DE102012216051A1

DE102012216051A1 - Elektrohydraulische Druckregelvorrichtung für Kraftfahrzeugbremssysteme

Info

Publication number: DE102012216051A1
Application number: DE102012216051A
Authority: DE
Inventors: Marius Rosca
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2012-06-18
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2013-12-19

Abstract

Elektrohydraulische Druckregelvorrichtung für Kraftfahrzeugbremssysteme, umfassend eine elektronische Kontrolleinheit (3), welche mit einer Hydraulikeinheit (2) verbunden ist, wobei die elektronische Kontrolleinheit (3) mindestens eine erste Leiterplatte (4) zur Aufnahme von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen umfasst, zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass diese mindestens einen elektrisch leitfähigen Verbindungskontakt (5) umfasst, wobei der Verbindungskontakt (5) eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der Hydraulikeinheit (2) und der Leiterplatte (4) der elektronischen Kontrolleinheit (3) herstellt und der Verbindungskontakt (5) elastische oder federnde Mittel (5´) aufweist, wobei die Elastizität oder Federwirkung entlang einer Längsachse des Verbindungskontaktes (5) wirkt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Druckregelvorrichtung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.
Bei elektrohydraulischen Druckregelvorrichtungen (HECU) hat sich eine Anordnung durchgesetzt, welche aus einer elektronischen Kontrolleinheit an der einen Seite, einer Hydraulikeinheit in der Mitte und einer Elektromotoreinheit für eine hydraulische Pumpe an der gegenüberliegenden Seite der Druckregelvorrichtung besteht. Die Elektromotoreinheit wird durch die Kontrolleinheit mit Hilfe eines an sich bekannten Pumpenmotoradapters kontaktiert.
Im Betrieb können außerdem Potentialunterschiede zwischen der Hydraulikeinheit und der elektronischen Kontrolleinheit zu Störungen, Beschädigungen oder Zerstörung empfindlicher elektronischer Bauelemente führen und somit die Verfügbarkeit des Bremssystems und die Sicherheit von Personen beeinträchtigen. An sich bekannt ist das Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen unterschiedlichen leitfähigen Komponenten, um einen Potentialausgleich herzustellen.
Für elektrische Kontaktierungen in Kraftfahrzeugsteuergeräten steht neben einer robusten Ausführung auch ein geringer baulicher sowie funktioneller Mitteleinsatz im Fokus. Unter Robustheit sind dabei beispielsweise Vibrationsfestigkeit, Korrosions-, Temperatur- und Alterungsbeständigkeit zu verstehen. Der Stand der Technik beschreibt Ausführungsformen der elektrischen Kontaktierung zur Ansteuerung der Elektromotoreinheit einer elektrohydraulischen Druckregelvorrichtung, welche diesen Anforderungen weitgehend genügen.
In der EP 1 282 544 B1 werden unterschiedliche Ausführungsformen der Kontaktierung eines Pumpenmotoradapters mittels Kontakten beschrieben. So ist es z.B. möglich und bekannt, dass der Pumpenmotoradapter als einpoliger oder mehrpoliger isolierter Leiter durch entsprechende Bohrungen in der Hydraulikeinheit von der elektronischen Kontrolleinheit zur Elektromotoreinheit geführt wird. Die Isolierung wird in der Regel mit Kunststoff, z.B. durch Umspritzen, realisiert.
Aus der DE 10 2005 059 941 A1 geht eine elektrohydraulische Druckregelvorrichtung für Kraftfahrzeugbremssysteme hervor, bei der ein Pumpenmotoradapter elektrische Druckkontaktpunkte an den Enden aufweist und diese mittels federartigen Elementen gegen Kontaktflächen, insbesondere der Leiterplatte, gedrückt werden.
