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Die Erfindung betrifft ein Lenkrad für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Montieren eines Lenkrades in einem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 18.
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Lenkräder verfügen üblicherweise über eine Mehrzahl von Funktions- und Betätigungselementen, zum Beispiel Heizelemente, Schaltwippen oder Schalter zum Bedienen von Fahrzeugkomponenten (zum Beispiel eines Radios). Die Funktions- oder Betätigungselemente und auch ein in dem Lenkrad integriertes Gassackmodul werden über eine fahrzeugseitige Kontakteinheit mit Komponenten des Fahrzeugs (z.B. einer zentralen Fahrzeugsteuereinheit, insbesondere einer Fahrzeug-ECU) verbunden. Hierfür ist es erforderlich, während der Montage des Lenkrades in dem Fahrzeug, insbesondere bei Verbinden des Lenkrades mit der Lenksäule des Fahrzeugs, eine Vielzahl von Steckern der Funktions- bzw. Betätigungselemente und des Gassackmoduls in die fahrzeugseitig vormontierte Kontakteinheit einzustecken. Ein entsprechender Stecker zum Anschluss eines Gassackmoduls an eine Kontakteinheit ist z.B. in der
DE 296 04 891 U1 offenbart.
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Das bekannte Verfahren zur Verbindung von Lenkradkomponenten mit der Kontakteinheit ist jedoch zeitaufwendig.
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Das der Erfindung zugrunde liegende Problem besteht darin, die Montage eines Lenkrades im Fahrzeug zu vereinfachen.
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Dieses Problem wird durch die Bereitstellung des Lenkrades mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch die Bereitstellung des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Danach wird ein Lenkrad für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, mit
- - einem Gassackmodul;
- - mindestens einem Funktionselement und/oder mindestens einem Betätigungselement;
- - mindestens einer mit dem Funktionselement und/oder dem Betätigungselement zusammenwirkenden elektronischen Zentraleinheit; und
- - mindestens einem Zentraleinheitsträger, an dem die Zentraleinheit angeordnet ist, wobei
- - eine an dem Zentraleinheitsträger angeordnete Verbindungsvorrichtung, über die das Gassackmodul mit einer fahrzeugseitigen Kontakteinheit elektrisch verbindbar ist.
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Mit der an dem (z.B. in Form einer Schaltungsplatine ausgebildeten) Zentraleinheitsträger angeordneten Verbindungsvorrichtung erübrigt sich insbesondere ein gesondertes Einstecken eines Steckers des Gassackmoduls in die Kontakteinheit. Vielmehr erfolgt bei der Montage des Lenkrades im Fahrzeug die Verbindung des Gassackmoduls über die an dem Zentraleinheitsträger ausgebildete Verbindungsvorrichtung. So ist es z.B. denkbar, dass während der mechanischen Befestigung des Lenkrades im Fahrzeug gleichzeitig auch die elektrische Verbindung zwischen dem Gassackmodul und der Kontakteinheit erfolgt.
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Beispielsweise umfasst die Verbindungsvorrichtung mindestens ein an dem Zentraleinheitsträger angeordnetes und mit der Kontakteinheit elektrisch koppelbares Kontakteinheitskopplungselement, d.h. eine Schnittstelle, über die das Gassackmodul und ggf. auch weitere Lenkradkomponenten mit der Kontakteinheit koppelbar sind. Das Kontakteinheitskopplungselement kann durch einen von dem Zentraleinheitsträger abstehenden Stecker ausgebildet sein, der so positioniert ist, dass er bei der Montage des Lenkrades an einer fahrzeugseitigen Komponente (insbesondere der Lenksäule) automatisch mit einer korrespondierenden Steckbuchse der Kontakteinheit elektrisch koppelt. Möglich ist natürlich auch, dass das Kontakteinheitskopplungselement als Steckbuchse und das Gegenstück der Kontakteinheit als Stecker ausgebildet ist. Darüber hinaus kann über das Kontakteinheitskopplungselement auch eine mechanische Verbindung (insbesondere eine Rastverbindung) zwischen dem Zentraleinheitsträger und der Kontakteinheit hergestellt werden.
