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Patent Searching and Data


Title:
ELECTRIC DEVICE FOR A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/280924
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is an electric device (1), in particular a control device, for a motor vehicle, comprising a printed circuit board (2) and at least one measurement unit (3) which is assigned to the printed circuit board (2) and is configured to measure a current flowing through at least one electric wire element (4) during operation of the electric device (1), wherein at least one sensor element (5) of the measurement unit (3) is arranged at or on the printed circuit board (2), said at least one sensor element (5) defining a via (9) for the at least one electric wire element (4).

Inventors:
HABENSCHADEN JOSEF (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/068755
Publication Date:
January 12, 2023
Filing Date:
July 06, 2022
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
G01R15/20; G01R19/00
Domestic Patent References:
WO2012050048A12012-04-19
Foreign References:
US20090315564A12009-12-24
US20140253109A12014-09-11
US20150309127A12015-10-29
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Claims:
Patentansprüche

1. Elektrische Einrichtung (1 ), insbesondere Steuereinrichtung, für ein Kraftfahr zeug, umfassend eine Leiterplatte (2) und wenigstes eine der Leiterplatte (2) zugeordnete Erfassungseinrichtung (3), die dazu ausgebildet ist, einen in einem Betrieb der elektrischen Einrichtung (1) durch wenigstens ein elektrisches Lei tungselement (4) fließenden elektrischen Strom zu erfassen, dadurch gekenn zeichnet, dass wenigstens ein eine Durchführung (9) für das wenigstens eine elektrische Leitungselement (4) definierendes Sensorelement (5) der Erfas sungseinrichtung (3) an oder auf der Leiterplatte (2) angeordnet ist.

2. Elektrische Einrichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittelpunkt der Durchführung (9) des wenigstens einen Sensorelements (5) auf einer Mittelachse (11) einer Ausnehmung (10) der Leiterplatte (2) angeordnet ist.

3. Elektrische Einrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (5) direkt auf der Leiterplatte (2) angeordnet ist oder unter Ausbildung eines Luftspalts an der Leiterplatte (2) angeordnet ist.

4. Elektrische Einrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Sensorelement (5) mittels wenigs tens einer der nachfolgenden Verbindungsarten an oder auf der Leiterplatte (2) angeordnet ist:

Kleben, insbesondere mittels Adhäsionskleber, und/oder Stiften und/oder Schrauben und/oder

Löten, insbesondere mittels Heißluftlöten, und/oder Einpressen

5. Elektrische Einrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (5) einen Grundkörper (6) aufweist, der mittels Halteelementen (8, 8‘, 8“), insbesondere Pins, an oder auf der Lei terplatte (2) befestigt ist.

6. Elektrische Einrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere miteinander elektrisch verbundene Halteelemente (8, 8‘, 8“) den Grundkörper (6) spulenförmig umgeben.

7. Elektrische Einrichtung (1 ) nach Anspruch 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (6) als magnetisch leitfähiges Magnetelement, insbeson dere als Ferrit-Kern, ausgebildet ist.

8. Elektrische Einrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (2) einlagig oder mehrlagig ausgebildet ist.

9. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Einrichtung (1), insbesondere Steuereinrichtung, für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Leiterplatte (2) und wenigstes eine der Leiterplatte (2) zugeordnete Erfassungseinrichtung (3), die dazu ausgebildet ist, einen in einem Betrieb der elektrischen Einrichtung (1) durch wenigstens ein elektrisches Leitungselement (4) fließenden elektrischen Strom zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein eine Durch führung (9) für das wenigstens eine elektrische Leitungselement (4) definieren des Sensorelement (5) der Erfassungseinrichtung (3) an oder auf der Leiter platte (2) angeordnet wird.

10. Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Einrichtung (1) nach einem der An sprüche 1 bis 8.

Description:
Elektrische Einrichtung für ein Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft eine elektrische Einrichtung, insbesondere Steuereinrichtung, für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Leiterplatte und wenigstes eine der Leiterplatte zugeordnete Erfassungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, einen in einem Betrieb der elektrischen Einrichtung durch wenigstens ein elektrisches Leitungselement flie ßenden elektrischen Strom zu erfassen.

