用于机动车的具有地线编码的电子组件的制作方法

1.本发明涉及一种用于机动车的具有地线编码(massekodierung)的电子组件。


背景技术：

2.在机动车中，常常多次安装结构相同的电气或电子组件。这种电子组件的示例是安装在前保险杠上或附近和/或在后保险杠上或附近的多个位置处的雷达传感器、用于电动调整机动车座椅的座椅模块、座椅加热控制器、座椅气动模块、后座显示器、无线充电托盘(所谓的wireless charging ablagen)等。为了能够确定相应的结构相同的电气或电子组件在机动车中的位置，以便由中央控制器进行驱控，采用所谓的地线编码原理。
3.在地线编码中，除了电气或电子组件的主地线之外，其他地线接口通过一个电缆束相互连接。为此，与组件电触点接通的电缆束具有所谓的焊接连接器，所述焊接连接器将不同的接地线——例如通过超声波焊接连接——彼此电连接。电气或电子组件在机动车中的相应的新位置可以通过组件的不同地线接口的选择性触点接通来实现，其方式为，借助于评估电路确定电缆束的接地线连接到哪个地线接口。评估电路为此一般具有模拟/数字(a/d)转换器，所述模拟/数字转换器为了地线编码而探测在组件内部产生的参考电压。然后可以根据对于每个地线接口测量的值确定变型并且因此确定电气或电子组件在机动车中的位置。
4.通过地线编码进行位置识别的原理借助图1示出，其中图1a至图1d分别示出一个结构相同的电子组件10，所述电子组件示例性地具有三个地线接口11-13，所述三个地线接口通过不同地构造的电缆束50被不同地触点接通。除了被称为外部地线接口11-13的地线接口之外，电子组件10还包括分别相配设的内部地线接口21-23。为了简单起见，未示出用于评估地线编码所需的评估电路以及电子组件10的其他功能组件。从图1可以容易看出，相应的外部地线接口11-13直接与相配设的内部地线接口21-23连接。内部地线接口21在此构成所谓的主地线或车辆地线。其余的内部地线接口22、23构成连接到主地线21上的地线并且被称为编码地线，其中地线接口未在图中明确示出。
5.电缆束50是针对电子组件10的每个编码而单独构造的。在图1a所示的变型方案中，电缆束50包括一条接地线51；在图1b和1d所示的变型中，电缆束50除了一条总线路55之外还分别包括两条接地线51和52或51和53。在图1c所示的变型方案中，电缆束50除了总线路55之外还包括三条接地线51、52和53。用于这四个结构相同的组件10的相应的接地线51和52(图1b)、51至53(图1c)以及51和53(图1d)分别通过一个焊接连接器54与总线路55电连接。焊接连接器54例如可以通过超声波焊接制造并且在这种情况下称为超声波焊接连接器。在此，焊接连接器54一般构造为所谓的端部连接器，在所述端部连接器上热收缩地套有——分别具有内部粘合剂的——收缩帽或收缩软管。在示意图中未示出用于减轻焊接连接的张力的翻边和回接(zur
ü
ckbinden)。
6.如图1a至图1d中的不同变型方案可以容易地看出的，外部地线接口11-13通过电缆束50以不同的方式被触点接通。在所有四种变型方案中，接地线51都与主地线的外部地
线接口11耦联。通过附加的两个编码地线产生总共四种不同的编码变型方案，其中，在根据图1b的变型方案中，外部地线接口12与接地线52连接，在根据图1c的变型方案中，外部地线接口12、13与接地线52、53连接，并且在根据图1d的变型方案中，外部地线接口13与接地线53连接。在此，根据图1a的变型方案不需要明确的编码。通过触点接通的这些变型方案可以分别定义一个组件位置。通过在电子组件10中将参考电压施加到内部地线接口21-23上并且通过未示出的评估电路的a/d转换器对所述参考电压进行探测来确定相应的变型方案。如果待读出的外部地线接口通过电缆束的一条接地线与参考电位连接，则参考电压坍塌(zusammenbrechen)并且在a/d转换器的输出端上测量到非常小的值。如果待读出的外部地线接口没有与电缆束的任何接地线连接，则参考电压保持不变并且在a/d转换器的输出端上测量到与参考电压相应的大的值。然后可以借助对于相应的外部地线接口并且因此内部地线接口所测量的值来确定变型方案并且因此确定位置。
7.因此，为了位置识别，必须单独为每个结构相同的组件对于组件的每个待触点接通的地线接口将电缆束的接地线与已经提到的焊接连接器(有时也称为焊接节点)连接。为了密封焊接连接器以防潮湿和纵向水必须为焊接连接器——分别以内部粘合剂——设置收缩帽或收缩软管。为了减轻电缆束的焊接的线束的张力，需要回接和翻边。
