WO2015158340A1 - Variables sensor-interface für ein steuergerät - Google Patents

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Daniel Ritter
Steffen LINZ
Thomas Wacker
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the invention relates to a variable sensor interface for a control device, comprising a printed circuit board for connecting at least one external sensor, which is equipped with components.
  • automotive engineering control devices which receive signals from a plurality of sensors, which are arranged distributed in motor vehicles. These sensors are routed within the control unit to a sensor interface. From the
  • DE 10 2006 046 834 A1 discloses a control unit in a steering system of a vehicle, which is connected to determine a steering angle with a magnetic field sensor which determines the rotor position of the rotor shaft of an electric motor.
  • control unit is connected not only with a sensor but with different sensor types, which require different interface circuits.
  • interface circuits may be, for example, a current interface, a PWM interface, an analog interface and the like.
  • passive and active sensors are connected. This diversity of sensor types requires that for each sensor type a fixedly defined sensor interface must be maintained, which is installed in the control unit. Due to this large number of sensors, the interface must be prepared specifically for the sensors to be connected, which greatly increases the number of sensor interfaces to be provided.
  • the invention is therefore based on the object to provide a sensor interface for a control unit, to which the different sensor types are easily connectable.
  • the object is achieved in that the printed circuit board has a printed circuit board layout with a multiplicity of predetermined placement locations for components, wherein the placement sites can be equipped with components in a sensor-specific manner.
  • Such flexibility allows various configurations of sensors to be connected to a controller without the need to change a fixed trace layout.
  • the provision of different interfaces for the respective sensor types can thus be dispensed with, since the variable sensor interface can be varied by simply equipping selected placement locations with components. This limits the variety of interfaces and reduces manufacturing costs.
  • sensor-specific, a predetermined number of resistors and / or capacitors can be connected to different placement locations. This variable sensor interface thus provides a circuit through the provision of mounting options for the resistors and capacitors, with minimal effort and without
  • Circuit board layout changes of the circuit board is suitable for a wide variety of sensor types.
  • a protection circuit for transient disturbances and / or ESD can be connected to at least one mounting location sensor-specific.
  • an overcurrent protection circuit can be connected to at least one of the placement locations. Such an overcurrent protection circuit limits the current in the event of a short circuit and protects the control unit against damage.
  • the overcurrent protection circuit is in one or more
  • a development of the invention relates to a control device for a motor vehicle, which is connectable to at least one external sensor by the external sensor is connected to a sensor interface.
  • the sensor interface is formed according to at least one feature of this patent application.
  • Such a control unit is intended for the connection of different sensor types. It is particularly advantageous that the sensor interface can be configured depending on the sensor type, without having to make a Portererbahnlayout selectedung the circuit board of the sensor interface.
  • each input or output of the sensor interface with a
  • Figure 2 a second embodiment of the control device according to the invention.
  • the control unit 1 shows a first embodiment of a control unit 1 is shown, as used for example in a motor vehicle.
  • the control unit 1 has two outputs 2, 3 for the power supply of external sensors, which are not shown.
  • the output 2 is connected to a first protection circuit 4 for transient disturbances and ESD, which is connected in series with a first overcurrent protection circuit 5.
  • This overcurrent protection circuit 5 is connected via a first resistor R1 to a first voltage source 6 of the control unit 1.
  • the overcurrent protection circuit 5 limits the current of the supply voltage 6 at the output 2 in the event of a short circuit and thus prevents damage to the control unit 1.
  • the second output 3 of the control unit 1 is connected via a second protection circuit 7 for transient disturbances and ESD, which leads to a second overcurrent protection circuit 8.
  • This second overcurrent protection circuit 8 is connected via the resistor R2 to a second voltage source 9 of the control unit 1.
  • a third resistor R3 is arranged between the first overcurrent protection circuit 5 and the first resistor R1 and the second overcurrent protection circuit 8 and the second resistor R2.
  • a third resistor R3 is arranged.