Elektrische Einrichtungen für Kraftfahrzeuge, insbesondere Steuereinrichtungen für Kraftfahrzeuge, sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt, die eine Lei terplatte und wenigstens eine der Leiterplatte zugeordnete Erfassungseinrichtung aufweisen. Die Leiterplatte kann beispielsweise mehrere Leitungselemente bereitstel len, durch die Strom im Betrieb der elektrischen Einrichtung fließen kann. Beispiels weise kann die elektrische Einrichtung einem Elektromotor des Kraftfahrzeugs, ins besondere einem Traktionsantrieb des Kraftfahrzeugs, zugeordnet sein, und kann durch mehrere Leitungselemente den Elektromotor mit elektrischer Energie versor gen.

Hierbei ist bekannt, dass die durch das Leitungselement fließenden Ströme für ver schiedene Anwendungen erfasst werden müssen. Beispielsweise kann ein Strom, der einer elektrischen Maschine bereitgestellt wird oder von der elektrischen Ma schine erzeugt wird bzw. der allgemein zwischen einem elektrischen Verbraucher und einem elektrischen Energiespeicher des Kraftfahrzeugs fließt, erfasst werden, um verschiedene Betriebszustände des Kraftfahrzeugs zu verifizieren oder die Steu erung der Verbraucher vorzunehmen. Beispielsweise kann für den Betrieb einer elektrischen Maschine, zum Beispiel um ein Drehmoment für einen Traktionsantrieb bereitzustellen, die Steuerung basierend auf dem erfassten Strom durchgeführt wer den, um sicherzustellen, dass ein gewünschtes Drehmoment bereitgestellt wird. Ebenso kann ein Ladevorgang für einen elektrischen Energiespeicher gesteuert wer den und sichergestellt werden, dass ein geeigneter Ladestrom durch das wenigstens eine Leitungselement fließt. Sensorelemente für eine solche Strommessung sind im Stand der Technik üblicher weise separat zu der elektrischen Einrichtung ausgeführt, d.h., dass diese zwar elektrisch mit der elektrischen Einrichtung verbunden sind, jedoch mechanisch nicht in die elektrische Einrichtung integriert sind. Dies erfordert üblicherweise, eine zu sätzliche Montage und Integration der Sensorelemente in den zur Verfügung stehen den Bauraum. Dadurch, dass die Sensorelemente abgesehen von der elektrischen Verbindung zu der elektrischen Einrichtung separat ausgeführt sind, sind diese in Be zug auf im Betrieb auftretende Beschleunigungen ebenfalls separat zu betrachten und entsprechend abzusichern. Um eine Strommessung bzw. eine Erfassung des durch des wenigstens eine elektrische Leitungselement fließenden Stroms zu ge währleisten, muss das elektrische Leitungselement entsprechend mit dem Sensorel ement gekoppelt werden, beispielsweise durch ein ringförmiges Sensorelement, das abseits der Leiterplatte angeordnet ist, hindurchgeführt werden. Die Herstellung, die Anordnung und die Integration der Sensorelemente in das Kraftfahrzeug sind daher vergleichsweise aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine demgegenüber verbesserte elektri sche Einrichtung anzugeben.

Die Aufgabe wird durch eine elektrische Einrichtung mit den Merkmalen des An spruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprü che.

