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DE102020208707A1 - control unit assembly - Google Patents

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DE102020208707A1
DE102020208707A1 DE102020208707.5A DE102020208707A DE102020208707A1 DE 102020208707 A1 DE102020208707 A1 DE 102020208707A1 DE 102020208707 A DE102020208707 A DE 102020208707A DE 102020208707 A1 DE102020208707 A1 DE 102020208707A1
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DE
Germany
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control unit
supplementary module
interface
unit assembly
exemplary embodiment
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DE102020208707.5A
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German (de)
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Erik Müller-Wickop
Thomas Svensson
Lowell Kubik
Matthias Becker
Ferdinand Greimann
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Ford Global Technologies LLC
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Ford Global Technologies LLC
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuergerät-Baugruppe (4), mit einem Steuergerät (6) für ein Kraftfahrzeug (2), einem Ergänzungsmodul (8) und einer Schnittstelle (10), wobei das Steuergerät (6) über die Schnittstelle (10) lösbar mit dem Ergänzungsmodul (8) mechanisch und elektrisch verbunden ist.The invention relates to a control unit assembly (4) with a control unit (6) for a motor vehicle (2), a supplementary module (8) and an interface (10), the control unit (6) being detachable via the interface (10). is mechanically and electrically connected to the supplementary module (8).

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuergerät-Baugruppe mit einem Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, einem Ergänzungsmodul und einer Schnittstelle.The invention relates to a control unit assembly with a control unit for a motor vehicle, a supplementary module and an interface.

Steuergeräte (engl. ECU = electronic control unit oder ECM = electronic control module) sind elektronische Module, die überwiegend an Einbauorten verbaut werden, an denen etwas gesteuert oder geregelt werden muss. Steuergeräte werden im Kfz-Bereich in allen erdenklichen elektronischen Bereichen eingesetzt, wie z.B. zur Motorsteuerung oder für Fahrassistenzsysteme.Control units (ECU = electronic control unit or ECM = electronic control module) are electronic modules that are mainly installed at installation locations where something has to be controlled or regulated. Control units are used in the automotive sector in all conceivable electronic areas, such as engine control or driver assistance systems.

U.a. die zunehmende Automatisierung von Fahrfunktionen macht es erforderlich, die Ausfallsicherheit derartiger Steuergeräte zu erhöhen. Dies trifft auch auf die Versorgung von Steuergeräten mit erforderlicher Betriebsenergie zu.Among other things, the increasing automation of driving functions makes it necessary to increase the reliability of such control units. This also applies to the supply of control units with the necessary operating energy.

Ferner müssen derartige Steuergeräte unterschiedliche Sicherheitsniveaus erfüllen, d.h. verschiedene Grade an Ausfallsicherheit aufweisen.Furthermore, such control devices must meet different safety levels, i.e. have different degrees of failsafety.

Es besteht also Bedarf daran, Wege aufzuzeigen, wie derartige Steuergeräte bereitgestellt werden können, die unterschiedliche Sicherheitsniveaus erfüllen und damit verschiedene Grade an Ausfallsicherheit aufweisen.There is therefore a need to show ways in which such control devices can be provided which meet different security levels and thus have different degrees of failsafety.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Steuergerät-Baugruppe mit einem Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, einem Ergänzungsmodul und einer Schnittstelle, wobei das Steuergerät über die Schnittstelle lösbar mit dem Ergänzungsmodul mechanisch und elektrisch verbunden ist.The object of the invention is achieved by a control unit assembly with a control unit for a motor vehicle, a supplementary module and an interface, the control unit being mechanically and electrically detachably connected to the supplementary module via the interface.

