JP2002530684A - 電子機能ユニットおよびまたは機能グループの保護装置 - Google Patents
電子機能ユニットおよびまたは機能グループの保護装置Info
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Abstract
Description
トおよびまたは機能グループを、電磁放射、容量的ラウンチング、振動等のよう
な妨害に対して保護するための装置に関する。
ロールシステム(TCS)および走行安定性コントロールシステム(ESP)の
ような自動車コントロールシステムの上記電子機能ユニットおよびまたは機能グ
ループの場合には、感知した測定量を妨害されることなく検出および評価しなけ
ればならない。なぜなら、機能ユニットおよびまたは機能グループによって検出
し評価した測定量が、安全上重要なブレーキングに影響を与えるかブレーキング
を開始し、このブレーキングが自動車の走行状態を自動的に変更するからである
。自動車コントロールシステムで使用される電子機能ユニットおよびまたは機能
グループは公知のごとく、設定され安定した高い周波数のクロックで運転される
デジタル評価回路よりも低い周波数の敏感な入力段を有する測定値ピックアップ
を備えている。その際公知のごとく、動作クロックの基本周波数を有する妨害信
号が発生する。この妨害信号は狭帯域であるがしかし、比較的に大きな振幅をと
り得る。更に、アース体(アースループ)に通じる回路技術的に共通の基準導体
の電位ずれによって妨害ラウンチングとなり、更に、大きな送信出力を有する携
帯電話などが機能ユニットおよびまたは機能グループのすぐ近くで作動するとき
に、携帯電話およびまたは他の送信機による敏感な機能ユニットおよびまたは機
能機能グループのEMC干渉が生じることになる。これらの電気的な妨害のほか
に、振動、温度作用、ねじれ等のような機械的な妨害が機能ユニットおよびまた
は機能グループに影響を及ぼす。
となく検出、評価および伝送するための装置を提供することである。
度を有するユニット部分およびまたはグループ部分に分割され、ユニット部分お
よびまたはグループ部分の感度に対応して、異なる遮蔽部が割り当てられ、少な
くとも2つの遮蔽部が高い効率または係数の遮蔽部となるように相互作用すると
いう基本思想から出発する。機能ユニットおよびまたは機能グループを、妨害に
対して異なる感度を有するユニット部分およびまたはグループ部分に分割するこ
とにより、機械的および電気的な妨害に対する遮蔽部を、ユニット部分およびま
たはグループ部分の感度に依存して形成することができる。その際、ユニット部
分およびまたはグループ部分に割り当てられる遮蔽部の構造が同じであるので、
遮蔽部はその作用が高い効率または係数となるように付加的に相互作用する。本
発明は、内側の範囲が高い遮蔽作用を有し、最も外側の範囲が低い遮蔽作用を有
し、遮蔽される範囲の常に同じ遮蔽による遮蔽の段階づけによって構成されてい
る段階的な遮蔽部によって、妨害に対する感度に応じて遮蔽部の遮蔽度に対して
、ユニット部分およびまたはグループ部分およびまたは機能ユニットおよびまた
は機能グループを割り当てることにより、安全上重要な測定量を妨害されること
なく検出、評価および伝送することができるという認識に基づいている。
ぞれ別個のケーシング内に配置されている。別個のケーシングに配置することに
より、一方では、ユニット部分およびまたはグループ部分の機械的な保護が達成
され、他方では各々のケーシングが同じまたは異なる遮蔽作用を有することがで
きる。更に、別個のケーシング内に配置されたユニット部分およびまたはグルー
プ部分は簡単に組み立ておよび製作可能である。
体に接続され、この導体がそれぞれコンデンサを介してケーシングに容量結合さ
れていると有利である。遮蔽された別個のケーシングはアースに対して高周波妨
害パルスを短絡させるので、妨害ラウンチングおよびEMC干渉(電磁干渉)が