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Es wird angemerkt, dass die Kontakteinheit z.B. zumindest teilweise rotierbar ausgebildet ist, um eine elektrische Verbindung zwischen den lenkradseitigen Komponenten und den ortsfesten Fahrzeugkomponenten herzustellen. Denkbar ist allerdings auch, dass die Kontakteinheit ortsfest (nicht rotierbar) ist; insbesondere in Zusammenhang mit Steer-by-Wire-Systemen.
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Möglich ist auch, dass die Verbindungsvorrichtung mindestens ein an dem Zentraleinheitsträger angeordnetes und mit dem Gassackmodul gekoppeltes Modulkopplungselement umfasst. Das Modulkopplungselement kann als Stecker ausgebildet sein, der mit einer Komponente (insbesondere einem Zünder) des Gassackmoduls elektrisch verbunden ist. Möglich ist allerdings auch, dass die Komponente des Gassackmoduls unmittelbar mit der Verbindungsvorrichtung verbunden (z.B. direkt verdrahtet) ist. Die Verbindungsvorrichtung umfasst zudem insbesondere eine Leitungsstruktur (z.B. mindestens eine an dem Zentraleinheitsträger ausgebildete Leiterbahn), die mit dem Kontakteinheitskopplungselement und/oder dem Modulkopplungselement elektrisch verbunden ist. Insbesondere verbindet die Leitungsstruktur das Modulkopplungselement mit dem Kontakteinheitskopplungselement.
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Die Verbindungsvorrichtung des erfindungsgemäßen Lenkrades kann darüber hinaus zweiteilig ausgebildet sein, wobei sie z.B. einen von dem Zentraleinheitsträger verschiedenen und an dem Gassackmodul festgelegten Träger umfasst. An diesem Träger ist ein erstes (z.B. steckerartiges) Kontaktelement der Verbindungsvorrichtung angeordnet, das mit einem an dem Zentraleinheitsträger angeordneten zweiten (z.B. steckbuchsenartiges) Kontaktelement der Verbindungsvorrichtung (insbesondere lösbar) verbunden ist. Das Gassackmodul wiederum ist z.B. über mindestens einen an dem Träger anordneten Modulkopplungselement (etwa analog zu dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel in Form eines Steckers) verbunden, wobei auf dem Träger entsprechende Leitungsstrukturen (insbesondere Leiterbahnen) vorgesehen sind, über die der Stecker und damit das Gassackmodul mit dem ersten Kontaktelement elektrisch verbunden sind.
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Darüber hinaus kann an dem Zentraleinheitsträger mindestens ein Kopplungselement angeordnet sein, das mit dem Funktionselement, z.B. eine Lenkradheizung, ein Aktuator oder Sensor, etwa ein Lenkwinkelsensor, und/oder dem Betätigungselement, z.B. ein Multifunktionsschalter, eine Schaltwippe, ein Berührungssensor („HOD-Sensor“) oder ein sonstiger Sensor, elektrisch gekoppelt ist. Beispielsweise handelt es sich bei dem Kopplungselement um eine von dem Zentraleinheitsträger abstehende Steckbuchse, die beim Zusammenbau des Lenkrades mit einem entsprechenden Stecker des Funktions- bzw. Betätigungselements koppelt. Insbesondere ist denkbar, dass es sich bei dem Kopplungselement um einen Stecker handelt, der mehrere Funktions- und/oder Betätigungselemente mit der Zentraleinheit verbindet und/oder über den mehrere Funktions- oder Betätigungselemente mit der Kontakteinheit verbindbar sind.
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Beispielsweise ist über das Kopplungselement eine elektrische Verbindung zwischen dem Funktions- und/oder dem Betätigungselement und der Zentraleinheit realisiert und/oder es ist eine elektrische Verbindung zwischen dem Funktions- und/oder dem Betätigungselement und der Kontakteinheit herstellbar. Das Kopplungselement wiederum ist mittels Leiterstrukturen (insbesondere) Leiterbahnen des Zentraleinheitsträgers kontaktiert.
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Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Zentraleinheitsträger mindestens ein mit der Kontakteinheit elektrisch verbindbares Verbindungselement angeordnet, über das eine elektrische Verbindung zwischen der Zentraleinheit und der Kontakteinheit und/oder zwischen dem Funktions- und/oder dem Betätigungselement und der Kontakteinheit herstellbar ist.