Das Ergänzungsmodul kann verschiedene Funktionen bereitstellend ausgebildet sein. Somit kann das Steuergerät je nach Bedarf durch Auswahl eines aus einer Mehrzahl von Ergänzungsmodulen entsprechend erweitert werden. Es kann also durch Anfügen eines weiteren Ergänzungsmoduls die Ausfallsicherheit des Steuergeräts gesteigert werden. Mit anderen Worten, es wird ein modulares Baukastensystem bereitgestellt, bei dem ein Steuergerät durch ein jeweiliges Ergänzungsmodul dem vorliegenden Bedarfsfall entsprechend erweitert werden kann.The supplementary module can be designed to provide various functions. The control unit can thus be expanded as required by selecting one of a number of supplementary modules. The failure safety of the control unit can therefore be increased by adding a further supplementary module. In other words, a modular system is provided in which a control unit can be expanded by a respective supplementary module according to the present need.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Schnittstelle dem Steuergerät zugeordnet. Mit anderen Worten, die Schnittstelle ist integraler Bestandteil des Steuergeräts und zum Beispiel unlösbar mit ihr verbunden. Somit kann das Steuergerät nur durch Anfügen eines Ergänzungsmodus erweitert werden. Weitere Montageschritte sind nicht erforderlich.According to one embodiment, the interface is assigned to the control device. In other words, the interface is an integral part of the control unit and is permanently connected to it, for example. This means that the control unit can only be expanded by adding a supplementary mode. Further assembly steps are not required.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Ergänzungsmodul einen Energiespeicher auf. Somit kann das Steuergerät mit einer weiteren Energiequelle, wie z.B. einen Speicherkondensator, verbunden werden, die zusätzlich oder alternativ elektrische Betriebsenergie für den Betrieb des Steuergerätes bereitstellt, wenn zum Beispiel eine Batterie eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs ausfällt. So kann die Ausfallsicherheit derartiger Steuergeräte nochmals gesteigert werden.According to a further embodiment, the supplementary module has an energy store. The control unit can thus be connected to a further energy source, such as a storage capacitor, which additionally or alternatively provides electrical operating energy for the operation of the control unit if, for example, a battery in an on-board network of a motor vehicle fails. In this way, the reliability of such control devices can be further increased.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Ergänzungsmodul eine Schnittstelle zum elektrischen Verbinden mit einer elektrischen Leitung auf. Somit kann alternativ das Steuergerät auch mit anderen Komponenten z.B. des Bordnetzes des Kraftfahrzeugs elektrisch leitend und/oder datenübertragend verbunden werden, um zum Beispiel Daten und oder elektrische Betriebsenergie zu übertragen.According to a further embodiment, the supplementary module has an interface for electrical connection to an electrical line. Thus, as an alternative, the control device can also be connected to other components, e.g.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Ergänzungsmodul Blindkontakte auf. Die Blindkontakte sind dazu ausgebildet, korrespondierende elektrische leitfähige Kontakte des Steuergerätes elektrisch zu isolieren und gegen Luftfeuchtigkeit und oder wasserdicht abzudichten. So werden ungewollte elektrische Kurzschlüsse zwischen sonst frei liegenden elektrischen Komponenten des Steuergeräts vermieden. According to a further embodiment, the supplementary module has dummy contacts. The dummy contacts are designed to electrically insulate corresponding electrically conductive contacts of the control unit and to seal them against atmospheric moisture and/or watertight. In this way, unwanted electrical short circuits between otherwise exposed electrical components of the control unit are avoided.

Ferner gehören zur Erfindung ein Steuergerät und ein Ergänzungsmodul für eine derartige Steuergerät-Baugruppe sowie ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Steuergerät-Baugruppe.The invention also includes a control unit and a supplementary module for such a control unit assembly, as well as a motor vehicle with such a control unit assembly.

Es wird nun die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen:

  • 1 in schematischer Darstellung eine Steuergerät-Baugruppe.
  • 2 in schematischer Darstellung ein Steuergerät der in 1 gezeigten Steuergerät-Baugruppe.
  • 3 in schematischer Explosions-Darstellung eine Steuergerät-Baugruppe mit einem Ergänzungsmodul gemäß einer ersten Ausführungsform.
  • 4 in schematischer Explosions-Darstellung eine Steuergerät-Baugruppe mit einem Ergänzungsmodul gemäß einer zweiten Ausführungsform.
  • 5 in schematischer Explosions-Darstellung eine Steuergerät-Baugruppe mit einem Ergänzungsmodul gemäß einer dritten Ausführungsform.
The invention will now be explained with reference to a drawing. Show it:
  • 1 a schematic representation of a control unit assembly.
  • 2 in a schematic representation of a control unit in 1 control unit assembly shown.
  • 3 in a schematic exploded view of a control unit assembly with a supplementary module according to a first embodiment.
  • 4 in a schematic exploded view of a control unit assembly with a supplementary module according to a second embodiment.
  • 5 in a schematic exploded view of a control unit assembly with a supplementary module according to a third embodiment.

Es wird zunächst auf 1 und 2 Bezug genommen.It will be on first 1 and 2 referenced.

