DE102017210490A1 - Controller-actuator assembly - Google Patents
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Abstract
Eine Steuergerät-Aktor-Baueinheit weist ein Steuergerät und einen Aktor auf, die miteinander verbunden sind, sowie eine Sensorik, die vom Aktor getragen ist und mit dem Steuergerät in Signalverbindung steht. A controller-actuator assembly comprises a controller and an actuator, which are interconnected, and a sensor, which is supported by the actuator and is in signal communication with the controller.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuergerät-Aktor-Baueinheit, insbesondere für ein Bremssystem in einem Fahrzeug, mit einem Steuergerät und einem Aktor, die miteinander verbunden sind, sowie mit einer Sensorik, die in der Baueinheit angeordnet ist.The invention relates to a control unit-actuator assembly, in particular for a brake system in a vehicle, with a control unit and an actuator, which are interconnected, and with a sensor system which is arranged in the assembly.
Stand der TechnikState of the art
Bekannt sind ESP-Systeme (Elektronisches Stabilitätsprogramm), mit denen zur Fahrzeugstabilisierung selbsttätig in das Bremssystem des Fahrzeugs eingegriffen werden kann. Die Hardware des ESP-Systems umfasst ein Hydraulikaggregat und ein Steuergerät, das mit dem Gehäuse des Hydraulikaggregats verbunden ist und mit diesem eine gemeinsame Baueinheit bildet. Dem Steuergerät werden Sensorinformationen zugeführt, die von externen Sensoren wie einem Raddrehzahlsensor und einem Lenkwinkelsensor stammen. Darüber hinaus ist die Baueinheit Träger eines Drehraten- und eines Querbeschleunigungssensors zur Bestimmung des Ist-Zustandes des Fahrzeuges, die sich auf einer Leiterplatte des Steuergerätes der Baueinheit befinden.Are known ESP systems (Electronic Stability Program), which can be intervened automatically for vehicle stabilization in the brake system of the vehicle. The hardware of the ESP system comprises a hydraulic unit and a control unit, which is connected to the housing of the hydraulic unit and forms a common unit with this. The controller is supplied with sensor information derived from external sensors such as a wheel speed sensor and a steering angle sensor. In addition, the unit is a carrier of a rotation rate and a lateral acceleration sensor for determining the actual state of the vehicle, which are located on a printed circuit board of the control unit of the assembly.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die erfindungsgemäße Steuergerät-Aktor-Baueinheit wird vorzugsweise in Fahrzeugen eingesetzt, beispielsweise in einem Bremssystem des Fahrzeugs zur Einstellung des Hydraulikdrucks. Die Baueinheit umfasst ein Steuergerät und einen Aktor, die miteinander vorteilhafterweise mechanisch verbunden sind und eine fest zusammenhängende Einheit bilden und gemeinsam am dafür vorgesehenen Ort, insbesondere im Bremssystem des Fahrzeugs eingebaut werden können. Bei der Steuergerät-Aktor-Baueinheit handelt es sich beispielsweise um eine ESP-Baueinheit mit einer Hydraulikeinheit und einem zugeordneten Steuergerät zur Ansteuerung der Hydraulikeinheit oder um eine sogenannte Integrated Power Brake (IPB), deren Aktor eine Elektrohydraulikeinheit und eine Ventileinheit umfasst und mit der der Hydraulikdruck bei einer Bremsanforderung durch den Fahrer oder ein Fahrerassistenzsystem im Bremssystem eingestellt wird. Die Integrated Power Brake kann einen Bremsflüssigkeitsbehälter zur Aufnahme von Bremsfluid umfassen.The control unit actuator assembly according to the invention is preferably used in vehicles, for example in a brake system of the vehicle for adjusting the hydraulic pressure. The assembly comprises a control device and an actuator, which are advantageously mechanically connected to one another and form a fixed coherent unit and can be installed together at the designated location, in particular in the brake system of the vehicle. The controller-actuator assembly is, for example, an ESP assembly with a hydraulic unit and an associated control unit for controlling the hydraulic unit or a so-called Integrated Power Brake (IPB), whose actuator comprises an electro-hydraulic unit and a valve unit and with the Hydraulic pressure is set at a brake request by the driver or a driver assistance system in the brake system. The Integrated Power Brake can include a brake fluid reservoir for holding brake fluid.
Sowohl bei der ESP-Baueinheit als auch bei der Integrated Power Brake sind die Aktoren elektrohydraulisch ausgebildet, indem ein Elektromotor eine Hydraulikpumpe (ESP) bzw. einen Hydraulikzylinder bzw. Plunger (IPB) antreibt.In both the ESP assembly and the Integrated Power Brake, the actuators are electrohydraulically designed by an electric motor driving a hydraulic pump (ESP) or a hydraulic cylinder or plunger (IPB).