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Beispielsweise handelt es sich bei dem Verbindungelement ebenfalls um einen von dem Zentraleinheitsträger abstehenden Stecker. Denkbar allerdings auch, dass das Verbindungelement einen mit einem Kabel verbundenen Stecker umfasst, wobei das Kabel z.B. mit einer an dem Zentraleinheitsträger ausgebildeten Leitungsstruktur elektrisch verbunden ist.
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Das zum Anschluss des Funktions- und/oder Betätigungselementes dienende Kopplungselement und das zum Verbinden mit der Kontakteinheit vorhandene Verbindungselement erstrecken sich beispielsweise auf derselben Seite des Zentraleinheitsträgers. Das oben erwähnte Modulkopplungselement zum Anschluss des Gassackmoduls und das Verbindungselement oder das Kontakteinheitskopplungselement können sich jedoch auf unterschiedlichen Seiten des Zentraleinheitsträgers erstrecken. Möglich ist auch, dass das Kontakteinheitskopplungselements und das Verbindungselement durch ein einziges Element ersetzt werden (z.B. einen einzigen Stecker), über das die entsprechenden elektrischen und ggf. mechanischen Verbindungen zu der Kontakteinheit realisiert werden.
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Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist der Zentraleinheitsträger an dem Gassackmodul vormontiert; z.B. dort über eine Schraubverbindung oder eine sonstige Verbindung festgelegt. Denkbar ist allerdings auch, dass der Zentraleinheitsträger an einem Skelett des Lenkrades vormontiert ist (insbesondere ebenfalls dort über eine Schraubverbindung oder eine sonstige Verbindung festgelegt ist).
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An dem Zentraleinheitsträger kann des Weiteren eine Vorrichtung zum Auslösen eines Hupsignals angeordnet sein. Insbesondere ist diese Vorrichtung mit MEMS-Strukturen realisiert, wodurch ein möglichst geringer Betätigungsweg und/oder eine möglichst geringe Betätigungskraft zum Auslösen des Hupsignals erforderlich ist.
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Des Weiteren kann das Gassackmodul Rastelemente aufweisen, über die es an einem Skelett des Lenkrades festgelegt ist. Beispielsweise sind die Rastelemente so ausgebildet, dass eine Verrastung des Gassackmoduls an dem Lenkradskelett zusammen mit einem Koppeln eines Gassackmodulsteckers mit dem oben erläuterten Koppeln der Funktions- und/oder Betätigungselement des Lenkrades mit den an dem Zentraleinheitsträger angeordneten Kopplungselementen.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Montieren des Lenkrades in einem Kraftfahrzeug, umfassend ein Bereitstellen eines Lenkrades mit einem Gassackmodul, mindestens einem Funktionselement und/oder mindestens einem Betätigungselement, mindestens einer mit dem Funktionselement und/oder dem Betätigungselement zusammenwirkenden elektronischen Zentraleinheit und mindestens einem Zentraleinheitsträger, an dem die Zentraleinheit angeordnet ist, wobei ein Verbinden des Gassackmoduls mit einer fahrzeugseitigen Kontakteinheit über eine an dem Zentraleinheitsträger angeordnete Verbindungsvorrichtung erfolgt.
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Die oben in Bezug auf das erfindungsgemäße Lenkrad erörterten Ausführungsbeispiele lassen sich analog natürlich auch zur Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens heranziehen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Lenkrad-ECU-Einheit eines erfindungsgemäßen Lenkrades in einer Ansicht von unten;
- 2 die Lenkrad-ECU-Einheit aus 1 in einer Ansicht von oben;
- 3 eine Schnittansicht der Lenkrad-ECU-Einheit der 1 und 2;
- 4 eine Lenkrad-ECU-Einheit eines Lenkrades gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Ansicht von unten;
- 5 die Lenkrad-ECU-Einheit aus 4 in einer Ansicht von oben;
- 6 eine Schnittansicht der Lenkrad-ECU-Einheit der 4 und 5;
- 7 eine Lenkrad-ECU-Einheit und eine Gassackmodulkontakteinheit eines Lenkrades gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 8 die Komponenten aus 7 in Explosionsdarstellung;
- 9 eine perspektivische Ansicht eines Lenkrades mit der Lenkrad-ECU-Einheit und der Gassackmodulkontakteinheit aus den 8 und 9;
- 10 eine Abwandlung der Lenkrad-ECU-Einheit des Lenkrades aus 7 in Explosionsdarstellung;
- 11 eine weitere Abwandlung der Lenkrad-ECU-Einheit des Lenkrades aus 7;
- 12 eine schematische Darstellung zur elektrischen und mechanischen Kontaktierung von Komponenten eines erfindungsgemäßen Lenkrades; und
- 13 ein Diagramm zur Erläuterung der Kontaktierung in einem erfindungsgemäßen Lenkrad.
