控制器的安装脚结构的制作方法

本实用新型与控制器固定结构有关，具体属于一种控制器的安装脚结构。

背景技术：

随着汽车电子技术的发展，汽车系统中的机械元件、电气元件和液压元件的数量和类型越来越多，用于控制的模块单元(即控制器)的种类也越来越多，例如发动机电子控制器ECU、变速箱控制器TCU、整车控制器VCU、车身控制器BCM等等。这些控制器分别控制相对应的元件，从而保证车辆的正常运行和其它功能(如车灯控制、门窗控制、车锁控制、雨刮控制等)的实现。

控制器通常采用一体式的封装结构，利用封闭的壳体将电路板及安装在电路板上的各种电子元件封装起来，从而保证内部元件不被损坏。安装时，通过壳体上的固定结构及紧固件等将控制器与被连接部件组装在一起。

以变速箱控制器TCU为例，其固定安装在变速箱上，两者之间通过五个螺钉固定连接。变速箱控制器的封装壳体四周形成有多个安装脚，所述安装脚都是采用最基本的圆孔结构，在安装脚中插入螺钉最终实现变速箱控制器和变速箱的连接。

目前，随着用户需求的多样化和不断改变，在车辆中不但要求控制器可以很好地加以固定，而且考虑到安全因素，还要求车辆发生正面撞击时某些控制器如果受到的单向外力在设定阈值力以上时可以整体与被连接部件迅速顺利地脱离。然而，上述控制器安装结构的牢固性非常好，变速箱控制器与变速箱之间的螺钉连接关系很难破坏，无法满足这种新的功能需求。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种控制器的安装脚结构，可以使控制器受到设定阈值力以上的外力作用时整体与被连接部件分离。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的控制器的安装脚结构，所述控制器具有封装壳体，所述壳体的四周形成有至少三个安装脚，所述安装脚呈柱状，每个安装脚上开有一个螺钉孔，且所有螺钉孔包括圆形孔、腰形孔、半开放孔中的至少两种，其中腰形孔的长轴在正面撞击单向外力的作用方向上，半开放孔的开口与正面撞击单向外力的方向相反。

其中，所述螺钉孔中安装的螺钉相同，所述螺钉孔中圆形孔的数量为m，一个圆形孔中螺钉发生断裂时所受剪力为F1，圆形孔中螺钉同时发生断裂所受到的剪力mF1小于设定阈值力。

进一步的，所述螺钉孔中安装的螺钉相同，所述螺钉孔中腰形孔的数量为n，一个腰形孔中螺钉发生断裂时所受剪力为F2，腰形孔中螺钉同时发生断裂所受到的剪力nF2小于设定阈值力，且nF2<mF1。

较佳的，所有螺钉孔包括圆形孔、腰形孔和半开放孔三种。

优选的结构，所述控制器具有五个安装脚，且五个螺钉孔为一个圆形孔、三个腰形孔和一个半开放孔。其中，所述腰形孔的长度相同。或者，所述腰形孔的长度不同。进一步的，所述控制器在正面撞击时圆形孔中的螺钉首先被剪断，腰形孔中的螺钉按照腰形孔的长度由短到长的顺序被剪断。

本实用新型通过改变控制器上安装脚的螺钉孔形状，使得控制器受到正面方向不小于设定阈值力的单向外力作用时可以让连接控制器和被连接部件的螺钉分阶段受力并分批被剪断，从而保证发生正面撞击时控制器如果受到的单向外力在设定阈值力以上时可以从固定位置完全脱离。

附图说明

图1为本实用新型的控制器的结构示意图；

图2为本实用新型的控制器的安装示意图；

图3至图7为本实用新型的控制器的五个安装脚(一号到五号安装脚)的放大示意图；

图8为本实用新型的控制器的五个安装脚的分阶段断裂示意图。

其中附图标记说明如下：

1为TCU；2为安装脚；3为变速箱；4为腰形孔；5为半开放孔；6为圆形孔；7为螺钉。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型中控制器的安装脚结构，仍然以变速箱控制器TCU1为例进行说明。如图1所示，所述TCU1具有封装壳体，壳体的四周形成有五个安装脚2，安装脚2呈柱状，每个安装脚2上开有供连接TCU1和变速箱3的螺钉7通过的螺钉孔，目前安装脚采用的螺钉孔均为圆形孔。发生正面撞击时控制器如果受到的单向外力在设定阈值力以上时可以从固定位置完全脱离

