DE102022114890A1

DE102022114890A1 - Kraftfahrzeugschloss mit einem elektronischen Steuergerät

Info

Publication number: DE102022114890A1
Application number: DE102022114890.4A
Authority: DE
Inventors: Holger Schiffer; Michael Scholz; Peter Szegeny; Andreas Ziganki; Ömer Inan; Andreas Schmitz; Thomas Liepold; Bernhard Schwantner
Original assignee: Kiekert AG
Current assignee: Audi AG; Kiekert AG
Priority date: 2022-06-14
Filing date: 2022-06-14
Publication date: 2023-12-14
Also published as: WO2023241755A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Kraftfahrzeugschloss (11) mit einem Steuergerät (1), wobei das Steuergerät (1) eine Platine (2, 12) mit einer ersten Ebene (A-A, D-D) darauf angeordneten mit der Platine (2, 12) verbundenen elektronischen Bauelemente (3, 20) und einen mit der Platine (2, 12) verbundenen Energiespeicher (4, 15, 16) in einer zu der ersten Ebene (A-A, D-D) versetzten zweiten Ebene (B-B, C-C) und wenigstens zum Teil über den elektronischen Bauteilen (3, 20) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugschloss mit einem elektronischen Steuergerät, wobei das Steuergerät eine Platine mit in einer ersten Ebene darauf angeordneten mit der Platine verbundenen elektronischen Bauelementen und einen mit der Platine verbundenen Energiespeicher aufweist.
Unter Kraftfahrzeugschlösser werden Schlösser für ein Kraftfahrzeug verstanden, das in unterschiedlichen Kraftfahrzeugteilen angeordnet sein kann. Das Kraftfahrzeugschloss bzw. insbesondere ein Gesperre des Kraftfahrzeugschlosses wechselwirkt mit einem Schließbolzen, sobald eine zugehörige Kraftfahrzeugtür, Kraftfahrzeugklappe, Kraftfahrzeugschiebetür oder dergleichen geschlossen wird. Dazu ist das Kraftfahrzeugschloss meistens in oder an der fraglichen Kraftfahrzeugtür angeordnet. Demgegenüber befindet sich der Schließbolzen an der Karosserie, so beispielsweise an einer B- oder C-Säule. Der Schließbolzen, der auch als Schlosshalter bezeichnet wird, und das Kraftfahrzeugschloss definieren zusammen einen Kraftfahrzeugtürverschluss.
In heutigen Kraftfahrzeugschlössern sind eine Vielzahl von Funktionen enthalten, wie beispielsweise eine Zentralverriegelung, eine Kindersicherung, eine Diebstahlsicherung oder eine Crashsicherung, die einerseits sicherheitsrelevante Funktionen übernehmen oder den Komfort im Kraftfahrzeug erhöhen. Diese Funktionen werden dabei zumeist mittels eines Elektromotors mittelbar oder unmittelbar angetrieben oder eingelegt bzw. eingestellt. Zur Steuerung dieser Kraftfahrzeugschlösser umfassen die Kraftfahrzeugschlösser elektronische Steuergeräte. Ein elektronisches Steuergerät zum Steuern eines Kraftfahrzeugschlosses besteht herkömmlicherweise aus einer Platine sowie aus auf der Platine angeordneten elektronischen Bauelementen und Energiespeichern. Das elektronische Steuergerät ist in der Regel ebenfalls in der Kraftfahrzeugtür, Kraftfahrzeugklappe, Kraftfahrzeugschiebetür oder dergleichen angeordnet. Aufgrund dessen ist es erforderlich, dass das elektronische Steuergerät ausreichend klein dimensioniert ist, damit es in der Kraftfahrzeugtür, Kraftfahrzeugklappe, Kraftfahrzeugschiebetür oder dergleichen platzsparend verbaut werden kann.
Bei heutigen elektronischen Steuergeräten zum Steuern der Bewegung einer Seitenscheibe, eines Kraftfahrzeugschlosses oder einer Aufstelleinrichtung, um nur beispielhaft einige Anwendungen zu benennen, ergibt sich der benötigte Bauraum aus der Dimensionierung der in dem elektronischen Steuergerät angeordneten Platine, da die Platine alle wesentlichen elektronischen Bauelemente trägt. Herkömmlicherweise sind die elektronischen Bauelemente sowie die Energiespeicher flach nebeneinander auf der Platine angeordnet, um eine möglichst flache und platzsparende Bauweise zu ermöglichen.
Eine möglichst platzsparende Bauweise ist ebenfalls aus der EP 3 337 008 A2 bekannt. Die Druckschrift offenbart eine einseitig bestückte und in einer Steuerbox anordbare Platine. Die schmale Ausführungsform wird durch die Positionierung der elektronischen Bauelemente erreicht. Die Energiespeicher sind flach neben den elektronischen Bauelementen auf der Platine angeordnet. Die flache Bauweise ermöglicht den Verbau in einem Blatt oder in einem Rahmen des Gangflügels oder Standflügels.