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Die in den 1 bis 3 gezeigte Lenkrad-ECU-Einheit 10 umfasst einen Zentraleinheitsträger in Form einer ECU-Platine 1, wobei auf der Platine 1 mindestens eine elektronischen Lenkradzentraleinheit in Form einer Lenkrad-ECU (nicht dargestellt) angeordnet ist. Die Zentralplatine 1 ist ringartig ausgebildet und in einem Gehäuse 11 aufgenommen.
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An der Platine 1 ist eine Verbindungsvorrichtung 3 angeordnet, über die eine elektrische Verbindung eines ebenfalls nicht dargestellten Gassackmoduls mit einer Kontakteinheit 6 des Fahrzeugs (vgl. 3) herstellbar ist. Die Verbindungsvorrichtung 3 umfasst zwei mit dem Gassackmodul koppelbare Modulkopplungselemente in Form zweier elektrisch mit der Platine 1 verbundener Stecker 31, 32. Die Stecker 31, 32 sind zudem mechanisch mit der Platine 1 und/oder dem Gehäuse 11 verbunden. Über die Stecker 31, 32 erfolgt eine Kontaktierung eines Zünders eines Gasgenerators des Gassackmoduls, wobei über zumindest einen der Stecker 31, 32 ein Signal zum Auslösen des Zünders übermittelt wird. Die Stecker 31, 32 sind insbesondere so angeordnet (beispielsweise überragen sie eine zentrale Öffnung 150 der Platine 1), dass Bewegungen des Gassackmoduls (insbesondere des Gasgenerators), die z.B. während des Fahrens oder bei einem Drücken auf das Gassackmodul zum Auslösen eines Hupsignals auftreten) ausgeglichen werden. Beispielsweise erfolgt die elektrische Verbindung der Stecker 31, 32 mit der Platine 1 über Kontakte 33, 34 auf der Platine 1. Denkbar ist auch, dass auf zumindest einen der Stecker 31, 32 verzichtet wird und eine unmittelbare elektrische Leitungsverbindung zwischen der Platine 1 und dem Gassackmodul besteht.
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Die Verbindungsvorrichtung 3 umfasst des Weiteren ein mit der fahrzeugseitigen Kontakteinheit 6 elektrisch koppelbares Kontakteinheitskopplungselement in Form eines Kontakteinheitssteckers 33. Der Kontakteinheitsstecker 33 erstreckt sich überwiegend auf einer den Gassackmodulsteckern 31, 32 abgewandten Seite der Platine 1. Darüber hinaus ist der Kontakteinheitsstecker 33 so positioniert, dass er bei einer Montage des Lenkrades mit der ECU-Einheit 10 an einer Lenksäule des Fahrzeugs einem komplementär ausgebildeten Steckelement, insbesondere einer Steckbuchse, der Kontakteinheit 6 zugeordnet und automatisch mit dieser gekoppelt wird. Die Gassackmodulstecker 31, 32 sind über eine an der Platine 1 ausgebildete Leitungsstruktur (nicht dargestellt) mit dem Kontakteinheitsstecker 33 verbunden, so dass sich mittels der Kontaktstecker 31, 32, der Kontaktstruktur und dem Kontakteinheitsstecker 33 eine elektrische Verbindung von dem Gassackmodul zu der Kontakteinheit 6 herstellen lässt.