Wie beschrieben, betrifft die Erfindung eine elektrische Einrichtung für ein Kraftfahr zeug. Die elektrische Einrichtung kann auch als Steuereinrichtung ausgebildet sein bzw. als solche bezeichnet werden. Die elektrische Einrichtung umfasst grundsätzlich eine Leiterplatte und eine Erfassungseinrichtung, die der Leiterplatte zugeordnet ist. Die Erfassungseinrichtung wird dazu verwendet, einen elektrischen Strom, der im Betrieb der elektrischen Einrichtung durch wenigstens ein elektrisches Leitungsele ment der elektrischen Einrichtung fließt, zu erfassen.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass wenigstens ein eine Durchführung für das wenigstens eine elektrische Leitungselement definierendes Sensorelement der Erfassungseinrichtung an oder auf der Leiterplatte angeordnet ist. Die Erfindung schlägt somit vor, das wenigstens eine Sensorelement in der elektrischen Einrichtung zu integrieren bzw. integriert auf oder an der Leiterplatte anzuordnen. Die Integration des Sensorelements stellt insbesondere eine mechanische Verbindung zwischen dem Sensorelement und der Leiterplatte dar, die dazu ausgebildet ist, das Sensorel ement in einer festen Relativposition relativ zu der Leiterplatte zu halten. Zusätzlich zu der elektrischen Verbindung zwischen dem Sensorelement und der elektrischen Einrichtung, insbesondere der Leiterplatte, ist das wenigstens eine Sensorelement somit mittels eines mechanischen Halteelements fest mit der Leiterplatte verbunden. Im Betrieb des Kraftfahrzeugs auftretende Beschleunigungen führen somit nicht dazu, dass sich das Sensorelement gegenüber der Leiterplatte bewegen kann. Das Sensorelement kann insbesondere zusammen mit der Leiterplatte ausgeführt bzw. hergestellt werden, sodass eine vollständige Integration auch im Rahmen der Her stellung möglich ist.

Das Sensorelement definiert, wie beschrieben, eine Durchführung, durch die das we nigstens eine elektrische Leitungselement durchgeführt werden kann. Ein durch das wenigstens eine elektrische Leitungselement fließender elektrischer Strom kann so mit durch das Sensorelement in bekannter Weise, beispielsweise in Form eines Hall- Sensors, erfasst werden. Die elektrische Einrichtung kann grundsätzlich als jedwede beliebige elektrische Einrichtung ausgeführt sein, zum Beispiel als sogenanntes „Po werboard“. Die elektrische Einrichtung stellt insbesondere Stromanschlüsse bzw. Stromausgänge bereit, die zu elektrischen Verbrauchern des Kraftfahrzeugs geführt werden. Insbesondere stellt die elektrische Einrichtung Stromanschlüsse oder Strom - ausgänge für elektrische Maschinen, insbesondere Generatoren oder Elektromotoren des Kraftfahrzeugs bereit. Die Anzahl der elektrischen Leitungselemente bzw. Strom - anschlüsse richtet sich somit nach den eingesetzten elektrischen Verbrauchern. Hier bei kann beispielsweise ein zweiphasiges, dreiphasiges oder sechsphasiges System vorgesehen sein.

Nach einer Ausgestaltung der elektrischen Einrichtung kann vorgesehen sein, dass ein Mittelpunkt der Durchführung des wenigstens einen Sensorelements auf einer Mittelachse einer Ausnehmung der Leiterplatte angeordnet ist. Die Durchführung kann beispielsweise kreisrund ausgebildet sein und so einen Mittelpunkt definieren. Grundsätzlich ist die Formgebung der Durchführung beliebig wählbar, sodass auch eine quadratische, rechteckige, dreieckige oder beliebig vieleckige Form möglich ist. Als Mittelpunkt kann beispielsweise der Flächenmittelpunkt oder Schwerpunkt des Querschnitts der Durchführung verstanden werden. Um das wenigstens eine elektri sche Leitungselement durch die Durchführung zu führen, weist die Leiterplatte eben falls eine Ausnehmung auf, die, zumindest abschnittsweise, mit der Durchführung des wenigstens einen Sensorelements in Überdeckung liegt, sodass das wenigstens eine elektrische Leitungselement, das durch die Durchführung geführt ist, auch durch die Ausnehmung in der Leiterplatte geführt werden kann. Grundsätzlich ist hierbei auch die Form der Ausnehmung in der Leiterplatte beliebig wählbar bzw. beliebig ausführbar.