  • About the placement options of the resistors R1, R2 and R3 can be the two supply voltages 6, 9 of the control unit 1 arbitrarily for the two outputs 2, 3 combine. This is shown in more detail in Table 1. Table 1
  • not equipped should be understood to mean an interruption in the conductor layout 17. If the resistance is 0 ohms, a resistance bridge is present in the trace layout 17.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of a control unit 10, which holds two inputs 1 1, 12 for the external sensor in addition to the output 2 for an external sensor.
  • the output 2 is connected to the voltage source 6 via the first protection circuit 4 for transient disturbances and ESD and via the first overcurrent protection circuit 5.
  • a second and a third protection circuit 13, 14 for transient disturbances and ESD is connected to the inputs 1 1 and 12 respectively.
  • the second transient noise protection circuit 13 passes through a resistor R5 and a filter resistor R Fi he t to an internal input 15 of the control unit 10 to which a not shown analog / digital converter may be connected to either or a digital PWM input is connected.
  • the filter resistance R F he iit is iiter connected to ground via a capacitor C F.
  • the second protection circuit 13 for transient disturbances and ESD is connected via a resistor R6 and the third protection circuit 14 for transient disturbances and ESD via a resistor R7 to an overcurrent protection circuit 16, which in turn leads
  • protection circuits 4, 13, 14 for transient disturbances and ESD and the filter resistance R F he iit and the filter capacitor C F iiter necessary.
  • EMC Electro Magnetic Compatibility EMC Electro Magnetic Compatibility
  • t he and the filter capacitor C F may be omitted iiter.
  • the resistors R4 to R7 represent equipment options. Depending after application, however, the value of the filter resistor R F is iit he or adapt the filter capacitor C F iiter what happens as a function of the rate of change of the sensor signal. Table 2 shows the possible interface types which are realized by the different equipping with the resistors R4 to R7.
  • R4 is a reference resistor.
  • the voltage supply from the external sensor is connected to output 2 and input 12.
  • Input 1 1 is used as input for the sensor signal and R4 is designed as a pull-up resistor.
  • the external sensor is designed as a passive speed-inductive sensor, the terminals of the external sensor to the inputs 1 1 and 12.
  • the output 2 remains open, while the resistors R4 and R5 serve to provide the signal with an offset to to be able to feed it to an analog / digital converter at the inner input 15. This ensures that the sensor signal is always in the positive voltage range.
  • the external sensor connected to the control unit has an analogue voltage, the voltage supply of the external sensor is provided by the output 2 and the input 12.
  • the input 1 1 is the input for the sensor signal
  • the voltage supply of the external sensor is connected to output 2 and input 12.
  • Input 1 1 is the input of the sensor signal and resistor R6 is a current / voltage converter resistor.
  • the illustrated variable interface is suitable for any type of controller where the connection of various sensors is provided.
  • the particular advantage is that the circuit adapted to the respective external sensor is necessary without a printed circuit board layout change of the printed circuit board, but only fitting by resistors has to be adapted.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein variables Sensor-Interface für ein Steuergerät, umfassend eine Leiterplatte, welche mit Bauelementen bestückt ist. Bei einem Sensor-Interface, welches einfach zur Nutzung verschiedener Sensortypen einsetzbar ist, weist die Leiterplatte ein vorgegebenes Leiterbahnlayout mit einer Vielzahl vorgegebener Bestückungsplätze auf, wobei die Bestückungsplätze sensorspezifisch mit Bauelementen bestückt sind.

Description

Variables Sensor-Interface für ein Steuergerät
Die Erfindung betrifft ein variables Sensor-Interface für ein Steuergerät, umfassend eine Leiterplatte zum Anschluss mindestens eines externen Sensors, welche mit Bauelementen bestückt ist.
In der Kraftfahrzeugtechnik werden Steuergeräte eingesetzt, welche Signale von einer Vielzahl von Sensoren erhalten, die in Kraftfahrzeugen verteilt angeordnet sind. Diese Sensoren werden innerhalb des Steuergerätes auf ein Sensor-Interface geführt. Aus der
DE 10 2006 046 834 A1 ist ein Steuergerät in einem Lenksystem eines Fahrzeuges bekannt, welches zur Bestimmung eines Lenkwinkels mit einem Magnetfeldsensor verbunden ist, der die Rotorlage der Rotorwelle eines Elektromotors bestimmt.
