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Es wird eine elektronische Kontrolleinheit zur Realisierung eines besonders kompakten und hochintegrierten elektrohydraulischen Bremsensteuergeräts beschrieben. Es wird im Wesentlichen die Integration mehrerer Sensorsysteme, eine elektrische Motoransteuerung über mechanische Schnittstellen, eine Dreifachkontaktierung eines Motors sowie eine vor Umweltund Motorraumeinflüssen geschützter Bauraum für eine Linearaktuatorpumpe realisiert. Die Integration führt zu einer kompakten Einheit mit erheblich weniger Schnittstellen und Sensorgehäusen im Zusammenhang mit einer besseren Systemperformance.
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Hierzu umfasst die elektronische Kontrolleinheit eine Leiterplatte, welche eine Durchtrittsöffnung für ein zumindest teilweise hindurchtretendes Bauteil einer mittels Elektromotor betriebenen Pumpe des elektrohydraulischen Steuergeräts aufweist. Ein solches Steuergerät ist in der
WO2014/124925 beschrieben.
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Gleiche Elemente werden in der Beschreibung mit gleichen Bezugszeichen versehen. In den Figuren angegebene Bemaßungen sind lediglich als beispielhaft zu verstehen. Außerdem sind in den Figuren nicht sämtliche Komponenten der elektronischen Kontrolleinheit bzw. des elektrohydraulischen Bremsensteuergeräts dargestellt.
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Erfindungsgemäß weist die elektronische Kontrolleinheit 1 bevorzugt ein aus Aluminiumblech hergestelltes Gehäuseteil 2 auf, welches in vorteilhafter Weise zugleich als Kühlkörper dienen kann. Das Gehäuseteil 2 ist in 1 blau gekennzeichnet. Die Formgebung des Gehäuseteils 2, im Besonderen eine vorgesehene Ausformung 2.1 der Oberfläche, schafft Bauraum für die nicht dargestellte Hydraulikpumpe und stellt zusätzlich eine erhebliche Erhöhung der Konvektionsfläche zur Kühlung von Elektronikbauteilen der elektronischen Kontrolleinheit 1 dar. Zur Herstellung wird der Werkstoff des Gehäuseteils 2 dabei vorzugsweise bis an die mechanischen Materialgrenzen verformt, um eine möglichst kostengünstige Realisierung zu erhalten.
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Die 2 zeigt die elektronische Kontrolleinheit 1 und die durch diese umfasste Leiterplatte auf der gleichen Seite, wie in 1 dargestellt, jedoch ohne das Gehäuseteil 2. Gehäuse 5 der elektronischen Kontrolleinheit besteht vorzugsweise aus Kunststoff. Eine Kühlung der Elektronik wird bevorzugt mittels erfindungsgemäß angeordneter Kühlelemente 3 begünstigt. Da die Kühlelemente 3 unterschiedliche elektr. Potentiale aufweisen können, weisen diese beispielsgemäß keinen mechanischen Kontakt untereinander auf. Ebenfalls eine Draufsicht auf eine beispielsgemäße Ausführungsform der elektronischen Kontrolleinheit 1 zeigt 3 (Draufsicht auf die selbe Seite wie bei den 1 und 2), jedoch ohne Darstellung der Leiterplatte 4 und des Gehäuseteils 2 (die Leiterplatte 4 und das Gehäuseteil 2 sind in den 1 und 2 gezeigt).
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Die Erfindung betrifft somit eine elektronische Kontrolleinheit für ein elektrohydraulisches Bremsensteuergerät eines Kraftfahrzeugs, umfassend zumindest ein Gehäuse (5), welches eine Öffnung zur Durchführung wenigstens eines Bestandteils einer Hydraulikpumpe des Bremsensteuergeräts aufweist, und wenigstens eine Leiterplatte (4) zur Ansteuerung von Ventilspulen zum Betrieb von Hydraulikventilen des Bremsensteuergeräts, wobei auf der Leiterplatte (4) zumindest ein Sensorelement (12) zur Erfassung einer Position eines Elektromotors zum Betreiben einer Hydraulikpumpe des elektrohydraulischen Bremsensteuergeräts oder einer Position eines Plungers, welcher durch den Elektromotor betrieben wird, angeordnet ist.
