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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein elektronisches Steuergerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung eines erfindungsgemäßen Steuergeräts.
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Ein elektronisches Steuergerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der
DE 198 51 455 A1 der Anmelderin bekannt. Das bekannte elektronische Steuergerät ist Bestandteil einer elektromotorisch betriebenen Antriebseinheit in einem Kraftfahrzeug, beispielsweise in Form eines Fensterheberantriebs.
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Das bekannte elektronische Steuergerät zeichnet sich dadurch aus, dass zur elektrischen Kontaktierung von Bauelementen im Innern des Steuergeräts Steckeranschlüsse vorgesehen sind, die von einem Steckeranschlusskörper umgeben sind. Dies erfolgt durch bereichsweises Umspritzen der Steckeranschlüsse durch das Material des Steckeranschlusskörpers, der dadurch einen sogenannten Vorumspritzling ausbildet. Der soweit mit den Steckeranschlüssen versehene Steckeranschlusskörper kann dann entweder in eine entsprechende Aufnahme eines Gehäuses eingesetzt werden, oder aber unmittelbar durch Umspritzen des Steckeranschlusskörpers von dem Material des Gehäuses mit diesem verbunden sein.
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Bei flug- oder schiffstechnischen zivilen und militärischen Anwendungen ist es bekannt, zur Navigation, d.h. zur Bestimmung des Standorts eines Fahrzeugs neben satellitengestützten Informationen zusätzlich interne Messeinrichtungen in Form von Magnetfeldsensoren, Trägheitssensoren oder ähnlichem einzusetzen. Eine derartige Kombination von satellitengestützter Navigation mit in dem Fahrzeug angeordneten Messeinrichtungen erhöht die Genauigkeit der Positionsbestimmung bzw. stellt diese in manchen Gebieten der Welt erst sicher. Dabei ist es oftmals erforderlich, die Signale eines Hochfrequenz-Antennenkabels oder sonstiger Messeinrichtungen über eine wasser- bzw. mediendichte Verbindung in das Innere des elektronischen Steuergeräts zu leiten. Hierfür werden beim Stand der Technik aufgrund der relativ geringen Stückzahlen für die Hochfrequenzsignale beispielsweise mit dem Gehäuse des Steuergeräts verschraubte HF(Hochfrequenz)-Buchsen unter Verwendung von Dichtringen oder ähnlichen Elementen verwendet. Eine derartige Ausbildung einer mediendichten Steckverbindung an einem insbesondere aus Kunststoff bestehenden Gehäuse ist für die Großserientechnik, wie sie insbesondere bei Kraftfahrzeugen verwendet wird, aus Fertigungs- sowie Kostengründen als nachteilhaft anzusehen.
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Offenbarung der Erfindung
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Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Steuergerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass es bei wasser- bzw. mediendichter Ausbildung im Steckeranschlussbereich besonders einfach bzw. kostengünstig herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem elektronischen Steuergerät mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Steckeranschlüsse Bestandteil wenigstens eines Hochfrequenzsteckeranschlusses sind. Im Zusammenhang mit der an sich bekannten Möglichkeit, Steckeranschlüsse durch Umspritzen mit dem Material eines Steckeranschlusskörpers wasser- bzw. mediendicht auszubilden, wird somit die Möglichkeit geschaffen, auch Hochfrequenzsteckeranschlüsse auf vorteilhafte Art und Weise in ein elektronisches Steuergerät integrieren zu können.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen elektronischen Steuergeräts sind in den Unteransprüchen aufgeführt. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
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Insbesondere ist es von Vorteil, wenn der Hochfrequenzsteckeranschluss als Buchse ausgebildet ist. Dadurch kann ein übliches, mit einem Hochfrequenzstecker versehenes Antennenkabel mit dem elektronischen Steuergerät verbunden werden, ohne dass dieses geändert bzw. mit einer Buchse versehen werden muss.
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Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung eines Steckeranschlusskörpers, der durch bereichsweises Umspritzen der Steckeranschlüsse gebildet ist, kundenspezifische Konfigurationen bzw. Steckeranschlüsse verwenden zu können, ohne dass dadurch die Gehäusekonstruktion geändert werden muss, wenn das Gehäuse einen standardisierten bzw. eine definierte Größe aufweisenden Steckeranschlussbereich aufweist.
