DE102015205445A1 - Transmission control unit for a transmission of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Ein Getriebesteuergerät (10) für ein Getriebe (44) eines Fahrzeugs umfasst ein Zentralmodul (12), das eine Trägerplatte (18), auf der Trägerplatte (18) angeordnete elektronische Bauelemente (20) und ein Gehäuse (22) für die elektronischen Bauelemente (20) umfasst, wobei die Trägerplatte (18) eine Öffnung (36) zur Aufnahme eines Befestigungsmittels (34) aufweist, um das Zentralmodul (12) an dem Getriebe (44) zu befestigen; wenigstens ein Peripheriemodul (14), das weitere elektrische und/oder elektronische Bauelemente (28) des Getriebesteuergeräts (10) trägt; und wenigstens eine flexible Leiterfolie (16), die das Zentralmodul (12) mit dem Peripheriemodul (14) verbindet. Das Peripheriemodul (14) umfasst eine weitere Trägerplatte (26), auf der die weiteren elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente (28) angeordnet sind, wobei die Trägerplatte (26) eine weitere Öffnung (36) zur Aufnahme eines weiteren Befestigungsmittels (34) aufweist, um das Peripheriemodul (14) an dem Getriebe (44) zu befestigen. A transmission control unit (10) for a transmission (44) of a vehicle comprises a central module (12) comprising a carrier plate (18), electronic components (20) arranged on the carrier plate (18) and a housing (22) for the electronic components ( 20), the carrier plate (18) having an aperture (36) for receiving a fastener (34) to secure the central module (12) to the gearbox (44); at least one peripheral module (14) carrying further electrical and / or electronic components (28) of the transmission control unit (10); and at least one flexible conductor foil (16) connecting the central module (12) to the peripheral module (14). The peripheral module (14) comprises a further carrier plate (26) on which the further electrical and / or electronic components (28) are arranged, wherein the carrier plate (26) has a further opening (36) for receiving a further fastening means (34) to attach the peripheral module (14) to the transmission (44).
Description
Gebiet der Erfindung Field of the invention
Die Erfindung betrifft ein Getriebesteuergerät für ein Getriebe eines Fahrzeugs. The invention relates to a transmission control device for a transmission of a vehicle.
Stand der Technik State of the art
In der Regel werden Getriebesteuergeräte als Baugruppe gefertigt, die später mit dem entsprechenden Getriebe mechanisch und elektrisch verbunden werden kann. In general, gearbox control units are manufactured as an assembly, which can be later mechanically and electrically connected to the corresponding gear.
In der Regel enthält ein Getriebesteuergerät ein mit Bauelementen (wie etwa ein Mikrocontroller, ein Speicher, eine Leistungsendstufe, Widerstände, Kondensatoren usw.) bestücktes Substrat bzw. Schaltungsträger. Unter anderem aus Bauraumgründen werden für die Halbleiter-Bauelemente sogenannte Bare-Die-Bauelemente verwendet, die kein eigenes Gehäuse aufweisen. Die Pitch-Abstände dieser Bauelemente können auch sehr klein sein, die dann sehr empfindlich gegen Kurzschlüsse durch leitende, auch sehr kleine Fremdpartikel sein können. Deshalb werden die bestückten Substrate nach dem Einbau in ein Gehäuse normalerweise mit Gel geschützt oder in Kunststoff eingegossen. Typically, a transmission controller includes a substrate or circuit board populated with components (such as a microcontroller, memory, power output stage, resistors, capacitors, etc.). Among other things, for space reasons so-called bare-die components are used for the semiconductor devices, which do not have their own housing. The pitch distances of these components can also be very small, which can then be very sensitive to short circuits due to conductive, even very small foreign particles. Therefore, the assembled substrates are usually protected after installation in a housing with gel or poured into plastic.
Für die Bestückung der Getriebesteuergeräte unter den oben genannten Bedingungen sind spezialisierte Werke und/oder hohe Investitionen in bestehende Werke notwendig. Außerdem werden teure und kompliziert aufgebaute Werkzeuge benötigt, die auch keine Flexibilität bezüglich Variantenbildung aufweisen. The fitting of the gearbox control units under the above conditions requires specialized plants and / or high investments in existing plants. In addition, expensive and complicated constructed tools are needed, which also have no flexibility in variant formation.