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Die 4a), b) und c) zeigen Ausführungsbeispiele der elektronischen Kontrolleinheit 1 mit Draufsicht auf eine Seite, die der in den 1 und 2 dargestellten Seite gegenüberliegend angeordnet ist, wobei auf der in den Teilfiguren der 4 gezeigten Seite der elektronischen Kontrolleinheit 1 bevorzugt eine hydraulische Kontrolleinheit montiert ist (nicht dargestellt). Ein Sensorelement 12 zur Erfassung einer Position eines Elektromotors zum Betreiben einer Hydraulikpumpe des elektrohydraulischen Bremsensteuergeräts, insbesondere eines Linearaktuator, bei welchem eine Plungerposition erfasst wird, wird bevorzugt mittels einer durchgehend toleranzkettenoptimierende Positionierung (Referenzsystem und Layoutanpassung) so präzise positioniert, das eine kostenoptimierte Bestückung als Standardbauteil auf der Leiterplatte 4 realisierbar ist. Somit kann vorteilhafterweise auf zusätzliche Stanzgitter oder Sensorgehäuse mit elektrische Anschlüssen verzichtet werden. In 4a) sind zudem Ventilspulenmodule 7 zur Ansteuerung von hydraulischen Ventilen mit abgebildet. Wie in 4b) dargestellt, ist bevorzugt eine Fiducial Markierung (Passermarke) 4.1 auf Leiterplatte 4 vorgesehen (kann während der Entwicklung des Layouts mit definierter Position auf der Leiterplatte vorgesehen werden), welche sich vorzugsweise auf Höhe der sensorischen Mitte des Sensorelements 12 und in dessen örtlicher Nähe befindet. In vorteilhafter Weise kann somit die Position von Sensorelement 12 sehr präzise vorgegeben werden. Beispielsweise kann die Position eines für die sensorische Mitte relevanten Sensoranschlusskontakts (Pin) des Sensorelements 12 während der Fertigung optisch überwacht werden. Die in 4b) rot markierten Bemaßungen zu den Bezugssystemen A und B von Gehäuse 5 können vorteilhafter Weise zur Überwachung der Position von Sensorelement 12, insbesondere während der Fertigung, herangezogen werden.
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Die Erfindung betrifft somit eine elektronische Kontrolleinheit, wobei eine Position des Sensorelements (12), insbesondere dessen sensorischer Mitte, auf der Leiterplatte mittels einer Passermarke (4.1) definiert vorgegeben ist, bevorzugt in der Weise, dass eine während eines Fertigungsprozesses der elektronischen Kontrolleinheit eine Positionierung des Sensorelements (12) anhand der Passermarke (4.1) erfolgt.
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Aus dem Stand der Technik ist bekannt, elektronische Bauelemente, die an dem Gehäuse der elektronischen Kontrolleinheit platziert sind, mit der Leiterplatte der elektronischen Baueinheit zu kontaktieren, indem das elektronische Bauelement mit der Leiterplatte über einen Draht oder eine Leitung verbunden wird. Die Verbindung wird gemäß dem Stand der Technik über Löten hergestellt, d.h. der Draht oder die Leitung wird ausgehend von dem elektronischen Bauelement an der Leiterplatte festgelötet. Die elektronischen Bauelemente sind durch die Architektur auf der Leiterplatte im Wesentlichen fest vorgegeben. Der Designer der Leiterplatte hat somit wenig bis keine Möglichkeit, die elektronischen Bauelemente andersartig zu platzieren. Durch diese Technik geht jedoch Platz auf der Leiterplatte verloren. Insbesondere durch die Kontaktierung von dem elektronischen Bauelement zur Leiterplatte, bei der die Verbindungsdrähte bzw. Leitungen senkrecht aus der Richtung der hydraulischen Baueinheit auf die elektronische Baueinheit zulaufen, wird Platz oberhalb der elektronischen Bauelemente, d.h. zwischen den elektronischen Bauelementen und der Leiterplatte, verschenkt. Insgesamt sind die Grenzen des Leiterplattendesigns damit sehr starr und die Designmöglichkeiten eingeschränkt.
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Die 5 zeigt einen bevorzugten erfindungsgemäßen U-förmigen, in Gehäuse 5 eingespritzten Kontakt 8, welcher vorzugsweise zumindest eine Drahtklemme, insbesondere keine Schneidklemme, aufweist, mittels welchem eine Kontaktierung elektronischer Bauelemente 9, insbesondere Kondensatoren, beispielsweise mit einer Leiterplatte 4 der elektronischen Kontrolleinheit 1 realisierbar ist, wie in 6a) und b) gezeigt.