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In einer ersten, besonders bevorzugten Variante ist es vorgesehen, dass der Steckeranschlusskörper im Bereich des Gehäuses vom Material des Gehäuses bereichsweise umspritzt ist. Eine derartige Ausgestaltung der Erfindung hat insbesondere den Vorteil, dass die Dichtheit zwischen dem Steckeranschlusskörper und dem Gehäuse ohne zusätzliche, separate Abdichtelemente gewährleistet ist. Voraussetzung ist eine Materialverträglichkeit zwischen dem Kunststoffmaterial des Steckeranschlusskörpers und dem Material des Gehäuses, die Wahl geeigneter Wärmeausdehnungskoeffizienten für die Materialien, um das Ausbilden von Spalten bei einer Erwärmung bzw. Abkühlung zwischen dem Gehäuse und dem Steckeranschlusskörper zu verhindern, sowie eine hinreichend hohe Vernetzung des Materials des Gehäuses mit dem Material des Steckeranschlusskörpers beim Umspritzen.
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In alternativer Ausgestaltung zu der zuletzt beschriebenen konstruktiven Ausbildung kann es vorgesehen sein, dass der Steckeranschlusskörper als Einlegeteil in einer Aufnahme des Gehäuses aufgenommen ist. Eine derartige Ausbildung hat insbesondere den Vorteil, dass das Gehäuse und der Steckeranschlusskörper völlig unabhängig voneinander hergestellt und bevorratet werden können und erst bei der Montage des elektronischen Steuergeräts zusammengeführt werden. Darüber hinaus ermöglicht es eine derartige Konstruktion, für den Steckeranschlusskörper und das Gehäuse unterschiedliche (Kunststoff-)Materialien zu verwenden, die aufgrund ihrer Eigenschaften sich nur schwer miteinander verbinden bzw. mediendicht gestalten lassen, wenn das Material des einen Elements das Material des anderen Elements durch Umspritzen umgibt. Weiterhin ermöglicht es eine derartige Konstruktion, den aus Kunststoff bestehenden Steckeranschlusskörper mit einem aus Metall bestehenden Gehäuse zu kombinieren, so dass beispielsweise ohne zusätzliche Maßnahmen besonders gute EMV-Eigenschaften erzielbar sind und/oder das Gehäuse besonders hoch mechanisch belastbar ist.
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Um eine besonders einfache Montage des Steckeranschlusskörpers in der Aufnahme des Gehäuses zu ermöglichen, ist es vorgesehen, dass das Gehäuse im Bereich des Steckeranschlusskörpers eine Teilungsebene aufweist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass das Gehäuse im Bereich der Aufnahme aus wenigstens zwei Teilen besteht bzw. von zwei Teilen begrenzt ist, derart, dass der Steckeranschlusskörper beispielsweise in eine U-förmige Aufnahme des ersten Gehäuseteils eingelegt werden kann, welche dann beispielsweise von einem deckelförmigen Element, welche in Anlagekontakt mit dem Steckeranschlusskörper angeordnet ist, verschlossen wird.
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Um insbesondere bei Temperaturwechseln sowie zum Ausgleich von Bauteiltoleranzen eine stets mediendichte Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Steckeranschlusskörper zu ermöglichen, wenn der Steckeranschlusskörper in der Aufnahme des Gehäuses angeordnet ist, ohne dass der Steckeranschlusskörper vom Material des Gehäuses umspritzt ist, ist es vorgesehen, dass der Steckeranschlusskörper und/oder das Gehäuse im Bereich der Aufnahme mit einem elastischen Dichtungsmaterial zur Abdichtung im Übergangsbereich zwischen dem Steckeranschlusskörper und dem Gehäuse versehen sind/ist.
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Zur Verbesserung der EMV(elektromagnetische Verträglichkeit)-Eigenschaften kann es darüber hinaus vorgesehen sein, dass der Steckeranschlusskörper mit EMV-Abschirmmaßnahmen, insbesondere mit im Material des Steckeranschlusskörpers angeordneten Metallpartikeln, versehen ist. Eine derartige, durch Metallpartikel ausgebildete EMV-Abschrimmaßnahme zeichnet sich dadurch aus, dass sie besonders einfach dadurch ausbildbar ist, dass die Metallpartikel in das aufgeschmolzene Material des Kunststoffs zur Ausbildung des Steckeranschlusskörpers beigegeben wird.
