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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Adaptereinrichtung zur Anpassung
eines Steuergeräts
eines Kraftfahrzeugs an Anschlussgeräte, wobei das Steuergerät eine Leiterplatte
mit mindestens einem Kontroller und mindestens einem Anschluss für die Anschlussgeräte aufweist.
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Derartige
Steuergeräte
werden in Kraftfahrzeugen zur Steuerung von vielerlei Funktionen
verwendet, beispielsweise für
ein Einspritzsystem des Motors und dergleichen. Hierbei sind Anschlussgeräte in Form
von externen Sensoren als auch Stellgeräte an das Steuergerät üblicherweise über Steckverbindungen
angeschlossen. Die Steuergeräte
für gleiche
Funktionen unterscheiden sich oft nur durch eine unterschiedliche
Belegung der Steckerpins der Steckverbindungen bei gleichen Ein-
und Ausgangssignalen.
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Für diesen
Unterschied gibt es unter anderem die folgenden Gründe:
- – Die
Anschlussgeräte
werden an verschiedenen Positionen im Fahrzeug angeordnet.
- – Die
Steckerbelegung wurde von Vorgängerprojekten übernommen.
- – Nur
die Projekte innerhalb einer Baureihe sollen untereinander kompatibel
sein.
- – Verhindern
der Benutzung eines herstellerfremden Steuergeräts zum Aktivieren des Fahrzeugs
im Fall von Diebstahl.
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Die
Eingangsbeschaltung des Kontrollers im Steuergerät ist für gleiche Sensoren und Stellgeräte auch gleich
ausgebildet, so dass eine Anpassung des Steuergeräts für Sensoren
und Stellgeräte
anderer Hersteller oder anderer Baureihen, aber mit gleicher Funktion,
jedoch mit unterschiedlicher Steekerbelegung vorgenommen wird. Dieses
geschieht zunächst
mit einem so genannten Auskreuzadapter zwischen dem Stecker des jeweiligen
Anschlussgeräts
und des korrespondierenden Anschlusses im Steuergerät, wonach
ein Neulayout der Leiterplatte des Steuergeräts erfolgt. Auch sind Bestückungsvarianten
und/oder -optionen möglich,
beispielsweise auch mit Miniaturschaltern, was aber in jedem Fall
eine Softwareänderung
nach sich zieht, da die Ein-/Ausgangskonfiguration des Kontrollers
angepasst werden muss. Das bedeutet die Zuweisung des internen Kontroller-Rohsignals
der Hardware zum physikalischen Signal des Treibers des jeweiligen
Anschlussgerätes
der Anwendersoftware, damit keine Layoutänderung erfolgen muss.
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VORTEILE DER
ERFINDUNG
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Die
erfindungsgemäße Adaptereinrichtung
weist gegenüber
den herkömmlichen
Ausführungen
den Vorteil auf, dass sie als Abbildung verschiedener Varianten
der Belegungen von Anschlussgeräten
ohne Änderung
der Leiterplatte eine Anpassung dieser durch einfache Bestückung herstellt.
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Die
Grundidee der Erfindung wird im Folgenden erläutert.
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Die
Adaptereinrichtung wird als eine Miniaturleiterplatte in Abhängigkeit
von den verschiedenen Anschlussbelegungen der Steckerstifte der
Anschlussgeräte
als ein Bauelement ausgebildet, das heißt, die Variationen von verschiedenen
Anschlussgeräten
werden durch die Bestückung
dieses Bauelementes an das Steuergerät angepasst.
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Ein
wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Adaptereinrichtung
als ein bestückbares Bauelement
auch in der Größenordnung
eines solchen ausgebildet ist und somit nicht nur Layoutänderungen einer
Leiterplatte des Steuergerätes,
sondern auch Softwareanpassungen für den Kontroller des Steuergerätes vermeidet.
Auf der Leiterplatte, die auch als Hauptleiterplatte bezeichnet
wird, werden alle Anschlussleitungen in einen festgelegten Bereich
geführt
und enden jeweils in einem Anschlusspad. Diesem Bereich gegenüber wird
ein weiterer Anschlussbereich angeordnet, der mit den Anschlüssen des
Kontrollers verbunden ist, so dass hier ein geeigneter Bereich zum
Aufbringen der Adaptereinrichtung geschaffen ist.
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Auf
diese Weise ist es außerdem
vorteilhaft ermöglicht,
dass eine Vielfalt von Leiterplatten für die Anpassung unterschiedlicher
Anschlussgeräte
erheblich reduziert wird und eine einfache Anpassung ermöglicht ist.