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Bevorzugt ist der Kontakt 8 als Drahtklemme ausgebildet. Im Gegensatz zu einer Schneidklemme wird das eingeklemmte Element nicht angeschnitten, sondern nur geklemmt. Eine Schneidklemme wird hingegen vorzugsweise dann verwendet, wenn z.B. eine Isolierung eines Drahtes an der eingeklemmten Stelle beim Einklemmen freigelegt werden soll. Bevorzugt werden gemäß der Erfindung die elektronischen Bauelemente 9 mittels des Kontakts 8 über einen Draht kontaktiert. Dadurch entfällt die zwischen dem elektronischem Bauelement 9 und der Leiterplatte 4 verlaufende senkrechte Kontaktierung. Vielmehr wird bei der Erfindung der Draht nicht senkrecht nach oben sondern seitlich zum Kontakt 8 geführt.
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Besonders bevorzugt wird der Kontakt 8 zusammen mit einem Einpresskontakt 8.1 von einer Kontaktanordnung 8.2 umfasst. Die Kontaktanordnung 8.2 ist daher zweiteilig aufgebaut, wobei der Kontakt 8 und der Einpresskontakt 8.1 mittels eines Verbindungsabschnitts 8.3 fest miteinander verbunden sind. Über den Verbindungsabschnitt 8.3 sind der Kontakt 8 und der Einpresskontakt 8.1 auch elektrisch miteinander verbunden. Insbesondere bevorzugt weist die Kontaktanordnung 8.2 zudem einen Befestigungsabschnitt auf, wobei der Befestigungsabschnitt in das Gehäuse 5 eingespritzt oder eingegossen ist bzw. wird. Damit ist eine feste Verbindung zwischen der Kontaktanordnung 8.2 und dem Gehäuse 5 gegeben. Alternativ kann der Befestigungsabschnitt auch in das Gehäuse eingestichelt sein. Dabei wird der Befestigungsabschnitt, der bevorzugt mit Widerhaken versehen ist, in einen Ausschnitt des Gehäuses mit Untermaß eingebracht.
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Die Kontaktanordnung 8.2 ist bevorzugt für den Einsatz in einer elektronischen Kontrolleinheit in einem Kraftfahrzeug vorgesehen umfasst den Kontakt 8 und den Einpresskontakt 8.1. Dabei wird die Kontaktanordnung 8.2 vorteilhaft mittels des Kontakts 8 mit dem elektronischen Bauelement 9 verbunden bzw. kontaktiert. Der Einpresskontakt 8.1 wird in die Leiterplatte 4 eingepresst, so dass mittels des Einpresskontakts 8.1 eine elektrische Kontaktierung zwischen der Kontaktanordnung 8.2 und der Leiterplatte 4 entsteht. Dadurch ist das Bauelement 9 über die Kontaktanordnung 8.2 elektrisch mit der Leiterplatte 4 verbunden.
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Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Planung der Architektur der Leiterplatte sehr viel flexibler möglich wird. Durch die Verwendung eines Kontakts 8 zur Kontaktierung der elektronischen Bauelemente 9 wird der Draht oder die Leitung nun nicht senkrecht nach oben zur Leiterplatte sondern seitlich zur Kontaktierung zum Kontakt 8 geführt. Dafür kann der Draht länger ausfallen, als bei einer senkrechten Kontaktierung zur Leiterplatte gemäß Stand der Technik. Durch die Erfindung wird in dem nun nicht mehr durch den Draht blockierten Zwischenraum zwischen Bauelement 9 und Leiterplatte 4 (Z-Achse) Platz geschaffen, um dort andere bzw. weitere Bauteile, z.B. Feldeffekttransistoren (FETs), zu platzieren. Zudem kann zusätzlich der Abstand zwischen der Leiterplatte und der Kontaktanordnung 8.2 bzw. den Bauelementen 9 reduziert werden, da der Platz für die zuvor senkrechte Kontaktierung nun durch die Erfindung frei geworden ist. Dies ermöglicht insgesamt eine kompaktere Bauweise der elektronischen Kontrolleinheit.