8.根据必须借助于地线编码对多少不同的位置进行编码，附加的导线的数量可能是可观的。通往连接焊接连接器的附加的接地线、焊接连接器本身包括焊接连接器的为密封而设置的收缩帽以及张力减轻装置在整个长度上增加电缆束的直径，这可能导致空间问题。用于接地线以及用于纵向水密封的材料导致用于每个待安装并且具有经由地线编码的位置识别的电气或电子组件的电缆束的重量和成本。
9.特别是因为迄今还不能实现包括焊接连接器的全自动电缆束生产，故这些问题更加严重。因此必须为了适合自动化的解决方案而使用昂贵的接线插头来代替焊接连接器。备选地，可以在电气或电子组件与地线节点(例如梳状连接器)之间进行直接的接线。这也需要附加的修改并且特别是需要提供相对大的地线梳状连接器。


技术实现要素：

10.本发明的任务是给出一种电子组件，在所述电子组件中可以在结构上和/或功能上改进用于机动车的地线编码。
11.所述任务通过一种根据权利要求1的特征的电子组件以及一种根据权利要求12的特征的具有根据本发明的电子组件的机动车来解决。有利的构型方案在从属权利要求中给出。
12.提出一种用于机动车的具有地线编码的电子组件。“具有地线编码的电子组件”在下文中应理解为如下电气或电子组件，所述电气或电子组件应当以结构相同的形式多次安装在机动车中。这样的组件例如可以是雷达传感器、用于电动调整机动车座椅的座椅模块、座椅加热控制器、座椅气动模块、后座显示器或用于为用户终端设备无线充电的托盘。该列举应当视作是示例性的而非穷举。多个具有地线编码的电子组件在车辆中分别安装在不同位置处。
13.为了能够位置正确地驱控电子组件或位置正确地处理由电子组件提供的信号，在
相应的电子组件安装在机动车中的情况下，通过地线编码来识别相应的电子组件。为此，电子组件包括用于与机动车的电缆束选择性地连接的多个外部地线接口以及多个内部地线接口。每个内部地线接口与相配设的外部地线接口电耦联，使得存在于相应的内部地线接口上的电位相应于存在于相配设的外部地线接口上的电位。外部地线接口例如可以构造为引脚以用于建立插接连接。
14.所述电子组件的与内部地线接口耦联的评估电路构造为用于，确定在哪些第一部分数量的内部地线接口上存在代表作为第一电位的参考电位的第一信号信息和在哪些第二部分数量的内部地线接口上存在代表作为第二电位的供电电压电位的第二信号信息，以便从施加有第一电位和第二电位的内部地线接口的模式中推断出组件的编码。该编码例如可以传输给中央控制器。
15.评估电路以何种方式构造对于本发明的原理而言不重要。例如评估电路可以包括模拟/数字转换器(a/d转换器)，所述模拟/数字转换器将在电子组件中存在或产生的参考电压接到内部地线接口上并且探测在内部地线接口上存在的电位。对施加有第一电位和第二电位的内部地线接口的模式的评估和确定可以在车辆制造过程中进行一次或在每次重新启动车辆时进行或以规律的间隔进行，以便推断出组件的编码。
16.所述电子组件还包括组合电路，该组合电路将所述多个内部地线接口与所述多个外部地线接口连接，使得当将电缆束的一条(恰一条)接地线连接在外部地线接口中的恰一个外部地线接口上时，根据所述接地线与外部地线接口中的哪一个外部地线接口连接，第一信号信息以预定的方式存在于分别不同的第一部分数量的内部地线接口上。
17.借助根据本发明的电子组件可以仅以一条唯一的连接的接地线可靠地确定结构相同的电子组件在机动车中的位置。由此，可以取消用于位置识别的包括纵向水密封装置的焊接连接器。这允许显著更简单地、以更轻的重量并且以更低的成本提供电缆束。
18.一种有利的构型方案规定，所述多个外部地线接口和所述多个内部地线接口分别包括至少两个地线接口。特别是，内部地线接口中的第一地线接口与机动车的主地线、特别是接线柱31连接，而内部地线接口中的所有其他地线接口与相应的编码地线连接。相应的编码地线是连接在主地线上的地线。本发明能实现，将内部地线接口中的第一地线接口并且因此将相配设的外部地线接口设置在机动车的主电流路径中，由此所描述的解决方案也可以用于高电流应用(如这在电气化的机动车中设置的那样)。
19.根据另一种有利的构型方案，所述外部地线接口的数量由所需的编码数量确定。编码数量n由编码地线的数量cm按照如下公式确定：n＝2
cm
