contact du puits de chaleur 60 et un côté de dessous de la carte de contrôle électronique 40, mais dans le présent exemple de mode de réalisation, bien que le tampon de rayonnement thermique 70 n'ait pas de force adhésive, le tampon de rayonnement thermique 70 peut être attaché de manière sécurisée et hermétique à la surface de contact du puits de chaleur 60 et le côté de dessous de la carte de contrôle électronique 40 car une force pressante est appliquée au tampon de rayonnement thermique 70. Afin d'attacher de manière plus sécurisée et hermétique le tampon de rayonnement thermique 70 au côté de dessous de la carte de contrôle électronique 40, seule une surface (une portion d'adhérence de tampon de rayonnement thermique 62) du tampon de rayonnement thermique 70 peut avoir une force adhésive. Selon un autre exemple de mode de réalisation de la présente divulgation, une colle de type liquide ou une pâte de rayonnement thermique ayant une conductivité thermique peut être utilisée à la place du tampon de rayonnement thermique 70. La colle de type liquide peut avoir une conductivité thermique élevée et une propriété adhésive élevée. Même dans le cas où la colle de type liquide est utilisée, la colle de type liquide est appliquée sur la surface de la portion d'insertion de tampon de rayonnement thermique 61 du puits de chaleur 60 à une épaisseur prédéterminée t2, et comme le tampon de rayonnement thermique 70, la hauteur t 1 de la portion étagée du puits de chaleur 60 est configurée pour être plus petite que l'épaisseur t2 du tampon de rayonnement thermique 70, de telle sorte qu'une force pressante est générée lorsque la carte de contrôle électronique 40 est couplée au puits de chaleur 60. La force pressante est formée par la portion étagée de telle sorte que le tampon de rayonnement thermique ou la colle de type liquide a une conductivité thermique plus élevée. Le tampon de rayonnement thermique 70 est inséré sur la surface de contact du puits de chaleur 60, et après cela, comme l'illustre la figure 3C, le puits de chaleur 60 et la carte de contrôle électronique 40 sont arrimés l'un à l'autre par un organe de connexion tel que la vis 43 ou une pince, de telle sorte qu'une force 10 pressante contre le tampon de rayonnement thermique 70 est formée. Dans ce cas, la conductivité thermique du tampon de rayonnement thermique 70 varie en fonction d'une quantité de force pressante. En conséquence, afin de former la force pressante qui correspond à la conductivité thermique optimale du tampon de rayonnement thermique 70, la portion étagée tl du puits de chaleur 60 15 peut être conçue à l'avance. Le tampon de rayonnement thermique 70 peut être disposé entre le puits de chaleur 60 et la carte de contrôle électronique 40 en utilisant une force adhésive et pressante contre la surface du tampon de rayonnement thermique 70, de sorte qu'un procédé d'arrimage de vis dans l'art connexe peut être omis, et le nombre de vis, qui sont utilisées dans l'appareil de contrôle électronique 20 peut être réduit. Comme le montre la figure 3D, la chaleur générée par les éléments chauffants 41 est conduite vers la carte de contrôle électronique 40 et le tampon de rayonnement thermique 70, et conduite vers le puits de chaleur 60 au niveau d'un côté inférieur, de telle sorte qu'un mécanisme de rayonnement thermique et formé. Le tableau suivant est une vue de référence illustrant la performance mesurée 25 de l'appareil de contrôle électronique pour un véhicule selon l'exemple de mode de réalisation de la présente divulgation : ) Echelle de dureté Shore 00 à une valeur de délai de trente secondes. 2) Module de Young. calculé en utilisant une échelon d'effort de 0.01 poucemin avec une taille d'échantillon de 0,79 pouce2. 3) On a utilisé le montage d'essai AS IM 06470. La valeur consignée inclut la résistance thermique interfaciale. Ces valeurs sont fournies pour référence seulement. La performance d'application réelte est directement liée à ta rugosité de surface.,..ta planéité et la pression ap1iqtvée. Le tampon de rayonnement thermique utilisé pour évaluer la performance est le « Gap Pad 1500R », et on peut voir que lorsqu'une épaisseur de déflexion est progressivement diminuée de « -10 % » à « -20 % » et « -30 % », une valeur d'impédance thermique est progressivement diminuée de 1,07 à 0,88 et 0,82. En conséquence, on peut voir que lorsque l'épaisseur du tampon de rayonnement thermique est diminuée, la valeur d'impédance thermique est également diminuée de telle sorte que la conductivité thermique devient élevée. Toutefois, on peut voir que bien que l'épaisseur du tampon de rayonnement thermique soit diminuée, la 10 conductivité thermique n'est pas augmentée rapidement, mais il y a une section dans laquelle la conductivité thermique est saturée à un certain degré comme illustré dans le résultat de mesure de performance du tableau ci-avant. En conséquence, la portion étagée du puits de chaleur peut être conçue pour avoir une épaisseur pressante ayant une conductivité thermique optimale. 