DE102011076661B4 - Control device for a transmission of a vehicle and method for assembling a control device for a transmission of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Steuervorrichtung (100) für ein Getriebe eines Fahrzeugs, wobei die Steuervorrichtung folgende Merkmale aufweist:ein Leiterplattenmodul (110), das eine Leiterplatte (312) mit einer elektrischen Schaltung und elektrischen Kontakten (314) aufweist;zumindest zwei Peripheriemodule (120; 220A, 220B, 220C, 220D, 220E) mit elektrischen Anschlüssen, die über Verbindungsleitungen (125) an die elektrischen Kontakte (314) des Leiterplattenmoduls (110) angeschlossen sind, wobei die zumindest zwei Peripheriemodule (120; 220A, 220B, 220C, 220D, 220E) benachbart zu dem Leiterplattenmodul (110) angeordnet und mit dem Leiterplattenmodul (110) über die Verbindungsleitungen (125) elektrisch und mechanisch verbunden sind; undeine Abdeckung (130) zum Abdecken des Leiterplattenmoduls (110) und der zumindest zwei Peripheriemodule (120; 220A, 220B, 220C, 220D, 220E), wobei die Abdeckung (130) über zumindest einen Befestigungsbereich an den zumindest zwei Peripheriemodulen (120; 220A, 220B, 220C, 220D, 220E) befestigt ist,zumindest ein Spanschutzelement (140), das an einer der Abdeckung (130) gegenüberliegenden Seite der Steuervorrichtung (100) angeordnet und an der Abdeckung (130) befestigt ist, wobei das Leiterplattenmodul (110) zwischen der Abdeckung (130) und dem Spanschutzelement (140) angeordnet ist,und das Leiterplattenmodul (110) über die Verbindungsleitungen (125) bezüglich der Abdeckung (130), den zumindest zwei Peripheriemodulen (120; 220A, 220B, 220C, 220D, 220E) und dem zumindest ein Spanschutzelement (140) beweglich aufgehängt ist.Control device (100) for a transmission of a vehicle, the control device having the following features: a circuit board module (110) which has a circuit board (312) with an electrical circuit and electrical contacts (314); at least two peripheral modules (120; 220A, 220B , 220C, 220D, 220E) with electrical connections which are connected to the electrical contacts (314) of the circuit board module (110) via connecting lines (125), the at least two peripheral modules (120; 220A, 220B, 220C, 220D, 220E) arranged adjacent to the circuit board module (110) and electrically and mechanically connected to the circuit board module (110) via the connecting lines (125); anda cover (130) for covering the circuit board module (110) and the at least two peripheral modules (120; 220A, 220B, 220C, 220D, 220E), wherein the cover (130) has at least one fastening area on the at least two peripheral modules (120; 220A , 220B, 220C, 220D, 220E), at least one chip protection element (140), which is arranged on a side of the control device (100) opposite the cover (130) and is attached to the cover (130), the circuit board module (110 ) is arranged between the cover (130) and the chip protection element (140), and the circuit board module (110) via the connecting lines (125) with respect to the cover (130), the at least two peripheral modules (120; 220A, 220B, 220C, 220D, 220E) and which at least one chip protection element (140) is movably suspended.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für ein Getriebe eines Fahrzeugs und auf ein Verfahren zum Montieren einer Steuervorrichtung für ein Getriebe eines Fahrzeugs.The present invention relates to a control device for a transmission of a vehicle and a method of assembling a control device for a transmission of a vehicle.
Eine Getriebesteuerung für Fahrzeuggetriebe umfasst eine zentrale elektronische Steuereinheit, mit der weitere Steuerungsbaugruppen, wie beispielsweise Sensoren, Ventile oder Stecker für einen Anschluss an andere Fahrzeugsysteme verbunden sind.A transmission control for vehicle transmissions includes a central electronic control unit to which other control assemblies, such as sensors, valves or plugs, are connected for connection to other vehicle systems.
Die
In
Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Steuervorrichtung für ein Getriebe eines Fahrzeugs und ein verbessertes Verfahren zum Montieren einer Steuervorrichtung für ein Getriebe eines Fahrzeugs gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, the present invention provides an improved control device for a transmission of a vehicle and an improved method for assembling a control device for a transmission of a vehicle according to the main claims. Advantageous refinements result from the subclaims and the following description.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein modularer Aufbau einer Steuervorrichtung für ein Fahrzeuggetriebe auf vorteilhafte Weise mit einer Abdeckung kombiniert werden kann, die sich zumindest teilweise über die Module der Steuervorrichtung erstreckt. Die Module bildenden Einzelbaugruppen können dabei separat gefertigt und getestet werden. Dabei kann eine elektrische Verbindung zwischen Peripheriemodulen und einem Leiterplattenmodul, das ein zentrales Modul repräsentieren kann, über Verbindungsleitungen derart realisiert sein, dass auch eine mechanische Verbindung des zentralen Moduls mit den Peripheriemodulen bewirkt ist. Somit braucht die Abdeckung lediglich an den Peripheriemodulen befestigt sein.The present invention is based on the finding that a modular structure of a control device for a vehicle transmission can be advantageously combined with a cover that extends at least partially over the modules of the control device. The individual assemblies forming modules can be manufactured and tested separately. An electrical connection between peripheral modules and a circuit board module, which can represent a central module, can be implemented via connecting lines in such a way that a mechanical connection of the central module to the peripheral modules is also achieved. The cover therefore only needs to be attached to the peripheral modules.