Da der Grundkörper der Hydraulikeinheit im Wesentlichen aus einem elektrisch leitfähigen Vollmaterial besteht, sind die im Stand der Technik aufgeführten Ausführungsformen für eine Kontaktierung der elektronischen Kontrolleinheit mit der Hydraulikeinheit nicht vorteilhaft einsetzbar.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine elektrohydraulische Druckregelvorrichtung für ein Kraftfahrzeugbremssystem zur Verfügung zu stellen, welche unter Beachtung der Anforderungen an Kraftfahrzeugsteuergeräte eine verbesserte Verfügbarkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine elektrohydraulische Druckregelvorrichtung gemäß Anspruch 1.
Die elektrohydraulische Druckregelvorrichtung für Kraftfahrzeugbremssysteme, umfassend eine elektronische Kontrolleinheit, welche mit einer Hydraulikeinheit verbunden ist, wobei die elektronische Kontrolleinheit mindestens eine erste Leiterplatte zur Aufnahme von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen umfasst, zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass diese mindestens einen elektrisch leitfähigen Verbindungskontakt umfasst, wobei der Verbindungskontakt eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der Hydraulikeinheit (HCU) und der Leiterplatte der elektronischen Kontrolleinheit (ECU) herstellt und der Verbindungskontakt elastische oder federnde Mittel aufweist, wobei die Elastizität oder Federwirkung entlang einer Längsachse des Verbindungskontaktes wirkt.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform stellt der Verbindungskontakt ein gemeinsames Massepotential oder Bezugspotential der Hydraulikeinheit mit der elektronischen Kontrolleinheit und/oder der Leiterplatte bereit, welches insbesondere mit dem Masse- oder Bezugspotential des Kraftfahrzeugs verbunden ist.
Durch den leitfähigen Verbindungskontakt werden vorteilhafterweise Potentialdifferenzen zwischen der elektronischen Kontrolleinheit und der Hydraulikeinheit sowie gegenüber anderen elektrisch leitfähigen Kraftfahrzeugteilen ausgeglichen. Beschädigung oder Zerstörung empfindlicher elektronischer Bauelemente der elektronischen Kontrolleinheit, welche auf solche Spannungen zurückzuführen sind, werden durch diese Maßnahme weitgehend vermieden und die Verfügbarkeit der elektrohydraulischen Druckregelvorrichtung erhöht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Verbindungskontakt durch eine elektrisch isolierende Einhausung in der elektronischen Kontrolleinheit ausgerichtet und positioniert. Vorteilhafterweise wird der Verbindungskontakt durch die Einhausung einerseits von weiteren strom- und spannungsführenden Bauelementen isoliert und andererseits mechanisch stabilisiert. Weiterhin wird dadurch eine einfache und ökonomische Montage der HECU unterstützt.
Besonders bevorzugt sind auf der Leiterplatte und/oder der Hydraulikeinheit Kontaktelemente für die Kontaktierung de Verbindungskontaktes vorhanden, welche elektrisch leitfähig und insbesondere flächig ausgebildet sind und zur Kontaktierung geeignetes Material umfassen. Als zur Kontaktierung geeignet werden im Wesentlichen Materialien angesehen, welche für die unterschiedlichen Umgebungsbedingungen geringe Kontakt- und Innenwiderstände aufweisen und hohe Alterungsbeständigkeit und Temperaturstabilität aufweisen. Bevorzugt befindet sich mindestens ein Kontaktelement in unmittelbarer konstruktiver sowie funktional realisierbarer Nähe zum Masse- oder Bezugspotentialanschluss des Kraftfahrzeugs.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der elektrohydraulischen Druckregelvorrichtung bringt der Verbindungskontakt nach abgeschlossener Montage der elektronischen Kontrolleinheit und der Hydraulikeinheit eine Anpresskraft auf das oder die Kontaktelemente auf. Hierdurch wird eine robuste Kontaktierung insbesondere für im Kraftfahrzeug üblicherweise vorhandene vibrationsintensive Umgebungsbedingungen realisiert.