防止される。ケーシングと回路周囲とは導電的に接触しない。
、少なくとも1個の他のケーシングによって取り囲まれ、この他のケーシング内
に、小さな感度を有する他のユニット部分およびまたはグループ部分が配置され
ていることにより、個々の別個のケーシングの遮蔽は、高い全体効率または係数
となるように付加的に相互作用する。この場合、外側の最終ケーシングによる遮
蔽部が最も低い効率を有し、他のすべての遮蔽されたケーシングによって取り囲
まれた最も内側のケーシングによる遮蔽が最高の全体効率を有する。従って、装
置は段滝状に取り囲むケーシングによって分割された複数の電子的なユニット部
分およびまたはグループ部分からなっている。その際、外側のケーシングによっ
て包囲される内側のケーシングは、包囲するケーシングの空間内に配置されたユ
ニット部分およびまたはグループ部分よりも、電磁放射または容量的ラウンチン
グに対して敏感に反応する電子的なユニット部分およびまたはグループ部分を収
容する。
ラグ要素が設けられ、最終ケーシング内に配置されたユニット部分およびまたは
グループ部分のすべての導体がこのプラグ要素に案内されている。この最終ケー
シング内には、プラグ要素(接続プラグ、コネクタ)のほかに、機能ユニットお
よびまたは機能グループ全体を消費装置、例えば自動車の車体に機械的に固定す
るための要素が一体化されている。
素に接続され、この接続要素がコンデンサを介して最終ケーシングに容量結合さ
れていることにより、このケーシングと電気的な回路周辺部とが導電的に接触し
ない。簡単な構造ユニットが得られる。
して形成されている。この閉じた構造体の場合には、複数の測定量が共通の1つ
の測定個所で検出され、測定場所でデジタル化され、場合によっては信号技術的
に予備処理され、そして適当なインターフェース、例えばバスを経て、このイン
ターフェースの接続機器、例えばESP(電子式安定性プログラム)制御装置に
伝送される。そのために、第1のケーシング内には、ユニット部分およびまたは
グループ部分として、妨害に対して高い感度を有するヨーレートセンサが配置さ
れている。このようなヨーレートセンサは一般的に可動の機械的構造体を備えて
いる。この構造体は周期的に励振される電気−機械コンバータを備えている。セ
ンサが励起された振動に対して垂直な軸線回りに回転すると、振動運動が測定量
、すなわち角速度に比例するコリオリ力となる。コリオリ力によって、励起され
た振動に対して直交する第2の振動が、機械−電気コンバータで励起される。こ
の第2の信号は異なる測定方法によって検出することができる。この場合、検出
された量は、ヨーレートセンサに作用する旋回レートの度合として役立つ。
内に配置されたユニット部分およびまたはグループ部分が、横方向加速度センサ
および縦方向加速度センサであり、横方向加速度センサおよびまたは縦方向加速
度センサとヨーレートセンサ用の信号処理段である。このユニット部分およびま
たはグループ部分は前述の妨害に対して小さな感度を有する。なぜなら、その信
号振幅が大きいからである。
ーシング内に配置されたユニット部分およびまたはグループ部分が、ネットワー
ク、特に信号プロセッサとバスコントローラである。センサと信号処理段から来
る信号をデジタル処理し、バス接続部CAN(コントローラ領域ネットワーク)
のためにフォーマットするネットワークは、ボード(組み立てユニット)に配置
されている。
は機能グループのユニット部分がそれぞれ、このケーシングによって遮蔽されな
いユニット部分と共に、両ユニット部分を一緒に包囲するケーシングによって取
り囲まれるという原理に基づいている。この場合、この包囲原理は、要求される
全体遮蔽作用が達成されるまで、段滝(カスケード)状に続けられる。この場合
好ましくは、ケーシングと機能ユニットおよびまたは機能グループのユニット部
分との導電接続が行われず、各々のケーシングとこのケーシングへの電気的供給
部とが常に容量結合される。厳密な電気分離の例外として、接続部C3,C7だ