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Eine
erfindungsgemäße Adaptereinrichtung
zur Anpassung eines Steuergeräts
eines Kraftfahrzeugs an Anschlussgeräte, wobei das Steuergerät eine Leiterplatte
mit mindestens einem Kontroller und mindestens einem Anschluss für die Anschlussgeräte) aufweist,
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte mit dem mindestens
einen Anschluss in Verbindung stehende Anschlussfelder und mit dem
Kontroller in Verbindung stehende zweite Anschlussfeldern aufweist,
welche mittels der Adaptereinrichtung verbunden sind. Dadurch wird
vorteilhaft eine einzige Hauptleiterplatte ermöglicht, die durch entsprechende
Bestückung
mit der Adaptereinrichtung eine einfache Anpassung an unterschiedliche
Anschlussgeräte
gestattet.
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In
bevorzugter Ausgestaltung ist die Adaptereinrichtung mit Adapterverbindungen
versehen, die über Kontakteinrichtungen
mit den Anschlussfeldern verbindbar ausgebildet sind. Dadurch ist
es möglich,
die Adaptereinrichtung in einem vorteilhaft einzigen Bestückungsvorgang
zur Anpassung der Hauptleiterplatte auf diese aufzubringen. Da die
Adapterverbindungen in Abhängigkeit
von Anschlussbelegungen der Anschlüsse der Anschlussgeräte ausgebildet
sind, können
die unterschiedlichen Anpassungen durch die Adaptereinrichtung vorliegen,
so dass nur ein vorteilhaft kleines Bauteil als entsprechendes Anpassungsbauteil
gelagert wird im Gegensatz zu großen Hauptleiterplatten mit
entsprechender Bestückung.
Hierdurch ergibt sich ein wirtschaftlicher Vorteil.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Adaptereinrichtung
eine Kodierungseinrichtung auf, wodurch es vorteilhaft einfach möglich ist,
dass die Adaptereinrichtung von dem Steuergerät identifiziert werden kann
und entsprechende Einstellungen für den jeweiligen Anpassungsfall
automatisch vornehmen kann. Dazu ist es vorteilhaft, dass die Kodierungseinrichtung
der Adaptereinrichtung eine Widerstandsmatrix oder einen bestimmten
Widerstandswert als Kodierung aufweist, da so eine einfache Auslesung
der Kodierungswerte erfolgen kann.
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Eine
andere Ausführung
sieht vor, dass die Kodierungseinrichtung der Adaptereinrichtung
als ein Schreib-/Lesespeicherbauteil ausgebildet ist. Diese Version
eignet sich vorteilhaft für
eine softwaremäßig Auslesung
der Kodierungsdaten, wobei die Kodierungsdaten auch in Tabellenform
vorliegen können.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
weist die Adaptereinrichtung Bauelemente zur Ein-/Ausgangsbeschaltung
des Kontrollers auf. Damit ist es vorteilhaft möglich, besondere Anpassungseigenschaften
für Anschlussgeräte von der
Hauptleiterplatte auf die Adaptereinrichtung zu verlagern, so dass
die Hauptleiterplatte für
einen vorteilhaft breiten Anwendungsbereich geeignet ist.
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Es
ist besonders vorteilhaft, dass die Adaptereinrichtung eine Platine
mit einer gedruckten Schaltung ist bzw. ein SMD-Bauteil oder ein
bedrahtetes Bauteil ist. Hierdurch wird es möglich, dass weitere Bauteile
und Variationen mit Hilfe der Technologie von gedruckten Schaltungen
bzw. Hybrid- und SMD-Bauteilen vorteilhaft zusätzlich in die Adaptereinrichtung
zur Vergrößerung ihres
Anwendungsbereiches eingebracht werden können.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen und
der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
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ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand des in den Figuren der Zeichnung
angegebenen Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Es
zeigt dabei:
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1 eine
schematische Darstellung einer Leiterplatte eines Steuergerätes; und
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2 eine
schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Adaptereinrichtung.
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BESCHREIBUNG
DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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In 1 ist
eine schematische Darstellung einer Leiterplatte 20 eines
nicht dargestellten Steuergerätes
eines Kraftfahrzeugs gezeigt.
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Ein
solches Steuergerät
erhält
Signale von externen Signalgebern, beispielsweise Sensoren für unterschiedliche
zu erfassende Werte wie Temperatur, Verstellweg und dergleichen,
sowie Stellgeräte,
die ebenfalls unterschiedliche Funktionen aufweisen, wie Kraftstoffeinspritzung,
Verstellung von Drosselklappe und dergleichen. Diese Geräte befinden
sich im Kraftfahrzeug an verschiedenen Positionen, unter anderem
auch am Motor desselben. Die externen Signalgeber und Stellgeräte sind
in dem hier dargestellten Beispiel als erste bis vierte Anschlussgeräte 7, 8, 9, 10 mit
zugehörigen
ersten bis vierten Leitungen 11, 12, 13, 14 nur
beispielhaft gezeigt. Im vorliegenden Beispiel ist das erste und
zweite Anschlussgerät 7, 8 dem
Fahrzeug, und das dritte und vierte Anschlussgerät 9, 10 dem
Motor zugeordnet.
