DE102004041242A1

DE102004041242A1 - Verfahren zum Einbau eines Drehratensensors in eine Navigationseinheit

Info

Publication number: DE102004041242A1
Application number: DE200410041242
Authority: DE
Inventors: Guenter Noetzel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2006-03-02
Also published as: WO2006021475A1

Abstract

Um den Einbau eines Drehratensensors auf eine Platte, insbesondere eine Leiterplatte, in einer Navigationseinheit zu unterstützen, bei dem der Drehratensensor den passenden Vorhaltswinkel zum Gehäuse der Navigationseinheit vorweist, sind folgende Schritte vorgesehen: DOLLAR A a) Durchtrennen der Platte entlang einer sich nicht schließenden Trennlinie, welche so geformt ist, dass eine Lasche (18) entsteht, die mit dem Rest der Platte eine Verbindung aufweist. DOLLAR A b) Abwinkeln der Lasche (18) entlang einer Biegekante derart, dass sich ein bestimmter Winkel zwischen Lasche (18) und Rest der Platte einstellt. DOLLAR A c) Befestigung des Drehratensensors (14) auf der Lasche (18) oder auf der Platte im Bereich der herzustellenden Lasche (18).

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbau eines Drehratensensors in eine Navigationseinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Navigationseinheit für ein bewegliches Objekt, insbesondere ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.

Aus dem Stand der Technik sind Navigationseinheiten bekannt, welche inertiale Messsysteme nutzen, um die räumliche Bewegung eines Kraftfahrzeugs zu erfassen.

Dazu werden eine Reihe von Drehratensensoren und Beschleunigungssensoren in das Gerät eingebaut. Die zur Messung der Drehrate eingesetzten Gyroskope messen den Einfluss des Coriolis-Effekts auf schwingende massebehaftete Strukturen. Ein typisches Beispiel sind die Vibrationsgyroskope, bei welchen ein vibrierender Resonanzkörper bei Drehungen der Coriolis-Kraft unterworfen ist, welcher eine Sekundärvibration verursacht, welche im rechten Winkel zu der ursprünglichen Schwingungsrichtung steht.

Durch die Messung dieser Sekundärschwingung kann die Drehrate gemessen werden. Oft wird für die Anregung und Messung der Schwingungsmoden der piezoelektrische Effekt ausgenutzt. Für eine einfache Auswertung der Signale eines Drehratensensors ist es notwendig, den Drehratensensor in die Navigationseinheit mit den passenden Winkeln einzubauen. Damit soll sichergestellt werden, dass die Ausrichtung der Messachse des Drehratensensors mit den Hauptachsen des Fahrzeugs, insbesondere mit seiner Vertikalachse, zusammenfällt. Dies führt dazu, dass der Drehratensensor oft mit einem bestimmten Vorhaltwinkel in der Navigationseinheit montiert werden muss, da diese selbst geneigt im Fahrzeug angebracht ist.

Häufig werden die Drehratensensoren auf einer Leiterplatte montiert, die in der Navigationseinheit schwenkbar ist. Alternativ können sie auf einer gesonderten Halterung montiert sein, welche über eine Steckverbindung an der Grundplatte befestigt sind. Auch eine Montage auf der Grundplatte, also mit einer Orientierung, welche nicht notwendigerweise mit den Hauptachsen des Fahrzeugs zusammenfällt, ist möglich. Für eine korrekte Auswertung der Messsignale des Drehratensensors muss dann der Neigungswinkel der Grundplatte zur Vertikalen ermittelt werden und das Signal rechnerisch korrigiert werden. Dies hat den Nachteil, dass insbesondere bei kritischen Fahrsituationen, in welchen das Fahrzeug anderen, horizontalen Rotationsbeschleunigungen ausgesetzt ist, zusätzliche Komponenten der Drehrate gemessen werden, welche nur dann eliminiert werden können, wenn die Navigationseinheit über weitere im rechten Winkel angebrachte Drehratensensoren verfügt.

Aus dem Stand der Technik sind außerdem Drehratensensoren bekannt, die bereits mit einem bestimmten Vorhaltwinkel in ihrem Gehäuse befestigt sind, so dass sie sich vertikal ausrichten, wenn die Navigationseinheit geneigt in das Fahrzeug eingebaut wird. Nachteil eines solchen Verfahrens ist, dass für verschiedene Einbauwinkel verschiedene Sensoren bezogen werden müssen.

Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile

Aufgabe der Erfindung ist es, ein flexibles Verfahren zum Einbau eines Drehratensensors in eine Navigationseinheit anzugeben, welches sicherstellt, dass der Drehratensensor optimal ausgerichtet ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels eines Verfahrens mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen oder mittels einer Navigationseinheit mit den in Anspruch 7 genannten Merkmalen gelöst.

Der erfindungsgemäße Verfahren umfasst folgende Schritte, welche in variabler Reihenfolge ausführbar sind (insbesondere die Schritte a und c sind vertauschbar):

a) Durchtrennen einer Platte, insbesondere einer Leiterplatte, entlang einer sich nicht schließenden Trennlinie, welche so geformt ist, dass eine Lasche entsteht, die mit dem Rest der Platte eine Verbindung aufweist;
b) Abwinkeln der Lasche entlang einer Brech- oder Biegekante derart, dass sich ein bestimmter Winkel zwischen Lasche und Rest der Platte einstellt.
c) Befestigung des Drehratensensors auf der Lasche oder auf der Platte im Bereich der herzustellenden Lasche.

Dadurch ist ein sehr flexibles Verfahren gegeben, bei welchem unter anderem verschiedene Vorhaltwinkel für verschiedene Kraftfahrzeugtypen vorgesehen werden können. Der Sensor ist auf der Grundplatte der Navigationseinheit positioniert und nicht auf einer separaten Platte, welche mit der Grundplatte über eine Steckverbindung verbunden werden müsste. Dadurch wird die Zahl der Bauteile und Arbeitsschritte verringert und somit Kosten gespart.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass entlang einer Linie, die der späteren Biegekante entspricht, eine Vertiefung oder Perforierung eingearbeitet ist. Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass die Lasche an der Übergangsstelle zwischen der Restplatte und der Lasche selbst kontrolliert gebogen werden kann und dabei nicht bricht. Alternativ können über der Übergangsstelle Leitungen auf einem Träger moniert werden und die Lasche so gebrochen werden, dass die Verbindung bestehen bleibt.

Insbesondere ist bevorzugt, dass die Lasche durch einen entsprechend geformten Keil hochgebogen wird. Dieser Keil kann auch dazu genutzt werden, die Lasche in der gewünschten Endlage zu fixieren. Dieses mechanische Verfahren ist sehr einfach umzusetzen, und die Anhebung des Vorsprungs ist einfach durch den Öffnungswinkel des Keiles gegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Navigationseinheit für ein bewegliches Objekt, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, ist auf einer Platte, insbesondere einer Leiterplatte, ein Drehratensensor befestigt, wobei der Drehratensensor auf einer Lasche positioniert ist, welcher vom Rest der Platte durch eine sich nicht schließende Linie teilweise getrennt ist und eine Verbindung zur Platte aufweist, wobei die Lasche hinsichtlich des Restes der Platte abgewinkelt ist. Auf eine solche Anordnung lässt sich das oben beschriebene Verfahren einfach anwenden.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die elektrischen Verbindungen zum Drehratensensor über die Verbindung zwischen der Lasche und dem Rest der Platte verlaufen. Dadurch sind die elektrischen Verbindungen vor Beschädigung geschützt und verlaufen nicht über die entstehenden Schlitze zwischen der Lasche und dem Rest der Leiterplatte.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Seitenansicht der Navigationseinheit und

2 eine Draufsicht auf die Leiterplatte mit Drehratensensor.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

1 zeigt eine Seitenansicht des Gehäuses 10 der insgesamt mit 100 bezeichneten Navigationseinheit, welche mit einer Neigung von 30° in ein Kraftfahrzeug eingebaut werden soll. Die Leiterplatte 12 ist auf der unteren Seite des Gehäuses 10 angebracht. Der Drehratensensor 14 soll so angebracht werden, dass seine sensitive Achse 16 vertikal ist. Dazu ist die Lasche 18 aus der Ebene der Leiterplatte 12 um 30° herausgebogen. Dies wird durch einen Keil 20 aus Kunststoff, welcher als Haltevorrichtung dient, ermöglicht. Die Einführung dieses Formteils 20 stellt in einem einzigen Arbeitsschritt die korrekte Orientierung des Drehratensensors 14 sicher.