Die Steuergerät-Aktor-Baueinheit ist mit einer Sensorik versehen, die von dem Aktor getragen ist und mit dem Steuergerät in Signalverbindung steht. Die Sensorik befindet sich an dem Aktor und nicht im Steuergerät und ist somit zumindest weitgehend unbeeinflusst von Eigenresonanzen des Steuergerätes, insbesondere einer Leiterplatte des Steuergerätes. Insbesondere während eines aktiv durchgeführten Regelungsvorganges können derartige Eigenresonanzen als Störanregungen auftreten, wobei die Sensorik durch die Anordnung am Aktor weitgehend vor derartigen Störanregungen geschützt ist.The controller-actuator assembly is provided with a sensor, which is supported by the actuator and is in signal communication with the controller. The sensor is located on the actuator and not in the control unit and is thus at least largely unaffected by natural resonances of the control unit, in particular a circuit board of the control unit. In particular, during an actively carried out control process, such natural resonances may occur as interference, wherein the sensor is largely protected by the arrangement on the actuator from such disturbance excitations.
Vorteilhaft ist es außerdem, dass das Steuergerät, insbesondere die Leiterplatte im Steuergerät eine größere Unabhängigkeit von der Sensorik besitzt, beispielsweise im Hinblick auf die Dimensionierung und konstruktive Ausgestaltung. Umgekehrt ist die Sensorik zumindest weitgehend unabhängig von dem Steuergerät bzw. der Leiterplatte im Steuergerät, insbesondere im Hinblick auf mechanische Anregungen und Störungen. Außerdem unterliegt die Sensorik nicht mehr den verhältnismäßig hohen Temperaturen, die sich in dem Steuergerät entwickeln, so dass die Anforderungen im Hinblick auf die Temperaturfestigkeit der Sensorik geringer sind. Da die mechanischen Anregungen des Steuergerätes nicht mehr oder in nur geringerer Weise auf die Sensorik wirken, können Schwingungsdämpfer für die Sensorik einfacher ausgelegt oder es kann auf derartige Schwingungsdämpfer verzichtet werden. Da die Sensorik nicht mehr den hohen Temperaturen im Steuergerät ausgesetzt ist, unterliegen auch derartige Schwingungsdämpfer nicht mehr diesen Temperaturen.It is also advantageous that the control unit, in particular the printed circuit board in the control unit has a greater independence of the sensor, for example, in terms of dimensioning and structural design. Conversely, the sensor is at least largely independent of the control unit or the circuit board in the control unit, in particular with regard to mechanical stimuli and interference. In addition, the sensors are no longer subject to the relatively high temperatures that develop in the controller, so that the requirements in terms of temperature resistance of the sensors are lower. Since the mechanical stimuli of the controller no longer act or only to a lesser extent on the sensors, vibration dampers can be designed easier for the sensor or it can be dispensed with such vibration damper. Since the sensors are no longer exposed to high temperatures in the control unit, such vibration dampers are no longer subject to these temperatures.
Die Sensorik ist am Aktor befestigt, insbesondere in einer lösbaren Weise, vorzugsweise an einem Gehäuse des Aktors. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass ein Schutzgehäuse der Sensorik, in dem Sensorelemente angeordnet sind, in eine Ausnehmung im Gehäuse des Aktors eingesetzt ist. Der Schutzgehäuse kann gegebenenfalls aber auch an der Außenseite des Gehäuses des Aktors angeordnet sein. In jedem Fall ist das Schutzgehäuse der Sensorik mit dem Aktor verbunden, insbesondere in einer lösbaren Weise.The sensor is attached to the actuator, in particular in a detachable manner, preferably on a housing of the actuator. This can be achieved, for example, by inserting a protective housing of the sensor system, in which sensor elements are arranged, in a recess in the housing of the actuator. The protective housing may optionally also be arranged on the outside of the housing of the actuator. In any case, the protective housing of the sensor is connected to the actuator, in particular in a detachable manner.
