WO2012146457A2 - Steuergerät, steuersystem und verfahren zum verbinden eines steuergeräts für ein getriebe eines fahrzeugs mit weiteren getriebesteuerungselementen - Google Patents

Steuergerät, steuersystem und verfahren zum verbinden eines steuergeräts für ein getriebe eines fahrzeugs mit weiteren getriebesteuerungselementen Download PDF

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • H05K5/0082—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units specially adapted for transmission control units, e.g. gearbox controllers

Definitions

  • Control unit control system and method for connecting a control unit for a
  • the present invention relates to a control device for a transmission of a vehicle, to a control system for a transmission of a vehicle and to a method for connecting a control device for a transmission of a vehicle with other transmission control elements.
  • Transmission controls for vehicle transmissions include a central electronic control unit to which other control assemblies such as sensors, valves, a connector for connection to other vehicle systems and the like are to be connected.
  • DE 196 36 335 C1 discloses a contact strip which comprises a carrier with a plurality of contact elements each having at least one contact surface for contacting a contact partner.
  • the carrier has a recess into which the contact partner can be inserted from a narrow side.
  • the present invention provides an improved vehicle transmission control unit, an improved vehicle transmission control system, and an improved method of connecting a vehicle transmission control device to other transmission control elements according to the main claims.
  • Advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims and the description below.
  • the present invention is based on the finding that a control device for a transmission control of a vehicle with the aid of an edge connector can be designed so that advantageous connection possibilities between the control unit and other modules, such as sensors, valves, etc., the control are created in the transmission , As a result, further elements of the transmission control can be quickly and easily connected to the finished control unit by plugging in a socket.
  • the plugging of the socket can also be done within a gear housing.
  • a structure for mechatronic control is found in the transmission, which is inexpensive and easy to manufacture.
  • the controller can be manufactured as a tested and separately completed unit.
  • the control unit can be grown independently, for example, to the hydraulic control or to the gearbox housing in the transmission, z. B.
  • the control unit for example, as a ready-assembled and tested unit which can be mounted to the hydraulic control or to the transmission housing within the transmission, thus also offers increased flexibility in the production of the transmission.
  • the arrangement of the contacting region offers the advantage that a spatial separation of the contacting region and the component region of the printed circuit board or a spatially functional division of the printed circuit board into the two regions is provided. On the one hand, this offers improved protection of the component area by the housing because it can continuously cover the component area. On the other hand, a peripheral position of the contacting region on the printed circuit board favors a simple contacting of the electrical contacts.
  • the present invention provides a control device for a transmission of a vehicle, wherein the control device has a housing and a printed circuit board with a component region for electrical components and a contacting region with a plurality of electrical contacts for connecting further transmission control elements, characterized in that the component region of the printed circuit board is disposed within the housing and the contacting region of the printed circuit board is arranged outside of the housing, wherein the Contacting the circuit board forms a peripheral connector for a socket.
  • the vehicle may be a motor vehicle, such as a passenger car or truck, with a manual transmission.
  • the control unit can assume a central function in the transmission control.
  • the housing of the control unit in this case provides mechanical protection for the electrical components of the control unit.
  • the electrical components of the controller are arranged on the circuit board of the controller.
  • electrical components are arranged in the component region of the printed circuit board.
  • the electrical components may be switching elements, logic elements and other suitable electrical or electronic components. Electrical connections of the electrical components are electrically conductively connected to electrical lines of the printed circuit board. At least some of the electrical leads of the printed circuit board are connected to the electrical contacts disposed in the contacting region of the printed circuit board.
  • the electrical contacts can be designed as connection surfaces. Connections with the electrical contacts through the receptacle may be made as a releasable frictional or positive connection.
  • the housing of the controller is formed so as to allow access to the electrical contacts in the contacting region of the printed circuit board for connecting the female connector.
  • the edge connector may be formed by an edge portion of the circuit board comprising the plurality of electrical contacts and a portion of the circuit board carrying the plurality of electrical contacts. An edge portion may be understood to mean an elongated strip along an edge of the printed circuit board. Under the edge connector can be understood a board connector on which an edge connector can be plugged.
  • the plurality of electrical contacts may be disposed on a surface of the contacting region and may be end portions of electrical leads connected to the electrical components of the Component area are connected.
  • the electrical leads may be formed of copper or a corresponding electrically conductive material.
  • the electrical lines can be formed by means of suitable methods on, in or on the circuit board. Such an embodiment has the advantage that no additional parts are required to represent the electrical contacts, since end portions can be used anyway existing electrical lines of the circuit board.
  • the end portions of the electric wires serving as the electrical contacts may only have a larger width than main portions of the electric wires. Thus, no additional components and process steps for making the contacts required and the structure of the circuit board is simplified.
  • the plurality of electrical contacts may be arranged on opposite surfaces of the contacting region.
  • the contacting region can thus be arranged on more than one surface of the printed circuit board. Therefore, a larger number of electrical contacts may be provided on the circuit board without increasing a floor plan of the edge connector.
  • a conductive cover layer may be provided, with which the plurality of electrical contacts of the contacting region are coated.
  • the cover layer may be a plating layer of, for example, gold, a reinforcing layer of, for example, tin, another suitable protective layer, or the like.
  • the end sections of the electrical lines or printed conductors can thus be protected by gold plating or reinforced by a tin layer in the contacting region. This offers the advantages of improved contact properties as well as increased resistance to corrosion with simple processing.
  • At least one further contacting region can be provided with a further plurality of electrical contacts in at least one further edge section of the printed circuit board, wherein the further contacting region forms a further edge plug for a further plug socket.
  • the printed circuit board can be rectangular and thus have four edges, each with an edge portion.
  • one, two, three or four edge plugs, ie in each case one per edge section, can be provided.
  • two or more edge plugs can be arranged side by side on a rim portion. In this way, the total number of contacts can be increased. This results in increased flexibility and improved connection options for the transmission control elements.
  • the control device can have the plug socket which is plugged onto the edge plug, the plug socket comprising a plurality of socket contacts for electrically contacting the plurality of electrical contacts of the edge plug and at least one connection device for connecting the plug socket to at least one connecting line to further gear control elements.
  • the socket has the control unit side, the plurality of socket contacts and the transmission control element side, the at least one connection device.
  • the plurality of socket contacts may be a plurality of blade cutting contacts.
  • the plurality of socket contacts may be formed to be connected to the plurality of electrical contacts of the controller. Electrical and mechanical contact can be made between the plurality of socket contacts of the receptacle and the plurality of electrical contacts of the contacting area.
  • connection lines can each be connected directly to further transmission control elements or one or more connector strips or the like can be interposed therebetween.
  • a well-known edge connector can be used as a socket.
  • the plug socket can be designed to enclose the contacting region of the control device. This offers the advantage that the majority of electrical contacts can be protected from foreign particles.
  • the socket can advantageously serve as chip protection.
  • the plug socket can completely accommodate the contacting area, so that one end face of the socket contacts an outer wall of the housing of the control unit.
  • a potting compound may be provided which is applied in the contacting region between the socket and the housing.
  • the potting compound can be applied to the edge connector after plugging the socket.
  • the potting compound may be molding compound or molding compound, as is known in the field of semiconductor technology. In this case, the potting compound can be applied in such a way that the majority of the electrical contacts are protected from foreign particles by the potting compound in combination with a plug socket which can be connected to the contact area.
  • the potting compound can act as an integrated chip protection, so that no separate component must be provided for this purpose.
  • the present invention also provides a control system for a transmission of a vehicle, the control system comprising:
  • Transmission control elements which are connected by means of at least one connecting line to the control unit.
  • an inventive control device and a connection system can be advantageously used or used.
  • the further transmission control elements may be sensors and valves, which are usually used in a transmission control.
  • Another transmission control element may be a plug assembly that allows connection of a transmission control unit to other vehicle systems.
  • a mechanical connection between the control unit and the further transmission control elements or connecting cables to the further transmission control elements can be produced.
  • the present invention further provides a method for connecting a control device for a transmission of a vehicle with other transmission control elements, the method comprising the following steps:
  • the socket comprises a plurality of socket contacts for electrically contacting the plurality of electrical contacts of the edge connector and at least one connection means for connecting the socket to at least one connecting line to further transmission control elements;
  • an inventive control device and a connection system according to the invention can be advantageously used or used.
  • the control device can have a plurality of electrical contacts in the contacting region, which are combined in an edge connector in an edge section of the printed circuit board.
  • the socket may in this case have a plurality of socket contacts for connecting the socket to the edge connector of the control unit and at least one connection device for connecting the socket to at least one connecting line to the other transmission control elements.