Vorteilhafterweise ist gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durch den Einsatz der Verbindungsleitungen, beispielsweise in Form von Drähten, ein variabler Aufbau der Steuervorrichtung möglich, was Vorteile bei Toleranzen und unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten der einzelnen Module mit sich bringt. Somit steigt eine Flexibilität beim Aufbau der Steuervorrichtung. Unterschiedliche Längenausdehnungen der Module können ausgeglichen werden. Es ergibt sich auch ein einfacher Aufbau der Steuervorrichtung, da periphere Getriebesteuerungselemente in Peripheriemodulen zusammengefasst sein können und nicht einzeln mit dem zentralen Modul verbunden werden brauchen. Es ergibt sich eine kostengünstige Anbindung der peripheren Module an das zentrale Modul.Advantageously, according to embodiments of the present invention, a variable structure of the control device is possible through the use of the connecting lines, for example in the form of wires, which brings advantages in terms of tolerances and different linear expansion coefficients of the individual modules. This increases flexibility in the construction of the control device. Different lengths of the modules can be compensated for. This also results in a simple structure of the control device, since peripheral transmission control elements can be combined in peripheral modules and do not need to be individually connected to the central module. This results in a cost-effective connection of the peripheral modules to the central module.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Steuervorrichtung für ein Getriebe eines Fahrzeugs, wobei die Steuervorrichtung folgende Merkmale aufweist:
- ein Leiterplattenmodul, das eine Leiterplatte mit einer elektrischen Schaltung und elektrischen Kontakten aufweist;
- zumindest zwei Peripheriemodule mit elektrischen Anschlüssen, die über Verbindungsleitungen an die elektrischen Kontakte des Leiterplattenmoduls angeschlossen sind, wobei die zumindest zwei Peripheriemodule benachbart zu dem Leiterplattenmodul angeordnet und mit dem Leiterplattenmodul über die Verbindungsleitungen elektrisch und mechanisch verbunden sind; und
- eine Abdeckung zum Abdecken des Leiterplattenmoduls und der zumindest zwei Peripheriemodule, wobei die Abdeckung über zumindest einen Befestigungsbereich an den zumindest zwei Peripheriemodulen befestigt ist.
- a circuit board module having a circuit board with an electrical circuit and electrical contacts;
- at least two peripheral modules with electrical connections which are connected to the electrical contacts of the circuit board module via connecting lines, the at least two peripheral modules being arranged adjacent to the circuit board module and being electrically and mechanically connected to the circuit board module via the connecting lines; and
- a cover for covering the circuit board module and the at least two peripheral modules, the cover being attached to the at least two peripheral modules via at least one fastening area.
Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug, wie beispielsweise einen Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, mit einem Schaltgetriebe handeln. The vehicle can be a motor vehicle, such as a passenger car or truck, with a manual transmission.
Bei dem Getriebe kann es sich um ein Direktschaltgetriebe oder ein automatisches Getriebe handeln. Das Leiterplattenmodul kann hierbei in der Steuervorrichtung oder Steuerung eine zentrale Funktion bei der Getriebesteuerung übernehmen. Dazu kann die elektrische Schaltung zentrale Steuerkomponenten zur Getriebesteuerung realisieren. Die elektrische Schaltung ist auf der Leiterplatte der Steuervorrichtung angeordnet. Dazu sind elektrische Bauelemente in einem Bauelementebereich der Leiterplatte angeordnet. Bei der Leiterplatte kann es sich um eine Schaltungsplatine mit Leiterbahnen und Kontaktflächen zur elektrischen Kontaktierung der elektrischen Schaltung handeln. Die elektrischen Kontakte des Leiterplattenmoduls können als Kontaktstege, Anschlussflächen oder dergleichen ausgeführt sein. Die elektrischen Kontakte des Leiterplattenmoduls können in einem Randabschnitt zumindest einer Hauptoberfläche der Leiterplatte angeordnet sein. Unter einem Randabschnitt kann ein länglicher Bereich entlang zumindest einer Kante der Leiterplatte verstanden werden. Die Peripheriemodule können mit einem Zwischenraum oder direkt angrenzend an das Leiterplattenmodul angeordnet sein. Jedes Peripheriemodul kann ein oder mehrere weitere Getriebesteuerungselemente aufweisen. Ein weiteres Getriebesteuerungselement eines Peripheriemoduls kann über die elektrischen Anschlüsse des Peripheriemoduls elektrisch kontaktiert werden. Die Verbindungsleitungen zwischen dem Leiterplattenmodul und den Peripheriemodulen sind ausgebildet, um die elektrischen Anschlüsse der Peripheriemodule mit den elektrischen Kontakten des Leiterplattenmoduls, und somit die Peripheriemodule und das Leiterplattenmodul, elektrisch und mechanisch zu verbinden. Eine einzelne der Verbindungsleitungen kann hierbei einen einzelnen der elektrischen Kontakte des Leiterplattenmoduls mit einem entsprechenden einzelnen der elektrischen Anschluss eines der Peripheriemodule verbinden. Bei den Verbindungsleitungen kann es sich um Drähte, Litzen oder dergleichen handeln. Die Abdeckung kann beispielsweise aus einem Kunststoff hergestellt sein. Bei der Abdeckung kann es sich beispielsweise um ein einstückig gebildetes Formteil handeln. Die Abdeckung kann ausgebildet sein, um das Leiterplattenmodul und die zumindest zwei Peripheriemodule abzudecken. Dabei kann die Abdeckung das Leiterplattenmodul und die zumindest zwei Peripheriemodule vollständig oder teilweise abdecken. Die Abdeckung