Die
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise ermöglichen, ein Getriebesteuergerät schneller und kostengünstiger herzustellen, zu montieren und/oder zu modifizieren. Embodiments of the present invention may advantageously enable a gearbox controller to be manufactured, assembled, and / or modified faster and more cheaply.
Die Erfindung betrifft ein Getriebesteuergerät für ein Getriebe eines Fahrzeugs. Das Getriebe ist im Antriebsstrang des Fahrzeugs angeordnet und/oder kann dazu dienen, eine Drehzahl bzw. ein Drehmoment von einem Verbrennungsmotor in eine andere Drehzahl bzw. ein anderes Drehmoment für die Räder des Fahrzeugs umzuwandeln. Das Fahrzeug kann beispielsweise ein Pkw, Lkw, Bus oder Baufahrzeug sein. The invention relates to a transmission control device for a transmission of a vehicle. The transmission is arranged in the drive train of the vehicle and / or can serve to convert a rotational speed or a torque from an internal combustion engine into a different rotational speed or another torque for the wheels of the vehicle. The vehicle may be, for example, a car, truck, bus or construction vehicle.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Getriebesteuergerät ein Zentralmodul, das eine Trägerplatte, auf der Trägerplatte angeordnete elektronische Bauelemente und ein Gehäuse für die elektronischen Bauelemente umfasst, wobei die Trägerplatte eine Öffnung zur Aufnahme eines Befestigungsmittels aufweist, um das Zentralmodul an dem Getriebe zu befestigen. According to one embodiment of the invention, the transmission control unit comprises a central module which comprises a carrier plate, electronic components arranged on the carrier plate and a housing for the electronic components, wherein the carrier plate has an opening for receiving a fastening means for securing the central module to the transmission.
Eine Trägerplatte, die mechanisch starr ausgebildet sein kann, kann beispielsweise eine Leiterplatte aus Kunststoff, eine Keramikplatte oder eine Metallplatte sein, bzw. eine Kombination davon. Beispielsweise kann eine Leiterplatte, auf der elektrische und/oder elektronische Bauelemente angeordnet sind, auf eine Metallplatte und/oder Kunststoffplatte ohne Leiterbahnen montiert (beispielsweise geklebt) sein, um eine Trägerplatte zu bilden. Die Öffnung in der Trägerplatte zu Aufnahme eines Befestigungsmittels kann lediglich in einer Metallplatte und/oder Kunststoffplatte vorgesehen sein, auf der eine Leiterplatte (ohne Öffnung) montiert ist. A carrier plate, which may be mechanically rigid, may be, for example, a printed circuit board made of plastic, a ceramic plate or a metal plate, or a combination thereof. For example, a printed circuit board on which electrical and / or electronic components are arranged, mounted on a metal plate and / or plastic plate without traces (glued, for example) to form a support plate. The opening in the support plate for receiving a fastening means may be provided only in a metal plate and / or plastic plate on which a printed circuit board (without opening) is mounted.
Die elektronischen Bauelemente können beispielsweise einen Mikrocontroller umfassen. Weiter kann das Zentralmodul eine Brückenschaltung zum Erzeugen einer Versorgungsspannung für einen Elektromotor und/oder einen zugehörigen Filterschaltkreis tragen. The electronic components may include, for example, a microcontroller. Furthermore, the central module can carry a bridge circuit for generating a supply voltage for an electric motor and / or an associated filter circuit.
Weiter umfasst das Getriebesteuergerät wenigstens ein Peripheriemodul, das weitere elektrische und/oder elektronische Bauelemente des Getriebesteuergeräts trägt, und wenigstens eine flexible Leiterfolie, die das Zentralmodul mit dem Peripheriemodul verbindet. Es ist zu verstehen, dass das Getriebesteuergerät mehrere Peripheriemodule umfassen kann, die jeweils über ein oder mehrere flexible Leiterfolien mit dem Zentralmodul verbunden sein können. Eine flexible Leiterfolie bzw. Flexfolie kann mehrere Leiterbahnen umfassen, die zwischen zwei Kunststofffolien aufgenommen sind. Furthermore, the transmission control unit comprises at least one peripheral module, which carries further electrical and / or electronic components of the transmission control unit, and at least one flexible conductor foil, which connects the central module to the peripheral module. It should be understood that the transmission controller may include a plurality of peripheral modules, each of which may be connected to the central module via one or more flexible conductor sheets. A flexible conductor foil or flex foil may comprise a plurality of conductor tracks which are accommodated between two plastic films.