  • the step of connecting the further transmission control elements to the socket can be carried out by means of suitable methods, for example by means of insertion, soldering, welding, crimping, press-fitting and / or the like.
  • the step of attaching the socket to the edge connector of the controller can be done by mating the socket and the edge connector.
  • the steps of connecting or Aufsteckens can thus create non-positive and / or cohesive connections that can be solvable or not solvable.
  • the steps of connecting or plugging can be carried out in any order and / or repeatedly. Repeated execution can, for example, be be necessary if the control unit has more than one edge connector, in which case a corresponding number of sockets can be provided.
  • the female connector and the edge connector and thus the female connector and the controller are attached to each other.
  • This can be done by means of suitable methods, such as by means of screws, gluing, clamping and / or the like.
  • the fastening can be effected by means of a screw, wherein the socket can have a passage opening for the screw and the edge connector of the control device can have a threaded bore for the screw.
  • the fastening can be done after the socket has been connected to the control unit.
  • the attachment of the socket to the edge connector or the connection system to the control unit offers the advantage of greater robustness against vibration. Thus, a slipping of the socket with respect to the edge connector and also a possibly associated contact deterioration can be prevented.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a control device and a part of a connection system, according to an embodiment of the present invention
  • Fig. 2 is a schematic cross-sectional view of a controller and a part of a connection system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a flowchart of a method according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 4 is a schematic representation of an edge connector and a connection system, according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a control device and a part of a connection system, according to an embodiment of the present invention.
  • a control device 100 which has a printed circuit board 1 10 and a housing 120.
  • the printed circuit board 110 has a contacting region 12 and a component region 16.
  • a plurality of electrical contacts are arranged parallel to each other, of which, by way of example, a single electrical contact 1 14 is shown as part of an edge connector 1 15.
  • the component region 1 16 is enclosed by the housing 120.
  • components 1 18 are arranged, of which by way of example a single component 1 18 is shown that via an electrical line 1 17 is connected to the electrical contact 1 14.
  • connection system 150 which has a socket 160 with parallel juxtaposed socket contacts 165 and a connecting line 170 to further transmission control elements.
  • socket contacts 165 are shown, which is associated with the one shown contact 1 14.
  • the circuit board 1 10 of the controller 100 is partially received in the housing 120.
  • solid lines in the circuit board 110 as well as the elements formed thereon represent those portions which are not accommodated in the housing 120.
  • the circuit board 110 may be a circuit board or the like made of a suitable material.
  • the contacting region 1 12 of the printed circuit board 1 10 is not accommodated in the housing 120.
  • the contacting region 1 12 of the printed circuit board 1 10 is disposed outside of the housing 120.
  • the contacting region 1 12 of the printed circuit board 1 10 has a plurality of electrical contacts 1 14. In the contacting region 1 12 of the printed circuit board 1 10, the electrical contacts to the edge connector 1 15 are summarized.
  • the component area 1 16 of the printed circuit board 1 10 is accommodated in the housing 120.
  • the device area 1 16 of the circuit board 1 10 is within the Housing 120 arranged. Although only one component 1 18 is shown in FIG. 1, the component region 16 may have a plurality of electrical components 118, switching elements, logic elements or the like.
  • the electrical line 1 17, which connects the electrical contact 1 14 with the component 1 18, extends partially outside the housing 120 and partially within the housing 120.
  • the electrical line 1 17 extends in the contacting region 1 12 outside of the housing 120th
  • the electrical line 1 17 extends in the device region 1 16 within the housing 120.
  • the electrical line 1 17 may be, for example, an electrically conductive connection in the form of a conductor of copper, for example.
  • the housing 120 forms together with the printed circuit board 1 10 a closed interior, in which the components 1 18 of the control unit 100 are arranged.
  • the interior may be sealed fluid-tight against an environment of the control device 100.
  • the socket 160 of the connection system 150 is shown in Fig. 1 in a state in which the socket 160 is not extended to the edge connector 1 15 and the contacting portion 1 12 of the controller 100. In Fig. 1 thus the connection system 150 and the control unit 100 are shown spatially separated.
  • the socket 160 has socket contacts 165, which may be, for example, knife-edge contacts or spring contacts.
  • the socket 160 may be formed in this case to be unplugged on the edge connector 1 15 and the contacting portion 1 12 of the control unit 100.
  • the socket 160 has a recess adapted to a shape of the contacting region 12 into which the edge connector 15 can be inserted.
  • the socket 160 has a slot-shaped recess.
  • the socket contacts 165 are arranged on at least one inner wall of the recess. In a plugged state, the socket contacts 165 of the contacts 1 14 of the edge connector 1 15 are arranged opposite one another. In this case, mutually associated socket contacts 165 and contacts 1 14 of the edge connector 1 15.
  • the socket 160 is thus designed to be in an inserted state of the socket 160 on the edge connector 1 15 an electrical contact between associated socket contacts 165 and electrical contacts 1 14 of Edge connector 1 15 to allow.
  • the socket 160 may form a mechanical connection to the edge connector 15.
  • connection line 170 is connected at the socket 160.
  • the connection line 170 may be provided to provide an electrically conductive connection between the receptacle 160 and other transmission control elements.
  • the connection line 170 may be in the form of a wire harness with individual strands. The individual strands can be guided by a common cable sheath.
  • connection line 170 is connected to the left side of the female connector 160.
  • the socket contacts 165 are located in the portion of the socket 160 shown on the right in FIG. 1.
  • the connection system 150 is shown in the left-hand image area and the control unit 100 is shown in the right-hand image area, with a gap extending between them.
  • FIG. 2 shows a schematic cross-sectional representation of a control device and a part of a connection system, according to an embodiment of the present invention. Shown are a control unit 100, a printed circuit board 1 10, an edge connector 1 15, components 1 18, a housing 120, a connection system 150, a socket 160, socket contacts 165, a connecting line 170, sealing elements 230, sauleitmaschine 240 and a transmission part 280th
  • the controller 100 and the interconnect system 150 may be the controller and interconnect system of FIG. 1. Therefore, a repeated description of identical elements, features, and positional relationships is omitted where appropriate.
  • FIG. 2 shows the control unit 100 and the connection system 150 in cross-section in a plugged-in state of the socket 160 on the edge connector 15.
  • the control unit 100 has the printed circuit board 1 10, the edge connector 15, the components 1 18, the housing 120, the sealing elements 230 and the heat-conducting elements 240.
  • the edge connector 15 extends outside the housing.
  • SES 120 at the left in Fig. 2 marked end of the printed circuit board 1 10.
  • Fig. 2 five components 1 18 are shown, wherein for reasons of space, only three of which are provided with reference numerals.
  • Two components 1 18 are arranged on an opposite and shown in Fig. 2 below surface of the printed circuit board 1 10.
  • two components 1 18 are arranged on both main surfaces of the printed circuit board 1 10 in FIG. 2.
  • the housing 120 has two parts according to the embodiment of the present invention shown in FIG.
  • the housing 120 is thus made in two parts and comprises an upper part and a lower part.
  • the upper part of the housing 120 forms an upper cavity, in which the three components 1 18 of the upper surface of the printed circuit board 1 10 are included.
  • the lower part of the housing 120 forms a lower cavity, in which the two components 1 18 of the lower surface of the circuit board 1 10 are included.
  • the parts of the housing In touch areas where the parts of the housing 120 contact the circuit board 110, the parts of the housing have respective recesses in which the sealing elements 230 are arranged.
  • Fig. 2 four sealing elements 230 are shown in cross section.
  • the sealing elements 230 have a round or roundish cross-section. Between the circuit board 1 10 and the upper part of the housing 120, two of the sealing elements 230 are arranged. Between the circuit board 1 10 and the lower part of the housing 120, two of the sealing elements 230 are also arranged.
  • the two sealing elements 230 shown in cross-section above may be part of a single seal, for example a circumferential sealing lip.
  • the two seal members 230 shown in cross-section below may be part of a single seal.
  • two heat conducting elements 240 are shown.
  • the heat-conducting elements 240 may comprise a suitable thermal compound.
  • the bosseitium 240 are at the lower part of the housing 120 in the region of the lower cavity and the two components 1 18 of the lower surface surface of the printed circuit board 1 10.
  • the heat-conducting elements 240 extend between the two lower components 1 18 and the lower part of the housing 120.
  • the heat-conducting elements 240 serve to dissipate heat from the printed circuit board 1 10 or the components 1 18.
  • the controller 100 is attached to the transmission part 280.
  • the transmission part 280 may be a circuit board or a housing of the transmission.
  • the controller 100 is mounted in a portion of a surface of the gear member 280. More specifically, the lower part of the housing 120 is attached to the transmission part 280.