Die aus dem Stand der Technik bekannten elektronischen Steuergeräte in einem Kraftfahrzeugschloss ermöglichen auf Grund ihrer flachen Bauweise den Einbau in flache Türen oder Rahmen eines Kraftfahrzeuges. Eine flache Bauweise geht jedoch mit einer breiten Grundfläche einher, da die elektrischen Bauelemente nebeneinander angeordnet sind und dementsprechend ausreichend Platz benötigen. Als Grundfläche wird die Fläche des elektronischen Steuergerätes verstanden, die sich im Wesentlichen aus der Fläche der Platine, ausgehend von der Länge und Breite der Platine, ergibt. In den Fällen, in denen im Kraftfahrzeug nicht ausreichend Bauraum für ein zwar flaches jedoch breites elektronisches Steuergerät vorhanden ist, stoßen die in dem Stand der Technik beschriebenen elektronischen Steuergeräte bzw. Energieversorgungen an ihre Grenzen und können nicht verbaut werden. Hier setzt die Erfindung an.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes elektronisches Steuergerät zum Steuern insbesondere eines Kraftfahrzeugschlosses bereitzustellen. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein elektronisches Steuergerät insbesondere zum Steuern eines Kraftfahrzeugschlosses bereitzustellen, welches eine verminderte Grundfläche aufweist und somit auch verbaut werden kann, wenn nur wenig Bauraum zur Verfügung steht. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung eine sichere Lagerung der elektrischen Bauteile zu gewährleisten.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht beschränkend sind; vielmehr sind beliebige Variationsmöglichkeiten der in der Beschreibung, den Unteransprüchen sowie den Zeichnungen offenbarten Merkmalen möglich.
Demnach wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Kraftfahrzeugschloss mit einem elektronischen Steuergerät gelöst, welches zum Steuern insbesondere eines Kraftfahrzeugschlosses, eines Türaufstellers, etc. eingerichtet ist, wobei das Steuergerät eine Platine mit in einer ersten Ebene darauf angeordneten mit der Platine verbundenen elektronischen Bauelementen und einen mit der Platine verbundenen Energiespeicher aufweist, und der Energiespeicher in einer zu der ersten Ebene versetzten zweiten Ebene und wenigstens zum Teil über den elektronischen Bauelementen angeordnet ist.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der elektronischen Bauelemente und des Energiespeichers, auch Steuerelektronik genannt, ist gewährleistet, dass die Grundfläche des elektronischen Steuergerätes bzw. die Fläche der Platine im Vergleich zu herkömmlichen elektronischen Steuergeräten verkleinert ist, da die elektronischen Bauelemente und die Energiespeicher übereinander angeordnet werden. Die Höhe des elektronischen Steuergerätes wird durch den vorgeschlagenen zwei-Ebenen-Aufbau nur unwesentlich vergrößert, da Energiespeicher in der Regel flach ausgestaltet sind und eine geringe Höhe aufweisen. Durch die kompakte Bauweise wird nicht nur ein Einbau in Türelementen mit nur wenig zur Verfügung stehendem Bauraum ermöglicht, sondern das elektronische Steuergerät und somit das Kraftfahrzeugschloss wird robuster und durch die verminderte Größe leichter.
Wird im Sinne der Erfindung von einem Türelement gesprochen, so sind damit insbesondere beweglich am Kraftfahrzeug angeordnete Bauelemente gemeint, die mittels eines Kraftfahrzeugschlosses in einer gesicherten Position gehalten werden und/oder mittels eines elektrischen Antriebs betätigbar sind. Dabei kann es sich um eine Seitentür, eine Haube, eine Schiebetür, eine Heckklappe, eine Abdeckung oder ein vergleichbares Bauteil am Kraftfahrzeug handeln. Mittels des elektrischen Antriebs kann ein Verriegeln, Entriegeln, Kindersichern, Entsperren oder eine vergleichbare Funktion im Kraftfahrzeugschloss erfolgen, welcher mittels eines Elektromotors betrieben wird und somit einer elektrischen Energieversorgung bedarf.
Auch wenn in der Beschreibung die Erfindung vornehmlich in Bezug auf ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugschlosses benannt ist, so ist dies nicht beschränkend zu verstehen. Das Steuergerät kann auch in anderen Bereichen des Kraftfahrzeuges zum Einsatz kommen. So wiederum beispielhaft zum Steuern einer Ladesteckerverriegelung.
Wird im Sinne der Erfindung von „über“ bzw. „übereinander“ gesprochen, bedeutet dies insbesondere, dass die zwei Ebenen nicht identisch sind, sich nicht schneiden, beabstandet voneinander, örtlich versetzt, insbesondere in Richtung einer Ebenennormalen, und/oder nahezu parallel zueinander angeordnet sind. Dadurch wird ein zwei-Ebenen-Aufbau bereitgestellt, bei dem die zwei Ebenen insbesondere schichtweise übereinander angeordnet sind. Üblicherweise werden im Stand der Technik die elektronischen Bauelemente auf der Platine eines elektronischen Steuergerätes nebeneinander angeordnet. Ein wesentlicher Punkt der Erfindung ist es jedoch, dass bei dem erfindungsgemäß eingesetzten elektronischen Steuergerät die Energiespeicher auf der Platine, auch Leiterplatte genannt, wenigstens zum Teil über den elektronischen Bauelementen angeordnet sind. Die Platine weist dabei in üblicher Bauform bevorzugt elektrische Leiterbahnen auf, wobei mittels der elektrischen Leiterbahnen die elektrischen Bauelemente, wie beispielsweise Mikroschalter, miteinander koppelbar sind. Die Grundfläche des elektronischen Steuergeräts, welche sich im Wesentlichen aus der Fläche der Platine ergibt, kann durch den zwei-Ebenen-Aufbau verkleinert werden. Die Anordnung der elektrischen Bauelemente auf der Platine erfolgt vorzugsweise einseitig. Das bedeutet, dass nur eine Seite der Platine mit den elektronischen Bauelementen bestückt ist. Ebenso kann die Platine beidseitig mit elektronischen Bauelementen oder dergleichen bestückt sein.