In vielen Fällen wird das Steuergerät aber nicht nur mit einem Sensor sondern mit verschiedenen Sensortypen verbunden, welche unterschiedliche Interfacebeschaltungen benötigen. Bei diesen Interfacebeschaltungen kann es sich beispielsweise um ein Strominterface, ein PWM-Interface, ein Analog-Interface und ähnliches handeln. Darüber hinaus werden passive sowie aktive Sensoren angeschlossen. Diese Vielfalt von Sensortypen erfordert, dass für jeden Sensortyp ein fest definiertes Sensor-Interface vorgehalten werden muss, welches im Steuergerät verbaut wird. Aufgrund dieser Vielzahl von Sensoren muss das Interface konkret für die anzuschließenden Sensoren vorbereitet werden, was die Anzahl der vorzuhaltenden Sensor-Interfaces stark erhöht.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Sensor-Interface für ein Steuergerät anzugeben, an welches die verschiedenen Sensortypen einfach anschließbar sind.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Leiterplatte ein Leiterbahnlayout mit einer Vielzahl vorgegebener Bestückungsplätze für Bauelemente aufweist, wobei die Bestückungsplätze sensorspezifisch mit Bauelementen bestückbar sind. Durch eine solche Flexibilität lassen sich verschiedene Konfigurationen von Sensoren an ein Steuergerät anschließen, ohne das ein fest vorgegebenes Leiterbahnlayout geändert werden muss. Auf eine Vorhaltung von verschiedenen Interfaces für die jeweiligen Sensortypen kann somit verzichtet werden, da das variable Sensorinterface durch eine einfache Bestückung ausgewählter Bestückungsplätze mit Bauelementen variiert werden kann. Dadurch wird die Interface-Vielfalt eingeschränkt und die Herstellungskosten reduziert. Vorteilhafterweise ist sensorspezifisch eine vorgegebene Anzahl von Widerständen und/oder Kondensatoren auf verschiedenen Bestückungsplätzen anschließbar. Dieses variable Sensor- Interface stellt somit durch das Vorhalten von Bestückungsoptionen für die Widerstände und Kondensatoren eine Schaltung bereit, die mit minimalem Aufwand und ohne
Leiterbahnlayoutänderungen der Leiterplatte für die unterschiedlichsten Sensortypen geeignet ist.
In einer Ausgestaltung ist sensorspezifisch eine Schutzschaltung für transiente Störungen und/oder ESD (electrostatic discharge) auf mindestens einem Bestückungsplatz anschließbar.
In einer Variante ist eine Überstromschutzschaltung auf mindestens einem der Bestückungsplätze anschließbar. Eine solche Überstromschutzschaltung limitiert im Kurzschlussfall den Strom und schützt das Steuergerät vor Beschädigung.
In einer Ausführungsform wird die Überstromschutzschaltung in einem oder mehreren
Strompfaden des Leiterbahnlayouts angeordnet, welche eine Versorgungsspannung oder Masse für den externen Sensor bereitstellt. Dabei erfolgt die Anordnung im Versorgungspfad zum Schutz gegen Kurzschluss nach Masse und/oder im Massepfad zum Schutz gegen Kurz- schluss nach Batteriespannung oder anderer Spannung.
Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, welches mit mindestens einem externen Sensor verbindbar ist, indem der externe Sensor an ein Sensor- Interface angeschlossen ist. Bei einem Steuergerät, an welches eine Vielzahl von Sensortypen anschließbar ist, ist das Sensor-Interface nach mindestens einem Merkmal dieser Schutzrechtsanmeldung ausgebildet. Ein solches Steuergerät ist für den Anschluss verschiedener Sensortypen vorgesehen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass das Sensor-Interface je nach Sensortyp ausgestaltet werden kann, ohne eine Leiterbahnlayoutänderung der Leiterplatte des Sensor-Interfaces vornehmen zu müssen.
Vorteilhafterweise ist jeder Eingang bzw. Ausgang des Sensor-Interfaces mit einer
Schutzschaltung für transiente Störungen und/oder ESD beschaltet. Dies hat den Vorteil, dass die elektromagnetischen Störungen am Ort des Eintretens in das Steuergerät bereits detek- tiert und unterbunden werden.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zwei davon sollen anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden. Es zeigen:
Figur 1 : ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steuergerätes,
Figur 2: ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steuergerätes.
Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Steuergerätes 1 dargestellt, wie es beispielsweise in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz kommt. Das Steuergerät 1 weist dabei zwei Ausgänge 2, 3 zur Energieversorgung von externen Sensoren auf, die nicht weiter dargestellt sind. Der Ausgang 2 ist mit einer ersten Schutzschaltung 4 für transiente Störungen und ESD beschaltet, welche in Reihe mit einer ersten Überstromschutzschaltung 5 geschaltet ist. Diese Überstromschutzschaltung 5 ist über einen ersten Widerstand R1 mit einer ersten Spannungsquelle 6 des Steuergerätes 1 verbunden. Die Überstromschutzschaltung 5 limitiert im Kurzschlussfall den Strom der Versorgungsspannung 6 an dem Ausgang 2 und verhindert so eine Beschädigung des Steuergerätes 1.
Auch der zweite Ausgang 3 des Steuergerätes 1 ist über eine zweite Schutzschaltung 7 für transiente Störungen und ESD verbunden, welche an eine zweite Überstromschutzschaltung 8 führt. Diese zweite Überstromschutzschaltung 8 ist über den Widerstand R2 mit einer zweiten Spannungsquelle 9 des Steuergerätes 1 verbunden. Zwischen der ersten Überstromschutzschaltung 5 und dem ersten Widerstand R1 und der zweiten Überstromschutzschaltung 8 und dem zweiten Widerstand R2 ist ein dritter Widerstand R3 angeordnet. Über die Bestückungsoptionen der Widerstände R1 , R2 und R3 lassen sich die beiden Versorgungsspannungen 6, 9 des Steuergerätes 1 beliebig für die beiden Ausgänge 2, 3 kombinieren. Dies ist in Tabelle 1 näher dargestellt. Tabelle 1
Figure imgf000005_0001
Unter der Bezeichnung "nicht bestückt" soll dabei eine Unterbrechung im Leiterbahnlayout 17 verstanden werden. Beträgt der Widerstand 0 Ohm, ist eine Widerstandsbrücke im Leiterbahnlayout 17 vorhanden ist.
Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Steuergerätes 10, welches neben dem Ausgang 2 für einen externen Sensor zwei Eingänge 1 1 , 12 für den externen Sensors bereithält. Der Ausgang 2 ist über die erste Schutzschaltung 4 für transiente Störungen und ESD und über die erste Überstromschutzschaltung 5 mit der Spannungsquelle 6 verbunden. An die Eingänge 1 1 und 12 ist jeweils eine zweite bzw. eine dritte Schutzschaltung 13, 14 für transiente Störungen und ESD angeschlossen. Die zweite Schutzschaltung 13 für transiente Störungen führt über einen Widerstand R5 und einen Filterwiderstand RFi|ter an einen internen Eingang 15 des Steuergerätes 10, an welchem entweder ein nicht weiter dargestellter Ana- log/Digital-Wandler angeschlossen sein kann oder ein digitaler PWM-Eingang angeschlossen ist. Der Filterwiderstand RFiiter ist über einen Kondensator CFiiter mit Masse verbunden. Die zweite Schutzschaltung 13 für transiente Störungen und ESD ist über einen Widerstand R6 und die dritte Schutzschaltung 14 für transiente Störungen und ESD über einen Widerstand R7 mit einer Überstromschutzschaltung 16 verbunden, die wiederum an Masse führt.