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Diese
Leitungen 11 bis 14 sind an der Leiterplatte 20 über erste
bis vierte Anschlüsse 3, 4, 5, 6 mit geeigneten
Mitteln, wie zum Beispiel bekannte Steckverbindungen, angeschlossen.
Die Leitungen 11, 12, 13, 14 können je
nach Funktion der Anschlussgeräte 7 bis 10 unterschiedliche
Anzahlen an inneren Leitern aufweisen, was durch schräge Striche
symbolisiert ist, wobei die Anzahl der schrägen Striche der Anzahl von
inneren Einzelleitern entspricht.
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Die
Anschlüsse 3 bis 6 sind
auf der Leiterplatte 20 an den Kontroller 2 mittels
erster bis vierter Verbindungen 15, 16, 17, 18 angeschlossen,
wobei diese Verbindungen als Leiterbahnen der Leiterplatte 20 als
eine so genannte gedruckte Schaltung ausgebildet sind.
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Die
Anschlüsse 3 bis 6 weisen üblicherweise
eine gleiche Form und einen gleichen Aufhau in Gestalt von genormten
Steckverbindungen auf, so dass Anschlussgeräte 7 bis 10 unterschiedlicher
Hersteller Verwendung finden können.
Jedoch können
die Anschlussbelegungen dieser Steckverbindungen aus vielerlei Gründen unterschiedlich
sein, so dass zwar eine Steckkompatibilität der mechanischen Komponenten
der Steckverbinder gegeben ist, aber keine Kompatibilität der Anschlussbelegungen
vorliegt. Einer der Gründe
einer solchen bewussten Belegungsvariation besteht darin, dass verhindert
werden soll, dass Fahrzeuge im Falle eines Diebstahls nicht mit
Steuergeräten
anderer Hersteller fahrbereit gemacht werden können.
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Die
Eingangsbeschaltung des Kontrollers 2 ist für gleiche
Sensoren und Stellgeräte
auch gleich ausgebildet, beispielsweise mit RC-Filtern, Pull-up-/Pull-down-Widerstände und
dergleichen.
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Zur
Anpassung der gedruckten Schaltung der Leiterplatte 20 an
unterschiedliche Kontaktbelegungen der Anschlüsse 3 bis 6 bei
gleichen Funktionen der Anschlussgeräte 7 bis 10 wird
häufig
ein so genannter Auskreuzadapter verwendet, um die Belegung der
Kontakte des Steckers eines Anschlussgerätes 7 bis 10 an
die Eingangs-/Ausgangsbeschaltung des Kontrollers 2 anzupassen.
Dafür werden
zur Zeit eine Vielzahl von angepassten Leiterplatten 20 hergestellt,
die beispielsweise Bestückungsvarianten
aufweisen, wobei aber häufig auch
die Software für
die Ein-/Ausgänge
des Kontrollers 2 geändert
werden muss, wenn keine Layoutänderung
der Leiterplatte 20 erfolgen soll.
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Die
Leiterplatte 20 gemäß der Erfindung
sieht den Einsatz einer Adaptereinrichtung 20 vor, die
mit Bezugnahme auf 2 beschrieben wird.
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Eine
beispielhafte Adaptereinrichtung zur Anpassung der Leiterplatte 20 an
unterschiedliche Anschlussgeräte 7 bis 10 wird
in 2 dargestellt.
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Die
Leiterplatte 20 weist einen Bereich mit ersten Anschlussfeldern 21 und
einen Bereich mit zweiten Anschlussfeldern 22 auf. Hierbei
sind die ersten Anschlussfelder 21 jeweils über die
ersten bis vierten Verbindungen 15, 16, 17, 18 in
Form von Leiterbahnen mit den ersten bis vierten Anschlüssen 3, 4, 5, 6 verbunden. Die
zweiten Anschlussfelder 22 sind jeweils an Ein-/Ausgänge des
Kontrollers 2 über
Kontrollerverbindungen 19 angeschlossen, die in dieser
Ausführungsform
auch als Leiterbahnen einer gedruckten Schaltung ausgebildet sind.
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Die
ersten Anschlussfelder 21 sind durch Adapterverbindungen 24,
die als gestrichelte Linie dargestellt sind, mit den zweiten Anschlussfeldern 22 verbunden.