Sind der Energiespeicher und die elektronischen Bauelemente wenigstens zum Teil deckungsgleich übereinander in der ersten Ebene und der zweiten Ebene angeordnet, so kann wiederum eine vorteilhafte Ausgestaltungsform bereitgestellt werden. Hier zeigt sich ein wesentlicher Vorteil der Erfindung, nämlich der, dass die Grundfläche der Platine gerade so groß sein kann, dass die elektronischen Bauelemente darauf angeordnet werden können. Der Energiespeicher, der herkömmlicherweise auf der Platine verhältnismäßig viel Platz einnehmen würde, wird wenigstens zum Teil deckungsgleich, bevorzugt vollständig deckungsgleich, in einer zweiten Ebene über den elektronischen Bauelementen angeordnet. Der Energiespeicher der Steuervorrichtung wird dabei bevorzugt derart positioniert, dass er in einer zweiten Ebene in z-Richtung über den elektronischen Bauelementen angeordnet ist. Die z-Richtung ist bevorzugt die Richtung, in der die Längsachse der Steuervorrichtung orientiert ist. Die z-Richtung ist bevorzugt senkrecht zur Flächennormalen der Platine orientiert. Durch den zwei-Ebenen-Aufbau kann die Steuervorrichtung in ihrer Grundfläche verkleinert werden.
Als Energiespeicher können grundsätzlich im Rahmen der Erfindung diverse Energiespeicher verwendet werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante umfasst der Energiespeicher jedoch einen Superkondensator, auch Ultrakondensator oder „super cap“ genannt.
Bei einer Anordnung des Energiespeichers über den elektronischen Bauelementen ist es auf Grund des hohen Eigengewichts des Energiespeichers zweckmäßig, diesen stabil zu fixieren. Neben dem Energiespeicher zählt auch eine mögliche Kontakteinheit des elektronischen Steuergerätes, wie beispielsweise ein Platinenstecker, auch Platinensteckverbinder genannt, zu den verhältnismäßig schwergewichtigen Bauelementen und bedarf einer stabilen Fixierung, um einen Abbruch oder Beschädigung dieser schwergewichtigen Bauelementen insbesondere bei hohen Beschleunigungen oder Erschütterungen zu verhindern.
Vorteilhaft kann es sein und eine Ausgestaltungsvariante der Erfindung bilden, wenn das elektronische Steuergerät als Teil des Kraftfahrzeugschlosses ein Gehäuse und einen darauf angeordneten Gehäusedeckel aufweist, wobei die Platine mit den elektronischen Bauelementen und der Energiespeicher innerhalb des Gehäuses angeordnet sind und der Energiespeicher durch das Gehäuse und/oder durch den Gehäusedecke ortsfest fixiert ist. Das Gehäuse, bzw. der Boden des Gehäuses, kann dabei vorzugsweise die erste Ebene und der Gehäusedeckel kann dabei vorzugsweise die zweite Ebene bilden, sodass der Gehäusedeckel bzw. die zweite Ebene über dem Gehäuseboden bzw. über der ersten Ebene angeordnet ist. Es ist jedoch auch möglich, dass der Gehäusedeckel über der zweiten Ebene angeordnet ist und den Energiespeicher, der in der zweiten Ebene angeordnet ist, umschließt.
Somit kann eine stabile Fixierung des schwergewichtigen Energiespeichers gewährleistet werden.
Weiterhin vorteilhaft kann es sein, wenn das Gehäuse und/oder der Gehäusedeckel Kunststoff und/oder Metall umfasst. Das Kunststoffmaterial und/oder das Metall ermöglichen eine Vielzahl unterschiedlicher stabiler Fixierungsmöglichkeiten des Energiespeichers in dem Gehäuse und/oder Gehäusedeckel.
Weiterhin vorteilhaft kann es sein und eine Ausgestaltungsvariante der Erfindung bilden, wenn das Gehäuse und/oder der Gehäusedeckel eine Aussparung aufweist, in der der Energiespeicher einsetzbar ist und durch Verschließen des Gehäusedeckels ortsfest fixierbar ist. Vorzugsweise ist der Energiespeicher auf einer ersten Seite mit der Platine verbunden und auf einer zweiten Seite ortsfest fixiert. Bei dieser Ausgestaltungsvariante erfolgt die Fixierung bevorzugt, indem eine Seite des Energiespeichers auf und/oder in einer Aussparung des Gehäuses und/oder des Gehäusedeckels positioniert wird, sodass der Energiespeicher in einer Ebene parallel zur Platine in horizontaler Richtung fixiert wird. Durch Verschließen des Gehäuses mit dem Gehäusedeckel kann der Energiespeicher zusätzlich in vertikaler Richtung ortsfest fixiert werden.