  • the transmission part 280 may be a hydraulic circuit board or a transmission housing, as is known to a person skilled in the art.
  • the connection system 150 or the receptacle 160 may be attached to the transmission member 280.
  • connection system 150 the female connector 160 with the female contacts 165 and the connecting line 170 are shown.
  • the socket 160 has a U-shaped cross-section.
  • the socket 160 is shown plugged onto the edge connector 1 15 of the circuit board 1 10 of the controller 100.
  • the socket 160 encloses the edge connector 1 15 on at least three sides, wherein the socket 160 extends over both main surfaces of the edge connector and a side surface of the edge connector 15 shown on the left in Fig. 1.
  • FIG. 1 the embodiment of the present invention shown in FIG.
  • the socket 160 may be fastened to the control unit 100, in particular to the housing 120, by means of suitable fastening means.
  • the individual modules or further transmission control elements can only be connected to the control unit 100 via the connection system 150 in the last assembly step, for example by means of the connection system 150. B. in final assembly. It is thus a simple assembly and contacting the other transmission Control elements on the control unit 100 by plugging allows. Tolerance problems are also avoided, since a compensation by flexible lines is possible. Low-cost individual modules can be defined, which are then connected to the overall unit of a control system. It is a cost-effective production of individual modules possible, the control unit 100, the connection system 150 and the other transmission control elements can be made separately.
  • the method 300 includes a step of providing 310 of a controller.
  • the control unit may be the control unit from FIG. 1 and / or FIG. 2.
  • the method 300 further includes a step of providing 320 a connection system.
  • the connection system may be the connection system of FIG. 1 and / or FIG. 2.
  • the method 300 also includes a step of connecting 330 the other transmission control elements to the connection system.
  • the method 300 also includes a step of connecting 340 the connection system to the controller.
  • the transmission control elements can first be connected to the connection system before they are connected via the connection system to the control unit.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of an edge of a printed circuit board 110 of a control device 100 and a connection system 150, according to an embodiment of the present invention.
  • the control unit 100 or the connection system 150 may be the control unit or the connection system from FIG. 1 and / or FIG. 2.
  • 2 shows the control unit 100 in a schematic plan view and the connection system 150 of a schematic perspective view in a non-plugged state of the socket 160 on the edge connector 1 15th
  • the edge connector 1 15 exemplary ten electrical contacts 1 14, which are connected to ten electrical lines 1 17 of the circuit board 1 10.
  • the socket 160 of the connection system 150 has ten connection lines 170, one per contact 1 14 of the edge connector 1 15.
  • the electrical contacts 1 14 are arranged along an edge of the printed circuit board 1 10 in a row next to each other.
  • the electrical contacts 1 14 are formed as plane, rectangular and elongated conductor track surfaces.
  • the electrical contacts 1 14 are aligned parallel to each other and spaced from each other, and electrically isolated from each other.
  • Each of the contacts 1 14 is connected via a conductor to a through-connection 419 of the printed circuit board 1 10.
  • Each of the plated-through holes 419 is in turn connected to one of the electrical leads 17 of the printed circuit board 110.
  • An electrical line 1 17 may be disposed on the surface of the circuit board 1 10, on which the associated contact 1 14 is disposed on the opposite surface of the circuit board 1 10 or inside the circuit board 1 10.
  • the socket 160 has a slot which is formed to allow the plug socket 160 to be plugged onto the edge plug 15.
  • a contact between the electrical contacts 1 14 and the female contacts is made.
  • Each socket contact is connected to a connection line 170 of the connection system 150.
  • the connection lines 170 may be designed as a ribbon cable.
  • an edge connector in the transmission will be described with reference to Figs.
  • the concept is based on the embodiment of the contacting region 1 12 of the printed circuit board 1 10 of the electrical control device 100 as Randsteckerl 15, to which an edge connector in the form of a socket 160 can be plugged directly.
  • Contact blade cutting contacts of socket 160 In this case, contacts 1 14, for example, Cu traces on the circuit board 1 10.
  • the contacts 1 14 may be protected by a gold plating or reinforced by a tin layer in the contact area.
  • Single cores of the connecting line 170 or the cable harness are connected in the socket 160, for example by crimping.
  • protection against chips and metal particles can be achieved by partial encapsulation with potting compound.
  • a method step may be to insert the edge connector 160 onto the printed circuit board 110 of the electronic control unit 100.
  • edge plugs 15 can be provided on one, two, three or all four sides of the control unit 100.
  • a method step may be to fix the socket 160 to the edge connector 1 15 or the control unit 100, z. B. by means of screws, gluing, clamps.
  • Another method step may be to mount and fix the control system or the mechatronics on or in the hydraulic control or switching plate or on the gear housing 280.
  • cables or connecting lines 170 can be laid, fixed or secured and the further transmission control units, such as connectors, sensors and valves, can be positioned and fastened.
  • the electronics or controller 100 may be provided as a terminated and tested package.
  • System modules can be optimally assembled, eg. As valve assembly, connector assembly or sensor assembly, and electrically connected at the appropriate time in the manufacturing process and possibly mechanically. This results in a saving of a separate, to be attached to the circuit board 1 10 mating connector for connection with the other transmission control elements.
  • no additional mechanical parts such as caps are necessary when the edge connector 1 15 has structurally integrated the chip protection in the form of the potting compound or the socket 160 covers the pin 1 15 in the additional function as chip protection.
  • An attachment for example, by screwing the socket 160, for example, on the front side of the control unit 100, for example on the lower part or upper part of the housing 120th or the circuit board, provides a robust connection between the controller 100 and the interconnect system 150.
  • simple processes such as mating may be used, allowing for low cost manufacturing.

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Abstract

Es wird ein Steuergerät (100) für ein Getriebe eines Fahrzeugs vorgeschlagen. Das Steuergerät weist ein Gehäuse (120) und eine Leiterplatte (110) mit einem Bauelementebereich (116) für elektrische Bauelemente (118) sowie einem Kontaktierungsbereich (112) mit einer Mehrzahl von elektrischen Kontakten (114) zum Anschließen von weiteren Getriebesteuerungselementen auf. Das Steuergerät (100) ist dadurch gekennzeichnet, dass der Bauelementebereich (116) der Leiterplatte (110) innerhalb des Gehäuses (120) angeordnet ist und der Kontaktierungsbereich (112) der Leiterplatte (110) außerhalb des Gehäuses (120) angeordnet ist. Dabei bildet der Kontaktierungsbereich (112) der Leiterplatte (110) einen Randstecker (115) für eine Steckerbuchse (160) aus.

Description

Steuergerät, Steuersystem und Verfahren zum Verbinden eines Steuergeräts für ein
Getriebe eines Fahrzeugs mit weiteren Getriebesteuerungselementen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuergerät für ein Getriebe eines Fahrzeugs, auf ein Steuersystem für ein Getriebe eines Fahrzeugs und auf ein Verfahren zum Verbinden eines Steuergeräts für ein Getriebe eines Fahrzeugs mit weiteren Getriebesteuerungselementen.
Getriebesteuerungen für Fahrzeuggetriebe umfassen eine zentrale elektronische Steuereinheit, mit der weitere Steuerungsbaugruppen, wie beispielsweise Sensoren, Ventile, ein Stecker für einen Anschluss an andere Fahrzeugsysteme und dergleichen, zu verbinden sind.
Die DE 196 36 335 C1 offenbart eine Kontaktleiste, die einen Träger mit mehreren Kontaktelementen mit jeweils mindestens einer Kontaktfläche zur Kontaktie- rung eines Kontaktpartners umfasst. Der Träger weist eine Ausnehmung auf, in die der Kontaktpartner von einer Schmalseite einschiebbar ist.
Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung ein verbessertes Steuergerät für ein Getriebe eines Fahrzeugs, ein verbessertes Steuersystem für ein Getriebe eines Fahrzeugs und ein verbessertes Verfahren zum Verbinden eines Steuergeräts für ein Getriebe eines Fahrzeugs mit weiteren Getriebesteuerungselementen gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Steuergerät für eine Getriebesteuerung eines Fahrzeugs mit Hilfe eines Randsteckers so ausgelegt werden kann, dass vorteilhafte Verbindungsmöglichkeiten zwischen dem Steuergerät und weiteren Baugruppen, wie beispielsweise Sensoren, Ventilen, etc., der Steuerung im Getriebe geschaffen werden. Dadurch können an dem fertiggestellten Steuergerät weitere Elemente der Getriebesteuerung durch Aufstecken einer Steckerbuchse schnell und einfach angeschlossen werden. Das Aufstecken der Steckerbuchse kann auch innerhalb eines Getriebegehäuses erfolgen. Vorteilhafterweise ist gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Aufbau für eine mechatronische Steuerung im Getriebe gefunden, der kostengünstig und einfach herzustellen ist. Das Steuergerät kann als eine getestete und separat fertiggestellte Einheit hergestellt werden. Das Steuergerät kann beispielsweise an die hydraulische Steuerung oder an das Getriebegehäuse im Getriebe eigenständig angebaut werden, z. B. in einer separaten Produktionslinie. Das Steuergerät als eine beispielsweise fertig montierte und getestete Einheit, die an die hydraulische Steuerung bzw. an das Getriebegehäuse innerhalb des Getriebes montiert werden kann, bietet somit auch eine erhöhte Flexibilität bei der Herstellung des Getriebes. Die Anordnung des Kontaktierungsbereichs bietet den Vorteil, dass eine räumliche Trennung von Kontaktierungsbereich und Bauelementebereich der Leiterplatte beziehungsweise eine räumlich funktionale Aufteilung der Leiterplatte in die beiden Bereiche vorgesehen ist. Dies bietet einerseits einen verbesserten Schutz des Bauelementebereichs durch das Gehäuse, weil dasselbe den Bauelementebereich durchgehend abdecken kann. Andererseits begünstigt eine Randlage des Kontaktierungsbereichs an der Leiterplatte eine einfache Ankontaktierung der elektrischen Kontakte. Dadurch, dass die elektrischen Kontakte des Steuergeräts als Randstecker ausgeführt sind, lässt sich ein an der Leiterplatte anzubringender, separat gefertigter Gegenstecker für die weiteren Getriebesteuerungselemente einsparen. Dies spart auch wiederum Prozessschritte ein. Vorteilhaft ist auch, dass mittels einer Steckerbuchse gebündelte elektrische Leitungen von mehreren Getriebesteuerungselementen auf einfache Weise mit dem Steuergerät verbindbar sind. So ist an dem Steuergerät lediglich ein Anschlussvorgang erforderlich, wobei die Steckerbuchse mit dem Randstecker des Steuergeräts verbunden wird. Dies bietet den Vorteil einer Vereinfachung bei einer Anordnung einer Getriebesteuerung.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Steuergerät für ein Getriebe eines Fahrzeugs, wobei das Steuergerät ein Gehäuse und eine Leiterplatte mit einem Bauelementebereich für elektrische Bauelemente sowie einem Kontaktierungsbereich mit einer Mehrzahl von elektrischen Kontakten zum Anschließen von weiteren Getriebesteuerungselementen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauelementebereich der Leiterplatte innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und der Kontaktierungsbereich der Leiterplatte außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, wobei der Kontaktierungsbereich der Leiterplatte einen Randstecker für eine Steckerbuchse ausbildet.
Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug, wie beispielsweise einen Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, mit einem Schaltgetriebe handeln. Das Steuergerät kann hierbei eine zentrale Funktion bei der Getriebesteuerung übernehmen. Das Gehäuse des Steuergerätes bietet hierbei einen mechanischen Schutz für die elektrischen Komponenten des Steuergeräts. Die elektrischen Komponenten des Steuergeräts sind auf der Leiterplatte des Steuergeräts angeordnet. Dazu sind elektrische Bauelemente in dem Bauelementebereich der Leiterplatte angeordnet. Bei den elektrischen Bauelementen kann es sich um Schaltelemente, Logikelemente und weitere geeignete elektrische bzw. elektronische Bauteile handeln. Elektrische Anschlüsse der elektrischen Bauelemente sind mit elektrischen Leitungen der Leiterplatte elektrisch leitfähig verbunden. Zumindest einige der elektrischen Leitungen der Leiterplatte sind mit den elektrischen Kontakten verbunden, die in dem Kontaktierungsbereich der Leiterplatte angeordnet sind. Auf diese Weise können die innerhalb des Gehäuses angeordneten Bauelemente über die außerhalb des Gehäuses angeordneten Kontakte kontaktiert werden. Die elektrischen Kontakte können als Anschlussflächen ausgeführt sein. Verbindungen mit den elektrischen Kontakten durch die Steckerbuchse können als eine wiederlösbare kraftschlüssige oder formschlüssige Verbindung ausgeführt werden. Das Gehäuse des Steuergeräts ist so ausgeformt, dass es einen Zugriff auf die elektrischen Kontakte in dem Kontaktierungsbereich der Leiterplatte zum Anschließen der Steckerbuchse ermöglicht. Der Randstecker kann durch einen Randabschnitt der Leiterplatte gebildet werden, der die Mehrzahl von elektrischen Kontakten sowie einen die Mehrzahl von elektrischen Kontakten tragenden Abschnitt der Leiterplatte umfasst. Unter einem Randabschnitt kann ein länglicher Streifen entlang einer Kante der Leiterplatte verstanden werden. Unter dem Randstecker kann ein Platinenstecker verstanden werden, auf den ein Edge-Connector aufgesteckt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Mehrzahl von elektrischen Kontakten auf einer Oberfläche des Kontaktierungsbereichs angeordnet sein und Endabschnitte von elektrischen Leitungen darstellen, die mit den elektrischen Bauelementen des Bauelementebereichs verbunden sind. Die elektrischen Leitungen können aus Kupfer oder einem entsprechenden elektrisch leitenden Material gebildet sein. Die elektrischen Leitungen können mittels geeigneter Verfahren an, in oder auf der Leiterplatte gebildet sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass keine zusätzlichen Teile erforderlich sind, um die elektrischen Kontakte darzustellen, da Endabschnitte ohnehin vorhandene elektrische Leitungen der Leiterplatte verwendet werden können. Die Endabschnitte der elektrischen Leitungen, die als die elektrischen Kontakte dienen, können lediglich eine größere Breite als Hauptabschnitte der elektrischen Leitungen aufweisen. Somit sind keine zusätzlichen Bauteile sowie Prozessschritte zur Herstellung der Kontakte erforderlich und der Aufbau der Leiterplatte wird vereinfacht.
Dabei kann die Mehrzahl von elektrischen Kontakten auf gegenüberliegenden Oberflächen des Kontaktierungsbereichs angeordnet sein. Der Kontaktierungsbe- reich kann somit an mehr als einer Oberfläche der Leiterplatte angeordnet sein. Daher kann eine größere Anzahl von elektrischen Kontakten an der Leiterplatte vorgesehen sein, ohne einen Grundriss des Randsteckers zu vergrößern.
Auch kann eine leitfähige Deckschicht vorgesehen sein, mit der die Mehrzahl von elektrischen Kontakten des Kontaktierungsbereichs beschichtet sind. Bei der Deckschicht kann es sich um eine Plattierungsschicht beispielsweise aus Gold, eine Verstärkungsschicht beispielsweise aus Zinn, eine andere geeignete Schutzschicht oder dergleichen handeln. Die Endabschnitte der elektrischen Leitungen bzw. Leiterbahnen können somit durch eine Gold-Plattierung geschützt oder durch eine Zinnschicht im Kontaktierungsbereich verstärkt sein. Dies bietet die Vorteile verbesserter Kontakteigenschaften sowie erhöhter Beständigkeit auch gegenüber Korrosion bei einfacher Verarbeitung.
Ferner kann zumindest ein weiterer Kontaktierungsbereich mit einer weiteren Mehrzahl von elektrischen Kontakten in zumindest einem weiteren Randabschnitt der Leiterplatte vorgesehen sein, wobei der weitere Kontaktierungsbereich einen weiteren Randstecker für eine weitere Steckerbuchse ausbildet. Die Leiterplatte kann rechteckig sein und somit vier Kanten mit jeweils einem Randabschnitt aufweisen. Somit können ein, zwei, drei oder vier Randstecker, also jeweils einer pro Randabschnitt, vorgesehen sein. Auch können zwei oder mehr Randstecker nebeneinander an einem Randabschnitt angeordnet sein. Auf diese Weise kann die Gesamtanzahl der Kontakte erhöht werden. Dadurch ergibt sich eine gesteigerte Flexibilität sowie verbesserter Anschlussmöglichkeiten für die Getriebesteuerungselemente.