。这意味着，在三个外部地线接口(即一个主地线和两个编码地线(cm＝2))的情况下可以对电子组件的四个不同位置进行编码。在例如八个外部地线接口的情况下总共可以对八个不同的位置进行编码。
20.另一种有利的构型方案规定，所述组合电路包括一定数量的逻辑块，所述逻辑块将所述多个内部地线接口与所述多个外部地线接口连接。所述逻辑块可以在此在一个或至少两个级联级中电路连接。
21.另一种有利的构型方案规定，在输出侧分别与一个外部地线接口连接的级联级的逻辑块在输入侧分别直接与内部地线接口中的第一地线接口连接。由此确保主地线在任何情况下都与电缆束的接地线连接，无论电缆束的接地线与外部地线接口中的哪一个外部地线接口连接。
22.原则上，任何允许仅单向的电流流动的逻辑块或半导体元件都可以用作逻辑块。在此，不同类型的逻辑块或半导体元件能以任意方式相互组合。特别是，组合电路的逻辑块可以是以下类型中的一种或多种类型：与门(and-gatter)、非门(not-gatter)、与非门(nand-gatter)、或非门(nor-gatter)、异或门(xor-gatter)或同或门(xnor-gatter)。作为单向的半导体开关元件可以使用晶体管和/或二极管，其也构成本发明意义上的逻辑块。
23.电子组件或由内部地线接口、评估电路和组合电路形成的组合可以选择性地构造为ic模块或构造为在载体上的分立电路。在这两种变型方案中，都能以低的成本进行批量生产。
24.根据本发明的另一方面，描述了一种具有多个如上所述的电子组件的机动车，所述电子组件分别根据一种或多种实施方式构造。然后，如所描述的，所述多个电子组件在机动车中设置在不同位置处。
25.这种机动车具有简化的电缆束的优点，特别是对于根据本发明的组件而言，该电缆束不再需要焊接连接器。由此，能以更轻的重量并且以更低的成本提供电缆束。
附图说明
26.下面参考附图中的实施例更详细地描述本发明。图中：
27.图1a至图1d分别示出一种传统的电子组件，所述电子组件构造为用于经由地线编码的位置识别；
28.图2a至图2d分别示出根据本发明的电子组件，在所述电子组件中能以一条唯一的接地线实现经由地线编码的位置识别；
29.图3示出根据本发明的电子组件，所述电子组件具有根据第一实施变型方案的用于总共八个不同的编码的组合电路；和
30.图4示出根据本发明的电子组件，所述电子组件具有根据第二实施变型方案的用于总共八个不同的编码的组合电路。
具体实施方式
31.在所有附图中，相同的元件设有相同的附图标记。出于简化和更好的呈现的目的，仅示出对于理解本发明所必需的组件。
32.图2a至图2d分别示出根据本发明的结构相同的电子组件10，在所述电子组件中借助组合电路30实现经由地线编码的位置识别。在图2a至图2d中所示的电子组件10——如已经描述的在图1a至图1d中的示例中那样——具有例如四个外部地线接口11-14。这四个外部地线接口11-14配设有三个内部地线接口21-23。内部地线接口21-23中的设有附图标记21的(第一)地线接口形成主地线，其与机动车的未示出的接线柱31连接。接线柱31以已知方式形成直接来自机动车的电池或车辆地线的负导线。内部地线接口21-23的其余地线接口22、23与相应的编码地线连接，这未明确示出。相应的编码地线是连接到主地线上的地线。
33.为了简单起见，未示出开头描述的评估电路，所述评估电路用于确定在哪些第一部分数量的内部地线接口21-23上存在作为第一电位的参考电位和在哪些第二部分数量的内部地线接口21-23上存在代表作为第二电位的供电电压电位的第二信息。如开头所述，从
施加有第一电位和第二电位的内部地线接口21-23的模式推断出相应电子组件10的编码并且因此推断出所述电子组件在机动车中的定位。第一和第二部分数量的内部地线接口21-23的总和相应于内部地线接口21-23的总数量。
34.根据图2a至图2d的结构相同的根据本发明的电子组件10包括组合电路30。该组合电路30构造为用于将所述多个内部地线接口21-23与所述多个外部地线接口11-14这样连接，使得当将电缆束的一条接地线51连接在外部地线接口中的恰一个外部地线接口(图2a中的11、图2b中的12、图2c中的13或图2d中的14)上时，根据电缆束的所述接地线51与外部地线接口11-14中的哪一个外部地线接口连接，使第一信号信息、例如参考电位以预定的方式存在于分别不同的第一部分数量的内部地线接口21-23上。