けを形成することができる。この接続部は実施形によれば、コンデンサを持たな
いブリッジとして、対応するケーシングとアースを直接接続する。この構成によ
って、所定の場合、経験的な試験で生じるように、遮蔽を改善することができる
。
結要素は同様に、その全体作用が高い効率の全体減衰を商事、別個の各々のケー
シングを個別減衰する。
いる。この場合、カスケード状の遮蔽により、遮蔽されたケーシング内で、安全
上重要な測定量にひずみを生じる電気的妨害または高周波妨害が発生しない。直
接的な金属接触は同時に、ケーシング相互の良好な熱導出と、車体への最終ケー
シングの熱導出を可能にする。金属製ケーシングは同時に、充分な精度でヨーレ
ートおよび横方向加速度およびまたは縦方向加速度を測定するために必要である
充分な機械的ねじれ剛性を生じる。振動減衰手段により、騒音を生じる音響的共
鳴現象と、車体を介しての固体伝送音干渉が、ヨーレートセンサの出力信号にひ
ずみを生じることが防止される。
説明する。
トおよびまたは機能グループのユニット部分およびまたはグループ部分の重要な
構成要素だけが記号で示してある。自動車の走行安定性コントロール(ESP)
のためのセンサ装置を例にして本発明を説明する。自動車の走行状態に影響を与
える装置は、センサS1を備えている。このセンサは特に付設された励起増幅器
を備えた電気−機械コンバータと、付設された信号記録増幅器を備えた機械−電
気コンバータとからなっている。信号記録増幅器と励起増幅器を備えたヨーレー
トセンサS1は、ケーシング4によって取り囲まれ、導体12を介して供給導体
1,2に並列に接続されている。導体13はヨーレートセンサS1と、ケーシン
グ4の外側に選択的に設けられる信号処理段A1とを接続する。特に、信号記録
増幅器と励起増幅器を一体化した、ヨーレートを検出するためのクオーツ音叉で
あるセンサS1は同時に、最も故障しやすい機能ユニットである。なぜなら、電
気−機械コンバータが音叉の機械的な振幅に左右されるからである。電気−機械
コンバータに固定接続された機械−電気コンバータは、励起された電気−機械コ
ンバータと同じ振動数の信号を供給する。しかし、この信号の振幅は旋回レート
に比例する。ヨーレートセンサで使用されるコンバータ本体は、制御偏差として
、信号としての電荷を発生する。妨害(外乱)に対するこの信号の感度は大きい
。なぜなら、信号が非常に小さな振幅を有するからである。
成され、C1,C2,C3を介してS1の導体12,13に容量結合されている
。実施の形態の変形では、コンデンサを有していないブリッジB3としての接続
部C3が、導体12に導電的に接続されている。遮蔽されたケーシング4は他の
ケーシング5によって取り囲まれている。この他のケーシング内には、他のユニ
ット部分、例えば横方向加速度センサおよびまたは縦方向加速度センサS2が配
置されている。この加速度センサは横方向加速度を検出するためのシリコン要素
からなっている。横方向加速度センサS2は導体14を介して供給導体1,2に
接続されている。横方向加速度センサS2は導体15を介して信号処理段S2に
選択的に接続されている。従って、ケーシング5内には、横方向加速度A2、信
号処理段A2および信号処理段A1が配置されている。信号処理段A1,A2は
導体16,17を介して供給導体1,2に接続されている。導電性ケーシング5
から、導体1,13,15,2が外に延びている。この機能ユニットS2,A1
,A2とケーシングとは、導電的に接触しない。供給導体1,13,15,2は
コンデンサC4,C5,C6,7を介してケーシング5に容量結合されている。
他の変形では、ブリッジB7としての接続部C7は導体2に導電的に接続されて
いる。ユニット部分S1,S2,A1,A2はボード(組み立てユニット)3に
機械的に固定されている。
の最終ケーシングはネットワークDを有し、このネットワークは入力側がケーシ
ング5から外に案内された導体13,15に接続されている。ネットワークDは