Die Aussparung des Gehäuses und/oder des Gehäusedeckels ist vorzugsweise als eine Haltevorrichtung ausgestaltet, die beispielsweise durch eine Ablagekontur im Gehäuse gebildet werden. Dabei ist im Gehäuse ein Vorsprung ausgestaltet, dessen Kontur der Kontur der zu haltenden Teile nachgebildet ist. Die zu haltenden Teile können dann formschlüssig auf den Vorsprung abgelegt werden. Die Haltevorrichtung kann beispielsweise auch durch ein Zwischenelement mit einer Aussparung gebildet werden. Die zu haltenden Teile können dann in die Aussparung hinein- bzw. hindurchgeführt werden, sodass diese von dem Zwischenelement gehalten werden können.
Die ortsfeste Fixierung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Energiespeicher in die Aussparung eingeklipst wird und/oder der Gehäusedeckel auf das Gehäuse durch Klipsen und/oder über Steckverbindungen befestigt wird. Die Fixierung kann ferner eine Verschraubung oder Verklebung umfassen.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung wird dann erzielt, wenn der Energiespeicher wenigstens zum Teil in das Gehäuse eingespritzt ist. Dabei kann der Energiespeicher zumindest teilweise in das Gehäuse und/oder in den Gehäusedeckel integriert sein. Die Integration erfolgt bevorzugt, indem der Energiespeicher in das Kunststoffmaterial des Gehäuses und/oder des Gehäusedeckels eingebettet werden. Diese Einbettung kann beispielsweise über einen Kunststoff-Spritzvorgang erfolgen. Alternativ ist es möglich, das Gehäuse und/oder den Gehäusedeckel mit einem Epoxidharz zu überziehen bzw. in einem Epoxidharz zu tränken und eine Einbettung des Energiespeichers in die Epoxidharz-Schicht zu ermöglichen. Vorzugsweise werden dabei weitere schwere elektrische Bauelemente, wie beispielsweise die Kontakteinheit des elektronischen Steuergeräts, eingebettet, da diese auf Grund ihres hohen Gewichtes ebenfalls eine besonders stabile Befestigung bedürfen.
In einer weiteren Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist der Energiespeicher zumindest bereichsweise in einer elastomeren Lagerung gehalten. Insbesondere Erschütterungen, die im Betrieb des Kraftfahrzeugs entstehen, ist eine elastische Lagerung der schweren Energiespeicher vorteilhaft. Dabei kann die elastische Lagerung in einem elastomeren Kunststoff die Bewegungsenergie der Energiespeicher elastisch aufnehmen. Die elastische Halterung der Energiespeicher kann dabei bereichsweise umfänglich um die Energiespeicher angeordnet sein, so dass eine formschlüssige Aufnahme der Energiespeicher einen sicheren Halt gewährleisten kann. Dabei kann der Elastomer die Energiespeicher bereichsweise punktuell oder aber auch in mehreren Bereichen aufnehmen und halten. Vorzugsweise wird mit zylindrischen Energiespeichern gearbeitet, die formschlüssig und zumindest teilkreisförmig in dem elastomeren Werkstoff aufgenommen sind.
Ist die elastomere Lagerung als separates Bauteil und/oder als integraler Bestandteil des Gehäuses ausgebildet, so kann wiederum eine vorteilhafte Ausgestaltungsvariante der Erfindung erzielt werden. Der als Lagerung dienende Elastomer, das heißt der elastische Werkstoff kann als separates Bauteil wiederum formschlüssig im Gehäuse des Kraftfahrzeugschlosses aufgenommen sein. Hierdurch ergeben sich Ausgestaltungsvarianten, bei denen die Energiespeicher auch lediglich bereichsweise oberhalb der Platine anordbar sind, da die Elastomere im Gehäuse eine Lagerstelle für die Energiespeicher bilden. Natürlich kann die Lagerstelle auch innerhalb einer zum Beispiel Aussparung der Platine angeordnet sein, so dass eine elastische Lagerung für die Energiespeicher bereitstellbar ist. Der elastomere Werkstoff kann dabei als unabhängiges Bauteil in das Gehäuse und insbesondere in den Trockenraum des Kraftfahrzeugschlosses einlegbar sein oder einen integralen Bestandteil des Gehäuses bilden. Hierbei bieten sich beispielsweise Zweikomponenten-Spritzgießverfahren an, bei denen die unterschiedlichen Werkstoffe in einem Werkzeug herstellbar und als Lagerstelle für die Energiespeicher bereitstellbar sind. Bevorzugt werden zwei Energiespeicher eingesetzt, wobei mit einem einzigen separaten Bauteil gearbeitet werden kann, wobei das separate Bauteil beispielsweise formschlüssig in das Gehäuse einlegbar und wiederum beispielhaft eine formschlüssige Aufnahme für die Energiespeicher bereitstellen kann. Auch wenn bevorzugt zwei Energiespeicher angesprochen sind, so besteht natürlich ebenfalls die Möglichkeit, dass lediglich ein Energiespeicher oder mehr als zwei Energiespeicher im Kraftfahrzeugschloss aufgenommen werden. In einer weiteren Ausgestaltungsvariante sind die Energiespeicher mittels des Gehäusedeckels und einer elastomeren Lagerung fixierbar. Die elastomeren Bereiche können bereichsweise am Umfang der Energiespeicher oder des Energiespeicher angeordnet sein, so dass bevorzugt ein Formschluss in Bezug auf die Energiespeicher bereitstellbar ist. Die elastomeren Bereiche können auch diametral angeordnet sein, so dass beispielsweise eine beidseitige Fixierung des Energiespeichers ermöglicht wird. Einerseits besteht die Möglichkeit, die Energiespeicher mittels des Gehäusedeckels unmittelbar zu kontaktieren und gegen die elastomere Lagerung zu halten bzw. zu fixieren und andererseits besteht ebenfalls die Möglichkeit, am Gehäusedeckel wiederum eine elastomere Lagerung bzw. Aufnahme für die Energiespeicher bereitzustellen, so dass die Energiespeicher beispielsweise zumindest zweiseitig in einem elastomeren Werkstoff gelagert haltbar sind.