35.为此目的，组合电路30具有多个以级联的方式电路连接的逻辑块31、41-43。在这里所示的实施例中，逻辑块31、41-43构造为与门。备选地，逻辑块31、41-43也可以构造为非门、与非门、或非门、异或门、同或门。逻辑块也可以由半导体开关元件、特别是晶体管或二极管形成。技术人员清楚的是，组合电路30在此可以包括不同逻辑块的任意组合。那么，所述逻辑块在根据图2a至图2d的实施例中必须相应地调整。
36.在图2a至图2d所示的电子组件10中可实现总共四种不同的编码。不同编码的数量由外部地线接口11-14或内部地线接口21-23的数量得出。编码的数量n由编码地线的数量cm(在根据图2a至图2d的实施例中为2)确定：n＝2
cm
＝4。这由主地线(所述主地线与地线接口11或21连接)连接到外部地线接口11-14中的每个外部地线接口的情况得出。因此，逻辑块41至43是在输出侧与外部地线接口12-13连接的逻辑块。在输入侧，逻辑块41至43分别直接与内部地线接口21-23中的第一地线接口21连接。逻辑块41的第二输入端与编码地线22(即内部地线接口22)连接。逻辑块43的第二输入端与编码地线23(即内部地线接口23)连接。逻辑块31在输出侧与逻辑块42的第二输入端连接。逻辑块31的两个输入端分别与编码地线22(即内部地线接口22)和编码地线23(即内部地线接口23)连接。
37.通过这些构型产生总共四种不同的编码变型方案。
38.如果电缆束50的接地线51与外部地线接口11连接，如图2a所示，则来自电子组件10的未示出的电流源或电压源的电流可以从主地线21经由外部地线接口11流入接地线51。与此相对，电流不能流过编码地线22、23，因为组合电路30不允许在编码地线22、23与外部地线接口11之间的耦联。则评估电路的进行评估的a/d转换器在内部地线接口21处检测到小的值，而在内部地线接口22、23处存在由供电电压引起的高的值。
39.如果电缆束50的接地线51与外部地线接口12连接，如图2b所示，则来自电子组件10的未示出的电流源或电压源的电流既可以从主地线21也可以从编码地线22经由外部地线接口12流入接地线51中。与此相对，电流不能流过编码地线23，因为组合电路30不允许在编码地线23与外部地线接口12之间的任何耦联。则评估电路的进行评估的a/d转换器在内部地线接口21、22处检测到小的值，而在内部地线接口23处存在由供电电压引起的高的值。
40.根据图2c的电子组件10经由其外部地线接口13与电缆束50的接地线51连接。由于组合电路30的电路连接，当通过未示出的评估电路将供电电压施加到内部地线接口21-23上时，电流能够流过主地线21以及两个编码地线22、23。因此，借助于评估电路的进行评估的a/d转换器在所有三个内部地线接口21-23处测量到非常小的值，因为存在与电缆束50的参考电位的连接。
41.在图2d所示的电子组件10——所述电子组件在外部地线接口14处与电缆束50的接地线51连接——中，当通过未示出的评估电路将供电电压施加到所有三个内部地线接口21-23上时，电流流过主地线21和编码地线23。则评估电路的进行评估的a/d转换器在内部地线接口21、23处检测到小的值，而在内部地线接口22处存在由供电电压引起的高的值。
42.图3示出根据本发明的电子组件10的另一种实施例。在该实施例中，电子组件10包括组合电路30，该组合电路将四个内部地线接口21-24与八个外部地线接口11-18连接。为此组合电路30包括级联地设置的在第一级联级中的逻辑块31-33、在第二级联级中的逻辑块34和在与外部地线接口11-18连接的最后的级联级中的逻辑块41-47。与在前面的实施例中一样，逻辑块41-47在输入侧分别直接以其第一输入端与内部地线接口21-24中的第一地线接口21连接，该第一地线接口构成主地线。电子组件10在该示例中因此具有三(3)个编码地线cm，由此产生n＝23＝8个不同的编码，这相应于外部地线接口11-18的数量。
43.逻辑块31在输入侧与编码地线22、23连接并且在输出侧与逻辑块42的第二输入端连接，该逻辑块42又与外部地线接口13连接。逻辑块32在输入侧与编码地线23和24连接并且在输出侧与逻辑块44的第二输出端连接，该逻辑块44在输出侧与外部地线接口15连接。逻辑块33在输入侧与两个编码地线22、24连接并且在输出侧与逻辑块47连接，该逻辑块47在输出侧与外部地线接口18连接。逻辑块41、43和45的第二输入端分别直接与编码地线22、23、24连接。在输出侧，逻辑块41、43、45与外部地线接口12、14、16连接。第二级联级的逻辑块34在输入侧与逻辑块31、32的输出端连接并且在输出侧与逻辑块46的第二输入端连接，该逻辑块46在输出侧与外部地线接口17连接。