2 zeigt eine Draufsicht auf die Leiterplatte 12 mit darauf positioniertem Drehratensensor 14. Die Leiterplatte 12 ist durch gerade Linien derart durchtrennt, dass der Drehratensensor 14 im Zentrum eines Quadrates liegt, von dem nur eine Kante eine Verbindung mit der restlichen Leiterplatte 12 hat. An dieser Kante 22 wird die dadurch entstehende Leiterplattenzunge 18 um 30° nach oben gebogen, praktischerweise durch Einführung eines Keiles 20 mit Öffnungswinkel 30°. Die elektrischen Verbindungen zum Drehratensensor 14 verlaufen über die Biegekante 22, vorzugsweise auf der Bestückungsseite der Leiterplatte 12, im vorliegenden Fall oben.

In 2 nicht gezeigt ist eine Vertiefung an der Biegekante 22, welche auf der Unterseite der Leiterplatte 12 in die Leiterplatte gefräst ist. Die Vertiefung ist dabei so gewählt, dass eine genügende Restdicke der Leiterplatte 12 erhalten bleibt. Bei dem Herstellungsverfahren wird die vorbereitete Leiterplatte 12 bestückt und gelötet. Vor dem Einbau der Leiterplatte 12 in das Navigationsgerät 100 oder auch nach dem Einbau wird die Leiterplattenzunge 18 durch den passend geformten Keil 20 hochgebogen und in der gewünschten Endlage fixiert. Damit ist sichergestellt, dass die sensitive Achse des Drehratensensors 14 bei Einbau der Navigationseinheit 100 in das Kraftfahrzeug unter einem bestimmten Neigungswinkel die korrekte, vertikale Orientierung aufweist.

Als Alternative können auf der Oberseite der Leiterplatte die elektrischen Verbindungen auf einem Träger aufgebracht sein und die Platte entlang der Biegekante gebrochen werden.

Claims

Verfahren zum Einbau eines Drehratensensors auf eine Platte, insbesondere eine Leiterplatte, in einer Navigationseinheit, umfassend folgende, in variabler Reihenfolge ausführbare Schritte: a) Durchtrennen der Platte entlang einer sich nicht schließenden Trennlinie, welche so geformt ist, dass eine Lasche (18) entsteht, die mit dem Rest der Platte eine Verbindung aufweist; b) Abwinkeln der Lasche (18) entlang einer Biegekante (22) derart, dass sich ein bestimmter Winkel zwischen Lasche (18) und Rest der Platte einstellt, wobei die Verbindung mit dem Rest der Platte erhalten bleibt. c) Befestigung des Drehratensensors (14) auf der Lasche (18) oder auf der Platte im Bereich der herzustellenden Lasche (18).
Verfahren zum Einbau eines Drehratensensors in eine Navigationseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegekante (22) im Wesentlichen gerade ist.
Verfahren zum Einbau eines Drehratensensors in eine Navigationseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entlang einer Linie, die der späteren Biegekante (22) entspricht, eine Vertiefung oder Perforierung eingearbeitet ist.
Verfahren zum Einbau eines Drehratensensors in eine Navigationseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasche (18) durch einen entsprechend geformten Keil (20) abgewinkelt wird.
Verfahren zum Einbau eines Drehratensensors in eine Navigationseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennlinie einen im Wesentlichen L-förmigen Verlauf aufweist.
Verfahren zum Einbau eines Drehratensensors in eine Navigationseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennlinie einen im Wesentlichen U-förmigen Verlauf aufweist.
Navigationseinheit für ein bewegliches Objekt, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit einer Platte, insbesondere einer Leiterplatte, und einem auf dieser befestigten Drehratensensor, wobei der Drehratensensor auf einer Lasche positioniert ist, welcher vom Rest der Platte durch eine sich nicht schließende Linie teilweise getrennt ist und eine Verbindung zur Platte aufweist, wobei die Lasche hinsichtlich des Restes der Platte abgewinkelt ist.
Navigationseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Verbindungen zum Drehratensensor (14) über die Verbindung zwischen der Lasche (18) und dem Rest der Platte verlaufen.
Navigationseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Verbindungen zum Drehratensensor (14) auf einem Träger (Folie) sind, der oberhalb der Biege- oder Brechkante die Lasche mit dem Rest der Platte verbinden.
Navigationseinheit nach einem der Ansprüche 7, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Linie einen im Wesentlichen L-förmigen Verlauf aufweist.
Navigationseinheit nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Linie einen im Wesentlichen U-förmigen Verlauf aufweist.