Die Erfindung beschreibt weiterhin, dass die Elastizität oder Federwirkung des Verbindungskontakts bevorzugt im Wesentlichen durch mindestens eine wellen- und/oder rechteckförmige Ausformung und/oder gefaltete Struktur realisiert ist. Bevorzugt bringt der Verbindungskontakt nach abgeschlossener Montage der elektronischen Kontrolleinheit und der Hydraulikeinheit, durch die elastischen oder federnden Mittel eine Anpresskraft auf das oder die Kontaktelemente auf.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die wellen- und/oder rechteckförmige Ausformung und/oder gefaltete Struktur entlang der Längsachse senkrecht zur Fläche von Länge und Breite des Verbindungskontaktes vorgesehen und aus einem bandförmigen Material geformt, wobei die Breite des bandförmigen Materials im Wesentlichen der Breite des Verbindungskontaktes entspricht. Beispielsweise kann dadurch preiswerter Flachdraht aus dem entsprechenden Verbindungskontaktmaterial verwendet werden, was hinsichtlich der Material- und Herstellungskosten vorteilhaft ist.
Bevorzugt ist die Breite des Verbindungskontaktes geringer als die Länge des Verbindungskontaktes, wobei die Länge entlang der Längsachse des Verbindungskontaktes bestimmt ist. Damit wird vorteilhaft der bauliche Raum, welcher durch den Verbindungskontakt eingenommen wird, gering gehalten.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist entlang der Längsachse an mindestens einem Ende des Verbindungskontaktes jeweils mindestens eine Ausformung vorgesehen, derart, dass mindestens eine Kontaktfläche vorhanden ist. Das verwendete Verbindungskontaktmaterial kann auf diese Weise vorteilhaft durch preiswerte Umformprozesse in Form gebracht werden und zusätzliche Bauteile und Herstellungsprozesse werden nicht benötigt.
Als bandförmiges Material für den Verbindungkontakt ist bevorzugt ein Metall oder eine Metalllegierung mit der Dicke zwischen etwa 0,1 mm bis etwa 1 mm vorgesehen. Diese Materialien weisen bevorzugte elektrische wie auch mechanische Eigenschaften auf. Dies sind geringe Kontakt- und Innenwiderstände, wie auch Alterungsbeständigkeit und Temperaturstabilität. Es können alternativ auch metallisch beschichtete Materialien zum Einsatz kommen.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand von Figuren.
Es zeigen:
1 eine HECU mit elektrisch leitfähigem Verbindungskontakt 5 zwischen Leiterplatte 4 und Hydraulikeinheit 2,
2 eine HECU mit elektrisch leitfähigem Verbindungskontakt 5 zwischen Leiterplatte 4 und Hydraulikeinheit 2 in vergrößerter Darstellung und
3 unterschiedliche bevorzugte Ausführungsformen von Verbindungskontakt 5.
In 1 ist eine marktübliche elektrohydraulische Druckregelvorrichtung (HECU) für ein Kraftfahrzeugbremssystem mit den zusätzlichen, erfindungsgemäßen Merkmalen, einschließlich Verbindungskontakt 5, schematisch dargestellt. Dargestellt sind lediglich die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung notwendigsten Komponenten. Die HECU besteht aus drei Einheiten, der Elektromotoreinheit 1, welche der Antrieb der Hydraulikpumpe ist, der Hydraulikeinheit 2 (HCU), in der insbesondere die Ventile zur Steuerung des Kraftfahrzeugbremssystems und die Pumpenmechanik untergebracht sind, und der elektronischen Kontrolleinheit 3 (ECU), mit der die Ansteuerung der Ventile umgesetzt wird.
In Kontrolleinheit 3 befindet sich Leiterplatte 4, auf der die für die Ansteuerung notwendigen elektronischen Bauelemente angeordnet sind. Die Spulen, welche das Schalten der Ventile durchführen, befinden sich ebenso im Gehäuse der elektronischen Kontrolleinheit, sind jedoch nicht abgebildet.