Für den weiter zu betrachtenden Fall sind die Schutzschaltungen 4, 13, 14 für transiente Störungen und ESD sowie der Filterwiderstand RFiiter und der Filterkondensator CFiiter zwingend notwendig. Der Filterwiderstand RFi|ter und der Filterkondensator CFiiter werden nach EMV- Anforderungen (EMV-Elektromagnetische Verträglichkeit) benötigt. Es sind aber auch Anwendungsfälle möglich bei welchen auf den Filterwiderstand RFi|ter und der Filterkondensator CFiiter verzichtet werden kann. Die Widerstände R4 bis R7 stellen Bestückungsoptionen dar. Je nach Anwendung ist jedoch der Wert des Filterwiderstand RFiiter bzw. des Filterkondensators CFiiter anzupassen, was in Abhängigkeit von der Änderungsgeschwindigkeit des Sensorsignals geschieht. In Tabelle 2 sollen die möglichen Interfacetypen dargestellt werden, welche durch die verschiedene Bestückung mit den Widerständen R4 bis R7 realisiert werden.
Tabelle 2
Figure imgf000006_0001
Bei dem Einsatz von Widerstands- bzw. Temperatursensoren werden die Eingänge des externen Sensors an den Eingang 1 1 und 12 geschaltet. Der Ausgang 2 bleibt offen. R4 ist dabei ein Referenzwiderstand.
Im Falle eines 2Pin-Strom-lnterfaces erfolgt der Anschluss des externen Sensors an den Ausgang 2 und an den Eingang 1 1. Der Eingang 12 bleibt offen. R6 ist dabei ein
Strom/Spannungswandlerwiderstand.
Wird ein 3Pin-PWM-lnterface eingesetzt, erfolgt der Anschluss der Spannungsversorgung vom externen Sensor an Ausgang 2 und Eingang 12. Der Eingang 1 1 wird als Eingang für das Sensorsignal genutzt und R4 ist als Pull-up-Widerstand ausgebildet.
Ist der externe Sensor als ein passiver Drehzahl-Induktivsensor ausgebildet, erfolgen die Anschlüsse des externen Sensors an die Eingänge 1 1 und 12. Der Ausgang 2 bleibt offen, während die Widerstände R4 und R5 dazu dienen, das Signal mit einem Offset zu versehen, um es am inneren Eingang 15 einem Analog/Digital-Wandler einspeisen zu können. Dadurch wird sichergestellt, dass das Sensorsignal immer im positiven Spannungsbereich liegt. Hat der am Steuergerät anliegende externe Sensor eine analoge Spannung, so erfolgt die Spannungsversorgung des externen Sensors durch den Ausgang 2 und den Eingang 12. Der Eingang 1 1 ist der Eingang für das Sensorsignal
Liefert der externe Sensor einen analogen Strom, so erfolgt der Anschluss der Spannungsversorgung des externen Sensors am Ausgang 2 und am Eingang 12. Der Eingang 1 1 ist Eingang des Sensorsignals und der Widerstand R6 ist ein Strom/ Spannungswandlerwiderstand.
Das erläuterte variable Interface ist für jede Art von Steuergerät geeignet, wo der Anschluss verschiedener Sensoren vorgesehen ist. Der besondere Vorteil besteht darin, dass die dem jeweiligen externen Sensor angepasste Schaltung ohne eine Leiterbahnlayoutänderung der Leiterplatte notwendig ist, sondern lediglich eine Bestückung durch Widerstände angepasst werden muss.
Bezuqszeichenliste
1 Steuergerät
Ausgang
Ausgang
Schutzschaltung für transiente Störungen und ESD
5 Überstromschutzschaltung
6 Spannungsquelle
7 Schutzschaltung für transiente Störungen und ESD
8 Überstromschutzschaltung
9 Spannungsquelle
10 Steuergerät
1 1 Eingang
12 Eingang
13 Schutzschaltung für transiente Störungen und ESD
14 Schutzschaltung für transiente Störungen und ESD
15 Interner Eingang
16 Überstromschutzschaltung
17 Leiterbahnlayout
R1 Widerstand
R2 Widerstand
R3 Widerstand
R4 Widerstand
R5 Widerstand
R6 Widerstand
R7 Widerstand
RFilter Widerstand
CFilter Kondensator

Claims

Patentansprüche
Variables Sensor-Interface für ein Steuergerät, umfassend eine Leiterplatte zum Anschluss mindestens eines externen Sensors, welche mit Bauelementen bestückt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte ein Leiterbahnlayout (17) mit einer Vielzahl vorgegebener Bestückungsplätze für Bauelemente (4, 5, 7, 8, 13, 14, 16, R1 , R2, R3, R4, R5, R6, R7) aufweist, wobei die Bestückungsplätze sensorspezifisch mit Bauelementen bestückbar sind.