kann ausgebildet sein, um sich auf einer Seite der Steuervorrichtung über das Leiterplattenmodul und zumindest teilweise über die Peripheriemodule zu erstrecken. Zwischen der Abdeckung und dem Leiterplattenmodul kann ein Zwischenraum vorgesehen sein. Bei dem Befestigungsbereich kann es sich um einen zusammenhängenden Abschnitt oder um mehrere räumlich voneinander getrennte Abschnitte der Abdeckung handeln. Der Befestigungsbereich kann an einer den Modulen zugewandten Oberfläche der Abdeckung angeordnet sein. In dem Befestigungsbereich ist die Abdeckung an den Peripheriemodulen befestigt. Wenn die Steuervorrichtung mehr als zwei Peripheriemodule aufweist, kann die Abdeckung an zumindest zwei der Peripheriemodule befestigt sein. Wenn die Steuervorrichtung mehr als zwei Peripheriemodule aufweist, kann die Abdeckung das Leiterplattenmodul und zumindest zwei der Peripheriemodule abdecken.The transmission can be a direct shift transmission or an automatic transmission. The circuit board module can take on a central function in the transmission control in the control device or controller. For this purpose, the electrical circuit can implement central control components for transmission control. The electrical circuit is arranged on the circuit board of the control device. For this purpose, electrical components are arranged in a component area of the circuit board. The printed circuit board can be a circuit board with conductor tracks and contact surfaces for electrically contacting the electrical circuit. The electrical contacts of the circuit board module can be designed as contact bars, connection surfaces or the like. The electrical contacts of the circuit board module can be arranged in an edge section of at least one main surface of the circuit board. Under a border section can be understood as an elongated area along at least one edge of the circuit board. The peripheral modules can be arranged with a gap or directly adjacent to the circuit board module. Each peripheral module can have one or more additional transmission control elements. Another transmission control element of a peripheral module can be electrically contacted via the electrical connections of the peripheral module. The connecting lines between the circuit board module and the peripheral modules are designed to electrically and mechanically connect the electrical connections of the peripheral modules to the electrical contacts of the circuit board module, and thus the peripheral modules and the circuit board module. A single one of the connecting lines can connect a single one of the electrical contacts of the circuit board module to a corresponding single one of the electrical connections of one of the peripheral modules. The connecting lines can be wires, strands or the like. The cover can be made from a plastic, for example. The cover can be, for example, a molded part formed in one piece. The cover can be designed to cover the circuit board module and the at least two peripheral modules. The cover can completely or partially cover the circuit board module and the at least two peripheral modules. The cover can be designed to extend on one side of the control device over the circuit board module and at least partially over the peripheral modules. A space can be provided between the cover and the circuit board module. The fastening area can be a contiguous section or several spatially separated sections of the cover. The fastening area can be arranged on a surface of the cover facing the modules. The cover is attached to the peripheral modules in the fastening area. If the control device has more than two peripheral modules, the cover can be attached to at least two of the peripheral modules. If the control device has more than two peripheral modules, the cover can cover the circuit board module and at least two of the peripheral modules.
Dabei kann der zumindest eine Befestigungsbereich der Abdeckung mittels einer stoffschlüssigen Verbindung an den zumindest zwei Peripheriemodulen befestigt sein. Bei der stoffschlüssigen Verbindung kann es sich beispielsweise um eine mittels eines Schweißverfahrens, insbesondere mittels eines Laserschweißverfahrens, hergestellte Verbindung handeln. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass flexible Verbindungsgeometrien realisierbar sind und somit die Abdeckung auch an komplex geformten Modulen sowie auch an schwer zugänglichen Stellen zuverlässig befestigt werden kann. Besonders im Falle des Laserschweißverfahrens ergeben sich ein vorteilhaft geringer, örtlich begrenzter Energieeintrag in die zu verbindenden Teile. Mittels der stoffschlüssigen Verbindung kann eine fluiddichte Verbindungsstelle zwischen der Abdeckung und den Peripheriemodulen realisiert werden. Auf diese Weise können von der Abdeckung überspannte Bereiche der Module gegenüber der Umgebung abgeschlossen werden.The at least one fastening area of the cover can be fastened to the at least two peripheral modules by means of a cohesive connection. The cohesive connection can be, for example, a connection produced using a welding process, in particular using a laser welding process. Such an embodiment offers the advantage that flexible connection geometries can be implemented and the cover can therefore be reliably attached even to modules with complex shapes as well as to places that are difficult to access. Particularly in the case of the laser welding process, there is an advantageously low, locally limited energy input into the parts to be connected. By means of the cohesive connection, a fluid-tight connection point can be realized between the cover and the peripheral modules. In this way, areas of the modules covered by the cover can be closed off from the environment.