Dargestellt ist eine Steuergerät-Baugruppe 4 mit einem Steuergerät 6 für ein Kraftfahrzeug 2 und einem Ergänzungsmodul 8. Das Steuergerät 6 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel für einen Einsatz im Kfz-Bereich ausgebildet, wie z.B. zur Motorsteuerung oder für ein Fahrassistenzsystem des Kraftfahrzeugs 2, wie z.B. eines PKWs.Shown is a control unit assembly 4 with a control unit 6 for a motor vehicle 2 and a supplementary module 8. The control unit 6 is designed in the present exemplary embodiment for use in the automotive sector, such as for engine control or for a driver assistance system of the motor vehicle 2, such as a car.

Sowohl das Steuergerät 6 als auch das Ergänzungsmodul 8 weisen im vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils ein Gehäuse 32, 34 mit einer im Wesentlichen quaderförmigen Grundform auf zum Schutz der jeweiligen Komponenten des Steuergerätes 6 und des Ergänzungsmoduls 8 z.B. vor Spritzwasser und/oder Luftfeuchtigkeit. Somit können das Steuergerät 6 und das Ergänzungsmodul 8 wie z.B. Klemmbausteine eines modularen Baukastensystems miteinander verbunden werden, wie dies später noch detailliert erläutert wird.In the present exemplary embodiment, both the control unit 6 and the supplementary module 8 each have a housing 32, 34 with an essentially cuboid basic shape to protect the respective components of the control unit 6 and the supplementary module 8, e.g. from splashing water and/or humidity. Thus, the control unit 6 and the supplementary module 8 can be connected to one another such as, for example, terminal blocks of a modular building block system, as will be explained in detail later.

Das Steuergerät 6 weist einen elektrischen Anschluss 20 auf, über den es mittels einer Anschlussleitung 18 mit einer Batterie 22 eines Bordnetzes des Kraftfahrzeugs 2 elektrisch leitend verbunden ist, um das Steuergerät 6 mit elektrischer Betriebsenergie zu versorgen.The control unit 6 has an electrical connection 20 via which it is electrically conductively connected to a battery 22 of an on-board network of the motor vehicle 2 by means of a connecting line 18 in order to supply the control unit 6 with electrical operating energy.

Des Weiteren weist das Steuergerät 6 eine Schnittstelle 10 auf, mit der das Steuergerät 6 lösbar mit dem Ergänzungsmodul 8 mechanisch und elektrisch verbunden ist. Dabei ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Schnittstelle 10 als integraler Bestandteil des Steuergerätes 6 ausgebildet.Furthermore, the control unit 6 has an interface 10 with which the control unit 6 is mechanically and electrically connected to the supplementary module 8 in a detachable manner. In the present exemplary embodiment, the interface 10 is designed as an integral part of the control device 6 .

Zum mechanischen Verbinden des Steuergerätes 6 mit dem Ergänzungsmodul 8 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Schnittstelle 10 eine Geradführung 24 auf, die in der Darstellung der 1 in Eingriff mit einem Eingriffselement 26 des Ergänzungsmodul 8 steht. Dabei bildet die Geradführung 24 im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Nutelement, während das Eingriffselement 26 ein Zapfenelement bildet. Mit anderen Worten, die Geradführung 24 und das Eingriffselement 26 bilden im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine formschlüssige Verbindung, die ohne Zerstörung der Geradführung 24 und/oder des Eingriffselements 26 gelöst werden. Alternativ können das Steuergerät 6 und das Ergänzungsmodul 8 durch eine Schnittstelle 10 mechanisch miteinander verbunden sein, die zum Kraftschluss und/oder Stoffschluss ausgebildet ist.For the mechanical connection of the control unit 6 to the supplementary module 8, in the present exemplary embodiment the interface 10 has a linear guide 24, which is shown in FIG 1 is in engagement with an engagement element 26 of the supplementary module 8 . The straight guide 24 forms a groove element in the present exemplary embodiment, while the engagement element 26 forms a pin element. In other words, the straight guide 24 and the engagement element 26 form a positive connection in the present exemplary embodiment, which can be released without destroying the straight guide 24 and/or the engagement element 26 . Alternatively, the control unit 6 and the supplementary module 8 can be mechanically connected to one another by an interface 10, which is designed for frictional connection and/or material connection.

Das Eingriffselement 26 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel integraler Bestandteil des Ergänzungsmodus 8 bzw. seines Gehäuses 34. Mit anderen Worten, im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Ergänzungsmodul 8 mit dem Eingriffselement 26 einstückig ausgebildet. Analog ist die Geradführung 24 im vorliegenden Ausführungsbeispiel integraler Bestandteil des Steuergerätes 6 bzw. seines Gehäuses 32. Mit anderen Worten, im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Steuergerät 6 mit der Geradführung 24 einstückig ausgebildet.In the present exemplary embodiment, the engagement element 26 is an integral part of the supplementary module 8 or its housing 34. In other words, in the present exemplary embodiment, the supplementary module 8 is designed in one piece with the engaging element 26. Analogously, the straight guide 24 is an integral part of the control unit 6 or its housing 32 in the present exemplary embodiment. In other words, in the present exemplary embodiment, the control unit 6 is designed in one piece with the straight guide 24 .