Der elastomere Werkstoff bzw. die elastische Lagerung der oder des Energiespeichers kann aus einem elastomeren Werkstoff bestehen, so dass mittels des Gehäuses eine Vorspannung durch den Gehäusedeckel über die Energiespeicher in dem elastomeren Werkstoff herstellbar ist. Dabei kann der elastomere Werkstoff auch beispielsweise eine Rippenstruktur aufweisen, so dass der Energiespeicher an mehreren Auflagepunkten bzw. Aufnahmelinien im elastomeren Werkstoff gehalten ist. Hierdurch kann die Dämpfungsrate eingestellt werden, und gleichzeitig das Gewicht des elastomeren Dämpfungskörpers auf ein Minimum reduziert werden.
Vorteilhaft kann es auch sein und eine weitere Ausgestaltungsvariante der Erfindung bilden, wenn die Energiespeicher mittels zumindest bereichsweise elastischer Anschlüsse mit der Platine verbunden sind. Die Anbindung der Energiespeicher über federnde Kontakte oder zumindest bereichsweise federnd ausgebildete Kontakte ermöglicht es hierbei, dass möglicherweise in den gewichtigen Energiespeichern auftretende Bewegungen über die elektrischen Anschlüsse abzufedern. Mit anderen Worten können möglicherweise auftretende Bewegungen der Energiespeicher von der Platine ferngehalten werden. Bewegungen der Energiespeicher werden folglich nicht an die Leiterplatte bzw. Platine weitergeleitet, sondern mittels der elastischen Anschlüsse aufgenommen. Somit kann einerseits eine elastische Lagerung für die Energiespeicher bereitgestellt werden und andererseits die Platine vor Belastungen aus der Bewegung der Energiespeicher geschützt werden.
Weiterhin wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Steuergeräts zum Steuern eines Kraftfahrzeugschlosses bereitgestellt. Dabei wird in einem ersten Schritt eine Platine mit in einer ersten Ebene darauf angeordneten und mit der Platine verbundenen elektronischen Bauelementen angeordnet. In einem zweiten Schritt wird ein mit der Platine verbundener Energiespeicher in einer zu der ersten Ebene versetzten zweiten Ebene wenigstens zum Teil über den elektronischen Bauelementen angeordnet. Folglich wird eine Platine hergestellt, auf der die elektronischen Bauelemente in einer ersten Ebene und der Energiespeicher in einer zweiten Ebene zum Teil über den elektrischen Bauelementen angeordnet sind.
Vorteilhafterweise wird in einem weiteren Schritt die Platine mit den elektronischen Bauelementen und mit dem Energiespeichers in ein Gehäuse eingesetzt, wobei das Gehäuse wenigstens den Energiespeicher ortsfest fixiert. Der Energiespeicher wird beispielsweise von dem Gehäuse eingeklemmt oder der Energiespeicher wird in das Gehäuse eingeklipst.
Vorteilhafterweise wird in einem weiteren und/oder alternativen Schritt die Platine mit den elektronischen Bauelementen und mit dem Energiespeichers mit einem Kunststoff umspritzt, um das Gehäuse zu erhalten. Dabei wird der Energiespeicher bevorzugt derart mit einem Kunststoff umspritzt, dass der Energiespeicher integraler Bestandteil des Gehäuses und/oder des Gehäusedeckels wird und somit ortsfest fixiert ist.
In einem weiteren vorteilhaften Verfahrensschritt wird der Energiespeicher zumindest bereichsweise in einer elastischen Lagerung angeordnet. In vorteilhafter Weise kann das Einfügen der Energiespeicher in die elastische Lagerung das empfindliche Bauteil vor einer Überlastung schützen. Darüber hinaus kann durch die elastische Aufnahme das Einlegen des Energiespeichers in die elastomere Lagerung einen Ausgleich in Bezug auf die Platine bilden. In vorteilhafter Weise sind dabei die Energiespeicher ebenfalls mittels elastischer Kontakte mit der Platine verbunden.
Weitere Ausführungsformen und Vorteile des Verfahrens ergeben sich für den Fachmann in Analogie zu dem zuvor beschriebenen Steuergerät.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es gilt jedoch der Grundsatz, dass das Ausführungsbeispiel die Erfindung nicht beschränkt, sondern lediglich eine vorteilhafte Ausgestaltungsform dargestellt. Die dargestellten Merkmale können einzeln oder in Kombination mit weiteren Merkmalen der Beschreibung wie auch den Patentansprüchen einzeln oder in Kombination ausgeführt werden.
Es zeigen:

1 eine Platine eines Steuergerätes gemäß dem Stand der Technik in einer schematischen Draufsicht;
2 einen Gehäusedeckel eines Steuergerätes gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer schematischen Draufsicht;
3 ein elektronisches Steuergerät gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer schematisch perspektivischen Ansicht;
4 das elektronische Steuergerät gemäß 3 gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Schnittansicht und
5 zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäß aufgebautes Kraftfahrzeugschloss mit einer elastischen Lagerung der Energiespeicher im Schnitt durch die Platine und die elastisch gelagerten Energiespeicher.