Die Abdeckung kann selbsttragend ausgebildet sein, um die Steuervorrichtung mechanisch zu stabilisieren. Somit kann die Abdeckung eine definierte Festigkeit, Starrheit bzw. Steifigkeit gegenüber Biege- oder Torsionskräften aufweisen. Eine solche selbsttragende Abdeckung bietet den Vorteil, dass eine erhöhte mechanische Festigkeit und Stabilität der Steuervorrichtung über die Abdeckung erreicht wird. Die Abdeckung kann dabei einen Deckel bilden, der über alle Module gesetzt wird und mittels Laserschweißens stoffschlüssig mit den Modulen verbunden ist.The cover can be designed to be self-supporting in order to mechanically stabilize the control device. The cover can therefore have a defined strength, rigidity or stiffness against bending or torsional forces. Such a self-supporting cover offers the advantage that increased mechanical strength and stability of the control device is achieved via the cover. The cover can form a cover that is placed over all modules and is materially connected to the modules by means of laser welding.
Erfindungsgemäß ist zumindest ein Spanschutzelement vorgesehen sein, das an einer der Abdeckung gegenüberliegenden Seite der Steuervorrichtung angeordnet und an der Abdeckung befestigt ist, wobei das Leiterplattenmodul zwischen der Abdeckung und dem Spanschutzelement angeordnet ist. Das Spanschutzelement kann an der Abdeckung und gegebenenfalls auch an zumindest einem Peripheriemodul befestigt sein. Dabei kann das Spanschutzelement mittels einer stoffschlüssigen Verbindung an der Abdeckung und gegebenenfalls auch an zumindest einem Peripheriemodul befestigt sein. Das Spanschutzelement kann ausgebildet sein, um die elektrischen Kontakte des Leiterplattenmoduls, die elektrischen Anschlüsse der zumindest zwei Peripheriemodule sowie die Verbindungsleitungen vor eindringenden Stoffen zu schützen. Das Spanschutzelement kann sich an einer der Abdeckung gegenüberliegenden Seite der Steuervorrichtung über das Leiterplat- tenmodul und gegebenenfalls auch zumindest teilweise die zumindest zwei Periphe- riemodule erstrecken. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die elek- trische Verbindung zwischen dem Leiterplattenmodul und den zumindest zwei Peri- pheriemodulen vor schädlichen Einflüssen geschützt ist. Somit kann die elektrische Verbindung zuverlässiger und langlebiger gemacht werden.According to the invention, at least one chip protection element is provided, which is arranged on a side of the control device opposite the cover and is fastened to the cover, the circuit board module being arranged between the cover and the chip protection element. The chip protection element can be attached to the cover and possibly also to at least one peripheral module. The chip protection element can be attached to the cover and possibly also to at least one peripheral module by means of a cohesive connection. The chip protection element can be designed to protect the electrical contacts of the circuit board module, the electrical connections of the at least two peripheral modules and the connecting lines from penetrating substances. The chip protection element can extend on a side of the control device opposite the cover over the circuit board module and possibly also at least partially over the at least two peripheral modules. Such an embodiment offers the advantage that the electrical connection between the circuit board module and the at least two peripheral modules is protected from harmful influences. Thus, the electrical connection can be made more reliable and durable.
Hierbei ist das Leiterplattenmodul über die Verbindungsleitungen bezüglich der Abdeckung, den zumindest zwei Peripheriemodulen und dem zumindest ein Spanschutzelement beweglich aufgehängt. Das Spanschutzelement ist hierbei nicht an dem Leiterplattenmodul befestigt. Die Verbindungsleitungen können selbsttragend jedoch nicht starr, also elastisch, ausgeführt sein, um das Leiterplattenmodul zu halten ohne es starr zu fixieren. Bei einer auf das Leiterplattenmodul einwirkenden Kraft können die Verbindungsleitungen eine Bewegung des Leiterplattenmoduls aus einer Ausgangsposition heraus zulassen. Entfällt die auf das Leiterplattenmodul einwirkende Kraft, so kann das Leiterplattenmodul durch die Verbindungsleitungen wieder in die Ausgangsposition zurückgeführt werden. Durch die bewegliche Aufhängung kann das Leiterplattenmodul lineare Bewegungen senkrecht oder parallel zu einer Haupterstreckungsebene des Leiterplattenmoduls und zusätzlich oder alternativ Drehbewegungen entlang einer beliebigen Drehachse des Leiterplattenmoduls ausführen. Eine solche bewegliche Aufhängung bietet den Vorteil, dass durch den Einsatz der Verbindungsleitungen ein variabler Aufbau der Steuervorrichtung möglich ist. Zudem ergeben sich Vorteile einer Kompensation von Toleranzen zwischen den Modulen und einer Kompensation von unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten der einzelnen Module. Somit steigt eine Flexibilität beim Aufbau der Steuervorrichtung und es können unterschiedliche Längenausdehnungen der Module oder Komponenten ausgeglichen werden.Here, the circuit board module is movably mounted via the connecting lines with respect to the cover, the at least two peripheral modules and the at least one chip protection element hangs. The chip protection element is not attached to the circuit board module. The connecting lines can be self-supporting but not rigid, i.e. elastic, in order to hold the circuit board module without rigidly fixing it. When a force acts on the circuit board module, the connecting lines can allow the circuit board module to move from an initial position. If the force acting on the circuit board module is eliminated, the circuit board module can be returned to the starting position through the connecting lines. Due to the movable suspension, the circuit board module can carry out linear movements perpendicular or parallel to a main extension plane of the circuit board module and additionally or alternatively rotational movements along any axis of rotation of the circuit board module. Such a movable suspension offers the advantage that a variable structure of the control device is possible through the use of the connecting lines. There are also advantages of compensating for tolerances between the modules and compensating for different linear expansion coefficients of the individual modules. This increases flexibility in the construction of the control device and different lengths of the modules or components can be compensated for.