Ebenfalls kann das Steuergerät die Steckerbuchse aufweisen, die auf den Randstecker aufgesteckt ist, wobei die Steckerbuchse eine Mehrzahl von Buchsenkontakten zur elektrischen Kontaktierung der Mehrzahl von elektrischen Kontakten des Randsteckers und zumindest eine Anschlusseinrichtung zum Anschließen der Steckerbuchse an zumindest eine Verbindungsleitung zu weiteren Getriebesteuerungselementen umfasst. Die Steckerbuchse weist steuergeräteseitig die Mehrzahl von Buchsenkontakten und getriebesteuerungselementeseitig die zumindest eine Anschlusseinrichtung auf. Bei der Mehrzahl von Buchsenkontakten kann es sich um eine Mehrzahl von Messer-Schneidkontakten handeln. Dabei kann die Mehrzahl von Buchsenkontakten ausgebildet sein, um mit der Mehrzahl von elektrischen Kontakten des Steuergeräts verbunden zu werden. Es kann ein elektrischer und mechanischer Kontakt zwischen der Mehrzahl von Buchsenkontakten der Steckerbuchse und der Mehrzahl von elektrischen Kontakten des Kontaktierungsbereichs hergestellt werden. Anders ausgedrückt kann ein elektrischer und mechanischer Kontakt zwischen der der Steckerbuchse und einem Randstecker des Steuergeräts hergestellt werden. Die zumindest eine Anschlusseinrichtung der Steckerbuchse kann mit zumindest einem Teil der weiteren Getriebesteuerungselemente oder Verbindungsleitungen zu den weiteren Getriebesteuerungselementen elektrisch und mechanisch verbunden werden. Die Verbindungsleitungen können hierbei jeweils direkt mit weiteren Getriebesteuerungselementen verbunden sein oder es können eine oder mehrere Steckerleisten oder dergleichen dazwischengeschaltet sein. Als Steckerbuchse kann ein bekannter Edge-Connector eingesetzt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Steckerbuchse ausgebildet sein, um den Kontaktierungsbereich des Steuergeräts zu umschließen. Dies bietet den Vorteil, dass die Mehrzahl von elektrischen Kontakten vor Fremdpartikeln geschützt werden kann. Somit kann die Steckerbuchse vorteilhaft als Spanschutz dienen. Die Stecker- buchse kann den Kontaktierungsbereich vollständig aufnehmen, so dass eine Stirnseite der Steckerbuchse eine Außenwand des Gehäuses des Steuergeräts berührt.
Auch kann eine Vergussmasse vorgesehen sein, die in dem Kontaktierungsbereich zwischen der Steckerbuchse und dem Gehäuse aufgebracht ist. Die Vergussmasse kann nach dem Aufstecken der Steckerbuchse auf den Randstecker aufgebracht werden. Bei der Vergussmasse kann es sich um Moldmasse bzw. Mold- Compound handeln, wie sie auf dem Gebiet der Halbleitertechnologie bekannt ist. Die Vergussmasse kann hierbei so aufgebracht sein, dass die Mehrzahl der elektrischen Kontakte durch die Vergussmasse in Kombination mit einer Steckerbuchse, die mit dem Kontaktierungsbereich verbindbar ist, vor Fremdpartikeln geschützt ist. Somit kann die Vergussmasse als ein integrierter Spanschutz wirken, sodass zu diesem Zweck kein separates Bauteil vorgesehen werden muss.
Die vorliegende Erfindung schafft auch ein Steuersystem für ein Getriebe eines Fahrzeugs, wobei das Steuersystem folgende Merkmale aufweist:
ein Steuergerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Getriebesteuerungselemente, die mittels der zumindest einen Verbindungsleitung mit dem Steuergerät verbunden sind.
In Verbindung mit dem Steuersystem können ein erfindungsgemäßes Steuergerät und ein erfindungsgemäßes Verbindungssystem vorteilhaft verwendet bzw. eingesetzt werden. Die weiteren Getriebesteuerungselemente können hierbei Sensoren und Ventile sein, die üblicherweise bei einer Getriebesteuerung eingesetzt werden. Ein weiteres Getriebesteuerungselement kann eine Steckerbaugruppe sein, die eine Verbindung einer Getriebesteuerungseinheit mit weiteren Fahrzeugsystemen ermöglicht. Bei dem Anschließen der weiteren Getriebesteuerungselemente kann neben einer elektrisch leitfähigen Verbindung auch eine mechanische Verbindung zwischen dem Steuergerät und den weiteren Getriebesteuerungselementen oder Verbindungskabeln zu den weiteren Getriebesteuerungselementen hergestellt werden. Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Verbinden eines Steuergeräts für ein Getriebe eines Fahrzeugs mit weiteren Getriebesteuerungselementen, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Bereitstellen eines Steuergeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Bereitstellen einer Steckerbuchse zum Aufstecken auf den Randstecker des Steuergeräts, wobei die Steckerbuchse eine Mehrzahl von Buchsenkontakten zur elektrischen Kontaktierung der Mehrzahl von elektrischen Kontakten des Randsteckers und zumindest eine Anschlusseinrichtung zum Anschließen der Steckerbuchse an zumindest eine Verbindungsleitung zu weiteren Getriebesteuerungselementen umfasst;
Anschließen der weiteren Getriebesteuerungselemente an die Steckerbuchse; und
Aufstecken der Steckerbuchse auf den Randstecker des Steuergeräts.
In Verbindung mit dem obigen Verfahren können ein erfindungsgemäßes Steuergerät und ein erfindungsgemäßes Verbindungssystem vorteilhaft verwendet bzw. eingesetzt werden. Das Steuergerät kann hierbei eine Mehrzahl von elektrischen Kontakten in dem Kontaktierungsbereich aufweisen, die in einem Randstecker in einem Randabschnitt der Leiterplatte kombiniert sind. Die Steckerbuchse kann hierbei eine Mehrzahl von Buchsenkontakten zum Anschließen der Steckerbuchse an den Randstecker des Steuergeräts und zumindest eine Anschlusseinrichtung zum Anschließen der Steckerbuchse an zumindest eine Verbindungsleitung zu den weiteren Getriebesteuerungselementen aufweisen. Der Schritt des Anschließens der weiteren Getriebesteuerungselemente an die Steckerbuchse kann dabei mittels geeigneter Verfahren ausgeführt werden, beispielsweise mittels Einstecken, Löten, Schweißen, Crimpen, Einpressen und/oder dergleichen. Der Schritt des Aufsteckens der Steckerbuchse auf den Randstecker des Steuergeräts kann dabei durch Zusammenstecken der Steckerbuchse und des Randsteckers erfolgen. Die Schritte des Anschließens bzw. Aufsteckens können somit kraftschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindungen schaffen, die lösbar oder nicht lösbar sein können. Die Schritte des Anschließens bzw. Aufsteckens können hierbei in beliebiger Reihenfolge und/oder wiederholt ausgeführt werden. Eine wiederholte Ausführung kann beispielsweise er- forderlich sein, wenn das Steuergerät mehr als einen Randstecker aufweist, wobei dann eine entsprechende Anzahl von Steckerbuchsen vorgesehen sein kann.
Durch Ausführung des Verfahrens werden die Steckerbuchse und der Randstecker und somit die Steckerbuchse und das Steuergerät aneinander befestigt. Dies kann mittels geeigneter Verfahren ausgeführt werden, wie beispielsweise mittels Schrauben, Kleben, Klemmen und/oder dergleichen. Beispielsweise kann die Befestigung mittels einer Schraube erfolgen, wobei die Steckerbuchse eine Durchgangsöffnung für die Schraube aufweisen kann und der Randstecker des Steuergeräts eine Gewindebohrung für die Schraube aufweisen kann. Das Befestigen kann erfolgen, nachdem die Steckerbuchse an das Steuergerät angeschlossen wurde. Die Befestigung der Steckerbuchse an dem Randstecker bzw. des Verbindungssystems an dem Steuergerät bietet den Vorteil größerer Robustheit gegenüber Erschütterungen. Somit kann ein Verrutschen der Steckerbuchse bezüglich des Randsteckers und auch eine damit eventuell verbundene Kontaktverschlechterung verhindert werden.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Steuergeräts und eines Teils eines Verbindungssystems, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Steuergeräts und eines Teils eines Verbindungssystems, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Randsteckers und eines Verbindungssystems, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Steuergeräts und eines Teils eines Verbindungssystems, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gezeigt ist ein Steuergerät 100, das eine Leiterplatte 1 10 und ein Gehäuse 120 aufweist. Die Leiterplatte 1 10 weist einen Kontaktierungsbereich 1 12 und einen Bauelementebereich 1 16 auf. In dem Kontaktierungsbereich 1 12 sind eine Mehrzahl elektrischer Kontakte parallel nebeneinander angeordnet, von denen beispielhaft ein einzelner elektrischer Kontakt 1 14 als Teil eines Randsteckers 1 15 gezeigt ist. Der Bauelementebereich 1 16 ist von dem Gehäuse 120 umschlossen. In dem Bauelementebereich 1 16 sind Bauelemente 1 18 angeordnet, von denen beispielhaft ein einzelnes Bauelement 1 18 gezeigt ist, dass über eine elektrische Leitung 1 17 mit dem elektrischen Kontakt 1 14 verbunden ist.