例えばアナログ−デジタルコンバータと、デジタル−アナログコンバータと、コ
ントローラからなっている。このコントローラは組み立てユニット3から来る信
号をデジタル処理し、バスインターフェースのためにフォーマットする。バスイ
ンターフェースは特にCANインターフェースとして形成されている。バスイン
ターフェースCANを備えたネットワークは導体18を介して供給導体1,2に
接続されている。
能はネットワークDでデジタルで実施される。その際、デジタル信号プロセッサ
として形成されたネットワークDでは、センサS1,S2の信号処理と、ヨーレ
ートセンサS1の電気−機械コンバータの励起を引き受ける。
てユニット6の信号出力部19,20,21,22が案内されている。信号出力
部19〜22とプラグピンを接続する導体23〜26と、供給導体1はそれぞれ
、コンデンサC8,C9,C10,C11,C12を介して接続要素9に接続さ
れている。接続要素9はコンデンサC13を介して外側のケーシング8に接続さ
れ、かつ供給導体2に接続されている。このケーシング8とユニット部分D,C
ANは導電的に接触しない。
によって遮蔽された機能ユニットのユニット部分が、このケーシング4または5
によって遮蔽されていないユニット部分と共に、両ユニット部分を一緒に包囲す
るケーシングによって一緒に取り囲まれ、例えばS1が遮蔽されたケーシング4
と遮蔽されたケーシング5と遮蔽されたケーシング8によって取り囲まれるかま
たはS2,A1,A2が遮蔽されたケーシング5と遮蔽されたケーシング8によ
って取り囲まれる原理に基づいている。この包囲原理は、妨害に対する異なる感
度を有するユニット部分の要求される全体の遮蔽が達成されるまで、カスケード
(段滝)状にまたは階段状に続けられる。この場合、電気的なユニット部分に対
するケーシングの導電的な接続は行われず、常に、ケーシング4,5,8と、こ
のケーシング4,5,6内の電気的な供給部1,2,13,15,23,24,
25,26との間の容量結合が行われる。ケーシング4,5,8は振動を減衰除
去する連結要素10を介して連結されている。この連結要素の作用は同様にカス
ケード状である。ケーシング4は振動を減衰するようにケーシング5(詳しく示
していない)に連結され、ケーシング5は振動を減衰する連結要素10を介して
振動を減衰するようにケーシング8に連結されている。
れている。この場合、カスケード状の遮蔽によって、許容されない電気的な妨害
または高周波妨害が発生しない。なぜなら、遮蔽が達成されるからである。自動
車の走行安定性のために必要であるような安全技術上の測定量がひずみを有する
ことができないので、制御プログラムにおけるエラー励起またはエラーが確実に
閉め出される。
能にする。金属製の最終ケーシング8は同時に、上記の構造と関連して、他のケ
ーシング5,4を介して、ヨーレートと横方向加速度を充分な精度で測定するた
めに必要である充分な機械的ねじれ剛性を生じる。振動減衰手段により、ケーシ
ング内部の音響的共鳴振動や車体を介しての固体伝送音作用が、センサS1、特
に機械−電気コンバータの出力信号にひずみを生じることが防止される。
号が用いられている。図1に示した機能ユニットおよびまたは機能グループまた
はユニット部分およびまたはグループ部分の位置は参照符号によって明らかであ
る。実際の実施では、コンデンサC4,C5,C6,C7は貫通型コンデンサと
して形成されている。ボード3,6(組み立てユニット)は可撓性の導体フィル
ム11によって接続されている。金属製の最終ケーシング8は舌片12を介して
自動車の車体に直接ねじ止めされているかあるいは車体に対する金属製ホルダー
にねじ止めされている。この構造体はプラグ7を介してケーブルハーネスに接続
されている。
Claims (11)
- 【請求項1】 回路、回路構成要素、消費装置、センサ等のような電子機能
ユニットおよびまたは機能グループを、電磁放射、容量的ラウンチング、振動等