Auch kann das Leiterplattenmodul ein Leiterplattengehäuse aufweisen, wobei die elektrische Schaltung innerhalb des Leiterplattengehäuses angeordnet ist und die elektrischen Kontakte außerhalb des Leiterplattengehäuses angeordnet sind. Dabei kann die Abdeckung eine Öffnung für das Leiterplattengehäuse aufweisen. Das Leiterplattengehäuse kann hierbei zweiteilig ausgeführt sein. Hierbei kann ein erster Teil des Leiterplattengehäuses an einer ersten Hauptoberfläche der Leiterplatte angeordnet sein und kann ein zweiter Teil des Leiterplattengehäuses an einer zweiten Hauptoberfläche der Leiterplatte angeordnet sein. Das Leiterplattengehäuse ist so ausgeformt, dass es einen Zugriff auf die elektrischen Kontakte der Leiterplatte zum Anschließen der Verbindungsleitungen ermöglicht. Elektrische Anschlüsse der elektrischen Bauelemente sind mit Leiterbahnen der Leiterplatte elektrisch leitfähig verbunden. Zumindest einige der Leiterbahnen der Leiterplatte sind mit den elektrischen Kontakten des Leiterplattenmoduls an der Leiterplatte verbunden. Auf diese Weise können die innerhalb des Leiterplattengehäuses angeordneten Bauelemente der elektrischen Schaltung über die außerhalb des Leiterplattengehäuses angeordneten, elektrischen Kontakte kontaktiert werden. Die Öffnung in der Abdeckung kann in dem befestigten Zustand der Abdeckung in einem Bereich des Leiterplattengehäuses angeordnet sein, sodass zumindest ein Teilbereich des Leiterplattengehäuses nicht durch die Abdeckung bedeckt ist. Die Öffnung in der Abdeckung kann der Wärmeableitung dienen. Das Leiterplattengehäuse bietet einen mechanischen Schutz für die elektrische Schaltung.The circuit board module can also have a circuit board housing, with the electrical circuit being arranged inside the circuit board housing and the electrical contacts being arranged outside the circuit board housing. The cover can have an opening for the circuit board housing. The circuit board housing can be designed in two parts. Here, a first part of the circuit board housing can be arranged on a first main surface of the circuit board and a second part of the circuit board housing can be arranged on a second main surface of the circuit board. The circuit board housing is shaped in such a way that it allows access to the electrical contacts of the circuit board for connecting the connecting lines. Electrical connections of the electrical components are electrically conductively connected to conductor tracks of the circuit board. At least some of the conductor tracks of the circuit board are connected to the electrical contacts of the circuit board module on the circuit board. In this way, the components of the electrical circuit arranged inside the circuit board housing can be contacted via the electrical contacts arranged outside the circuit board housing. The opening in the cover can be arranged in an area of the circuit board housing in the attached state of the cover, so that at least a partial area of the circuit board housing is not covered by the cover. The opening in the cover can be used for heat dissipation. The circuit board housing provides mechanical protection for the electrical circuit.
Die Leiterplatte des Leiterplattenmoduls kann eine Mehrzahl von Langlöchern aufweisen, die von einem Rand der Leiterplatte beabstandet sind. Dadurch können zwischen benachbarten Langlöchern Stege zum Aufnehmen der elektrischen Kontakte ausgebildet sein. Dabei können die elektrischen Anschlüsse der zumindest zwei Peripheriemodule über die Verbindungsleitungen mittels eines Fügevorgangs an die elektrischen Kontakte des Leiterplattenmoduls angeschlossen sein. Bei den Langlöchern kann es sich um längliche Vertiefungen, Bohrungen, Nuten oder dergleichen in der Leiterplatte handeln. Die Mehrzahl von Langlöchern kann hierbei entlang zumindest einer Kante der Leiterplatte angeordnet sein. Entlang der zumindest einen Kante der Leiterplatte sind die Langlöcher benachbart nebeneinander angeordnet. Hierbei sind Längserstreckungsrichtungen von benachbarten Langlöchern im Wesentlichen parallel zueinander und im Wesentlichen orthogonal zu der zumindest einen Kante der Leiterplatte ausgerichtet. Zwischen benachbarten Langlöchern bleiben die Stege zurück. Auf den Stegen können die elektrischen Kontakte der Leiterplatte angeordnet sein. Bei dem Fügevorgang kann es sich beispielsweise um einen Crimp-Vorgang handeln. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Verbindungsleitungen mit den elektrischen Kontakten mittels des Fügevorgangs in Kombination mit den Langlöchern besonders vorteilhaft verbunden werden können.The circuit board of the circuit board module may have a plurality of elongated holes that are spaced from an edge of the circuit board. As a result, webs for receiving the electrical contacts can be formed between adjacent elongated holes. The electrical connections of the at least two peripheral modules can be connected to the electrical contacts of the circuit board module via the connecting lines by means of a joining process. The elongated holes can be elongated depressions, bores, grooves or the like in the circuit board. The plurality of elongated holes can be arranged along at least one edge of the circuit board. The elongated holes are arranged adjacent to one another along the at least one edge of the circuit board. Here, longitudinal extension directions of adjacent elongated holes are aligned essentially parallel to one another and essentially orthogonally to the at least one edge of the circuit board. The webs remain between adjacent elongated holes. The electrical contacts of the circuit board can be arranged on the webs. The joining process can be, for example, a crimping process. Such an embodiment offers the advantage that the connecting lines can be particularly advantageously connected to the electrical contacts by means of the joining process in combination with the elongated holes.