Ferner ist ein Teil eines Verbindungssystems 150 gezeigt, das eine Steckerbuchse 160 mit parallel nebeneinander angeordneten Buchsenkontakten 165 und eine Verbindungsleitung 170 zu weiteren Getriebesteuerungselementen aufweist. Von den Buchsenkontakten ist lediglich ein Buchsenkontakt 165 gezeigt, der dem einen gezeigten Kontakt 1 14 zugeordnet ist.
Die Leiterplatte 1 10 des Steuergeräts 100 ist teilweise in dem Gehäuse 120 aufgenommen. In Fig. 1 stellen durchgezogene Linien bei der Leiterplatte 1 10 sowie den an derselben gebildeten Elementen jene Abschnitte dar, die nicht in dem Gehäuse 120 aufgenommen sind. Bei der Leiterplatte 1 10 kann es sich um eine Schaltungsplatine oder dergleichen aus einem geeigneten Material handeln. Der Kontaktierungsbereich 1 12 der Leiterplatte 1 10 ist nicht in dem Gehäuse 120 aufgenommen. Der Kontaktierungsbereich 1 12 der Leiterplatte 1 10 ist außerhalb des Gehäuses 120 angeordnet. Der Kontaktierungsbereich 1 12 der Leiterplatte 1 10 weist eine Mehrzahl von elektrischen Kontakten 1 14 auf. In dem Kontaktierungsbereich 1 12 der Leiterplatte 1 10 sind die elektrischen Kontakte zu dem Randstecker 1 15 zusammen- gefasst. Der Bauelementebereich 1 16 der Leiterplatte 1 10 ist in dem Gehäuse 120 aufgenommen. Der Bauelementebereich 1 16 der Leiterplatte 1 10 ist innerhalb des Gehäuses 120 angeordnet. Auch wenn in Fig. 1 lediglich ein Bauelement 1 18 dargestellt ist, so kann der Bauelementebereich 1 16 eine Mehrzahl von elektrischen Bauelementen 1 18, Schaltelementen, Logikelementen oder dergleichen aufweisen. Die elektrische Leitung 1 17, die den elektrischen Kontakt 1 14 mit dem Bauelement 1 18 verbindet, verläuft teilweise außerhalb des Gehäuses 120 und teilweise innerhalb des Gehäuses 120. Die elektrische Leitung 1 17 verläuft in dem Kontaktierungsbe- reich 1 12 außerhalb des Gehäuses 120. Die elektrische Leitung 1 17 verläuft in dem Bauelementebereich 1 16 innerhalb des Gehäuses 120. Bei der elektrischen Leitung 1 17 kann es sich beispielsweise um eine elektrisch leitfähige Verbindung in Gestalt einer Leiterbahn aus beispielsweise Kupfer handeln. Das Gehäuse 120 formt zusammen mit der Leiterplatte 1 10 einen abgeschlossenen Innenraum aus, in dem die Bauelemente 1 18 des Steuergeräts 100 angeordnet sind. Der Innenraum kann fluiddicht gegenüber einem Umfeld des Steuergeräts 100 abgedichtet sein.
Die Steckerbuchse 160 des Verbindungssystems 150 ist in Fig. 1 in einem Zustand gezeigt, in dem die Steckerbuchse 160 nicht auf den Randstecker 1 15 bzw. den Kontaktierungsbereich 1 12 des Steuergeräts 100 ausgestreckt ist. In Fig. 1 sind somit das Verbindungssystem 150 und das Steuergerät 100 räumlich voneinander getrennt dargestellt. Die Steckerbuchse 160 weist Buchsenkontakte 165 auf, bei denen es sich beispielsweise um Messerschneidkontakte oder Federkontakte handeln kann. Die Steckerbuchse 160 kann hierbei ausgebildet sein, um auf den Randstecker 1 15 bzw. den Kontaktierungsbereich 1 12 des Steuergeräts 100 ausgesteckt zu werden. Dazu weist die Steckerbuchse 160 eine an eine Form des Kontaktierungsbe- reichs 1 12 angepasste Ausnehmung auf, in die der Randstecker 1 15 eingeschoben werden kann. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Steckerbuchse 160 eine schlitzförmige Ausnehmung auf. Die Buchsenkontakte 165 sind an zumindest einer Innenwand der Ausnehmung angeordnet. In einem aufgesteckten Zustand sind die Buchsenkontakte 165 den Kontakten 1 14 des Randsteckers 1 15 gegenüberliegend angeordnet. Dabei berühren sich einander zugeordnete Buchsenkontakte 165 und Kontakte 1 14 des Randsteckers 1 15. Die Steckerbuchse 160 ist somit ausgebildet, um in einem aufgesteckten Zustand der Steckerbuchse 160 auf den Randstecker 1 15 einen elektrischen Kontakt zwischen einander zugeordneten Buchsenkontakten 165 und elektrischen Kontakten 1 14 des Randsteckers 1 15 zu ermöglichen. Zusätzlich kann die Steckerbuchse 160 eine mechanische Verbindung zu dem Randstecker 1 15 bilden.
An der Steckerbuchse 160 ist eine Verbindungsleitung 170 angeschlossen. Die Verbindungsleitung 170 kann vorgesehen sein, um eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der Steckerbuchse 160 und weiteren Getriebesteuerungselementen zu schaffen. Die Verbindungsleitung 170 kann in Gestalt eines Kabelbaums mit einzelnen Litzen vorliegen. Die einzelnen Litzen können durch eine gemeinsame Kabelhülle geführt sein.
In Fig. 1 ist die Verbindungsleitung 170 an der linken Seite der Steckerbuchse 160 angeschlossen. Die Buchsenkontakte 165 befinden sich in dem in Fig. 1 rechts dargestellten Abschnitt der Steckerbuchse 160. Das Verbindungssystem 150 ist im linken Bildbereich dargestellt und das Steuergerät 100 ist im rechten Bildbereich dargestellt, wobei sich eine Lücke zwischen denselben erstreckt.
Fig. 2 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines Steuergeräts und eines Teils eines Verbindungssystems, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gezeigt sind ein Steuergerät 100, eine Leiterplatte 1 10, ein Randstecker 1 15, Bauelemente 1 18, ein Gehäuse 120, ein Verbindungssystem 150, eine Steckerbuchse 160, Buchsenkontakte 165, eine Verbindungsleitung 170, Dichtungselemente 230, Wärmeleitelemente 240 und ein Getriebeteil 280.
Bei dem Steuergerät 100 und dem Verbindungssystem 150 kann es sich um das Steuergerät und das Verbindungssystem aus Fig. 1 handeln. Daher wird auf eine wiederholte Beschreibung identischer Elemente, Merkmale und Positionsbeziehungen verzichtet, wo es angemessen ist. Fig. 2 zeigt das Steuergerät 100 und das Verbindungssystem 150 im Querschnitt in einem aufgesteckten Zustand der Steckerbuchse 160 auf den Randstecker 1 15.
Das Steuergerät 100 weist die Leiterplatte 1 10, den Randstecker 1 15, die Bauelemente 1 18, das Gehäuse 120, die Dichtungselemente 230 und die Wärmeleitelemente 240 auf. Der Randstecker 1 15 erstreckt sich außerhalb des Gehäu- ses 120 an dem in Fig. 2 links eingezeichneten Ende der Leiterplatte 1 10. In Fig. 2 sind fünf Bauelemente 1 18 gezeigt, wobei aus Platzgründen lediglich drei davon mit Bezugszeichen versehen sind. Es sind drei Bauelemente 1 18 an einer in Fig. 2 oben dargestellten Oberfläche der Leiterplatte 1 10 angeordnet. Zwei Bauelemente 1 18 sind an einer gegenüberliegenden und in Fig. 2 unten dargestellten Oberfläche der Leiterplatte 1 10 angeordnet. Somit sind an beiden Hauptoberflächen der Leiterplatte 1 10 in Fig. 2 Bauelemente 1 18 angeordnet.
Das Gehäuse 120 weist gemäß dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zwei Teile auf. Das Gehäuse 120 ist somit zweiteilig ausgeführt und umfasst einen oberen Teil und einen unteren Teil. Der obere Teil des Gehäuses 120 bildet einen oberen Hohlraum aus, in dem die drei Bauelemente 1 18 der oberen Oberfläche der Leiterplatte 1 10 eingeschlossen sind. Der untere Teil des Gehäuses 120 bildet einen unteren Hohlraum aus, in dem die zwei Bauelemente 1 18 der unteren Oberfläche der Leiterplatte 1 10 eingeschlossen sind. In Berührungsbereichen, in denen die Teile des Gehäuses 120 die Leiterplatte 1 10 berühren, weisen die Teile des Gehäuses jeweilige Vertiefungen auf, in denen die Dichtungselemente 230 angeordnet sind.