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Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn die Steckeranschlüsse ausschließlich im Bereich des Steckeranschlusskörpers vorgesehen sind. Dadurch ist es lediglich erforderlich, lediglich den Bereich des Steckeranschlusskörpers zum Gehäuse hin mediendicht auszubilden.
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Die soweit beschriebenen Maßnahmen zur Mediendichtheit ermöglichen es insbesondere, dass das Steuergerät im Bereich des Steckeranschlussbereichs eine Schutzart zumindest entsprechend der Norm IP6k7 aufweist.
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In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltung, die eine besonders einfache Montage bzw. Herstellbarkeit und Kontaktierung der Steckeranschlüsse mit einem Schaltungsträger, insbesondere mit einer Leiterplatte, innerhalb des Gehäuses ermöglicht, ist es vorgesehen, dass zumindest ein Teil der Steckerkontakte auf der dem Innenraum des Gehäuses zugewandten Seite als Einpresskontakte ausgebildet sind.
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Besonders bevorzugt ist die Verwendung eines soweit beschriebenen elektronischen Steuergeräts als Bestandteil eines Fahrerassistenzsystems zum Einbau in Motorräumen oder Fahrgasträumen von Kraftfahrzeugen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
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Diese zeigt in:
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1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen elektronischen Steuergeräts,
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2 das Steuergerät gemäß 1 bei abgenommenem Gehäusedeckel in einer perspektivischen, teilweise vereinfacht dargestellten Ansicht und
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3 eine perspektivische Ansicht auf ein gegenüber 1 abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Steuergeräts.
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Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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Das in den 1 und 2 dargestellte elektronische Steuergerät 10 ist Bestandteil eines Fahrerassistenzsystems, insbesondere eines Navigationssystems zur Bestimmung der Position des Steuergeräts 10 bzw. eines Fahrzeugs, in dem das Steuergerät 10, insbesondere im Motorraum oder Fahrgastraum des Fahrzeugs, angeordnet ist. Das Steuergerät 10 ist dazu ausgebildet, sowohl Daten zu verarbeiten, die aufgrund einer Satellitennavigation generiert werden, als auch Daten von intern in dem Fahrzeug bzw. in dem Steuergerät 10 angeordneten Messeinrichtungen, basierend beispielsweise auf Magnetfeldauswertungen oder Trägheitsnavigationseinrichtungen.
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Das Steuergerät 10 weist ein mehrteilig ausgebildetes Gehäuse 11 auf. Das Gehäuse 11 umfasst einen beispielsweise aus Metall oder aber aus Kunststoff bestehenden Gehäuseboden 12, der auf seiner Oberseite von einem haubenförmigen Gehäusedeckel 13 überdeckt und mit diesem verbunden ist. Der Gehäusedeckel 13 weist einen in etwa quaderförmig ausgebildeten Aufnahmebereich 14 sowie zwei, auf gegenüberliegenden Seiten angeordnete, flanschartig ausgebildete Befestigungsbereiche 15, 16 auf. Im Bereich der Befestigungsbereiche 15, 16 weisen diese jeweils einen beispielhaft rund ausgebildeten Durchbruch 17 auf, in den jeweils eine ringförmige Erhebung 18 des Gehäusebodens 12 eingreift. Die Erhebungen 18 des Gehäusebodens 12 können dazu dienen, bei der Montage des Gehäusedeckels 13 mit dem Gehäuseboden 12 jeweils eine Stemmverbindung (für den Fall, dass der Gehäuseboden 12 aus Metall besteht) oder eine Schweißverbindung (für den Fall, dass der Gehäuseboden 12 aus Kunststoff besteht), auszubilden. Weiterhin kann zwischen dem Gehäuseboden 12 und dem Gehäusedeckel 13 eine in Draufsicht in etwa rechteckförmige Dichtung 19 angeordnet sein, die dazu ausgebildet ist, den Gehäuseboden 12 zum Gehäusedeckel 13 hin abzudichten. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass zwischen dem Gehäuseboden 12 und dem Gehäusedeckel 13 eine Rastverbindung 20 ausgebildet ist. Die Rastverbindung 20 umfasst beispielhaft an dem Gehäuseboden 12 eine Rastaufnahme 22, die mit einem entsprechenden, an dem Gehäusedeckel 13 ausgebildeten (in der Zeichnung nicht erkennbaren) Gehäusevorsprung zusammenwirkt, um die Rastverbindung 20 auszubilden.