In der 1 ist eine Platine 2 eines elektronischen Steuergerätes gemäß dem Stand der Technik in einer Draufsicht wiedergegeben. Auf der Platine 2 sind elektronische Bauelemente 3, Energiespeicher 4 und eine Kontakteinheit 8 nebeneinander in einer Ebene angeordnet.
In der 2 ist ein Gehäusedeckel 6 eines elektronischen Steuergerätes 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Draufsicht dargestellt. Anders als in der 1 gezeigten Platine 2 aus dem Stand der Technik sind die Energiespeicher 4 und/oder die Kontakteinheit 8 nunmehr wenigstens teilweise in den Gehäusedeckel 6 integriert. Das bedeutet, dass die Energiespeicher 4 und/oder die Kontakteinheit 8 form- und/oder kraftschlüssig mit dem Gehäusedeckel 6 verbunden sind. Ferner sind die in dem Gehäusedeckel 6 integrierten Energiespeicher 4 über den auf der Platine 2 angeordneten elektronischen Bauelementen 3 (hier nicht dargestellt) angeordnet, wie weiter unten beschrieben.
Der Energiespeicher 4 und/oder die Kontakteinheit 8 kann in eine vorgesehene Aussparung bzw. Öffnung des Gehäusedeckels 6 eingeschoben und/oder anhand beispielsweise einer Verklebung und/oder einer Verschraubung an dem Gehäusedeckels 6 fixiert werden. Alternativ können die Energiespeicher 4 und/oder die Kontakteinheit 8 zumindest teilweise in ein Kunststoffmaterial des Gehäusedeckels 6 durch Einspritzen integriert sein. Beispielsweise können in einem Kunststoffspritzverfahren die Energiespeicher 4 und/oder die Kontakteinheit 8 integrale Bestandteile des aus dem Kunststoffmaterial gespritzten Gehäusedeckels 6 werden.
Alternativ können die Energiespeicher 4 und/oder die Kontakteinheit 8 nicht in dem Gehäusedeckel 6, sondern wenigstens teilweise in einem Gehäuse 5 integriert sein, sodass die Energiespeicher 4 und/oder die Kontakteinheit 8 form- und/oder kraftschlüssig mit dem Gehäuse 5 verbunden sind. Dazu kann beispielsweise der Energiespeicher 4 und/oder die Kontakteinheit 8 in eine dafür vorgesehene Aussparung bzw. Öffnung im Gehäuse 5 eingeschoben und/oder anhand beispielsweise einer Verklebung und/oder einer Verschraubung und/oder durch das Verschließen des Gehäuses 5 mit dem Gehäusedeckel 6 fixiert werden.
In der 3 ist ein elektronisches Steuergerät gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Die Energiespeicher 4 und die Kontakteinheit 8 sind teilweise in dem Gehäuse 5 integriert, wie weiter unten im Detail beschrieben. Die Platine 2 ist in dem Gehäuse 5 des elektronischen Steuergerätes 1 angeordnet. Auf der Platine 2 sind sowohl die Kontakteinheit 8 als auch die elektronischen Bauelemente 3 in einer ersten Ebene angeordnet. Die Energiespeicher 4 sind in einer zweiten Ebene über der ersten Ebene, also über den elektronischen Bauteilen 3, angeordnet und mit der Platine über elektronische Kontakte 9 galvanisch verbunden. Wie auch in anderen herkömmlichen Platinen, sind in der Platine 2 elektrische Leiterbahnen zum Kontaktieren der elektronischen Bauelemente 3 und der Energiespeicher 4 eingebettet, die hier nicht dargestellt sind.
Die Energiespeicher 4 sind mit ihrer Längsachse entlang der in der 3 dargestellten z-Richtung ausgerichtet. Dadurch, dass die Energiespeicher 4 über den elektronischen Bauelementen 3 angeordnet sind, ist die Grundfläche gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Ausgestaltungen verkleinert. Aussparungen 7 in dem Gehäuse 5 stellen eine integrierte Haltevorrichtung 10 dar. In die Aussparungen 7 ist jeweils ein Energiespeicher 4 mit seinem Ende formschlüssig eingefügt. Dazu ist die Aussparung 7 entsprechend der Kontur der Energiespeicher 4 geformt. Die Energiespeicher 4 sind demnach an einem Ende mit der Platine 2 über die elektronischen Kontakte 9 verbunden und an dem anderen Ende über die Aussparungen 7 in dem Gehäuse 5 fixiert.
Die Grundfläche des elektronischen Steuergerätes 1 ergibt sich im Wesentlich aus der Fläche der Platine 2, die in 3 durch die Länge der Platine 2 in z-Richtung und die Breite der Platine 2 in x-Richtung definiert wird. Dadurch, dass die Energiespeicher 4 nicht wie bei herkömmlichen elektronischen Steuergeräten für Kraftfahrzeugschlösser, wie in 1 dargestellt, neben sondern über den elektronischen Bauelementen 3 angeordnet sind, ist die Fläche der Platine 2 bzw. die Grundfläche des elektronischen Steuergerätes 1 deutlich verkleinert.