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Die ECU-Einheit 10 umfasst zudem Kopplungselemente in Form weiterer Stecker 41 bis 45, die sich auf derselben Seite der Platine 1 wie der Kontakteinheitsstecker 33 befinden und die ebenfalls von dieser Seite der Platine 1 abstehen. Die Stecker 41 bis 45 dienen zur Verbindung der Platine 1 mit Peripherieelementen (nicht dargestellt), d.h. Funktionselementen und/oder Betätigungselementen, des Lenkrades. Diese Funktions- bzw. Betätigungselemente weisen entsprechend komplementär ausgebildeten Steckelemente auf, in die die Stecker 41 bis 45 bei der Montage der ECU-Einheit 10 an dem Lenkrad nach korrekter Ausrichtung eingreifen und die z.B. eine elektrische Verbindung zwischen der Lenkrad-ECU der Einheit 10 und den Funktions- bzw. Betätigungselementen herstellen. Die Funktions- oder Betätigungselemente sind zum Beispiel an einem Lenkradkranz des Lenkrades befestigt.
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Über (ebenfalls nicht dargestellte) Leitungsstrukturen der Platine 1 sind die Stecker 41 bis 45 mit ebenfalls in Form von Steckern 51, 52 ausgebildeten Verbindungselementen der ECU-Einheit 10 elektrisch verbunden. Die Stecker 51, 52 stehen von derselben Seite wie die Stecker 41 bis 44 von der Platine 1 ab. Analog zu dem Kontakteinheitsstecker 33 sind die Stecker 51, 52 entsprechenden Steckbuchsen 62, 63 der fahrzeugseitigen Kontakteinheit 6 zugeordnet, so dass sie bei der Montage des Lenkrades an der Lenksäule des Fahrzeugs automatisch in diese Steckbuchsen eingreifen und eine Verbindung zwischen den Funktions- und/oder Betätigungselementen des Lenkrades und der Kontakteinheit 6 herstellen. Denkbar ist auch, dass über die Stecker 51, 52 eine Verbindung der auf der Platine 1 angeordneten Lenkrad-ECU und der Kontakteinheit 6 hergestellt wird. Möglich ist zudem, dass anstelle dreier Stecker (der Stecker 33, 51, 52) weniger oder mehr Stecker verwendet werden; z.B. ist nur ein einziger Stecker vorhanden, der die Platine 1 mit der Kontakteinheit 6 verbindet.
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Auf der Platine 1 befinden sich insbesondere auch andere, ebenfalls nicht dargestellte elektronische Bauelemente (insbesondere SMD-Bauteile), z.B. zur Steuerung, Auswertung und/oder Kommunikation in Bezug auf die über die an der Platine 1 vorgesehenen Stecker verbundenen Komponenten.
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Darüber hinaus kann über die Stecker 33, 51, 52 auch eine mechanische Verbindung zwischen der ECU-Einheit 10 (und damit dem Gassackmodul) und der Kontakteinheit 6 bestehen. Hierfür weisen die Stecker 33, 51, 52 und die korrespondierenden Steckbuchsen der Kontakteinheit 6 entsprechende Raststrukturen und/oder Führungen auf. Die Raststrukturen und/oder Führungen gleichen insbesondere auch eine Bewegung des Gassackmoduls in Richtung der Lenkachse (etwa bei einer Bewegung des Gassackmoduls zum Auslösen eines Hupsignals oder bei Schwingungen des Gasgenerators des Moduls) aus. Zusätzlich zu der mechanischen Verbindung über die Stecker 33, 51, 52 kann eine Verbindung des Lenkrades mit dem Fahrzeug über eine zentrale Lenkradschraube bestehen.