Auch kann jedes der zumindest zwei Peripheriemodule einen oder mehrere Drehzahl- bzw. Wegsensoren, einen oder mehrere Temperatursensoren, einen oder mehrere Aktuatoren oder einen Stecker zur externen Ankontaktierung der Steuervorrichtung aufweisen. Der oder die Drehzahlsensoren, der oder die Wegsensoren, der oder die Temperatursensoren, der oder die Aktuatoren und der Stecker können dabei weitere Getriebesteuerungselemente repräsentieren. Hierbei kann ein erstes der zumindest zwei Peripheriemodule ein erstes Getriebesteuerungselement oder eine erste Gruppe von gleichartigen Getriebesteuerungselementen aufweisen. Ein zweites der zumindest zwei Peripheriemodule kann ein zweites Getriebesteuerungselement oder eine zweite Gruppe von gleichartigen Getriebesteuerungselementen aufweisen. Die zumindest zwei Peripheriemodule können voneinander verschiedenartige Getriebesteuerungselemente aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass nicht jedes einzelne Getriebesteuerungselement einzeln bzw. eigens mit dem Leiterplattenmodul verbunden werden muss, sondern dass auch mehrere Getriebesteuerungselemente in den Peripheriemodulen kombiniert sein können.Each of the at least two peripheral modules can also have one or more speed or displacement sensors, one or more temperature sensors, one or more actuators or a plug for external contact with the control device. The speed sensor(s), the displacement sensor(s), the temperature sensor(s), the actuator(s) and the plug can represent further transmission control elements. Here, a first of the at least two peripheral modules can have a first transmission control element or a first group of similar transmission control elements. A second of the at least two peripheral modules can have a second transmission control element or a second group of similar transmission control elements. The at least two peripheral modules can have different types of transmission control elements. Such an embodiment offers the advantage that not every single transmission control element has to be connected individually or specifically to the circuit board module, but also that more More transmission control elements can be combined in the peripheral modules.
Zudem kann jedes der zumindest zwei Peripheriemodule zumindest eine Befestigungseinrichtung zum Befestigen an einem Getriebeteil aufweisen. Dabei kann das Leiterplattenmodul im eingebauten Zustand der Steuervorrichtung ausschließlich über die Verbindungsleitungen, die zumindest zwei Peripheriemodule und die zumindest eine Befestigungseinrichtung jedes der zumindest zwei Peripheriemodule an dem Getriebeteil befestigt sein. Somit ist die Steuervorrichtung über die Befestigungseinrichtungen an einem Teil des Getriebes befestigt. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass durch den Einsatz der Verbindungsleitungen ein variabler Aufbau der Steuervorrichtung möglich ist. Zudem ergeben sich Vorteile einer Kompensation von Toleranzen zwischen den Peripheriemodulen und dem Leiterplattenmodul und einer Kompensation von unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten der einzelnen Peripheriemodule gegenüber dem Leiterplattenmodul. Somit steigt eine Flexibilität beim Aufbau der Steuervorrichtung und es können unterschiedliche Längenausdehnungen der Module ausgeglichen werden.In addition, each of the at least two peripheral modules can have at least one fastening device for fastening to a transmission part. In this case, when the control device is installed, the circuit board module can be attached to the transmission part exclusively via the connecting lines, the at least two peripheral modules and the at least one fastening device of each of the at least two peripheral modules. The control device is thus attached to a part of the transmission via the fastening devices. Such an embodiment offers the advantage that a variable structure of the control device is possible through the use of the connecting lines. There are also advantages of compensating for tolerances between the peripheral modules and the circuit board module and of compensating for different linear expansion coefficients of the individual peripheral modules compared to the circuit board module. This increases flexibility in the design of the control device and different lengths of the modules can be compensated for.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Montieren einer Steuervorrichtung für ein Getriebe eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- Anordnen zumindest zweier Peripheriemodule, die elektrische Anschlüsse aufweisen, benachbart zu einem Leiterplattenmodul, das eine Leiterplatte mit einer elektrischen Schaltung und elektrischen Kontakten aufweist;
- Anschließen der elektrischen Anschlüsse der zumindest zwei Peripheriemodule über Verbindungsleitungen an die elektrischen Kontakte des Leiterplattenmoduls, wobei die zumindest zwei Peripheriemodule mit dem Leiterplattenmodul über die Verbindungsleitungen elektrisch und mechanisch verbunden werden; und
- Befestigen einer Abdeckung zum Abdecken des Leiterplattenmoduls und der zumindest zwei Peripheriemodule über zumindest einen Befestigungsbereich an den zumindest zwei Peripheriemodulen.