Da die Energiespeicher 4 über den elektronischen Bauteilen 3 angeordnet sind, weist das elektronische Steuergerät 1 gegenüber herkömmlichen elektronischen Steuergeräten für Kraftfahrzeugschlösser eine geringfügig größere Höhe auf. Die Höhe des elektronischen Steuergerätes 1 erstreckt sich in 3 in y-Richtung. Da Energiespeicher 4 in der Regel verhältnismäßig flach ausgestaltet sind, ist der Höhenzuwachs jedoch klein. Auf Grund der verminderten Grundfläche kann ebenfalls Material eingespart werden, sodass das elektronische Steuergerät 1 kostengünstiger herstellbar wird.
Der zwei-Ebenen-Aufbau wird in 4 verdeutlicht. 4 zeigt das elektronische Steuergerät 1 aus 3 in einer Schnittansicht entlang der in 3 gezeigten Schnittachse X-X. Die elektronischen Bauelemente 3 sind auf der Platine 2 in einer ersten Ebene A angeordnet. Über den elektronischen Bauelementen 3 ist einer der Energiespeicher 4 in einer zweiten Ebene B angeordnet. Die Ebenen A und B werden jeweils durch einen Vektor in z-Richtung und einen Vektor in x-Richtung aufgespannt. Die x-Richtung wird auf Grund der zweidimensionalen Darstellung in 4 nicht gezeigt. Verdeutlicht wird jedoch, dass die Ebene B über der Ebene A angeordnet ist. Folglich wird verdeutlicht, dass der Energiespeicher 4 über den elektronischen Bauelementen 3 angeordnet ist.
Das Gehäuse 5 umfasst die Aussparung 7 und bildet somit die integrierte Haltevorrichtung 10. Der Energiespeicher 4 wird in die Aussparung 7 eingesetzt. Zusammen mit dem Gehäusedeckel 6 wird der Energiespeicher 4 ortsfest fixiert, indem der Energiespeicher zwischen der Aussparung 7 und dem Gehäusedeckel 6 eingeklemmt wird. Durch den erfindungsgemäßen zwei-Ebenen-Aufbau des elektronischen Steuergerätes 1 zum Steuern eines Kraftfahrzeugschlosses wird eine kompakte Bauweise ermöglicht, indem die Grundfläche des elektronischen Steuergerätes 1 durch die Anordnung des Energiespeichers 4 über den elektronischen Bauelementen 3 verkleinert ist.
Vorteilhaft ist eine ortsfeste Fixierung des Energiespeichers 4 und/oder der Kontakteinheit 8 durch Einklemmen, Einspritzen, Verkleben, Verschrauben, Einklipsen oder Überziehen bzw. Tränken mit beispielsweise Epoxidharz, damit der Energiespeicher 4 und/oder die Kontakteinheit 8, die jeweils ein verhältnismäßig hohes Gewicht aufweisen können, sicher fixiert werden und auch bei hohen Beschleunigungen und/oder Erschütterungen nicht abbrechen oder anderweitig beschädigt werden können.
In der 5 ist ein Schnitt durch ein erfindungsgemäß aufgebautes Kraftfahrzeugschloss 11 in einem Querschnitt durch eine Platine 12, das Gehäuse 13, den Gehäusedeckel 14 sowie die Energiespeicher 15, 16 wiedergegeben. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Energiespeicher 15, 16 in einer zweiten Ebene C-C und die Platine 12 in einer ersten Ebene D-D angeordnet. Dabei sind die Energiespeicher 15, 16 in einer elastomeren Lagerung 17 formschlüssig aufgenommen, wobei die elastomere Lagerung in diesem Ausführungsbeispiel rippenförmig ausgeformt ist. Mittels der Rippen 18 kann eine Linienberührung zwischen dem elastomeren Werkstoff 17 und den Energiespeichern 15, 16 realisiert werden. Zur sicheren Lagerung bzw. Fixierung der Energiespeicher 15, 16 sind die Energiespeicher zwischen dem Gehäusedeckel 14 und dem elastomeren Werkstoff 17 fixiert. Dabei ist die elastische Lagerung 17 in diesem Ausführungsbeispiel in einer Aussparung 19 des Gehäuses 13 ebenfalls formschlüssig aufgenommen. Das Ausführungsbeispiel zeigt somit die elastische Lagerung 1 als separates Bauteil. Eine Fixierung der Energiespeicher 15, 16 ergibt sich hierbei durch ein Anpressen des Gehäusedeckels 14 gegen die Energiespeicher 15, 16 und folglich eine Anpresskraft der Energiespeicher 15, 16 gegen die elastische Lagerung 17. Wie deutlich zu erkennen ist, liegen die Ebenen C-C und D-D beabstandet zueinander, wobei die Energiespeicher lediglich bereichsweise oberhalb der Platine 12 angeordnet sind. Die elektrische Kontaktierung der Energiespeicher 15, 16 sowie der Teil der Platine 12 ist in diesem Ausführungsbeispiel nicht wiedergegeben. Zu erkennen sind die elektrischen Bauteile 20 auf der Platine 12, wobei sich die Platine 12 ebenfalls unterhalb der Energiespeicher 15, 16 erstreckt. Die Energiespeicher 15, 16 sind in diesem Ausführungsbeispiel lediglich bereichsweise oberhalb der Platine 12 angeordnet.