In Fig. 2 sind im Querschnitt vier Dichtungselemente 230 gezeigt. Die Dichtungselemente 230 weisen einen runden oder rundlichen Querschnitt auf. Zwischen der Leiterplatte 1 10 und dem oberen Teil des Gehäuses 120 sind zwei der Dichtungselemente 230 angeordnet. Zwischen der Leiterplatte 1 10 und dem unteren Teil des Gehäuses 120 sind ebenfalls zwei der Dichtungselemente 230 angeordnet. Auch wenn es aus Fig. 2 nicht explizit hervorgeht, können die im Querschnitt oben dargestellten zwei Dichtungselemente 230 Teil einer einzigen Dichtung sein, beispielsweise einer umlaufenden Dichtlippe. Ebenso können die im Querschnitt unten dargestellten zwei Dichtungselemente 230 Teil einer einzigen Dichtung sein. In Fig. 2 sind zwei Wärmeleitelemente 240 dargestellt.
Die Wärmeleitelemente 240 können eine geeignete Wärmeleitpaste aufweisen. Die Wärmeleitelemente 240 sind an dem unteren Teil des Gehäuses 120 im Bereich des unteren Hohlraums und der zwei Bauelemente 1 18 der unteren Oberflä- che der Leiterplatte 1 10 angeordnet. Die Wärmeleitelemente 240 erstrecken sich zwischen den beiden unteren Bauelementen 1 18 und dem unteren Teil des Gehäuses 120. Die Wärmeleitelemente 240 dienen der Wärmeabfuhr von der Leiterplatte 1 10 bzw. den Bauelementen 1 18.
Das Steuergerät 100 ist an dem Getriebeteil 280 angebracht. Bei dem Getriebeteil 280 kann es sich um eine Schaltplatte oder ein Gehäuse des Getriebes handeln. Das Steuergerät 100 ist in einem Teilbereich einer Oberfläche des Getriebeteils 280 befestigt. Genauer gesagt ist der untere Teil des Gehäuses 120 an dem Getriebeteil 280 angebracht Bei dem Getriebeteil 280 kann es sich um eine hydraulische Schaltplatte bzw. Steuerung oder ein Getriebegehäuse handeln, wie es einem Fachmann auf dem Gebiet bekannt ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann zusätzlich das Verbindungssystem 150 oder die Steckerbuchse 160 an dem Getriebeteil 280 befestigt sein.
Von dem Verbindungssystem 150 sind die Steckerbuchse 160 mit den Buchsenkontakten 165 und die Verbindungsleitung 170 gezeigt. Die Steckerbuchse 160 weist einen U-förmigen Querschnitt auf. Die Steckerbuchse 160 ist auf den Randstecker 1 15 der Leiterplatte 1 10 des Steuergeräts 100 aufgesteckt dargestellt. An einer Innenoberfläche der Steckerbuchse 160, die dem Randstecker 1 15 zugewandt ist, sind die Buchsenkontakte 165 angeordnet. Die Steckerbuchse 160 umschließt den Randstecker 1 15 an zumindest drei Seiten, wobei die Steckerbuchse 160 sich über beide Hauptoberflächen des Randsteckers und eine in Fig. 1 links dargestellte Seitenoberfläche des Randsteckers 1 15 erstreckt. Dabei liegt gemäß dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein oberes rechtes Ende der Steckerbuchse 160 an dem oberen Teil des Gehäuses 120 an und liegt ein unteres rechtes Ende der Steckerbuchse 160 an dem unteren Teil des Gehäuses 120 an. Auch wenn es in Fig. 2 nicht explizit dargestellt ist, kann die Steckerbuchse 160 mittels geeigneter Befestigungsmittel an dem Steuergerät 100, insbesondere an dem Gehäuse 120, befestigt sein. Die Einzelbaugruppen bzw. weiteren Getriebesteuerungselemente können bei Bedarf erst im letzten Montageschritt über das Verbindungssystem 150 mit dem Steuergerät 100 verbunden werden, z. B. in der Endmontage. Es ist somit eine einfache Montage und Kontaktierung der weiteren Getriebe- Steuerungselemente an dem Steuergerät 100 durch Stecken ermöglicht. Auch werden Toleranzprobleme vermieden, da ein Ausgleich durch flexible Leitungen möglich ist. Es können kostengünstige Einzelbaugruppen definiert werden, die anschließend zu der Gesamteinheit eines Steuersystems verbunden werden. Es ist eine kostengünstige Fertigung der Einzelbaugruppen möglich, wobei das Steuergerät 100, das Verbindungssystem 150 und die weiteren Getriebesteuerungselemente getrennt voneinander hergestellt werden können.
Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Verbinden eines Steuergeräts für ein Getriebe eines Fahrzeugs mit weiteren Getriebesteuerungselementen, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 300 weist einen Schritt des Bereitstellens 310 eines Steuergeräts auf. Bei dem Steuergerät kann es sich um das Steuergerät aus Fig. 1 und/oder Fig. 2 handeln. Das Verfahren 300 weist ferner einen Schritt des Bereitstellens 320 eines Verbindungssystems auf. Bei dem Verbindungssystem kann es sich um das Verbindungssystem aus Fig. 1 und/oder Fig. 2 handeln. Das Verfahren 300 weist auch einen Schritt des Anschließens 330 der weiteren Getriebesteuerungselemente an das Verbindungssystem auf. Das Verfahren 300 weist außerdem einen Schritt des Anschließens 340 des Verbindungssystems an das Steuergerät auf. Somit können die Getriebesteuerungselemente zunächst an das Verbindungssystem angeschlossen werden, bevor sie über das Verbindungssystems an das Steuergerät angeschlossen werden.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Rands einer Leiterplatte 1 10 eines Steuergeräts 100 sowie eines Verbindungssystems 150, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Steuergerät 100 bzw. dem Verbindungssystem 150 kann es sich um das Steuergerät bzw. das Verbindungssystem aus Fig. 1 und/oder Fig. 2 handeln. Fig. 2 zeigt das Steuergerät 100 in einer schematischen Draufsicht und das Verbindungssystem 150 einer schematischen Perspektivansicht in einem nicht aufgesteckten Zustand der Steckerbuchse 160 auf den Randstecker 1 15. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist der Randstecker 1 15 beispielhaft zehn elektrische Kontakte 1 14 auf, die mit zehn elektrischen Leitungen 1 17 der Leiterplatte 1 10 verbunden sind. Entsprechend weist die Steckerbuchse 160 des Verbindungssystems 150 zehn Verbindungsleitungen 170, eine pro Kontakt 1 14 des Randsteckers 1 15 auf. Die elektrischen Kontakte 1 14 sind entlang einer Kante der Leiterplatte 1 10 in einer Reihe nebeneinander angeordnet. Die elektrischen Kontakte 1 14 sind als plane, rechteckige und längliche Leiterbahnflächen ausgebildet. Die elektrischen Kontakte 1 14 sind parallel zueinander ausgerichtet und voneinander beabstandet, sowie elektrisch voneinander isoliert angeordnet. Jeder der Kontakte 1 14 ist über eine Leiterbahn mit einer Durchkontaktierung 419 der Leiterplatte 1 10 verbunden. Jede der Durchkontaktierungen 419 ist wiederum mit einer der elektrischen Leitungen 1 17 der Leiterplatte 1 10 verbunden. Eine elektrische Leitung 1 17 kann auf der Oberfläche der Leiterplatte 1 10, auf der der zugeordnete Kontakt 1 14 angeordnet ist, auf der gegenüberliegenden Oberfläche der Leiterplatte 1 10 oder im Inneren der Leiterplatte 1 10 angeordnet sein. Somit können alle oder einzelne der elektrischen Kontakte 1 14 über die Leiterbahnen, die Durchkontaktierungen 419 und die elektrischen Leitungen 1 17 mit auf der Leiterplatte angeordneten Bauelementen verbunden werden.
Die Steckerbuchse 160 weist einen Schlitz auf, der ausgebildet ist, um ein Aufstecken der Steckerbuchse 160 auf den Randstecker 1 15 zu ermöglichen. Wenn die Steckerbuchse 160 auf den Randstecker 1 15 aufgesteckt ist, wird ein Kontakt zwischen den elektrischen Kontakten 1 14 und den Buchsenkontakten hergestellt. Jeder Buchsenkontakt ist mit einer Verbindungsleitung 170 des Verbindungssystems 150 verbunden. Die Verbindungsleitungen 170 können als ein Flachbandkabel ausgeführt sein.
Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 das Konzept eines Edge-Connectors im Getriebe beschrieben. Das Konzept basiert auf der Ausführung des Kontaktierungsbe- reichs 1 12 der Leiterplatte 1 10 des elektrischen Steuergerätes 100 als Randsteckerl 15, auf den ein Edge-Connector in Form einer Steckerbuchse 160 direkt aufgesteckt werden kann. Messerschneidkontakte der Steckerbuchse 160 kontaktieren hierbei Kontakte 1 14, beispielsweise Cu-Bahnen, auf der Leiterplatte 1 10. Die Kontakte 1 14 können durch eine Gold-Plattierung geschützt oder durch eine Zinnschicht im Kontaktbereich verstärkt sein. Einzeladern der Verbindungsleitung 170 bzw. des Kabelstrangs werden in der Steckerbuchse 160 z.B. durch Crimpen angeschlossen. Optional kann ein Schutz gegen Späne und Metallpartikel durch partiellen Verguss mit Vergussmasse erfolgen. Eine Reihenfolge der durchzuführenden Montageschritte kann variiert werden. So kann ein Verfahrensschritt darin bestehen, den Edge- Connector 160 auf die Leiterplatte 1 10 der elektronischen Steuerung 100 zu stecken. Es können hierbei Randstecker 1 15 an einer, zwei, drei oder allen vier Seiten des Steuergerätes 100 vorgesehen sein. Ein Verfahrensschritt kann darin bestehen, die Steckerbuchse 160 an dem Randstecker 1 15 bzw. dem Steuergerät 100 zu fixieren, z. B. mittels Schrauben, Kleben, Klemmen. Ein weiterer Verfahrensschritt kann darin bestehen, das Steuersystem bzw. die Mechatronik an oder in die hydraulische Steuerung bzw. Schaltplatte oder an das Getriebegehäuse 280 zu montieren und zu fixieren. Ferner können Kabel bzw. Verbindungsleitungen 170 verlegt, fixiert bzw. gesichert werden sowie die weiteren Getriebesteuerungseinheiten, wie Stecker, Sensoren und Ventile, positioniert und befestigt werden.
Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ergeben sich zahlreiche Vorteile. Die Elektronik bzw. das Steuergerät 100 kann als eine abgeschlossene und getestete Baugruppe bereitgestellt werden. Systembaugruppen können optimal zusammengestellt werden, z. B. Ventilbaugruppe, Steckerbaugruppe oder Sensorbaugruppe, und zum passenden Zeitpunkt im Fertigungsprozess elektrisch und ggf. mechanisch verbunden werden. Es ergibt sich eine Einsparung eines separaten, an der Leiterplatte 1 10 anzubringenden Gegensteckers für eine Verbindung mit den weiteren Getriebesteuerungselementen. Es sind auch keine weiteren Bauteile, wie z. B. Pressfitpins, erforderlich und somit keine weiteren Prozesse wie z.B. Löten auf der Leiterplatte 1 10 notwendig. Vorteilhafterweise sind keine Mechanikzusatzteile wie Abdeckkappen nötig, wenn der Randstecker 1 15 konstruktiv den Spanschutz in Gestalt der Vergussmasse integriert hat oder die Steckerbuchse 160 den Anstecker 1 15 in der Zusatzfunktion als Spanschutz abdeckt. Eine Befestigung z.B. mittels Verschrauben der Steckerbuchse 160, beispielsweise stirnseitig an dem Steuergerät 100, beispielsweise an dem Unterteil oder Oberteil des Gehäuse 120 oder der Schaltplatte, liefert eine robuste Verbindung zwischen dem Steuergerät 100 und dem Verbindungssystem 150. Es können somit einfache Prozesse, wie z.B. Stecken zum Einsatz kommen, was eine kostengünstige Fertigung ermöglicht.
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
Bezuqszeichen Steuergerät
Leiterplatte
Kontaktierungsbereich
elektrische Kontakte
Randstecker
Bauelementebereich
elektrische Leitung
Bauelement
Gehäuse
Verbindungssystem
Steckerbuchse
Buchsenkontakte
Verbindungsleitung Dichtungselement
Wärmeleitelement
Getriebeteil Verfahren
erster Schritt des Bereitstellens zweiter Schritt des Bereitstellens erster Schritt des Anschließens zweiter Schritt des Anschließens Durchkontaktierung

Claims

Patentansprüche
1 . Steuergerät (100) für ein Getriebe eines Fahrzeugs, wobei das Steuergerät ein Gehäuse (120) und eine Leiterplatte (1 10) mit einem Bauelementebereich (1 16) für elektrische Bauelemente (1 18) sowie einem Kontaktierungsbereich (1 12) mit einer Mehrzahl von elektrischen Kontakten (1 14) zum Anschließen von weiteren Getriebesteuerungselementen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauelementebereich (1 16) der Leiterplatte (1 10) innerhalb des Gehäuses (120) angeordnet ist und der Kontaktierungsbereich (1 12) der Leiterplatte (1 10) außerhalb des Gehäuses (120) angeordnet ist, wobei der Kontaktierungsbereich (1 12) der Leiterplatte (1 10) einen Randstecker (1 15) für eine Steckerbuchse (160) ausbildet.
2. Steuergerät (100) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von elektrischen Kontakten (1 14) auf einer Oberfläche des Kontaktierungs- bereichs (1 12) angeordnet ist und Endabschnitte von elektrischen Leitungen (1 17) darstellen, die mit den elektrischen Bauelementen (1 18) des Bauelementebereichs (1 16) verbunden sind.
3. Steuergerät (100) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet dass die Mehrzahl von elektrischen Kontakten (1 14) auf gegenüberliegenden Oberflächen des Kontaktierungsbereichs (1 12) angeordnet sind.
4. Steuergerät (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine leitfähige Deckschicht, mit der die Mehrzahl von elektrischen Kontakten (1 14) des Kontaktierungsbereichs (1 12) beschichtet sind.
5. Steuergerät (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest einen weiteren Kontaktierungsbereich (1 12) mit einer weiteren Mehrzahl von elektrischen Kontakten (1 14) in zumindest einem weiteren Randabschnitt der Leiterplatte (1 10), wobei der weitere Kontaktierungsbereich (1 12) einen weiteren Randstecker (1 15) für eine weitere Steckerbuchse (160) ausbildet.
6. Steuergerät (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche , gekennzeichnet durch die Steckerbuchse (160), die auf den Randstecker (1 15) aufgesteckt ist, wobei die Steckerbuchse (160) eine Mehrzahl von Buchsenkontakten (165) zur elektrischen Kontaktierung der Mehrzahl von elektrischen Kontakten (1 14) des Randsteckers (1 15) und zumindest eine Anschlusseinrichtung zum Anschließen der Steckerbuchse (160) an zumindest eine Verbindungsleitung (170) zu weiteren Getriebesteuerungselementen umfasst.
7. Steuergerät (100) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckerbuchse (160) ausgebildet ist, um den Kontaktierungsbereich (1 12) des Steuergeräts (100) zu umschließen.
8. Steuergerät (100) gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine Vergussmasse, die in dem Kontaktierungsbereich (1 12) zwischen der Steckerbuchse (160) und dem Gehäuse (120) aufgebracht ist.
9. Steuersystem für ein Getriebe eines Fahrzeugs, wobei das Steuersystem folgende Merkmale aufweist:
ein Steuergerät (100) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8;
und
Getriebesteuerungselemente, die mittels der zumindest einen Verbindungsleitung (170) mit dem Steuergerät (100) verbunden sind.
10. Verfahren (300) zum Verbinden eines Steuergeräts für ein Getriebe eines Fahrzeugs mit weiteren Getriebesteuerungselementen, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Bereitstellen (310) eines Steuergeräts gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5;
Bereitstellen (320) einer Steckerbuchse (160) zum Aufstecken auf den Randstecker (1 15) des Steuergeräts, wobei die Steckerbuchse (160) eine Mehrzahl von Buchsenkontakten (165) zur elektrischen Kontaktierung der Mehrzahl von elektrischen Kontakten (1 14) des Randsteckers (1 15) und zumindest eine Anschlusseinrichtung zum Anschließen der Steckerbuchse (160) an zumindest eine Verbindungsleitung (170) zu weiteren Getriebesteuerungselementen umfasst; Anschließen (330) der weiteren Getriebesteuerungselemente an die Steckerbuchse (160); und
Aufstecken (340) der Steckerbuchse (160) auf den Randstecker (1 15) des Steuergeräts.
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