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Der Gehäusedeckel 13 weist an seiner Oberseite eine Vertiefung 23 auf, in der eine Membran 24 angeordnet ist, die wiederum Bestandteil eines nicht gezeigten Drucksensors ist.
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Innerhalb des Gehäusedeckels 13, der als Spritzgussteil ausgebildet ist, ist ein Steckeranschlusskörper 25 in Form eines Vorumspritzlings angeordnet. Der Steckeranschlusskörper 25 dient der elektrischen Kontaktierung des Steuergeräts 10, wobei alle elektrischen Kontaktierungen des Steuergeräts 10 über den Bereich des Steckeranschlusskörpers 25 erfolgen. Hierzu weist der Steckeranschlusskörper 25 beispielhaft, und nicht einschränkend, zwei Nano-MQS-Buchsen 26, 27 und daneben zwei Hochfrequenzanschlüsse 28, 29 auf. Die beiden Hochfrequenzanschlüsse 28, 29 sind in Form von Buchsen ausgebildet und weisen in der 1 lediglich bereichsweise dargestellte bzw. erkennbare Steckeranschlüsse 31 in Form metallischer Abschirmungen als Bestandteil der Steckverbindung auf. Die Hochfrequenzanschlüsse 28, 29 dienen der Kontaktierung eines in den Figuren nicht gezeigten Antennenanschlusskabels mit einem vorzugsweise genormten Antennenstecker, über das ein Hochfrequenzsignal dem Steuergerät 10 als Eingangsgröße zugeführt wird.
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Die Steckeranschlüsse 31 sind ebenso wie die in den MQS-Buchsen 26, 27 angeordneten Steckeranschlüsse vorzugsweise als Stanz/-Biegeteile ausgebildet, und weisen auf der in den Gehäuseinnenraum ragenden Seite Einpresskontakte 32 zur elektrischen Kontaktierung einer in dem Innenraum des Gehäuses 11 angeordneten Leiterplatte bzw. eines entsprechenden Schaltungsträgers auf.
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Der Steckeranschlusskörper 25 wird durch bereichsweises Umspritzen der Steckeranschlüsse 31 mit dem Kunststoffmaterial des Steckeranschlusskörpers 25 ausgebildet. Ggf. kann es zur Verbesserung der EMV-Eigenschaften vorgesehen sein, dass in dem Kunststoffmaterial des Steckeranschlusskörpers 25 Metallpartikel angeordnet sind. Der soweit ausgebildete Steckeranschlusskörper 25 wird zur Verbindung mit dem Gehäusedeckel 13 in ein Spritzgusswerkzeug für den Gehäusedeckel 13 angeordnet und von dem Material des Gehäusedeckels 13 bereichsweise umspritzt. Durch eine entsprechende Auswahl der Materialien für den Gehäusedeckel 13 und des Steckeranschlusskörper 25 wird eine hinreichende Vernetzung bzw. Verbindung zwischen dem Gehäusedeckel 13 und dem Steckeranschlusskörper 25 gewährleistet. Ebenso wird dies durch eine entsprechende Auswahl der Spritzparameter sichergestellt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel schließt die Oberseite des Steckeranschlusskörpers 25 bündig mit der Oberseite des Gehäusedeckels 13 ab bzw. bildet die Oberseite des Gehäusedeckels 13 aus. Auf der dem Gehäuseboden 12 zugewandten Seite ist zwischen dem Steckeranschlusskörper 25 und dem Gehäuseboden 12 ein Gehäusesteg 33 angeordnet bzw. ausgebildet.
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In alternativer, in der 3 dargestellter Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass der Gehäusedeckel 13a vorab in einem separaten Herstellungsprozess hergestellt ist und zur Aufnahme des Steckeranschlusskörpers 25a eine Aufnahme 35 aufweist. In der Aufnahme 35 kann zur Abdichtung zwischen dem Steckeranschlusskörper 25 und dem Gehäusedeckel 13 ein elastisches Dichtungsmaterial 36 angeordnet sein. Weiterhin ist die Aufnahme 35 als offene bzw. U-förmige Aufnahme 35 ausgebildet. Dies erfolgt dadurch, dass die Aufnahme 35 auf einer Seite von dem Gehäuseboden 12 verschlossen ist und somit eine Art Teilungsebene ausbildet.
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Das soweit beschriebene Steuergerät 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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