44.在该实施例中，逻辑块31-33、34、41-47也构造为与门。如上所述，在组合电路30中也可以使用其他逻辑块。不同类型的门也可以在组合电路30中相互连接。
45.图4示出另一种实施例，在该实施例中，图3中描述的逻辑门被二极管131-139、141-147代替。图4中所示的组合电路的作用原理相应于图3中所示的组合电路30。图4中所示的实施例仍具有四个内部地线接口21-24以及八个外部地线接口11-18，其中，内部地线接口21是主地线并且三个内部地线接口22-24是编码地线。电子组件10在该示例中也具有n＝23＝8个不同的编码，这相应于外部地线接口11-18的数量。
46.图3和4中所示的电子组件10的功能相同并且如下：
47.如果将电缆束50的接地线51连接到外部地线接口11上(参见图2a至图2d)，则电流可以经由主地线21流入外部地线接口11中，而由于逻辑电路30而没有电流流过编码地线22-24。因此，评估电路(未示出)确定以下信号模式(signalmuster)，所述信号模式按照内部地线接口21-24的附图标记的顺序给出为：l-h-h-h，其中l表示第一信号信息(低信号电平)并且h表示第二信号信息(高信号电平)。
48.如果将电缆束50的接地线51连接到外部地线接口12上，则电流可以经由主地线21和编码地线22流入外部地线接口12。由此，评估电路在内部地线接口21-24处确定以下信号模式：l-l-h-h。
49.如果将电缆束的接地线连接到外部地线接口13上，则当参考电压施加到内部地线接口21-24上时，电流可以流过编码地线22、23。由此在内部地线接口21-24处产生以下信号模式：l-l-l-h。
50.如果将电缆束的接地线连接到外部地线接口14上，则当供电电压施加到内部地线
接口21-24上时，电流可以流过主地线21和编码地线23。由此在内部地线接口21-24处产生以下信号模式：l-h-l-h。
51.如果将电缆束的接地线连接到外部地线接口15上，则当供电电压施加到内部地线接口21-24上时，电流可以流过主地线21和编码地线23、24。由此在内部地线接口21-24处产生以下信号模式：l-h-l-l。
52.如果将电缆束的接地线连接到外部地线接口16上，则当供电电压施加到内部地线接口21-24上时，电流可以流过主地线21和编码地线24。由此在内部地线接口21-24处产生以下信号模式：l-h-h-l。
53.如果将电缆束的接地线连接到外部地线接口17上，则当供电电压施加到内部地线接口21-24上时，电流可以流过主地线21和编码地线22、23和24。由此在内部地线接口21-24处产生以下信号模式：l-l-l-l。
54.如果将电缆束的接地线连接到外部地线接口18上，则当供电电压施加到内部地线接口21-24上时，电流可以流过主地线21和编码地线22、24。由此在内部地线接口21-24处产生以下信号模式：l-l-h-l。
55.分别在图2至图4的实施例中示出的组件、即内部地线接口21-24以及组合电路30既可以设计为ic模块又可以设计为在载体、如电路板上的简单的电路。
56.所提出的具有组合电路的电子组件取消了在机动车的电缆束中的用于通过地线编码进行位置识别且具有纵向水密封件的焊接连接器。组合电路在与电缆束的物理接口(外部地线接口)处经由各一个输出端定义组件在机动车中的位置。外部地线接口或输出端的数量在此取决于结构相同的组件在机动车中的可能定位。因此，理论上可以定义无限数量的位置。
57.评估电路也可以通过组合电路的输入端识别所涉及的电子组件在机动车中的位置。
58.附图标记列表
59.10电子组件(传感器、致动器、控制器)
60.11-17外部地线接口
61.21内部地线接口(主地线)
62.22-24内部地线接口(编码地线)
63.30组合电路
64.31-33逻辑块
65.34逻辑块
66.41-47逻辑块
67.50电缆束
68.51-53接地线
69.54超声波焊接连接器
70.55总线路
71.131-139二极管
72.141-147二极管