Das oder die Peripheriemodule umfassen jeweils eine weitere, eigene Trägerplatte, auf der die weiteren elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente angeordnet sind, wobei die Trägerplatte eine weitere Öffnung zur Aufnahme eines weiteren Befestigungsmittels aufweist, um das Peripheriemodul an dem Getriebe zu befestigen. Diese Trägerplatte kann auch mechanisch starr sein und/oder eine Leiterplatte aus Kunststoff oder Keramik sein. Insbesondere weist das Getriebesteuergerät für das Zentralmodul und jedes Peripheriemodul eine eigene Trägerplatte auf, die gesondert voneinander mit dem Getriebe verbunden werden können. The one or more peripheral modules each include a further, separate carrier plate on which the further electrical and / or electronic components are arranged, wherein the carrier plate has a further opening for receiving a further fastening means for securing the peripheral module to the transmission. This support plate may also be mechanically rigid and / or be a printed circuit board made of plastic or ceramic. In particular, the transmission control unit for the central module and each peripheral module on its own support plate, which can be separately connected to each other with the transmission.
Zum Verbinden des Zentralmoduls und des Peripheriemoduls mit dem Getriebe weisen die Trägerplatten alle Öffnungen (wie etwa Ösen, Aussparungen, Löcher und/oder Bohrungen) auf, mit der das jeweilige Modul an dem Getriebe mit einem Befestigungsmittel in der Form einer Schraube oder eines Niets befestigt werden kann. Die Module sind aufgrund der flexiblen Leiterfolien räumlich zueinander flexibel und Änderungen der relativen Lage der Module zueinander, beispielsweise aufgrund von Bauraumanpassungen im oder um das Getriebe, können ohne größere Schwierigkeiten umgesetzt werden. Die Anordnung der Module kann beispielsweise dann verändert werden, weil die Lage eines Sensors verändert oder ein weiterer Sensor eingebunden werden soll. To connect the central module and the peripheral module to the transmission, the carrier plates have all the openings (such as eyelets, recesses, holes and / or bores) with which attaches the respective module to the transmission with a fastening means in the form of a screw or rivet can be. The modules are due to the flexible conductor foils spatially mutually flexible and changes in the relative position of the modules to each other, for example due to space adjustments in or around the transmission, can be implemented without much difficulty. The arrangement of the modules can be changed, for example, because the location of a sensor changed or another sensor is to be integrated.
Auf diese Weise kann beispielsweise das Zentralmodul und/oder bestimmte Peripheriemodule in wenigen spezialisierten Standorten hergestellt werden. Hier kann beispielsweise eine Bare-Die-Bestückung und ein anschließender Schutz der Bauelemente durch Eingießen oder einen Deckel, der direkt gegen das Schaltungssubstrat abdichtet, erfolgen. In this way, for example, the central module and / or certain peripheral modules can be manufactured in a few specialized locations. Here, for example, a bare-die assembly and subsequent protection of the components by pouring or a lid which seals directly against the circuit substrate take place.
Das Zusammenfügen der Module mittels flexiblen Leiterfolien kann dann vor Ort in den Ländern der jeweiligen Endanwender erfolgen. Es kann auf teure Transportverpackungen (die hermetisch dicht, ohne Feuchte, ohne Partikel, für den Transport von offenen Bare-Die-Schaltungen geeignet sein müssen) verzichtet werden. The assembly of the modules by means of flexible conductor foils can then take place on site in the countries of the respective end user. It can be dispensed with expensive transport packaging (which must be hermetically sealed, without moisture, without particles, for the transport of open bare-die circuits).
Weiter ermöglicht der modulare Aufbau eine einfachere Variantenbildung, da die einzelnen Module (Zentralmodul, Peripheriemodul) getrennt voneinander modifiziert werden können. Auch ist es möglich, für einzelne Module Varianten anzubieten, die miteinander kombiniert werden können. Beispielsweise können verschiedene Zentralmodule für verschiedene maximale Ströme zur Versorgung eines Elektromotors ausgelegt sein. Furthermore, the modular design allows a simpler variant formation, since the individual modules (central module, peripheral module) can be modified separately. It is also possible to offer variants for individual modules that can be combined with each other. For example, different central modules for different maximum currents to supply an electric motor can be designed.