Das wenigstens eine Sensorelement kann somit fest mit der Leiterplatte verbunden werden, sodass das wenigstens eine elektrische Leitungselement durch die Durch führung, die von dem Sensorelement definiert wird, und die Ausnehmung in der Lei terplatte geführt werden kann. Dadurch ist eine besonders kompakte Ausführung des Sensorelements bzw. der Erfassungseinrichtung und somit der kompletten elektri schen Einrichtung möglich. Das Sensorelement kann fest mit der Leiterplatte verbun den bleiben, wobei das wenigstens eine elektrische Leitungselement insbesondere nach Fertigstellung der elektrischen Einrichtung durch die Durchführung die Ausneh mung geführt werden kann bzw. entfernt oder ausgetauscht werden kann.

Die Anordnung des wenigstens einen Sensorelements auf der Leiterplatte kann grundsätzlich beliebig gewählt werden. Wie beschrieben, stellt die Anordnung an o- der auf der Leiterplatte grundsätzlich eine feste mechanische Verbindung zwischen dem Sensorelement und der Leiterplatte dar. Das Sensorelement kann beispiels weise direkt auf der Leiterplatte angeordnet sein oder unter Ausbildung eines Luft spalts an der Leiterplatte angeordnet sein. Bei der direkten Anordnung des Sensorel ements auf der Leiterplatte wird das Sensorelement somit ohne Luftspalt bzw. ohne Zwischenraum direkt auf der Leiterplatte befestigt. Eine Unterseite des Sensorele ments berührt somit eine Oberseite der Leiterplatte direkt. Bei der direkten Anord nung kann alternativ wenigstens ein Zwischenelement vorgesehen sein, dass das Sensorelement auf der Leiterplatte lagert, beispielsweise eine Beschichtung, eine Klebeschicht oder ein Dämpfungselement.

Bei der Ausführung der Anordnung des Sensorelements an der Leiterplatte unter Ausbildung eines Luftspalts wird ein definierter Luftspalt zwischen Sensorelement und Leiterplatte eingestellt, der beispielsweise 1 mm breit ist. Grundsätzlich ist die breite bzw. die Ausgestaltung des Luftspalts beliebig wählbar. Das Sensorelement bleibt hierbei fest mit der Leiterplatte verbunden, sodass eine Relativbewegung zwi schen Sensorelement und Leiterplatte auch bei einer Beabstandung des Sensorele ments um den Luftspalt nicht möglich ist.

Die Herstellung der elektrischen Einrichtung bzw. die Anordnung des Sensorele ments an oder auf der Leiterplatte ist grundsätzlich nicht eingeschränkt, sodass belie bige Verbindungsarten verwendet werden können. Als besonders vorteilhafte Verbin dungsarten des Sensorelements an der Leiterplatte haben sich Kleben, insbeson dere mittels eines Adhäsionsklebers, und/oder Stiften und/oder Schrauben und/oder Löten, insbesondere mittels Heißluftlötens bzw. eines Reflow-Prozesses, und/oder Einpressen herausgestellt. Hierbei kann die Verbindung des Sensorelements bzw. der mehreren Sensorelemente an oder auf der Leiterplatte auch im Rahmen der Her stellung der Leiterplatte bzw. im Rahmen der Bestückung der Leiterplatte durchge führt werden. Meist weisen Leiterplatten beispielsweise mehrere elektrische oder elektronische Bauteile auf, die an der Leiterplatte befestigt bzw. auf der Leiterplatte angeordnet werden sollen. Hierbei kann in einem Fügungsschritt bzw. Verbindungs schritt des Herstellungsprozesses auch das wenigstens eine Sensorelement auf der Leiterplatte bzw. an der Leiterplatte zusammen mit weiteren elektrischen oder elekt ronischen Bauteilen angeordnet werden.

