DE3326629C2

DE3326629C2 -

Info

Publication number: DE3326629C2
Application number: DE3326629A
Authority: DE
Inventors: Willi 7014 Kornwestheim De Gansert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1983-07-23
Filing date: 1983-07-23
Publication date: 1991-11-21
Also published as: JPS6043909A; DE3326629A1; JPH0681006B2

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einem Störschutz-Filter für elek tronische Steuergeräte in Kraftfahrzeugen nach der Gattung des Hauptanspruchs aus. Es ist schon ein Störschutz-Filter bekannt, das als Durchführungsfilter ausgebildet ist. Die Anordnung von Durchführungsfiltern macht jedoch in nach teiliger Weise ein besonderes Filtergehäuse mit gut leitenden Materialoberflächen und eine aufwendige Kon taktierungstechnik der Masseelektrode der Durchführungs filter im Filtergehäuse erforderlich. Außerdem ist von Nachteil, daß komplizierte Anschlußtechniken zwischen Filter und der Steuereinheit angewendet werden müssen, um deren sehr empfindlich auf Zug-, Druck- und Biege spannungen reagierende beispielsweise keramische Bau elemente nicht zu belasten.

Weiterhin ist ein elektronisches Steuergerät bekannt, bei dem Störschutzfilter derart ausgebildet sind, daß als in duktiv wirkendes Schaltglied ein Ferritkern und als kapa zitiv wirkende Schaltglieder als Drossel und Konden sator ausgebildete diskrete Bauelemente hinter dem Stecker auf der Leiterplatte des Steuergeräts angeordnet sind. Die Filterelemente sind dabei jedoch in nachteiliger Weise zu weit vom Eingang der Störeinflüsse, das heißt vom Stecker entfernt angeordnet. Es können auch keine platzsparenden Durchführungskondensatoren verwendet werden.

Darüber hinaus sind näher an dem Eingang der Störein flüsse in das Steuergerät und somit näher am Stecker an geordnete Störschutzkondensatoren bekannt. Sie sind auf einer kleinen zusätzlichen Leiterplatte direkt am Stecker angebracht, benötigen somit nicht den knappen Platz auf der die Steuereinheit aufnehmenden Leiterplatte. Die Hochfrequenz-Dämpfung ist jedoch wegen Fehlens eines induktiv wirkenden Schaltglieds in bestimmten Bereichen unbefriedigend. Bei dieser Anordnung lassen sich auch keine Durchführungskondensatoren verwenden.

In der DE 30 29 697 A1 ist eine Tiefpaßanordnung zur Störunterdrückung von elektrischen Verbrauchern, vorzugsweise für die digitale Zündung einer Brennkraftmaschine, beschrieben, bei der ein Flächenkondensator vorgesehen ist, um sehr hochfrequente Störwellen fernzuhalten. Die Elektroden dieses Flächenkondensators sind in eine Leiterplatte eingeätzt. Der Flächenkondensator ist aber starr ausgebildet. Ferner sind die Enden der Elektroden dieses Flächenkondensators mit den verbraucherseitigen Enden der Wicklungen einer Drossel verbunden. Zwar ist der Flächenkondensator durch seine Verschaltung in der elektronischen Schaltung mit Masse verbunden, seine starre Ausbildung läßt aber keinen Einbau direkt hinter dem Stecker zu.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Störschutz-Filter für elektronische Steuergeräte in Kraftfahrzeugen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hautpanspruchs hat demgegenüber den Vor teil, daß das Störschutz-Filter direkt am Eingang der Störeinflüsse angeordnet ist. Der Stecker selbst bildet einen Teil des Filters, während die Verbindungsleitung zwischen Stecker und Steuereinheit auf der Leiterplatte einen anderen Teil des Filters bildet. Das Störschutz filter benötigt somit keinen zusätzlichen Bauraum und keinen Platz auf der Leiterplatte des Steuergeräts. Wel che Dämpfungswerte das oder die notwendigen Schutz- Filter bei dem jeweiligen Steuergerät aufweisen müssen, zeigen im allgemeinen erst die Messungen der auf der Leiterplatte angeordneten Steuereinheit. So kann das erfinderische Störschutz-Filter bei weit fortgeschrit tenem Entwicklungs-, Konstruktions- und Fertigungsvor bereitungszustand schnell dem Steuergerät zugefügt wer den, wobei die Dämpfung in den erforderlichen Werten in einfacher Weise gewählt und eingeschaltet werden kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Störschutz-Filters möglich. Besonders vor teilhaft ist es, das kapazitiv wirkende Schaltglied des Filters als flexible Leiterplatte auszubilden, welche die Stecker mit den zugeordneten Leiterbahnen und Bau elementen der auf der Leiterplatte angeordneten Steuer einheit verbindet. Die erreichbare kapazitive Wirkung und somit die erforderliche Dämfpung läßt sich durch die Geometrie der Leiterbahnen, die Dicke der flexiblen Leiterplatte und die Wahl der Werkstoffe im Hinblick auf die benötigte Dielektrizitätskonstante festlegen. Darüber hinaus lassen sich die Dämpfungswerte in vor teilhafter Weise falls erforderlich mit einer Leiter platte in Multilayer-Technik erhöhen. Außerdem läßt sich die flexible Leiterplatte in vorteilhafter Weise so weit gestützt anordnen, daß sie einen steifen Bereich aufweist, der sich zur Aufnahme zusätzlicher diskreter Kondensatoren sowie zur sicheren Verbindung mit den Steckerenden eignet.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich nung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Teil eines elektronischen Steuergeräts mit einem an Stecker und Steuereinheit angeschlossenen Störschutz-Filter mit flexibler Leiterplatte, in vereinfachter Darstellung,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der flexiblen Leiterplatte im Längsschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 3,