Sensor-Interface nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sensorspezifisch eine vorgegebene Anzahl von Widerständen (R1 , R2, R3, R4, R5, R6, R7) und/oder Kondensatoren (CF) auf verschiedenen Bestückungsplätzen anschließbar ist.
3. Sensor-Interface nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sensorspezifisch mindestens eine Schutzschaltung (4, 7, 13, 14) für transiente Störungen und/oder ESD auf den Bestückungsplätzen anschließbar ist.
4. Sensor-Interface nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Überstromschutzschaltung (5, 8, 16) auf den Bestückungsplätzen anschließbar ist.
5. Sensor-Interface nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Überstromschutzschaltung (5, 8, 16) auf einem Bestückungsplatz angeordnet ist, welcher in einem oder mehreren Strompfaden des Leiterbahnlayouts liegt, der eine Versorgungsspannung (6, 9) oder Masse für den externen Sensor bereitstellt.
6. Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, welches mit mindestens einem Sensor verbunden ist, der an ein Sensor-Interface angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensor- Interface nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5 ausgebildet ist.
7. Steuergerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Eingang (1 1 , 12) bzw.
Ausgang (2) des Sensor-Interfaces mit einer Schutzschaltung (4, 7, 13, 14) für transiente Störungen und/oder ESD beschaltet ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015221459B4 (de) 2015-11-03 2021-08-12 Vitesco Technologies Germany Gmbh Schaltungsträgervorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998044768A1 (en) * 1997-03-31 1998-10-08 Ford Motor Company Method of arranging signal and destination pads to provide multiple signal/designation connection combinations
US6467163B1 (en) * 1992-08-03 2002-10-22 Robert A. Laschinski Universal component mounting structure for surface mountable electronic devices
DE102004052495A1 (de) * 2004-10-28 2006-05-11 Walter Mayer Leiterplatte zum Aufbau beliebiger Schaltungen mit SMD Bauelementen
DE102006046834A1 (de) 2006-10-02 2008-04-03 Robert Bosch Gmbh Steuergerät in einem Lenksystem eines Fahrzeugs
US20080130255A1 (en) * 2006-11-30 2008-06-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Printed circuit board
US20100051339A1 (en) * 2008-09-02 2010-03-04 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Circuit board

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7391620B2 (en) * 2003-04-18 2008-06-24 International Business Machines Corporation System for improving power distribution current measurement on printed circuit boards
KR100816405B1 (ko) * 2007-02-05 2008-03-25 주식회사 만도 조향장치에서 전자제어장치의 과열방지를 위한 경고등구동회로
JP2010278188A (ja) * 2009-05-28 2010-12-09 Renesas Electronics Corp 半導体集積回路装置
CN103067941B (zh) * 2012-12-26 2016-04-13 武汉大学 基于无线传感网络的多变量分布式在线监测系统
CN203358668U (zh) * 2013-06-05 2013-12-25 重庆环松科技工业有限公司 四轮机动车电动助力转向系统的控制器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6467163B1 (en) * 1992-08-03 2002-10-22 Robert A. Laschinski Universal component mounting structure for surface mountable electronic devices
WO1998044768A1 (en) * 1997-03-31 1998-10-08 Ford Motor Company Method of arranging signal and destination pads to provide multiple signal/designation connection combinations
DE102004052495A1 (de) * 2004-10-28 2006-05-11 Walter Mayer Leiterplatte zum Aufbau beliebiger Schaltungen mit SMD Bauelementen
DE102006046834A1 (de) 2006-10-02 2008-04-03 Robert Bosch Gmbh Steuergerät in einem Lenksystem eines Fahrzeugs
US20080130255A1 (en) * 2006-11-30 2008-06-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Printed circuit board
US20100051339A1 (en) * 2008-09-02 2010-03-04 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Circuit board

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015221459B4 (de) 2015-11-03 2021-08-12 Vitesco Technologies Germany Gmbh Schaltungsträgervorrichtung für ein Kraftfahrzeug

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