Verbindungskontakt 5 stellt eine leitende Verbindung zwischen Hydraulikeinheit 2 und Leiterplatte 4 her. Dadurch wird ein gemeinsames Masse- oder Bezugspotential erreicht. Über Klemme 31 ist dieses Potential mit dem Fahrzeugbezugspotential verbunden. Spannungsdifferenzen zwischen elektronischer Kontrolleinheit 3 oder Leiterplatte 4 und Hydraulikeinheit 2 sowie zum Fahrzeugbezugspotential werden damit weitgehend vermieden. Die Verfügbarkeit des Bremssystems wird dadurch gesteigert.
Wie in 1 und 2 dargestellt, ist Verbindungskontakt 5 weitgehend durch Einhausung 6 umschlossen, wodurch dieser in der elektronischen Kontrolleinheit 3 ausgerichtet, positioniert und mechanisch stabilisiert sowie von den umgebenden Bauteilen elektrisch isoliert wird. Die Bezugszeichen der 1 und 2 entsprechen einander. Bei der Produktion der HECU braucht Verbindungskontakt 5 lediglich in Einhausung 6 geführt und die elektronische Kontrolleinheit 3 und die Hydraulikeinheit 2 montiert werden, um die elektrische Verbindung durch Verbindungskontakt 5 herzustellen. Während der Montage werden die, durch konstruktive Vorgabe und Umformung des ursprünglichen Flachdrahtes vorhandenen und im Wesentlichen für die Elastizität oder Federwirkung von Verbindungskontakt 5 verantwortlichen, Ausformungen 5` gestaucht. Im entspannten, nicht montierten Zustand ist die Länge von Verbindungskontakt 5 größer als die Distanz von Leiterplatte 3 zu Hydraulikeinheit 2. In Folge dessen bringt Verbindungskontakt 5 nach der Montage Anpresskräfte in Richtung der Kontaktelemente 7 an den Oberflächen von Hydraulikeinheit 2 und Leiterplatte 3 auf. Damit werden die Ausformungen 8 und somit Kontaktflächen 9 von Verbindungskontakt 5 mit den Kontaktelementen 7 elektrisch leitend verbunden. Durch die Anpresskräfte in Verbindung mit der Federwirkung wird eine robuste elektrische Verbindung für verschiedenste Umwelteinflüsse, wie Vibrationen und Temperaturschwankungen, realisiert.
In 3 sind verschiedene bevorzugte Ausführungsbeispiele von Verbindungskontakt 5 dargestellt. Aus den unterschiedlichen federnden Ausformungen ergeben sich abweichende Bewegungseigenschaften, wobei auch durch das verwendete Verbindungskontaktmaterial Einflüsse auf die mechanischen Eigenschaften vorgenommen werden. Die elektrischen Eigenschaften werden im Wesentlichen durch das verwendete Verbindungskontaktmaterial bestimmt. Es wird ein Material verwendet, welches einen geringen Innenwiderstand besitzt und zur Erhaltung niedriger Kontaktwiderstände keine Oxidschicht an der Oberfläche bildet sowie elektrische und mechanische Stabilität gegenüber verschiedensten Umwelteinflüssen aufweist. Durch Verwendung eines Materials mit geringerem Innenwiderstand kann bei gleicher Bauform und wirksamer Queschnittsfläche die Abwärme oder bei gleich bleibender Abwärme die Querschnittsfläche verringert werden. Zur Erreichung des gleichen Wirkwiderstandes von Verbindungskontakt 5 bei Vorliegen zweier möglicher Materialen mit einem Verhältnis des spezifischen Widerstandes von etwa 4:1 kann durch Verwendung des Materials mit dem niedrigeren spezifischen Widerstand die wirksame Querschnittsfläche auf ein Viertel der Fläche reduziert werden, welche bei Nutzung des Materials mit höherem spezifischen Widerstand notwendig wäre.
Beispiele für Verbindungskontaktmaterialien, welche die oben genannten Eigenschaften erfüllen, sind X10CrNi18-8, CuBe2, CuSn4 oder NiCu30Fe.