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Die ECU-Einheit 10 wird vor dem Zusammenbau des Lenkrades an dem Gassackmodul vormontiert, z.B. verschraubt, wobei auch die Modulstecker 31, 32 mit dem Gassackmodul verbunden werden. Beim Zusammenbau des Lenkrades wird die Baugruppe aus Gassackmodul und ECU-Einheit 10 mit einem Skelett des Lenkrades verbunden, wobei die 41 bis 45 mit den entsprechenden Peripheriesteckbuchsen koppeln. Die Situation nach Montage des Lenkrades am Fahrzeug und dem Koppeln der Stecker 33, 51, 52 sowie 41 bis 45 ist in 3 dargestellt. Danach greifen die Stecker 33 in eine Steckbuchse 61 und die Stecker 51, 52 in Steckbuchsen 62 und 63 der Kontakteinheit 6 ein. Die Stecker 41 bis 44 sind in Steckbuchsen eingesteckt, die sich an dem Lenkradskelett 71 (z.B. im Bereich der Nabe) des Lenkrades befinden. Denkbar ist, dass eine Kopplung der Stecker 33, 51, 52 mit der Kontakteinheit 6 gleichzeitig mit der mechanischen Montage des Lenkrades am Fahrzeug erfolgt, wodurch die gesamte Lenkradmontage mit einem einzigen Montageschritt (insbesondere einem einzigen Steckvorgang) möglich ist. Die unmittelbar von der Platine 1 abstehenden Stecker (z.B. die Stecker 33, 51, 52) zur Kopplung der Platine 1 mit der Kontakteinheit 6 erfahren vor der Montage des Lenkrades am Fahrzeug z.B. eine mechanische Stabilisierung durch eine Einbettung in einen Schaum des Lenkrades und/oder durch Stabilisierungsstrukturen (z.B. des Lenkradskeletts oder durch separate Strukturen, etwa Kunststoffstrukturen).
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Die 4 bis 6 zeigen eine andere Variante der ECU-Einheit 10 eines erfindungsgemäßen Lenkrades. Analog zu den 1 bis 3 ist eine Platine 1 als Zentraleinheitsträger der ECU-Einheit 10 vorgesehen, die jedoch eine von den 1 bis 3 abweichende, eher ovale, jedoch ebenfalls ringartige Form aufweist. Anstelle mehrerer separater Stecker zur Verbindung der Funktions- bzw. Betätigungselemente des Lenkrades ist hier ein gemeinsamer Stecker 40 vorgesehen, der mehrere Funktions- und/oder Betätigungselemente des Lenkrades kontaktiert.
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Die 7 bis 9 betreffen eine Abwandlung der Verbindungsvorrichtung 3 des erfindungsgemäßen Lenkrades. Danach umfasst die Verbindungsvorrichtung 3 neben Komponenten der ECU-Einheit 10 eine mit dem Gassackmodul verbundene Gassackmodulkontakteinheit 80 („Kontaktierungsbox“) mit einer Modulplatine 8. Die Modulplatine 8 ist in einem Gehäuse 81 angeordnet und mit zwei mit dem Gassackmodul gekoppelten Stecker 310, 311 verbunden. Das Gassackmodul ist in den 7 bis 9 nicht mit dargestellt. Die Stecker 310, 311 können identisch zu den Steckern 31, 32 der vorherigen Figuren ausgebildet sein.
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Darüber hinaus ist an der Modulplatine 8 ein erstes steckerartiges Kontaktelement 81 vorgesehen, das über die Platine 8 (d.h. dort vorgesehenen Leitungsstrukturen) mit den Steckern 310, 311 elektrisch verbunden ist. Die Kontaktstruktur 81 dient zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zu der ECU-Platine 1 der ECU-Einheit 10. Hierzu ist an der ECU-Platine 1, die in 7 durch einen Deckel 111 des Gehäuses 11 verschlossen dargestellt ist, ein korrespondierendes zweites Kontaktelement 82 angeordnet, das durch eine Öffnung des Bodens 111 hindurch mit dem ersten Kontaktelement 81 der Modulkontakteinheit 80 verbindbar ist. Denkbar ist auch, dass Funktionen der Stecker in Komponenten der Platine 8 integriert sind (z.B. eine Kurzschlussbrücke).
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Denkbar ist z.B., dass Schaltungen in die Stecker integriert und/oder an der Platine 8 angeordnet sind, die Überwachungs-, Sensierungs- und/oder Kommunikationsfunktionen einer Gassackmodulauslöse-ECU, z.B. eine Überwachung eines elektrischen Widerstands eines Zündmaterials (z.B. in Form von Zündpillen) des Gasgenerators des Gassackmoduls oder ein Auslösen des Zündmaterials und/oder Funktionen einer Kommunikationsschnittstelle, übernehmen, zur Dämpfung leitungsgebundener Störungen dienen (z.B. alternative Beschaltungen zu normalerweise vorhandenen Ferrite aufweisen) und/oder zur Reduzierung der Anzahl komponentenseitiger Leitungen (z.B. zur Reduktion von zwei gassackmodulseitigen Steckern auf einen Stecker, insbesondere bei einer direkten Kommunikation mit einer Gassackmodulauslöse-ECU oder einer sonstigen Fahrzeug-ECU) ausgebildet sind.