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Weiterhin ergibt sich durch die Erfindung der Vorteil, dass der Verbindungsabschnitt beliebig flexibel in seinen Dimensionen angepasst werden kann – je nach gewünschter Platzierung. So ist es durch die Erfindung möglich, die elektronischen Bauelemente 9 auch an anderen Positionen vorzusehen, da sie durch die Kontaktierung mittels der Kontakte 8 sehr einfach versetzbar sind. Der Verbindungsabschnitt kann dafür z.B. einfach verlängert werden. Zudem ist es durch die Erfindung möglich, den Einpresskontakt 8.1 in der Leiterplatte 4 in einem Umkreis von 360° um die Drahtaustrittsstellen der elektronischen Bauelemente 9 herum frei zu platzieren. Auch dadurch wird ein flexibleres Planen der elektronischen Architektur auf der Leiterplatte möglich. Diese Vorteile sind bei Kontaktierung in senkrechter Richtung und vorgegebenen Positionen für die Kontaktierung auf der Leiterplatte 4 gemäß dem Stand der Technik nicht möglich.
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Als weiterer Vorteil ergibt sich durch die Erfindung, dass die Masse der elektronischen Bauelemente 9 von der Leiterplatte 4 entkoppelt sind. Dadurch wird die Leiterplatte 4 vorteilhaft von dieser Masse entlastet.
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Der weitere Schenkel an der U-förmigen Struktur ist somit vorzugsweise zumindest ein Einpresskontakt. Die elektrischen Bauelemente 9 sind vorzugsweise in dem Gehäuse 5 der elektronischen Kontrolleinheit 1 zusätzlich unter Verwendung von Pulsationsdämpfern 10/RTV fixiert. Separat bzw. blau unterlegt sind die Pulsationsdämpfer 10 der beispielsgemäßen Kondensatoren 9 sowie ein Pulsationsdämpfer 10 einer Drosselspule (nicht dargestellt) und ein Pulsationsdämpfer 10 der Trägerplatine 6.1 des Wegsensors 6 in den Teilfiguren a) und b) der 7 gezeigt.
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Die
8 zeigt in den Teilfiguren a) und b) Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Dämpfungssystems für den Wegsensor
6, wie er bereits in der
WO2014/124925 beschrieben ist. Bevorzugt wird die Trägerplatine
6.1 des Wegsensors
6, zusätzlich zu den vorgesehen Kontaktstiften
11, mittels eines Pulsationsdämpfers
10 (in
8b) in blau) zur Dämpfung von Schwingungen und/oder Vibrationen befestigt. Zu diesem Zweck weist das Gehäuse
5 der elektronischen Kontrolleinheit
1 bevorzugt eine Ausformung
5.1 mit einer Durchgangsöffnung auf, durch welche während eines Fertigungsschrittes der elektronischen Kontrolleinheit
1, insbesondere nach der Montage der Trägerplatine
6.1 von einer der Trägerplatine
6.1 abgewandten Seite des Gehäuses
5 ein entsprechendes Material zur Bildung von Pulsationsdämpfer
10 einspritzbar ist. Damit kann in vorteilhafter Weise eine Beeinträchtigung der Signalgüte der mittels des Wegsensors
6 erfassten Signale aufgrund von Schwingungen/Vibrationen vermieden oder begrenzt werden. Ein reines Versteifen der Kontaktstifte
11, mittels welchen der Wegsensor
6 mit der Leiterplatte
4 (nicht dargestellt) kontaktiert ist, würde gegebenenfalls zu Brüchen führen.
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Die Erfindung betrifft zudem eine elektronische Kontrolleinheit für ein elektrohydraulisches Bremsensteuergerät eines Kraftfahrzeugs, umfassend zumindest ein Gehäuse (5) und wenigstens eine Leiterplatte (4) zur Ansteuerung von Ventilspulen zum Betrieb von Hydraulikventilen des Bremsensteuergeräts, wobei eine Trägerplatine (6.1) insbesondere für einen Sensor, vorgesehen ist, welche mittels Kontaktstiften (11) mit der Leiterplatte (4) elektrisch leitfähig verbunden ist, wobei ein mechanisches Dämpfmittel (10) zur mechanischen Verbindung der Trägerplatine (6.1) mit dem Gehäuse (5) vorgesehen ist. Weiterhin weist das Gehäuse (5) eine Ausformung (5.1) zur Einbringung des mechanischen Dämpfmittels (10) nach Montage der Trägerplatine (6.1) auf.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2014/124925 [0002, 0018]