Fig. 3 die flexible Leiterplatte in Drauf sicht und

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der flexiblen Leiterplatte im Längsschnitt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Ein Gehäuse 1 eines elektronischen Steuergeräts ist mit einem als Steckerplatte 2 ausgebildeten Deckel ver schlossen. Die Steckerplatte 2 ist als Spritzteil aus isolierendem Kunststoff ausgebildet. In der Stecker platte 2 sind Stecker 3 einer vielpoligen Steckvorrich tung abgedichtet aufgenommen. Die Stecker 3 haben runden oder rechteckigen Querschnitt und ragen mit ihrem einen Ende abgedichtet aus der Steckerplatte 2 und somit aus dem Steuergerät. Auf die Stecker 3 ist in an sich be kannter und nicht näher dargestellter Weise ein Gegen stecker der vielpoligen Steckvorrichtung steckbar, an welchen Leitungen der zu steuernden Aggregate ange schlossen sind.

An der Innenseite der Steckerplatte 2 sind die einzelnen Stecker 3 von einer zugeordneten Ausnehmung 4 der Stecker platte 2 umgeben. Außerdem ist die Steckerplatte 2 mit an ihrer Innenseite vorstehenden Befestigungsstellen 5 versehen. Die Anschlußenden 6 der Stecker 3 sind gestreckt ausgebildet. Sie ragen über die Befestigungsstellen 5 hinaus.

Im Gehäuse 1 ist eine Leiterplatte 7 aus isolierendem Werk stoff in an sich bekannter und nicht näher dargestellter Weise aufgenommen und befestigt. Auf der Leiterplatte 7 sind an sich bekannte und nicht näher dargestellte Leiter bahnen aufgebracht und Schaltungselemente 8 einer Steuer einheit angeordnet und mit den zugeordneten Leiterbahnen verbunden.

Die Stecker 3 sind mit den Leiterbahnen und Schaltungsele menten 8 der Steuereinheit durch eine flexible Leiter platte 9 verbunden. Die flexible Leiterplatte 9 ist mit einem versteiften Anschlußbereich 10 versehen, der auf den vorstehenden Befestigungsstellen 5 der Steckerplatte 2 liegt und dort in an sich bekannter und nicht näher dargestellter Weise befestigt ist. Der Anschlußbereich 10 ist mit einem starren Isolierstoff, beispielsweise Phenol-Hartpapier versteift. Im versteiften Anschlußbe reich 10 sind die geraden Anschlußenden 6 der Stecker 3 an zugeordnete Leiterbahnen der flexiblen Leiterplatte 9 gelötet. Von ortsfesten oder beweglichen Störquellen außerhalb des elektronischen Steuergeräts ausgehende Hochfrequenz-Störwellen können die empfindlichen Schal tungselemente der Steuereinheit und somit die Funktion des Steuergerätes stören. Die Störwellen gelangen dazu über die Stecker 3 in der Steuereinheit. Zum ausreichenden Schutz gegen die Störwellen ist ein Störschutz-Filter mög lichst nahe am Eingang der Störwellen, das heißt an den Steckern 3 anzuordnen. Dafür ist ein Störschutz-Filter mit einem induktiv wirkenden Schaltglied und einem kapazitiv wirkenden Schaltglied als L-Filter vorgesehen. Das induktiv wirkende Schaltglied ist aus dem Anschluß ende 6 des Steckers 3 als gestrecktem Leiter und einer Umhüllung dieses Leiters aus weicheisenmagnetischem Werkstoff, vorzugsweise einem Ferritring 11 gebildet. Der Ferritring 11 ist in die Ausnehmung 4 der Stecker platte 2 eingesetzt.