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Die ECU-Einheit 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel an dem Lenkrad vormontiert (z.B. verschraubt), wobei während des Zusammenbaus des Lenkrades das Gassackmodul mit der dort vormontierten Modulkontakteinheit 80 auf die ECU-Einheit 10 aufgesetzt und an dem Lenkradskelett 7 verrastet wird; insbesondere über eine Zweipunkt-Verrastung. Eine Führung des Gassackmoduls mit der Modulkontakteinheit 80 erfolgt z.B. über die Lenkradnabe. Mit dem Verrasten des Moduls an dem Lenkradskelett 7 erfolgt auch die Kopplung der Kontaktelemente 81, 82 miteinander und damit der Modulkontakteinheit 80 mit der ECU-Einheit 10. Peripherieelemente des Lenkrades werden z.B. über Kabelstecker (nicht dargestellt) mit Steckelementen (Steckbuchsen 410, 411) der ECU-Einheit 10 verbunden.
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Über die Stecker 510, 520 erfolgt eine Verbindung der ECU-Platine 1 mit der Kontakteinheit, wobei über die Stecker 510, 520 auch eine mechanische, insbesondere Bewegungen des Gassackmoduls ausgleichende Verbindung zu der Kontakteinheit 6 bestehen kann, wie weiter oben in Bezug auf die analogen Stecker 51, 52 bereits erläutert. Zusätzlich erfolgt z.B. eine Verbindung des Lenkrades mit dem Fahrzeug über eine Lenkradschraube. Auch die ECU-Einheit 10 und die Modulkontakteinheit 80 können über Befestigungsstrukturen der Kontaktelemente 81, 82 mechanisch miteinander verbunden sein, wobei zumindest ein zusätzliches Befestigungselement (z.B. eine Schraube) zur Verbindung der Einheiten 10, 80 vorhanden sein kann.
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10 betrifft eine Abwandlung der ECU-Einheit 10 der 7. Hiernach finden sich auf der Platine 1 MEMS-Schalter 91 zum Auslösen eines Hupsignals. Die MEMS-Schalter 91 sprechen bereits bei geringfügigem Druck auf das Lenkrad (insbesondere auf das Gassackmodul) an, so dass nur ein geringer (insbesondere mit den vorstehend erläuterten Steckerkopplungen kompatibler) Betätigungsweg zum Auslösen des Hupsignals erforderlich ist. Darüber hinaus kann der Gehäusedeckel 111 gegenüber dem Gehäuseteil 11 bewegbar sein und zudem vorstehende Strukturen (Druckpunkte) 112 aufweisen, die bei einem Druck auf das Gassackmodul auf die MEMS-Schalter 91 einwirken. Eine entsprechende Implementierung der Hupauslösung mit MEMS-Schaltern kann natürlich auch mit den anderen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen realisiert sein. So können MEMS-Schalter auch auf den ECU-Platinen 1 der 1 bis 6 angeordnet sein.
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11 betrifft eine weitere Abwandlung der 7 bis 9. Hiernach ist anstelle der von der ECU-Platine 1 abstehenden Stecker 51, 52 zur Herstellung einer Verbindung mit der Kontakteinheit 6 ein über ein Kabel 55 mit der Platine 1 verbundener Stecker 50 vorgesehen. Der Stecker 50 wird mit einem entsprechend ausgebildeten Steckelement 65 der Kontakteinheit 6 verbunden, wobei das Steckelement 65 eine Öffnung 75 des Lenkradskeletts 7 durchgreift. Denkbar ist, dass mindestens ein mechanisches Positionierelement (nicht dargestellt) vorhanden ist, um die Positionierung der Moduleinheit 80 an der ECU-Einheit 10 zu erleichtern.