- Arranging at least two peripheral modules that have electrical connections adjacent to a circuit board module that has a circuit board with an electrical circuit and electrical contacts;
- Connecting the electrical connections of the at least two peripheral modules via connecting lines to the electrical contacts of the circuit board module, wherein the at least two peripheral modules are electrically and mechanically connected to the circuit board module via the connecting lines; and
- Attaching a cover for covering the circuit board module and the at least two peripheral modules via at least one fastening area to the at least two peripheral modules.
Durch die Ausführung des obigen Verfahrens kann eine oben beschriebene Steuervorrichtung für ein Getriebe eines Fahrzeugs hergestellt werden. Der Schritt des Anschließens kann dabei mittels eines geeigneten Prozesses ausgeführt werden, beispielsweise mittels eines Fügevorgangs, insbesondere mittels Crimpen. Der Schritt des Befestigens kann eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Abdeckung und den Peripheriemodulen schaffen. Das Verfahren kann zudem einen Schritt des Befestigens zumindest eines Spanschutzelements an einer der Abdeckung gegenüberliegenden Seite der Steuervorrichtung an der Abdeckung aufweisen, wobei das Leiterplattenmodul zwischen der Abdeckung und dem Spanschutzelement angeordnet ist.By carrying out the above method, a control device for a transmission of a vehicle as described above can be manufactured. The step of connecting can be carried out using a suitable process, for example using a joining process, in particular using crimping. The fastening step can create a cohesive connection between the cover and the peripheral modules. The method can also have a step of attaching at least one chip protection element to the cover on a side of the control device opposite the cover, the circuit board module being arranged between the cover and the chip protection element.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Schnittansicht einer Steuervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
2 einen schematischen Grundriss einer Steuervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
3 ein Leiterplattenmodul gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
4 bis 6 perspektivische Ansichten einer Steuervorrichtung gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung; und -
7 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
1 a schematic sectional view of a control device according to an embodiment of the present invention; -
2 a schematic floor plan of a control device according to an embodiment of the present invention; -
3 a circuit board module according to an embodiment of the present invention; -
4 to 6 perspective views of a control device according to embodiments of the present invention; and -
7 a flowchart of a method according to an exemplary embodiment of the present invention.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of preferred exemplary embodiments of the present invention, the same or similar reference numbers are used for the elements shown in the various figures and having a similar effect, with a repeated description of these elements being omitted.
Das Leiterplattenmodul 110 ist über eine erste der Verbindungsleitungen 125 mit einem ersten der Peripheriemodule 120 verbunden. Das Leiterplattenmodul 110 ist über eine zweite der Verbindungsleitungen 125 mit einem zweiten der Peripheriemodule 120 verbunden. Wie es in
Die Abdeckung 130 kann beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial gefertigt sein. Die Abdeckung 130 ist an den Peripheriemodulen 120 befestigt. Dazu kann die Abdeckung 130 mehrere Befestigungsbereiche aufweisen, an denen die Abdeckung 130 an den Peripheriemodulen 120 befestigt ist. Die Befestigungen 135 sind in den Befestigungsbereichen der Abdeckung 130 angeordnet. Die Befestigungen 135 der Abdeckung 130 an den Peripheriemodulen 120 können eine stoffschlüssige Verbindung repräsentieren, beispielsweise eine mittels eines Laserschweißverfahrens hergestellte Verbindung. Auch wenn es aus
Die mittels der Befestigungen 155 an dem Getriebeteil 102 befestigten Peripheriemodule 120 bilden zusammen mit dem mittels der Befestigungen 135 an den Peripheriemodulen 120 befestigten Abdeckung 130 ein tragendes Gerüst der Steuervorrichtung 100. An dem tragenden Gerüst sind das Leiterplattenmodul 110 und das Spanschutzelement 140 aufgehängt.The
Gemäß dem in
Das erste Sensormodul 220A kann zumindest einen Drehzahlsensor 222A und/oder Wegsensor 224A aufweisen (
Die Leiterplatte 312 weist eine elektrische Schaltung aus elektrischen Bauelementen bzw. Logikelementen auf. Die elektrische Schaltung der Leiterplatte 312 ist von dem Leiterplattengehäuse 316 abgedeckt. Das Leiterplattengehäuse 316 kann beispielsweise aus Aluminium hergestellt sein. Das Leiterplattengehäuse 316 ist mittels vierer Schrauben an der Leiterplatte 312 befestigt.The
Die elektrischen Kontakte 314 der Leiterplatte 312 sind nicht von dem Leiterplattengehäuse 316 bedeckt. Die elektrischen Kontakte 314 sind von einer Umfangskante eines rechteckigen Grundrisses der Leiterplatte 312 in Richtung eines Zentrums der Leiterplatte 312 beabstandet. Die elektrischen Kontakte 314 sind in einem Randbereich der Leiterplatte 312 angeordnet. Gemäß dem in