Unter Umständen ist es auch möglich, ein Verschrotten eines kompletten Getriebesteuergeräts zu vermeiden, wenn die Elektronik beim Prüfen einen Defekt zeigt. Es ist lediglich notwendig, eines der Module auszutauschen. It may also be possible to avoid scraping a complete transmission control unit if the electronics shows a defect during testing. It is only necessary to replace one of the modules.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Gehäuse des Zentralmoduls eine Gussmasse, in die die elektronischen Bauelemente eingegossen sind. Wird hierbei das Gehäuse im Dam-&-Fill-Verfahren gebildet, minimieren sich die Werkzeugkosten, da hier in der Regel keine aufwendigen variantenspezifischen Werkzeuge zur Herstellung nötig sind. According to one embodiment of the invention, the housing of the central module comprises a casting compound into which the electronic components are cast. If the housing is formed using the Dam & Fill method, the tool costs are minimized, as no elaborate variant-specific tools are usually required for the manufacture.
Alternativ oder zusätzlich können die elektronischen Bauelemente in ein Gel eingebettet werden oder mit einem aufgeklebten Deckel, aufgeschmolzenem Deckel und/oder einem Deckel mit Dichtring geschützt werden. Alternatively or additionally, the electronic components can be embedded in a gel or protected with a glued-on lid, a melted lid and / or a lid with a sealing ring.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Peripheriemodul ein Gehäuse für die elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente, das eine Gussmasse aufweist, in die die elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente eingegossen sind. Analog dem Zentralmodul können die Bauelemente des Peripheriemoduls mit einem Verguss-Gehäuse geschützt werden. According to one embodiment of the invention, the peripheral module comprises a housing for the electrical and / or electronic components, which has a casting compound into which the electrical and / or electronic components are cast. Analogous to the central module, the components of the peripheral module can be protected with a potting housing.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Peripheriemodul einen Sensor, einen Stecker und/oder eine Kontaktleiste. Der Sensor kann auf der Trägerplatte des Peripheriemoduls angeordnet sein und kann dort in ein gegossenes Gehäuse eingebettet sein. According to one embodiment of the invention, the peripheral module comprises a sensor, a plug and / or a contact strip. The sensor can be arranged on the carrier plate of the peripheral module and can be embedded there in a cast housing.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein weiteres Peripheriemodul mittels eines Kabels mit dem Zentralmodul verbunden. Beispielsweise bei einem Stecker/Anschluss für eine Ölpumpe und/oder einem Stecker für die Stromversorgung des Getriebesteuergeräts kann es sein, dass eine flexible Leiterfolie nicht in der Lage ist, genügend Strom zu leiten. In diesem Fall kann die flexible Leiterfolie durch ein oder mehrere flexible Kabel ersetzt werden. According to one embodiment of the invention, a further peripheral module is connected to the central module by means of a cable. For example, in a plug / port for an oil pump and / or a plug for the power supply of the transmission control unit, it may be that a flexible conductor foil is not able to conduct enough current. In this case, the flexible conductor foil can be replaced by one or more flexible cables.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Getriebesteuergerät weiter eine Zentrierplatte, an der die Trägerplatte des Zentralmoduls und die Trägerplatte des Peripheriemoduls befestigt sind, um das Zentralmodul und das Peripheriemodul zum Anbringen an dem Getriebe zu positionieren. Die Trägerplatte kann beispielsweise eine Kunststoffplatte sein, an der die Trägerplatten zum Transport und/oder zum Positionieren des Getriebesteuergeräts an dem Getriebe befestigt sind. Ein Roboter kann beispielsweise das Getriebesteuergerät mithilfe der Trägerplatte greifen und dann positionieren. According to one embodiment of the invention, the gearbox control unit further comprises a centering plate, to which the carrier plate of the central module and the carrier plate of the peripheral module are attached, in order to position the central module and the peripheral module for attachment to the transmission. The carrier plate can be, for example, a plastic plate to which the carrier plates are fastened to the transmission for transporting and / or positioning the transmission control device. For example, a robot can grip the gearbox control unit using the carrier plate and then position it.