Die Sensorik steht in Signalverbindung mit dem Steuergerät. Die Signalverbindung wird beispielsweise dadurch realisiert, dass am Schutzgehäuse der Sensorik ein oder mehrere Signalübertragungskontakte angeordnet sind, die in Kontakt mit dem Steuergerät stehen. Die Signalübertragungskontakte sind vorteilhafterweise in einer ebenen Kontaktfläche angeordnet und können als runde Kontaktflächen ausgebildet sein, wobei auch nicht-runde Kontaktflächen möglich sind. Der Kontakt wird vorzugsweise mit dem Zusammenbau der Baueinheit, also mit dem Zusammenfügen von Steuergerät und Aktor selbsttätig hergestellt. Hierbei gelangen die Signalübertragungskontakte am Schutzgehäuse der Sensorik in elektrischen Kontakt mit Gegenkontakten am Steuergerät.The sensors are in signal connection with the control unit. The signal connection is realized, for example, in that one or more signal transmission contacts, which are in contact with the control unit, are arranged on the protective housing of the sensor system. The signal transmission contacts are advantageously arranged in a flat contact surface and may be formed as round contact surfaces, whereby non-round contact surfaces are possible. The contact is preferably made automatically with the assembly of the assembly, so with the assembly of the controller and actuator. Here arrive the signal transmission contacts on the protective housing Sensors in electrical contact with mating contacts on the control unit.
Das Schutzgehäuse der Sensorik ist, gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung, als eine Schutzhülse ausgebildet, die in eine Ausnehmung im Gehäuse des Aktors einsetzbar ist. Die Schutzhülse ragt über die Außenkontur des Gehäuses des Aktors hinaus, wobei sich die Signalübertragungskontakte an dem hinausragenden Teil der Schutzhülse befinden. Mit dem hinausragenden Teil und den Signalübertragungskontakten kann die Schutzhülse gegebenenfalls in eine korrespondierende Ausnehmung im Steuergerät hineinragen und mit den Gegenkontakten im Steuergerät verbunden sein.The protective housing of the sensor is, according to a further advantageous embodiment, designed as a protective sleeve which is insertable into a recess in the housing of the actuator. The protective sleeve protrudes beyond the outer contour of the housing of the actuator, wherein the signal transmission contacts are located on the protruding part of the protective sleeve. With the protruding part and the signal transmission contacts, the protective sleeve may optionally protrude into a corresponding recess in the control unit and be connected to the mating contacts in the control unit.
Alternativ kann die Schutzhülse in das Aktorgehäuse versenkt werden, so dass die Schutzhülse nicht über die Außenkontur des Aktorgehäuses hinausragt. Alternatively, the protective sleeve can be sunk into the actuator housing, so that the protective sleeve does not protrude beyond the outer contour of the actuator housing.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung handelt es sich bei der Sensorik in der Baueinheit um eine Inertialsensorik mit einem Drehratensensor und mindestens einem Beschleunigungssensor, vorzugsweise zur Messung der Querbeschleunigung, gegebenenfalls auch zusätzlich zur Messung der Längsbeschleunigung. Mithilfe des Drehratensensors kann die aktuelle Bewegung der Baueinheit um die Hochachse ermittelt werden. Bei einem Einbau der Baueinheit in ein Fahrzeug handelt es sich somit um die Ermittlung der Fahrzeuggierbewegung mithilfe des Drehratensensors und um die Ermittlung der Fahrzeugquerbeschleunigung sowie gegebenenfalls der Fahrzeuglängsbeschleunigung.According to a further expedient embodiment, the sensor system in the structural unit is an inertial sensor system with a yaw rate sensor and at least one acceleration sensor, preferably for measuring the transverse acceleration, if appropriate also for measuring the longitudinal acceleration. The yaw rate sensor can be used to determine the current movement of the assembly around the vertical axis. In an installation of the assembly in a vehicle is thus to determine the Fahrzeuggierbewegung using the rotation rate sensor and the determination of the vehicle lateral acceleration and optionally the vehicle longitudinal acceleration.
Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung umfasst die Sensorik eine Leiterplatte in dem Schutzgehäuse. Die Leiterplatte als Träger der Sensorik ist separat von der Leiterplatte des Steuergerätes ausgebildet. Die Sensorik-Leiterplatte kann gegebenenfalls Träger einer Zusatzsensorik sein, die beispielsweise einen Drucksensor zur Druckermittlung des Hydraulikdrucks in der Hydraulikeinheit der Baueinheit umfasst. Die Sensoren der Inertialsensorik und die Zusatzsensorik liegen beispielsweise auf gegenüberliegenden Seiten der Sensorik-Leiterplatte. In der Ausführung des Schutzgehäuses als Schutzhülse liegt die Ebene der Sensorik-Leiterplatte vorzugsweise parallel zur Hülsenlängsachse. Die Signalübertragungskontakte befinden sich an einer Stirnseite der Schutzhülse und stehen mit der Leiterplatte in Kontakt.According to yet another advantageous embodiment, the sensor system comprises a printed circuit board in the protective housing. The circuit board as a carrier of the sensor is formed separately from the circuit board of the control unit. If appropriate, the sensor circuit board can be a carrier for an additional sensor system which, for example, comprises a pressure sensor for determining the pressure of the hydraulic pressure in the hydraulic unit of the unit. The sensors of the inertial sensor and the additional sensors are, for example, on opposite sides of the sensor circuit board. In the embodiment of the protective housing as a protective sleeve, the plane of the sensor circuit board is preferably parallel to the sleeve longitudinal axis. The signal transmission contacts are located on one end face of the protective sleeve and are in contact with the printed circuit board.