Ein erstes Ausführungsbeispiel des kapazitiv wirkenden Schaltglieds ist als Durchführungskondensator in Form einer gedruckten Schaltung, beispielsweise auf der flexiblen Leiterplatte 9 ausgebildet. Die flexible Lei terplatte 9 besteht aus einer isolierenden Trägerfolie 12. Auf einer Seite der Trägerfolie 12 ist ein Metall belag, zum Beispiel eine Kupferfolie 13 aufgebracht. An ein Ende der Kupferfolie 13 ist das aus dem Ferritkern 11 ragende Anschlußende 6 des Steckers 3 gelötet und das andere Ende der Kupferfolie 13 ist an das gegen Hochfre quenz-Störeinflüsse zu schützende Schaltelement oder de ren zugeordnete Leiterbahn auf der Leiterplatte 7 ange schlossen. Die Kupferfolie ist die an Hochfrequenz an liegende erste Kondensatorplatte 13 des Durchführungs kondensators. Sie bildet zugleich die den Stecker 3 mit dem zugehörigen Schaltungselement 8 der Schalteinheit verbindende Leitung in Form einer Leiterbahn der flexiblen Leiterplatte 9. Die zweite Kondensatorplatte 14 ist als durchgehender Metallbelag, zum Beispiel als Kupferkaschie rung auf der anderen Seite der flexiblen Trägerfolie 12 aufgebracht. Die zweite Kondensatorplatte 14 führt Masse potential und kann auch als Masseverbindung 15 des Stec kers 3 und/oder der auf der Leiterplatte 7 angeordneten Steuereinheit verwendet werden. Die flexible Leiter platte 9 ist auf beiden Seiten bis auf die Anschluß bereiche um die Anschlußbohrungen 16, 17, 18 mit ei ner isolierenden Deckfolie 19, 20 überzogen. Die Trägerfolie 12 der flexiblen Leiterplatte 9 dient dem kapazitiv wirkenden Schaltglied als Dielektrikum. Sie besteht aus dafür geeignetem isolierendem Kunststoff, beispielsweise Polyimid- oder Polyesterfolie.

Die erreichbare Kapazität des Durchführungskopdensators 12, 13, 14 und somit die Dämpfung der Hochfrequenz-Stör einflüsse läßt sich festlegen durch die Geometrie der Leiterbahnen, das ist die Kupferfolie in Form der an die Anschlußenden 6 und die Leiterbahnen und Schaltungs elemente 8 auf der Leiterplatte 7 angeschlossenen Lei terbahnen 13, durch die Dicke der flexiblen Leiterplatte 9 und die Werkstoffe für das Dielektrikum, das ist die Trägerfolie 12.

Wenn die mit dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten er sten Ausführungsbeispiel für eine flexible Leiterplatte 9 mit einem "gedruckten" Durchführungskondensator 12, 13, 14 erreichte Dämpfung der Höchfrequenz-Störeinflüsse noch nicht genügen sollte, läßt sich das Störschutz-Filter mit einer flexiblen Leiterplatte in Multilayer-Technik versehen, wie es als zweites Ausführungsbeispiel des kapazitiv wirkenden Schaltglieds im folgenden beschrie ben ist.