如果车辆发生正面撞击时，TCU1受到的正面单向外力N大于等于设定阈值力(例如30kN)，为了使TCU1能够满足与变速箱3顺利脱离的要求，这就需要TCU1受力时起到连接作用的螺钉7能够被剪断，如此TCU1就可以整体脱离变速箱3，并且螺钉被剪断所受到的剪力要不大于设定阈值力30kN。在这种情况下，如果让五个圆形孔中的螺钉7同时被剪断，那么TCU1受到的单向外力往往需要很大(正面撞击非常严重的情况)，经实验验证远远大于设定阈值力(如30kN)。

鉴于上述情况，在本实施例中，五个安装脚2上的螺钉孔采用圆形孔6+腰形孔4+半开放孔5的组合结构，且腰形孔4的长轴在正面撞击单向外力的作用方向上，半开放孔5的开口与正面撞击单向外力的方向相反，这样就可以让五个螺钉7分阶段受剪力，从而逐个被剪断。如图3至图7所示为一至五号安装脚的示意图，五个安装脚2上一个螺钉孔为半开放孔5，一个螺钉孔为圆形孔6，三个螺钉孔为腰形孔4，其中三个腰形孔4中两个腰形孔的长度相同且大于另一个腰形孔的长度。

由于圆形孔6的孔径较小，螺钉7与孔壁之间的间隙小，因此，当圆形孔6中的螺钉7与圆形孔的孔壁接触开始受力直到剪断的过程中，半开放孔5或者腰形孔4由于螺钉7到孔壁的间隙较大，故还没有碰到，因此单向外力N大部分可以单独作用在圆形孔6内的螺钉7上，这样保证该螺钉7能够被率先剪断。而半开放孔5由于一侧未封闭，且开口与正面撞击单向外力的方向相反，这样安装在其内部的螺钉7不需要被剪断即可脱离TCU1。

上述实施例中五个安装脚的螺钉7在受到正面撞击发生断裂的具体过程如图8所示，按图中顺序将五个安装脚2编号为第一至第五安装脚，说明如下：

当TCU1未受力时，如step1所示，所有螺钉7均未与所在螺钉孔的孔壁接触；

当TCU1开始受力后，如step2所示，首先第五安装脚中圆形孔6内的螺钉7与圆形孔的孔壁接触，并逐渐受到剪力作用直至最终圆形孔6内的螺钉7被剪断，螺钉7发生断裂时所受剪力为F1，该剪力F1小于设定阈值力30kN；

第五安装脚的螺钉7断裂后，如step3所示，第一安装脚中长度短的腰形孔4内的螺钉7率先与右侧孔壁接触，由于第二至第四安装脚上的螺钉7并未与孔壁接触，故第一安装脚内的螺钉7承受大部分的剪力作用直至最终被剪断，螺钉7发生断裂时所受剪力小于设定阈值力30kN；

接下来，如step4所示，第三安装脚和第四安装脚中腰形孔4内的螺钉均与孔壁接触，二者共同受剪力作用直至最终被剪断，每个腰形孔中螺钉发生断裂时所受剪力为F2，设定阈值力大于2F2，如step5所示，由于第二安装脚采用的是半开放孔，且开口与正面撞击单向外力的方向相反，所以其中的螺钉无需被剪断即可脱离TCU1。