Die abgebildeten Verbindungskontakte 5 weisen beispielsgemäß eine Länge L von 27,7 mm, Breite B von 3,3 mm und eine Tiefe T von 4,4 mm auf. Die Dicke D des Verbindungskontaktmaterials beträgt etwa 0,2 mm und entspricht im Wesentlichen der Dicke des ursprünglichen Flachdrahtes. Für diese Maße ergibt sich nach Ausführungsform d), unter Verwendung von X10CrNi18-8 als Verbindungskontaktmaterial, ein Federweg von ca. 1,5 mm.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1282544 B1 [0005]
DE 102005059941 A1 [0006]

Claims

Elektrohydraulische Druckregelvorrichtung für Kraftfahrzeugbremssysteme, umfassend eine elektronische Kontrolleinheit (3), welche mit einer Hydraulikeinheit (2) verbunden ist, wobei die elektronische Kontrolleinheit (3) mindestens eine erste Leiterplatte (4) zur Aufnahme von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass diese mindestens einen elektrisch leitfähigen Verbindungskontakt (5) umfasst, wobei der Verbindungskontakt (5) eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der Hydraulikeinheit (2) und der Leiterplatte (4) der elektronischen Kontrolleinheit (3) herstellt und der Verbindungskontakt (5) elastische oder federnde Mittel (5´) aufweist, wobei die Elastizität oder Federwirkung entlang einer Längsachse des Verbindungskontaktes (5) wirkt.
Elektrohydraulische Druckregelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskontakt ein gemeinsames Massepotential oder Bezugspotential der Hydraulikeinheit (2) mit der elektronischen Kontrolleinheit (3) und/oder der Leiterplatte (4) bereitstellt, welches insbesondere mit dem Masse- oder Bezugspotential des Kraftfahrzeugs verbunden ist.
Elektrohydraulische Druckregelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskontakt (5) durch eine elektrisch isolierende Einhausung (6) in der elektronischen Kontrolleinheit (3) ausgerichtet und positioniert ist.
Elektrohydraulische Druckregelvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Leiterplatte (4) und/oder der Hydraulikeinheit (2) Kontaktelemente (7) für die Kontaktierung des Verbindungskontaktes (5) vorhanden sind, welche elektrisch leitfähig und insbesondere flächig ausgebildet sind und zur Kontaktierung geeignetes Material umfassen.
Elektrohydraulische Druckregelvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskontakt (5) nach abgeschlossener Montage der elektronischen Kontrolleinheit (3) und der Hydraulikeinheit (2) eine Anpresskraft auf das oder die Kontaktelemente (7) aufbringt.
Elektrohydraulische Druckregelvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastizität oder Federwirkung im Wesentlichen durch mindestens eine wellen- und/oder rechteckförmige Ausformung (5´) und/oder gefaltete Struktur realisiert ist.
Elektrohydraulische Druckregelvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wellen- und/oder rechteckförmige Ausformung (5´) und/oder gefaltete Struktur entlang der Längsachse senkrecht zur Fläche von Länge (L) und Breite (B) des Verbindungskontaktes (5) vorgesehen ist und aus einem bandförmigen Material geformt ist, wobei die Breite des bandförmigen Materials im Wesentlichen der Breite (B) des Verbindungskontaktes (5) entspricht.
Elektrohydraulische Druckregelvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (B) des Verbindungskontaktes (5) geringer als die Länge (L) des Verbindungskontaktes (5) ist, wobei die Länge (L) entlang der Längsachse des Verbindungskontaktes (5) bestimmt ist.
Elektrohydraulische Druckregelvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Längsachse an mindestens einem Ende des Verbindungskontaktes (5) jeweils mindestens eine Ausformung (8) vorgesehen ist, derart, dass mindestens eine Kontaktfläche (9) vorhanden ist.
Elektrohydraulische Druckregelvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als bandförmiges Material für den Verbindungkontakt ein Metall oder eine Metalllegierung mit der Dicke (D) zwischen etwa 0,1 mm bis etwa 1 mm vorgesehen ist.