Gemäß einer alternativen Ausführung sind die Sensoren der Inertialsensorik und die Zusatzsensorik in separaten Schutzgehäusen angeordnet, wobei auch das Schutzgehäuse der Zusatzsensorik mit der Steuergerät-Aktor-Baueinheit verbunden ist. Jedes Schutzgehäuse ist beispielsweise als eine Schutzhülse ausgebildet und kann gegebenenfalls jeweils eine Sensorik-Leiterplatte aufnehmen, auf der die jeweiligen Sensoren angeordnet sind. Die Schutzhülsen sind vom Aktorgehäuse getragen und ragen mit ihrem dem Aktorgehäuse abgewandten Ende in das Steuergerät hinein und stehen mit der Leiterplatte über die Signalübertragungskontakte in Signalverbindung.According to an alternative embodiment, the sensors of the inertial sensor and the additional sensors are arranged in separate protective housings, wherein the protective housing of the additional sensor is connected to the controller-actuator assembly. Each protective housing is designed, for example, as a protective sleeve and, if appropriate, can each accommodate a sensor circuit board on which the respective sensors are arranged. The protective sleeves are carried by the actuator housing and protrude with their end remote from the actuator housing into the control unit and are in signal connection with the printed circuit board via the signal transmission contacts.
Die Sensorik befindet sich insbesondere außerhalb des Gehäuses des Steuergeräts und steht außerhalb des Gehäuses in Signalverbindung mit der Leiterplatte des Steuergerätes. Es kann gegebenenfalls zweckmäßig sein, dass die Signalübertragungskontakte, die sich an einer Stirnseite des Schutzgehäuses der Sensorik befinden, in eine Ausnehmung im Gehäuse des Steuergerätes hineinragen, wobei die Signalübertragungskontakte auf Abstand zur Leiterplatte des Steuergerätes stehen.The sensor is located in particular outside of the housing of the controller and is outside the housing in signal communication with the circuit board of the control unit. It may optionally be expedient that the signal transmission contacts, which are located on an end face of the protective housing of the sensor, protrude into a recess in the housing of the control unit, wherein the signal transmission contacts are at a distance from the printed circuit board of the control unit.
Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf ein Steuergerät, das Bestandteil der Steuergerät-Aktor-Baueinheit ist. Das Steuergerät umfasst ein Steuergerätgehäuse und eine darin aufgenommene Leiterplatte, mit der die Sensorik in Signalverbindung steht, die Bestandteil der Baueinheit mit dem Steuergerät und dem Aktor ist.The invention further relates to a control unit that is part of the controller-actuator assembly. The control unit comprises a control unit housing and a printed circuit board accommodated therein, with which the sensor system is in signal connection, which is part of the structural unit with the control unit and the actuator.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 in perspektivischer Ansicht eine ESP-Baueinheit mit einer Hydraulikeinheit und einem Steuergerät sowie mit einer Inertialsensorik in einer Schutzhülse am Gehäuse der Hydraulikeinheit, -
2 eine Schnittdarstellung durch die Sensorik in der Baueinheit gemäß1 , -
3 eine Einzeldarstellung der Sensorik in einer Schutzhülse.
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1 a perspective view of an ESP assembly with a hydraulic unit and a control unit and with an inertial sensor in a protective sleeve on the housing of the hydraulic unit, -
2 a sectional view through the sensors in the assembly according to1 . -
3 an individual representation of the sensor in a protective sleeve.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same components are provided with the same reference numerals.
Bei der in
Das Steuergerät
Die Sensorik
Die Sensorik
Die Signalübertragungskontakte
Die Schutzhülse
Gegebenenfalls befindet sich in der Schutzhülse
In einer alternativen Ausführung befindet sich die Zusatzsensorik
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102017210490.2A DE102017210490A1 (en) | 2017-06-22 | 2017-06-22 | Controller-actuator assembly |
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DE102017210490A1 true DE102017210490A1 (en) | 2018-12-27 |
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DE (1) | DE102017210490A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN110914122A (en) * | 2017-07-25 | 2020-03-24 | 罗伯特·博世有限公司 | Controller actuator module |
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2017
- 2017-06-22 DE DE102017210490.2A patent/DE102017210490A1/en active Pending
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