6,0 6,0 VALEUR ANGLO- SAXONNE Noir VALEUR METRIQUE Noir METHODE D'ESSAI vKte Support de renforcement Fibre de verre Fibre de verre Epaisseur (pouce)f{rnm Pegosité de surface inhérente (côté 1) Masse volumique (caoutchouc brut) (g/ .Capacile de chalet' r(Jig-k) Dureté (caoutchouc brut) (Shore 00) (1 ' - Module de Young (psi)J(kPa) (2) Temp. d'utilisation continue F ELECTRIQUE Tension de claquage. diélectrique VaC) Constante diélectrique (1 000 Hz) 2 2 2,1 2,1 1,3 1,3 40 40 45 310 -76 à 392 ASTM 0150 Résistivité volumique (Ohm-mètre) I Cotation à la flamme 1 THERMIQUE Conductivité thermique (Mn-1.C) RFORMANCE THERMIQUE contre EfF Déflexion ( % d'effort Impédance thermique 0C-pouce2M) 0,020 (3) 1,07 ASTM 0257 L. 94 ASTM 05470 0,88 9 PROPRIETE Couleur 0,010 à 0,020 0,254 à 1,508 ASTM 0374 ASTM 0792 ASTM E1269 ASTM 02240 ASTM 0575 10" V-0 La figure 4 est une vue de référence illustrant la performance mesurée d'un appareil de contrôle électronique pour un véhicule selon un autre exemple de mode de réalisation de la présente divulgation. Dans le présent exemple de mode de réalisation, on a mesuré la conductivité thermique selon la force pressante en utilisant une colle de rayonnement thermique de type liquide, et comme colle de rayonnement thermique de type liquide utilisée pour évaluer la performance, on mesure l'impédance thermique selon la force pressante en utilisant trois échantillons de « LB2000.025 » et trois échantillons de « DOW-1-4173.020 ». Comme illustré, suite à la mesure de la force pressante tout en augmentant progressivement la force pressante à cinq cas de 10 psi, 25 psi, 50 psi, 100 psi et 200 psi, on peut voir que lorsque la force pressante est augmentée, la valeur d'impédance thermique (C/watt) est progressivement diminuée. En conséquence, on peut voir que lorsque la pression appliquée à la colle de rayonnement thermique de type liquide est augmentée, la valeur d'impédance thermique est également diminuée de sorte que la conductivité thermique est augmentée. En conséquence, comme dans le cas où le tampon de rayonnement thermique est utilisé, la portion étagée du puits de chaleur peut être conçue pour avoir une épaisseur pressante ayant une conductivité thermique optimale. D'après ce qui précède, on appréciera que divers modes de réalisation de la présente divulgation aient été décrits ici à des fins d'illustration, et que diverses modifications puissent être pratiquées sans s'écarter de la portée et de l'esprit de la présente divulgation. En conséquence, les divers modes de réalisation divulgués ici ne sont pas censés être limitants, la portée et l'esprit vrais étant indiqués par les revendications suivantes. 11 REVENDICATIONS1. Appareil de contrôle électronique, comprenant : une carte de contrôle électronique qui comporte un côté de dessus sur lequel un élément chauffant est monté, et qui contrôle électriquement chaque partie d'un véhicule ; un puits de chaleur qui est positionné sur un côté de dessous de la carte de contrôle électronique, qui absorbe la chaleur générée par l'élément chauffant et fait rayonner la chaleur vers l'extérieur ; au moins une vis qui couple la carte de contrôle électronique et le puits de chaleur ; et un tampon de rayonnement thermique qui est inséré entre le côté de dessous de la carte de contrôle électronique et une surface de contact du puits de chaleur, et transfère la chaleur de l'élément chauffant au puits de chaleur, dans lequel une portion étagée ayant une profondeur prédéterminée est formée sur la surface de contact du puits de chaleur de sorte que le tampon de rayonnement thermique y est inséré, et la profondeur de la portion étagée est formée pour être plus petite qu'une épaisseur du tampon de rayonnement thermique de sorte que le tampon de rayonnement thermique est pressé et inséré entre la carte de contrôle électronique et le puits de chaleur. 2. Appareil de contrôle électronique selon la revendication 1, dans lequel la portion étagée du puits de chaleur est formée de sorte qu'une hauteur de la surface de contact à laquelle le tampon de rayonnement thermique est inséré est plus petite qu'une hauteur d'une surface latérale qui est couplée à la carte de contrôle électronique par la vis. 3. Appareil de contrôle électronique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel seule une surface du tampon de rayonnement thermique a une force adhésive. 4. Appareil de contrôle électronique, comprenant : une carte de contrôle électronique qui comporte un côté de dessus sur lequel- un élément chauffant est monté, et contrôle électriquement chaque partie d'un véhicule ; 12 3005549 un puits de chaleur qui est positionné sur un côté de dessous de la carte de contrôle électronique, qui absorbe la chaleur générée par l'élément chauffant et fait rayonner la chaleur vers l'extérieur ; au moins un organe de couplage qui couple la carte de contrôle électronique et le 5 puits de chaleur ; et un organe de rayonnement thermique qui est formé entre le côté de dessous de la carte de contrôle électronique et une sufface de contact du puits de chaleur, dans lequel une portion étagée ayant une profondeur prédéterminée est formée sur la surface de contact du puits de chaleur, qui fait face au côté de dessous de la carte de 10 contrôle électronique sur laquelle l'élément chauffant est positionné, de façon à inclure l'organe de rayonnement thermique et une hauteur de la portion étagée est formée pour être plus petite qu'une épaisseur de l'organe de rayonnement thermique de sorte que l'organe de rayonnement thermique est inséré entre la carte de contrôle électronique et le puits de chaleur tout en formant une force pressante. 15 5. Appareil de contrôle électronique selon la revendication 4, dans lequel l'organe de couplage est une vis ou une pince. 6. Appareil de contrôle électronique selon la revendication 4 ou 5, dans lequel 20 l'organe de rayonnement thermique est une pâte de rayonnement thermique ou une colle de type liquide.