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist jede zur Kontaktierung vorgesehene Seitenkante der Leiterplatte 312 sechs oder mehr Kontakte 314 auf. Eine Breite einer der Verbindungsleitungen 125 entspricht in etwa einer Breite eines Kontaktstegs eines der Kontakte 314. Eine Länge einer Verbindungsleitung 125 kann einem Vielfachen, beispielsweise mindestens einem zwanzigfachen, ihrer Breite entsprechen. Jede der Verbindungsleitungen 125 kann außerhalb der Verbindungsstelle zu dem entsprechenden Kontakt 314 von einer elektrischen Isolierung umgeben sein. Außerhalb der Verbindungsstelle können die Verbindungsleitungen 125 einen elektrischen Leiter mit einem runden Querschnitt aufweisen.According to this exemplary embodiment, each side edge of the
Die Leiterplatte 312 kann beidseitig bestückt sein. In diesem Fall kann die Leiterplatte 312 auf der gegenüberliegenden Seite weitere Schaltungselemente der elektrischen Schaltung aufweisen, die von einem weiteren Gehäuse abgedeckt sein können.The
Im Folgenden werden die beschriebenen Ausführungsbeispiele zusammenfassend unter Bezugnahme auf die
Folgende Prozessschritte ergeben sich beispielsweise für die Herstellung einer Steuervorrichtung 100, beschrieben an der Herstellung einer Steuervorrichtung mit beidseitig bestückter Leiterplatte 312. Zunächst werden Einzelbaugruppen, wie beispielsweise Stecker, Ventilleiste, Sensoren, vorgefertigt bzw. gekauft und getestet. Hierbei können beispielsweise Einzelbaugruppen, wie Stecker, auf Durchgang bzw. Funktion überprüft werden. Die Leiterplatte 312 wird dann doppelseitig bestückt. Es wird nachfolgend eine Alu-Bodenplatte, z.B. mittels Druckguss, als ein Teil des Leiterplattengehäuses 316 bereitgestellt. In die Bodenplatte wird dann eine Dichtung eingelegt und ein Gapfiller aufgebracht. Die bestückte Leiterplatte (PCB, printed circuit board) wird eingelegt. Eine Dichtung und ein Deckel aus Aluminium oder alternativ ein Blechstanzteil werden von oben an die PCB geführt. Durch geschwindigkeitsgesteuertes Verpressen und Fixieren von beispielsweise Laschen oder Schrauben wird dann das Leiterplattengehäuse 316 an der Leiterplatte 312 fertig gestellt. Danach wird das Leiterplattenmodul 110 getestet. Das Leiterplattenmodul 110 und die Einzelbaugruppen bzw. Peripheriemodule 120; 220A, 220B, 220C, 220D, 220E werden in einen Werkstückträger eingelegt. Die Drahtenden der bereits an die Peripheriemodule 120; 220A-220E angeschlossenen Verbindungsleitungen 125 werden mit den elektrischen Kontakten 314 der Leiterplatte 312 des Leiterplattenmoduls 110 vercrimpt. Die Kunststoff-Abdeckung 130 wird dann aufgesetzt und mit den Peripheriemodulen 120; 220A, 220B, 220C, 220D, 220E verbunden, beispielsweise mittels Laserschweißen. Die Spanschutz-Abdeckung wird danach mit Stegen im Crimp-Bereich von unten verschnappt. Alternativ kann auch ein Spanschutz-Verguss mit lichtaushärtendem Epoxid im Crimp-Bereich aufgebracht werden, wobei ein thermischer Aushärteprozess vermieden wird. Schließlich kann ein Testen über drei Temperaturen gegenüber einem Test der einzelnen Module über Temperatur erfolgen. Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen ermöglicht das Herstellungsverfahren eine Reduzierung der Anzahl von Werkzeugen und es sind lediglich wenige zusätzliche Fertigungsschritte notwendig.The following process steps arise, for example, for the production of a
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.The exemplary embodiments described and shown in the figures are only chosen as examples. Different exemplary embodiments can be combined with one another completely or with regard to individual features. An exemplary embodiment can also be supplemented by features of a further exemplary embodiment.
BezugszeichenReference symbols
- 100100
- SteuervorrichtungControl device
- 102102
- GetriebeteilGear part
- 110110
- LeiterplattenmodulPCB module
- 120120
- PeripheriemodulPeripheral module
- 125125
- Verbindungsleitungconnecting line
- 130130
- Abdeckungcover
- 135135
- Befestigung von Abdeckung an PeripheriemodulAttachment of cover to peripheral module
- 140140
- SpanschutzelementChip protection element
- 145145
- Befestigung von Spanschutz an AbdeckungAttachment of chip guard to cover
- 155155
- Befestigung von Peripheriemodul an GetriebeteilAttachment of peripheral module to transmission part
- 220A220A
- erstes Sensormodulfirst sensor module
- 220B220B
- TemperatursensormodulTemperature sensor module
- 220C220C
- AktuatormodulActuator module
- 220D220D
- zweites Sensormodulsecond sensor module
- 220E220E
- SteckermodulConnector module
- 222A222A
- DrehzahlsensorSpeed sensor
- 224A224A
- WegsensorDistance sensor
- 312312
- LeiterplatteCircuit board
- 314314
- elektrische Kontakteelectrical contacts
- 316316
- LeiterplattengehäusePCB housing
- 422422
- BefestigungseinrichtungFastening device
- 632632
- Öffnung der AbdeckungOpening the cover
- 700700
- VerfahrenProceedings
- 710710
- Schritt des AnordnensStep of arranging
- 720720
- Schritt des AnschließensStep of connecting
- 730730
- Schritt des BefestigensFastening step
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