Zu erkennen ist in der 5 ebenfalls ein Teil der Mechanik 21 des Kraftfahrzeugschlosses 11, wobei die Mechanik 21 mittels einer Trennwand 22 vom Trockenraum 23 der Platine 12 getrennt angeordnet ist. Energiespeicher 15, 16, die elektrischen Bauteile 20 sowie die Platine 12 befinden sich im Trockenraum des Kraftfahrzeugschlosses 11, das heißt die Mechanik 21 ist dichtend in Bezug zu den elektrischen Bauelementen 20, 15, 16 sowie der elastischen Lagerung 17 im Kraftfahrzeugschloss 11 angeordnet.
Bezugszeichenliste

1: Elektronisches Steuergerät
2, 12: Platine
3, 20: elektronische Bauelemente
4, 5, 16: Energiespeicher
5, 13: Gehäuse
6, 14: Gehäusedeckel
7, 19: Aussparung
8: Kontakteinheit
9: elektronische Kontakte
10: Haltevorrichtung
11: Kraftfahrzeugschloss
17: elastische Lagerung
18: Rippe
21: Mechanik
22: Trennwand
23: Trockenraum
A-A, D-D: erste Ebene
B-B, C-C: zweite Ebene
X-X: Schnittachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

EP 3337008 A2 [0005]

Claims

Kraftfahrzeugschloss (11) mit einem elektronischen Steuergerät (1, 12), wobei das Steuergerät (1) eine Platine (2, 12) mit in einer ersten Ebene darauf angeordneten mit der Platine verbundenen elektronischen Bauelementen (3, 20) und einen mit der Platine (2, 12) verbundenen Energiespeicher (4, 15, 16) aufweist, und der Energiespeicher (4, 15, 16) in einer zu der ersten Ebene versetzten zweiten Ebene und wenigstens zum Teil über den elektronischen Bauelementen (3, 20) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugschloss (11) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Energiespeicher (4, 15, 16) und die elektronischen Bauelemente (3, 20) wenigstens zum Teil deckungsgleich übereinander in der ersten Ebene und der zweiten Ebene angeordnet sind.
Kraftfahrzeugschloss (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Energiespeicher (4, 15, 16) wenigstens einen Superkondensator umfasst.
Kraftfahrzeugschloss (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Gehäuse (5, 13) und einem darauf angeordneten Gehäusedeckel (6, 14), wobei die Platine (2, 12) mit den elektronischen Bauelementen (33, 20) und der Energiespeicher (4) innerhalb des Gehäuses (5, 13) angeordnet sind und der Energiespeicher (4, 15, 16) durch das Gehäuse (5, 13) und/oder durch den Gehäusedeckel (6, 14) ortsfest fixiert ist.
Kraftfahrzeugschloss (11) nach dem vorhergehenden Anspruch wobei das Gehäuse (5, 13) und/oder der Gehäusedeckel (6, 14) Kunststoff und/oder Metall umfasst.
Kraftfahrzeugschloss (11) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (5, 13) und/oder der Gehäusedeckel (6, 14) eine Aussparung (7, 19) aufweist, in der der Energiespeicher (4, 15, 16) einsetzbar ist und durch Verschlie-ßen des Gehäusedeckels (6, 14) ortsfest fixierbar ist.
Kraftfahrzeugschloss (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 oder 6, wobei der Energiespeicher (4, 15, 16) wenigstens zum Teil in das Gehäuse (5, 13) eingespritzt ist.
Kraftfahrzeugschloss (11) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei der Energiespeicher (4, 15, 16) zumindest bereichsweise in einer elastischen Lagerung (17, 18) gehalten ist.
Kraftfahrzeugschloss (11) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die elastomere Lagerung (17, 18) als separates Bauteil und/oder als integraler Bestandteil des Gehäuses (5, 13) ausgebildet ist.
Kraftfahrzeugschloss (11) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Energiespeicher (4, 15, 16) mittels des Gehäusedeckels (6, 14) und der elastomeren Lagerung (17, 18) fixierbar sind.
Kraftfahrzeugschloss (11) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Energiespeicher (4, 15, 16) mittels zumindest bereichsweise elastischer Anschlüsse (9) mit der Platine (2, 12) verbunden sind.
Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Steuergeräts (1) zum Steuern eines Kraftfahrzeugschlosses, mit den Schritten: Anordnen einer Platine (2, 12) mit in einer ersten Ebene darauf angeordneten und mit der Platine (2, 12) verbundenen elektronischen Bauelementen (3, 20), und Anordnen eines mit der Platine (2, 12) verbundenen Energiespeicher (4, 15, 16) in einer zu der ersten Ebene versetzten zweiten Ebene wenigstens zum Teil über den elektronischen Bauelementen (3, 20).
Verfahren nach dem vorhergehenden Verfahrensanspruch, mit dem Schritt: Einsetzen der Platine (2, 12) mit den elektronischen Bauelementen (3, 20) und des Energiespeichers (4, 15, 16) in ein Gehäuse (5, 13), wobei das Gehäuse (5, 13) wenigstens den Energiespeicher (4, 15, 16) ortsfest fixiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, mit dem Schritt: Umspritzen der Platine (2, 12) mit den elektronischen Bauelementen (3, 10) und des Energiespeichers (4, 15, 16) mit einem Kunststoff zum Erhalten des Gehäuses (5, 13).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, mit dem Schritt: Anordnen einer zumindest bereichsweise um die Energiespeicher (4, 15, 16) befindlichen elastomeren Lagerung (17, 18).