Um das Steuergerät 6 mit dem Ergänzungsmodul 8 zu erweitern und so die Steuergeräte-Baugruppe 4 zu bilden werden die Geradführung 24 und das Eingriffselement 26 in Eingriff gebracht.In order to expand the control unit 6 with the supplementary module 8 and thus to form the control unit subassembly 4, the linear guide 24 and the engagement element 26 are brought into engagement.

Eine elektrische Verbindung zwischen dem Steuergerät 6 und den Ergänzungsmodul 8 wird durch in Kontakt bringen entsprechend angeordneter elektrisch leitender Kontakte 28 das Steuergeräts 6 und Gegenkontakte 30 des Ergänzungsmodus 8 erreicht.An electrical connection between the control unit 6 and the supplementary module 8 is achieved by bringing correspondingly arranged electrically conductive contacts 28 of the control unit 6 and mating contacts 30 of the supplementary mode 8 into contact.

Es wird nun zusätzlich auf 3 Bezug genommen.It will now additionally on 3 referenced.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Ergänzungsmodul 6 einen Energiespeicher 12, wie zum Beispiel einen Speicherkondensator, auf. Somit ist das Steuergerät 6 mit einer weiteren Energiequelle in Form des Energiespeichers 12 elektrisch leitend über die in Kontakt stehenden elektrisch leitenden Kontakte 28 und Gegenkontakte 30 verbunden, sodass zusätzlich oder alternativ das Steuergerät 6 auch mit elektrischer Betriebsenergie aus dem Energiespeicher 12 versorgt werden kann. Somit sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Kontakte 28 und Gegenkontakte 30 zum Übertragen von elektrischer Betriebsenergie ausgebildet. Zusätzlich können die Kontakte 28 und Gegenkontakte 30 zum Datenaustausch ausgebildet sein.In the present exemplary embodiment, the supplementary module 6 has an energy store 12, such as a storage capacitor. Thus, the control unit 6 is electrically conductively connected to a further energy source in the form of the energy store 12 via the electrically conductive contacts 28 and mating contacts 30 that are in contact, so that the control unit 6 can also be supplied with electrical operating energy from the energy store 12 in addition or as an alternative. Thus, in the present exemplary embodiment, the contacts 28 and mating contacts 30 are designed to transmit electrical operating energy. In addition, the contacts 28 and mating contacts 30 can be designed for data exchange.

Es wird nun zusätzlich auf 4 Bezug genommen.It will now additionally on 4 referenced.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Ergänzungsmodul 8 eine elektrische Schnittstelle 14 zum Verbinden mit einer elektrischen Leitung auf. Somit kann mit dem Ergänzungsmodul 8 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine datenübertragende Verbindung z.B. zu einem CAN- oder LIN-Bus des Kraftfahrzeugs 2 gebildet werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Kontakte 28 und Gegenkontakte 30 zum Datenaustausch ausgebildet.
Zusätzlich können die Kontakte 28 und Gegenkontakte 30 zur Betriebsenergieübertragung ausgebildet sein.In the present exemplary embodiment, the supplementary module 8 has an electrical interface 14 for connecting to an electrical line. A data-transmitting connection, for example to a CAN or LIN bus of the motor vehicle 2, can thus be formed with the supplementary module 8 according to the present exemplary embodiment. In the present exemplary embodiment, the contacts 28 and mating contacts 30 are designed for data exchange.
In addition, the contacts 28 and mating contacts 30 can be designed to transmit operating energy.

Es wird nun zusätzlich auf 5 Bezug genommen.It will now additionally on 5 referenced.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Ergänzungsmodul 8 Blindkontakte 16 auf. Die Blindkontakte 16 sind dazu ausgebildet, korrespondierende elektrisch leitende Kontakte 28 des Steuergeräts 6 elektrisch zu isolieren und gegen Luftfeuchtigkeit und/oder wasserdicht abzudichten.In the present exemplary embodiment, the supplementary module has 8 dummy contacts 16 . The dummy contacts 16 are designed to correspond to electrically conductive contacts 28 of the control to insulate the device 6 electrically and to seal it against humidity and/or watertight.