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12 illustriert die erfindungsgemäße elektrische Verbindung zwischen dem Gassackmodul 100 des Lenkrades über die an der ECU-Platine 1 angeordnete Verbindungsvorrichtung 3 mit der Kontakteinheit 6 des Fahrzeugs. Des Weiteren ist die Verbindung von Peripherieelementen 200an über die ECU-Platine 1 mit der Kontakteinheit 6 dargestellt.
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Die an der ECU-Einheit 10 angeordneten Stecker (z.B. die Stecker 33, 51, 52) bilden eine erste Schnittstelle SST1 des Lenkrades aus, die zur Kontaktierung der fahrzeugseitigen Kontakteinheit dienen. Des Weiteren ist eine zweite Schnittstelle SST2 vorhanden (z.B. in Form der Stecker 31, 32 sowie 41 bis 45), über die das Gassackmodul 100 und die Peripherielemente 200a-n mit der ECU-Einheit 10 verbunden sind. Darüber hinaus ist eine mechanische Verbindung in Form einer Rastverbindung (mittels z.B. metallischer oder aus Kunststoff gebildeter Rastelemente 160) zwischen dem Gassackmodul 100 und dem Lenkradskelett 7 vorhanden (d.h. eine mechanische Schnittstelle SSM), wobei das Herstellen der Rastverbindung gleichzeitig mit dem Herstellen der elektrischen Verbindung zwischen dem Gassackmodul 100 und der Kontakteinheit 6 erfolgt. Beispielsweise weist das Gassackmodul 100 die oben erläuterte Modulkontakteinheit 80 auf, wobei ein Verrasten des Gassackmoduls 100 zusammen mit einem Koppeln der Modulkontakteinheit 80 mit der ECU-Einheit 10 (d.h. der Kontaktelemente 81, 82) erfolgt. Denkbar ist auch, dass über die mechanische Schnittstelle SSM gleichzeitig eine elektrische Verbindung zu einer Lenkradkomponente erfolgt. Die Rastelemente 160 (z.B. in Form von Rasthaken) werden insbesondere von einem Gasgeneratorträger oder -retainer ausgebildet. Die Rastverbindung kann auch mit einem Gehäuse der ECU-Einheit 10 erfolgen.
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Insbesondere ist zur elektrischen Kontaktierung der Lenkradkomponenten, d.h. der Peripherieelemente und des Gassackmoduls, vom Fahrzeughersteller lediglich die Kontakteinheit mit den entsprechenden Steckerelementen bereitzustellen; vgl. 13. Auf Seiten des Lenkrades wird vom Lenkradhersteller z.B. das Gassackmodul entweder direkt mit der ECU-Einheit 10 verbunden oder es wird die oben erläuterte Moduleinheit 80 vormontiert. Des Weiteren wird z.B. die ECU-Einheit 10 mit einem oder mehreren zentralen Steckern zum Verbinden mit der fahrzeugseitigen Kontakteinheit bereitgestellt.
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Es wird darauf hingewiesen, dass Elemente der vorstehend beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispiele natürlich auch kombiniert werden können. So ist es denkbar, dass auch in den Ausführungsbeispielen der 1 bis 10 lediglich ein einziger Stecker die Platine 1 mit der fahrzeugseitigen Kontakteinheit 6 verbindet, d.h. die elektrischen Verbindungen zwischen der Lenkrad-ECU, den Peripherieelementen des Lenkrades und/oder dem Gassackmodul und der Kontakteinheit über einen einzigen Stecker zur Kontakteinheit hergestellt werden. Darüber hinaus kann jeweils natürlich anstelle eines lenkradseitigen Steckers eine Steckbuchse und entsprechend auf Seiten der Kontakteinheit ein Stecker vorgesehen sein. Es wird zudem angemerkt, dass die Geometrie der ECU-Einheit 10 (insbesondere der Platine 1) und/oder der Moduleinheit 80 (insbesondere der Platine 8) nicht unbedingt kreis- oder ringförmig sein muss, sondern im Prinzip beliebig gewählt sein kann; z.B. rechteckig und insbesondere abhängig von der Form anderer Lenkradkomponenten (z.B. des Gassackmoduls).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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