需要说明的是，在上述实施例中，通常螺钉孔中安装的螺钉相同，螺钉孔中圆形孔的数量为m，一个圆形孔中螺钉发生断裂时所受剪力为F1，圆形孔中螺钉同时发生断裂所受到的剪力mF1小于设定阈值力；所述螺钉孔中腰形孔的数量为n，一个腰形孔中螺钉发生断裂时所受剪力为F2，腰形孔中螺钉同时发生断裂所受到的剪力nF2小于设定阈值力。由于螺钉分阶段受力并被剪断，因此通常情况下，剪断所有圆形孔中的螺钉所施加的单向外力要大于剪断所有腰形孔中的螺钉所施加的单向外力。

虽然在本实施例中，五个安装脚的螺钉孔采用一个圆形孔、一个半开放孔和三个腰形孔的组合形式，但是本领域技术人员可以结合脱离条件和连接固定效果改变安装脚的数量以及螺钉孔的组合形式和数量比例，如采用圆形孔和腰形孔的组合形式、腰形孔和半开放孔的组合形式、圆形孔和半开放孔的组合形式等，都可以实现螺钉分阶段受力并分批或逐个被剪断的效果。

将TCU1和变速箱3固定连接，通常情况下，设置三个或三个以上的安装脚即可实现牢固连接，故本领域技术人员可以根据TCU的具体结构改变安装脚的位置和数量。

下面对螺钉孔的其它组成形式做简单说明：

1)当螺钉孔采用圆形孔+半开放孔的组合形式时，在保证连接固定效果的前提下，为了使TCU1受到设定阈值力30kN以上的单向外力作用时，TCU1可以整体脱离变速箱3，可以减少螺钉孔中圆形孔的数量(同时还可以选择性能等级低的螺钉或者易被剪断的材料的螺钉)，并使所有半开放孔的开口与正面撞击单向外力的方向相反；

2)当螺钉孔采用圆形孔+腰形孔的组合形式时，由于圆形孔中的螺钉率先受力，所以为了使TCU1受到设定阈值力30kN以上的单向外力作用时TCU1可以整体脱离变速箱3，合理设置圆形孔和腰形孔的数量，保证剪断所有圆形孔中的螺钉所施加的单向外力不超过30kN，圆形孔中的螺钉被剪断之后，腰形孔中的螺钉开始受力，保证腰形孔的长轴在正面撞击单向外力的作用方向上，通常剪断腰形孔中的螺钉所需要的单向外力小于剪断圆形孔中的螺钉所需要的单向外力；

3)当螺钉孔采用腰形孔+半开放孔的组合形式时，在保证连接固定效果的前提下，为了使TCU1受到设定阈值力30kN以上的单向外力作用时，TCU1可以整体脱离变速箱3，合理设置腰形孔和半开放孔的数量，保证腰形孔的长轴在正面撞击单向外力的作用方向上且所有半开放孔的开口与正面撞击单向外力的方向相反，由于半开放孔的一侧未封闭，所以其中的螺钉无需剪断，只要腰形孔中的螺钉被剪断即可实现TCU与变速箱脱离；

当然，为了减小螺钉被剪断所需要的单向外力，可以采用不同长度的腰形孔，这样可以使腰形孔中的螺钉逐个受力并被分批剪断。

虽然在本实施例中以变速箱控制器TCU为例进行说明，但是本实用新型并不局限于此，上述结构适用于所有的控制器固定连接结构中，本领域技术人员可以根据上述方案针对不同的控制器进行轻而易举地变化，故在此不作赘述。

本实用新型通过改变控制器上安装脚的螺钉孔形状，使得控制器受到正面方向不小于设定阈值力的单向外力作用时可以让连接控制器和被连接部件的螺钉分阶段受力并分批被剪断，从而保证发生正面撞击时控制器如果受到的单向外力在设定阈值力以上时可以从固定位置完全脱离。

以上通过具体实施例对本实用新型进行了详细的说明，该实施例仅仅是本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不局限于上述实施方式。在不脱离本实用新型原理的情况下，本领域的技术人员对安装脚的数量、螺钉孔的形状组合形式及数量比例、腰形孔的尺寸等做出的等效置换和改进，均应视为在本实用新型所保护的技术范畴内。