So können durch ein Ergänzen des Steuergerätes 6 unterschiedliche Sicherheitsniveaus erfüllt und damit verschiedene Grade an Ausfallsicherheit gewährleistet werden.Thus, by adding the control device 6, different security levels can be met and thus different degrees of reliability can be guaranteed.

BezugszeichenlisteReference List

22
Kraftfahrzeugmotor vehicle
44
Steuergerät-Baugruppecontrol unit assembly
66
Steuergerätcontrol unit
88th
Ergänzungsmodulsupplementary module
1010
Schnittstelleinterface
1212
Energiespeicherenergy storage
1414
Schnittstelleinterface
1616
Blindkontaktedummy contacts
1818
Anschlussleitungconnecting cable
2020
elektrischer Anschlusselectrical connection
2222
Batteriebattery
2424
Geradführungstraight line
2626
Eingriffselementengagement element
2828
elektrisch leitende Kontakteelectrically conductive contacts
3030
Gegenkontaktemating contacts
3232
Gehäusecasing
3434
Gehäusecasing

Claims (10)

Steuergerät-Baugruppe (4), mit einem Steuergerät (6) für ein Kraftfahrzeug (2), einem Ergänzungsmodul (8) und einer Schnittstelle (10), wobei das Steuergerät (6) über die Schnittstelle (10) lösbar mit dem Ergänzungsmodul (8) mechanisch und elektrisch verbunden ist.Control unit assembly (4), with a control unit (6) for a motor vehicle (2), a supplementary module (8) and an interface (10), the control unit (6) being detachable via the interface (10) with the supplementary module (8 ) is mechanically and electrically connected. Steuergerät-Baugruppe (4) nach Anspruch 1, wobei die Schnittstelle (10) dem Steuergerät (6) zugeordnet ist.Control unit assembly (4). claim 1 , wherein the interface (10) is assigned to the control unit (6). Steuergerät-Baugruppe (4) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Ergänzungsmodul (8) einen Energiespeicher (12) aufweist.Control unit assembly (4). claim 1 or 2 , wherein the supplementary module (8) has an energy store (12). Steuergerät-Baugruppe (4) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Ergänzungsmodul (8) eine Schnittstelle (14) zum elektrischen Verbinden mit einer elektrischen Leitung aufweist.Control unit assembly (4). claim 1 or 2 , wherein the supplementary module (8) has an interface (14) for electrical connection to an electrical line. Steuergerät-Baugruppe (4) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Ergänzungsmodul (6) Blindkontakte (16) aufweist.Control unit assembly (4). claim 1 or 2 , wherein the supplementary module (6) has dummy contacts (16). Steuergerät (6) für eine Steuergerät-Baugruppe (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Schnittstelle (10), wobei das Steuergerät (6) über eine Schnittstelle (10) lösbar mit dem Ergänzungsmodul (8) mechanisch und elektrisch verbindbar ist.Control unit (6) for a control unit assembly (4) according to one of Claims 1 until 5 , With an interface (10), wherein the control unit (6) via an interface (10) can be detachably mechanically and electrically connected to the supplementary module (8). Ergänzungsmodul (8) für eine Steuergerät-Baugruppe (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Ergänzungsmodul (6) einen Energiespeicher (12) aufweist.Supplementary module (8) for a control unit assembly (4) according to one of Claims 1 until 5 , wherein the supplementary module (6) has an energy store (12). Ergänzungsmodul (8) für eine Steuergerät-Baugruppe (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Ergänzungsmodul (6) eine Schnittstelle (18) zum elektrischen Verbinden mit einer elektrischen Leitung aufweist.Supplementary module (8) for a control unit assembly (4) according to one of Claims 1 until 5 , wherein the supplementary module (6) has an interface (18) for electrical connection to an electrical line. Ergänzungsmodul (6) für eine Steuergerät-Baugruppe (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Ergänzungsmodul (6) Blindkontakte (12) aufweist.Supplementary module (6) for a control unit assembly (4) according to one of Claims 1 until 5 , wherein the supplementary module (6) has dummy contacts (12). Kraftfahrzeug (2) mit einer Steuergerät-Baugruppe (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.Motor vehicle (2) with a control unit assembly (4) according to one of Claims 1 until 5 .
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102004033369A1 (en) 2004-07-09 2006-02-16 Arvinmeritor Gmbh Electronic control unit for motor vehicles
DE102010000056A1 (en) 2009-08-20 2011-02-24 Intellic Germany Gmbh recording equipment

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