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Zentralmodul lediglich eine Öffnung zum Befestigen an dem Getriebe auf. Es ist möglich, dass das Zentralmodul lediglich eine zentrale Öffnung zur Aufnahme eines Befestigungsmittels (etwa einer Schraube) aufweist, wobei die Öffnung beispielsweise von dem Gehäuse umgeben ist und/oder durch die Trägerplatte führt. Genauso ist es möglich, dass das Peripheriemodul lediglich eine Öffnung zum Befestigen an dem Getriebe aufweist. In diesem Fall muss das Getriebesteuergerät zwar mit mehreren Befestigungsmitteln an dem Getriebe befestigt werden, wobei aber bestimmte Module (aufgrund ihrer geringen Größe) nur an einem Punkt bzw. nur mit einem Befestigungsmittel befestigt werden. According to one embodiment of the invention, the central module only has an opening for attachment to the transmission. It is possible that the central module only has a central opening for receiving a fastening means (such as a screw), wherein the opening is, for example, surrounded by the housing and / or leads through the support plate. Likewise, it is possible that the peripheral module has only one opening for attachment to the transmission. In this case, although the transmission control unit must be fastened to the transmission with a plurality of fastening means, certain modules (due to their small size) are fastened only at one point or only with one fastening means.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Öffnung des Zentralmoduls zur Aufnahme eines Befestigungsmittels von einer Buchse umgeben, die beim Erzeugen des Gehäuses durch Eingießen als Schranke für eine Gussmasse wirkt. Die Buchse kann vor dem Eingießen der Bauelemente in oder über einer Öffnung durch die Trägerplatte positioniert werden, um zu verhindern, dass die noch flüssige Gussmasse in die Öffnung für das Befestigungsmittel gelangt. According to one embodiment of the invention, the opening of the central module for receiving a fastening means is surrounded by a bush, which acts as a barrier for a casting compound when the housing is produced by casting. The sleeve may be positioned in or over an aperture through the backing plate prior to pouring the components to prevent the still liquid casting compound from entering the aperture for the fastener.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Buchse auf der Trägerplatte abgestützt. Die von einem Kopf des Befestigungsmittels (wie etwa einem Schraubenkopf) auf das Modul übertragene Kraft wird von der Buchse auf die Trägerplatte übertragen, die mit einer gegenüberliegenden Seite das Gehäuse berührt. According to one embodiment of the invention, the socket is supported on the carrier plate. The force transmitted from a head of the fastener (such as a screw head) to the module is transferred from the socket to the carrier plate, which contacts the housing with an opposite side.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung führt die Buchse durch die Trägerplatte hindurch. Die Buchse kann die Kraft des Kopfes auch direkt auf das Gehäuse übertragen. According to one embodiment of the invention, the bushing passes through the carrier plate. The socket can also transmit the power of the head directly to the housing.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Kopf des Befestigungsmittels auf der Trägerplatte oder auf der Buchse aufgestützt und/oder ist ein Kopf des Befestigungsmittels zumindest teilweise in der Buchse versenkt. Die Buchse kann den Kopf zumindest teilweise umgeben, um die Bauhöhe des Moduls zu vermindern. Es ist auch möglich, dass die Buchse lediglich als Schranke für die Gussmasse dient und der Kopf des Befestigungsmittels direkt auf der Trägerplatte (eventuell mit einer Beilagscheibe) abgestützt ist. According to one embodiment of the invention, a head of the fastener is supported on the support plate or on the socket and / or a head of the fastener is at least partially recessed in the socket. The bush may at least partially surround the head to reduce the height of the module. It is also possible that the bush serves only as a barrier for the casting material and the head of the fastener is supported directly on the support plate (possibly with a washer).
Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden. Ideas for embodiments of the present invention may be considered, inter alia, as being based on the thoughts and findings described below.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind. Embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which neither the drawings nor the description are to be construed as limiting the invention.
Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Merkmale. The figures are only schematic and not to scale. Like reference numerals designate the same or equivalent features in the figures.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
Das Zentralmodul
Die Trägerplatte
Weiter umfasst das Zentralmodul
Eine flexible Leiterfolie
Die Peripheriemodule
Auch die Peripheriemodule
Die Bauelemente
Die Trägerplatte
Das Zentralmodul
Es ist möglich, dass das Zentralmodul
Das Zentralmodul
Wie in den
Da die einzelnen Module
Wie in den
Die
Die
Das Zentralmodul
Die Trägerplatte
In der
In den folgenden
Bei den
Bei den Ausführungsformen der
Bei der
Bei der
In den
Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie „aufweisend“, „umfassend“ etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen. Finally, it should be noted that terms such as "comprising," "comprising," etc., do not exclude other elements or steps, and terms such as "a" or "an" do not exclude a multitude. Reference signs in the claims are not to be considered as limiting.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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