のような妨害に対して保護するための装置において、機能ユニットおよびまたは
機能グループが、妨害に対して異なる感度を有するユニット部分およびまたはグ
ループ部分(S1;S2,A1,A2;D,CAN)に分割され、妨害に対して
異なる感度を有するユニット部分およびまたはグループ部分に、妨害に対する異
なる遮蔽部が割り当てられ、少なくとも2つの遮蔽部(4,5;5,8)が高い
効率または係数の遮蔽部となるように相互作用することを特徴とする装置。 - 【請求項2】 異なる感度を有するユニット部分およびまたはグループ部分
が、それぞれ別個のケーシング(4,5,8)内に配置されていることを特徴と
する請求項1記載の装置。 - 【請求項3】 ユニット部分およびまたはグループ部分が、ケーシング(4
,5,8)を通って案内される導体(1,2,13,15,23,24,25,
26)に接続され、この導体がそれぞれコンデンサ(C1,C2,C3,C4,
C5,C6,C7;C8〜C13)を介してケーシング(4,5,8)に容量結
合されているかあるいはコンデンサ(C1,C2,C3,C4,C5,C6,C
7;C8〜C13)を介して容量的にかつブリッジ(B3,B7)を介して導電
的にケーシング(4,5,8)に結合されていることを特徴とする請求項1また
は2記載の装置。 - 【請求項4】 敏感なユニット部分およびまたはグループ部分を収容する第
1のケーシング(4)が、少なくとも1個の他のケーシング(5または8)によ
って取り囲まれ、この他のケーシング内に他のユニット部分およびまたはグルー
プ部分(S2,A1,A2)が配置されていることを特徴とする請求項1〜3の
いずれか一つに記載の装置。 - 【請求項5】 すべてのケーシング(4,5)を取り囲む最終ケーシング(
8)に、プラグ要素(7)が設けられ、最終ケーシング(8)内に配置されたユ
ニット部分およびまたはグループ部分(D,CAN)のすべての導体(23,2
4,25,26)がこのプラグ要素に案内されていることを特徴とする請求項1
〜4のいずれか一つに記載の装置。 - 【請求項6】 プラグ要素(7)に案内された導体(1,22,23,24
,25)が、それぞれ1個のコンデンサ(C8,C9,C10,C11,C12
)を介して接続要素(9)に接続され、この接続要素がコンデンサ(C13)を
介して最終ケーシング(8)に容量結合されていることを特徴とする請求項1〜
5のいずれか一つに記載の装置。 - 【請求項7】 第1のケーシング(4)内に配置されたユニット部分および
またはグループ部分がヨーレートセンサであることを特徴とする請求項1〜6の
いずれか一つに記載の装置。 - 【請求項8】 第1のケーシング(4)を取り囲む第2のケーシング(5)
内に配置されたユニット部分およびまたはグループ部分が、横方向加速度センサ
(S2)と、横方向加速度センサおよびヨーレートセンサ用の信号処理段(A2
)であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載の装置。 - 【請求項9】 第1と第2のケーシング(4,5)を取り囲む第3のケーシ
ング(8)内に配置されたユニット部分およびまたはグループ部分が、ネットワ
ーク(D)、特に信号プロセッサとバスインターフェースであることを特徴とす
る請求項1〜8のいずれか一つに記載の装置。 - 【請求項10】 ケーシング(4,5,8)が振動を減衰する連結要素(1
0)を介して互いに連結されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一
つに記載の装置。 - 【請求項11】 最終ケーシング(8)が自動車の熱導出部分に金属で接触
するように連結されていることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一つに記
載の装置。
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