Eine flexible Leiterplatte 21 hat wiederum eine Träger folie 12 als Dielektrikum, eine Kupferfolie 13 für die Leiterbahnen, welche im wesentlichen als Leitungen zwischen den Anschlußenden 6 der Stecker 3 und den Leiter bahnen und den gegen Störeinflüsse zu schützenden Schal tungselementen 8 der Steuereinheit des elektronischen Steuergeräts angeordnet sind, eine Kupferkaschierung 14 als Massepotential und die die flexible Leiterplatte 21 überziehenden Deckfolien 19 und 20. Auf der Deck folie 19 ist nochmals eine Kupferkaschierung 22 als Ver größerung der ein Massepotential darstellenden Konden satorplatte 14 aufgebracht. Sie ist in an sich bekannter und nicht näher dargestellter Weise durch Durchkontak tieren mit der Kupferkaschierung 14 verbunden. Auch die Kupferkaschierung 22 ist mit einer entsprechenden Deck folie 23 überzogen. Die zwischen der an Hochfrequenz an geschlossenen Kupferfolie 13 und der Kupferkaschierung 22 liegende Deckfolie 19 wirkt nunmehr als zusätzliches Dielektrikum.

Bei einem dritten Ausführungsbeispiel der als kapazitiv wirkendes Schaltglied des Störschutzfilters dienenden flexiblen Leiterplatte 9 sind zur Erhöhung der kapazi tiven Wirkung zusätzlich diskrete Kondensatoren 24 auf der Trägerfolie 12 angeordnet und mit ihren Anschluß elektroden in an sich bekannter und nicht näher darge stellter Weise an zugeordneten Leiterbahnen 13 bzw. an Massepotential 15 angeschlossen. Die diskreten Kondensa toren 24 sitzen zweckmäßigerweise auf dem versteiften Anschlußbereich 10 der flexiblen Leiterplatte 9.

Claims

1. Störschutz-Filter für elektronische Steuergeräte in Kraftfahr zeugen, mit mindestens einem induktiv wirkenden Schaltglied, mit einer Leiterbahnen und Schaltungselemente umfassenden Steuereinheit, die auf einer Leiterplatte des Steuergeräts angeordnet ist, sowie mit mindestens einem kapazitiv wirkenden Schaltglied, das als Lei terplatte ausgebildet ist und deren erste Kondensatorplatte mit Mas se verbunden ist, wobei beide Schaltglieder als L-Filter verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte des kapazitiv wirkenden Schaltglieds (12, 13, 14; 12, 13, 14, 19, 22; 12, 13, 14, 24) flexibel ausgebildet ist und daß dessen zweite Kondensatorplatte (13) als Leitung ausgebildet ist, die von dem in das Steuergerät ragenden Ende (6) eines Steckers für das Steuergerät zu der Steuer einheit (8) geführt ist.

2. Störschutz-Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der aus Isolierstoff bestehenden Trägerfolie (12) der flexiblen Leiterplatte (9) die als Leitung (13) dienende Kondensatorplatte als erster elektrisch leitender Belag besteht und die mit Masse verbun dene Kondensatorplatte in Form mindestens eines anderen elektrisch leitenden Belags angeordnet ist.

3. Störschutz-Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kondensatorplatten (13; 14, 22) bis auf ihre Anschlußstellen (16, 17, 18) mit mindestens einer Deckfolie (19, 20; 23) überzogen sind.

4. Störschutz-Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der als Leitungsteil (13) ausgebildeten Kondensatorplatte zusätzlich ein Anschluß teil mindestens eines diskreten Kondensators (24) ange schlossen ist, dessen anderes Anschlußteil mit dem Masse potential (14) verbunden ist.

5. Störschutz-Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die Kondensatorplatten (13, 14; 13, 14, 22; 13, 14, 24) des kapazitiv wirkenden Schalt glieds auf einem flexiblen Träger (12) angeordnet sind, der zumindest teilweise mit einem versteiften Anschluß bereich (10) aus Isolierstoff versehen ist.

6. Störschutz-Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die als Leitungsteil (13) ausgebildete Kondensatorplatte des kapazitiv wirkenden Schaltglieds mit einem Ende (6) des Steckers (3) verbunden ist, auf dem ein Ferritring (11) angeordnet ist, der mit dem Stecker (3) das induktiv wirkende Schaltglied bildet und die Schaltglieder (3, 11; 9; 21) an einer Steckerplatte (2) angeordnet sind.