Die Adapterverbindungen 24 befinden sich auf einer Adaptereinrichtung 1 (strichpunktiertes
Rechteck), die die ersten und zweiten An schlussfelder 21, 22 soweit überdeckt,
dass sie von den Adapterverbindungen 24 durch geeignete
bekannte Kontakteinrichtungen der Leiterplattentechnik kontaktiert
werden. Diese Kontakteinrichtungen können beispielsweise Löt- bzw. SMD-Pads,
Drahtpins, Einpresskontakte und dergleichen sein.
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Die
Adapterverbindungen 24 auf der Adaptereinrichtung 1 verbinden
mittels der Kontakteinrichtungen die ersten und zweiten Anschlussfelder 21, 22 in
einer bestimmten Art und Weise, die von der jeweiligen Kontaktbelegungsart
der Anschlussgeräte 3, 4, 5, 6 abhängig ist.
Für jede
Art von Anschlussgerät 3 bis 6 wird
eine Adaptereinrichtung 1 erstellt, die im Gegensatz zu
der Leiterplatte 20 bedeutend kleiner ist und im Wesentlichen
die Größenordnung
eines Bauteils, beispielsweise einer integrierten Schaltung, aufweist.
Somit ist es nicht erforderlich, für alle Varianten von Anschlussgeräten 3 bis 6 jeweils
eine Leiterplatte 20 herzustellen, wodurch deren Vielzahl
von Varianten erheblich reduziert wird.
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Die
Adaptereinrichtung 1 kann in verschiedenen Ausführungen
ausgebildet sein, wie beispielsweise eine Leiterplatte als gedruckte
Miniaturschaltung, eine SMD-Platine und dergleichen.
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In
einer anderen Ausgestaltung weist die Adaptereinrichtung 1 bestimmte
Kodierungen in unterschiedlichen Ausführungen auf, wie beispielsweise
eine Widerstandsmatrix oder einen Widerstand mit unterschiedlichen
Werten in Abhängigkeit
von der jeweiligen Ausführung.
Damit lässt
sich beim Start des Steuergerätes die
jeweilige Variante einlesen (Kunde, Motor, Ausstattung, usw.), und
es können
entsprechende Funktionen aktiviert werden, wie zum Beispiel bestimmte
Selbstkonfigurationen oder -einstellungen des Steuergerätes.
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Es
ist weiterhin möglich,
dritte Anschlussfelder 23, die mit weiteren Anschlüssen des
Kontrollers 2 in Verbindung stehen, an erste Anschlussfelder 21 zusätzlich anzuschließen, um
bestimmte Signale auch auf mehrere Steckerbelegungen zu leiten,
um Redundanzen im Kabelbaum, das heißt in den ersten bis vierten Leitungen 11 bis 14,
von weiteren Varianten zu handhaben.
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Somit
lässt sich
durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Adaptereinrichtung die
Vielzahl von Leiterplatten 20 bedeutend verringern und
die Anpassung unterschiedlicher Anschlussgeräte 3 bis 10 erheblich
vereinfachen.
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Die
Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt,
sondern auf vielfältige
Art und Weise modifizierbar.
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So
ist es beispielsweise denkbar, dass die Adaptereinrichtung 1 auch
in der Ausführung
als ein Einpressbauteil ausgebildet sein kann.
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Die
Anschlussfelder 21 und 22 können als SMD-Pads ausgebildet
sein, wobei die Adaptereinrichtung 1 in der Ausgestaltung
eines SMD-Bauteils vorliegt.
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Eine
weitere Kodierung der Adaptereinrichtung 1 wird durch ein
EEPROM vorgenommen, welches beispielsweise nur ein Byte beinhaltet
und/oder seriell ausgebildet ist.
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Es
ist auch denkbar, dass die Adaptereinrichtung 1 passive
Bauelemente aufweist, wie zum Beispiel Ein-/Ausgangsbeschaltungen
des Kontrollers 2, um somit auch unterschiedliche Anforderungen
der Ein- und/oder Ausgangssignale durch unterschiedliche Bauelemente
von der Leiterplatte 20 auslagern zu können. Hierbei kann die Adaptereinrichtung 1 auch
als eine Multilayerplatine oder eine Art Hybridschaltung ausgebildet
sein.
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Weiterhin
kann die Adaptereinrichtung 1 soll ausgestaltet sein, dass
die Adapterverbindungen 24 in Abhängigkeit von der Anschlussbelegung
der Anschlussgeräte
mittels einer Laserbearbeitung entsprechend dem jeweiligen Belegungsschema
aufgetrennt werden.
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