Das Sensorelement bzw. wenigstens ein Sensorelement kann wenigstens einen Grundkörper aufweisen, der mittels Halteelementen, insbesondere Pins, an oder auf der Leiterplatte befestigt ist. Die Halteelemente stellen die feste mechanische Verbin dung zwischen der Leiterplatte und dem Grundkörper also letztlich zwischen der Lei terplatte und dem Sensorelement, her, sodass das Sensorelement fest an oder auf der Leiterplatte befestigt ist. Hierzu können mehrere Halteelemente vorgesehen sein, die den Grundkörper des Sensorelements in Position halten, d.h., eine Relativbewe gung zwischen Leiterplatte und Grundkörper verhindern. Die Halteelemente können beispielsweise in Form von Pins ausgeführt sein, die in entsprechende Öffnungen in der Leiterplatte eingreifen und einen Kontakt zwischen dem Grundkörper und der Leiterplatte hersteilen. Bei einem ringförmigen Grundkörper können die beschriebe nen Halteelemente den Grundkörper an seinem Außenumfang und/oder an seinem Innenumfang halten. Beispielsweise können über den Außenumfang und den Innen umfang abwechselnd verteilt Halteelemente angeordnet sein, sodass sich eine Schlangenlinie bzw. ein Zick-Zack-Muster ergibt.

Die beschriebenen Halteelemente können insbesondere untereinander elektrisch lei tend miteinander verbunden sein und den Grundkörper spulenförmig umgeben. Die Anordnung der einzelnen Halteelemente kann somit derart ausgeführt sein, dass die Halteelemente in Summe eine Spule bilden bzw. eine Spule nachbilden, die um den Grundkörper herum verläuft. Hierzu kann beispielsweise jeweils ein erstes Halteele ment an einem Außenumfang des Grundkörpers, zum Beispiel senkrecht auf der Lei terplatte, angeordnet sein, das mit einem zweiten Halteelement, zum Beispiel parallel zu der Leiterplatte, elektrisch und mechanisch verbunden ist, welches zweite Hal teelement wiederum mit einem dritten Halteelement, das an dem Innenumfang des Grundkörpers angeordnet ist, zum Beispiel parallel zu dem ersten Halteelement, ver bunden ist.

Das erste Halteelement und/oder das dritte Halteelement können beispielsweise mit Leiterbahnen auf der Leiterplatte verbunden sein. Das dritte Halteelement kann wie derum mit einem weiteren ersten Halteelement elektrisch verbunden sein, das wiede rum am Außenumfang des Grundkörpers angeordnet sein kann. Die drei Halteele mente und die Leiterbahn bilden beispielsweise eine Wicklung einer Spule aus, wo bei die Gesamtzahl der Halteelemente und Leiterbahnen in Summe eine Spule aus bilden, die den Grundkörper umgibt. Die Halteelemente können möglichst eng an dem Grundkörper angeordnet werden, diesen insbesondere sowohl am Außenum fang als auch am Innenumfang berühren. Zwischen den Halteelementen und dem Grundkörper kann eine Isolierung vorgesehen sein, sodass diese mechanisch miteinander verbunden jedoch elektrisch voneinander getrennt sind. Die Halteele mente können, wie zuvor beschrieben, als Stifte oder Pins ausgeführt sein.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der elektrischen Einrichtung kann der Grundkör per als magnetisch leitfähiges Magnetelement, insbesondere als Ferritkern, ausgebil det sein oder einen solchen aufweisen. Das Sensorelement weist somit den Grund körper auf, der magnetisch leitfähig ausgeführt ist. In Zusammenhang mit den elektrisch leitfähigen Halteelementen, die den magnetisch leitfähig Grundkörper spu lenförmig umgeben, ist es möglich, das Sensorelement in bekannter Weise zur Erfas sung eines durch das wenigstens eine elektrische Leitungselement fließenden Stroms zu nutzen.

Der Aufbau der Leiterplatte kann grundsätzlich beliebig gewählt werden bzw. in Ab hängigkeit von der konkreten Ausgestaltung bzw. dem Einsatz der elektrischen Ein richtung gewählt werden. Die elektrische Einrichtung kann hierzu einlagig oder mehr lagig ausgeführt werden. Die elektrische Einrichtung kann beispielsweise in Sand wich-Bauweise ausgeführt sein. Die elektrische Einrichtung trägt hierbei zum Beispiel mehrere Schaltungsträger, die für ein Betrieb des Kraftfahrzeugs bzw. einer der elektrischen Einrichtung zugeordneten Einheit vorgesehen sind. Das wenigstens eine Sensorelement kann dabei beliebig mit einer der Schichten der Leiterplatte verbun den sein, beispielsweise können die beschriebenen Halteelemente mit Leiterbahnen auf einer obersten Schicht oder einer beliebigen anderen Schicht verbunden sein, um die spulenförmige Anordnung um den Grundkörper des Sensorelements auszu führen.

Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Ein richtung, insbesondere einer zuvor beschriebenen elektrischen Einrichtung. Basie rend auf dem Verfahren kann somit eine elektrische Einrichtung hergestellt werden, die eine Leiterplatte und wenigstens eine der Leiterplatte zugeordnete Erfassungs einrichtung für das Kraftfahrzeug aufweist, welche Erfassungseinrichtung dazu aus gebildet ist, einen in einem Betrieb der elektrischen Einrichtung durch wenigstens ein elektrisches Leitungselement fließenden elektrischen Strom zu erfassen. Bei der Her stellung der elektrischen Einrichtung wird wenigstens ein Sensorelement an oder auf der Leiterplatte angeordnet, das eine Durchführung für das wenigstens eine elektri sche Leitungselement definiert.

Die Anordnung des Sensorelements an oder auf der Leiterplatte kann insbesondere in einen Herstellungsprozess der elektrischen Einrichtung integriert werden, sodass auch das wenigstens eine Sensorelement in die Leiterplatte bzw. auf der Leiterplatte integriert ausgeführt werden kann. Insbesondere kann ein Prozessschritt ausgeführt werden, in dem die elektrische Einrichtung, insbesondere die Leiterplatte, mit elektro nischen oder elektrischen Bauteilen bestückt wird, wobei auch das wenigstens eine Sensorelement in dem Bestückungsprozess an oder auf der Leiterplatte angeordnet wird. Das beschriebene Verfahren unterscheidet sich insbesondere von aus dem Stand der Technik bekannten elektrischen Einrichtungen bzw. deren Herstellungsvor gängen, da üblicherweise die elektrische Einrichtung hergestellt wird und anschlie ßend, beispielsweise im Rahmen einer Anordnung in einem Kraftfahrzeug, eine elektrische Verbindung zwischen einem separat hergestellten Sensorelement und der elektrischen Einrichtung hergestellt wird. Im Rahmen des Herstellungsverfahrens wird somit das Sensorelement elektrisch verbunden und auch mechanisch fest an der Leiterplatte angeordnet, beispielsweise mittels einer der zuvor beschriebenen Verbindungsarten.

Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend eine zuvor beschrie bene elektrische Einrichtung. Die elektrische Einrichtung des Kraftfahrzeugs kann insbesondere mittels eines zuvor beschriebenen Verfahrens hergestellt sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug nahme auf die Fig. erläutert. Die Fig. sind schematische Darstellungen und zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt einer elektrischen Einrichtung in einer Querschnittsdar stellung; und

Fig. 2 einen Ausschnitt der elektrischen Einrichtung von Fig. 1 in einer Drauf sicht. Fig. 1 2 zeigen eine elektrische Einrichtung 1 insbesondere eine Steuereinrichtung, für ein nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug, umfassend eine Leiterplatte 2 und we nigstes eine der Leiterplatte 2 zugeordnete Erfassungseinrichtung 3, die dazu ausge bildet ist, einen in einem Betrieb der elektrischen Einrichtung 1 durch wenigstens ein elektrisches Leitungselement 4 fließenden elektrischen Strom zu erfassen. Die Erfas sungseinrichtung 3 weist ein Sensorelement 5 auf, das in diesem Ausführungsbei spiel direkt an der Leiterplatte 2 angeordnet ist. Ein Grundkörper 6 des Sensorele ments 5 berührt mit seiner Unterseite somit eine Oberseite der Leiterplatte 2. Das Sensorelement 5 weist ferner ein Deckelelement 7 auf, das mittels Halteelementen 8 an der Leiterplatte 2 befestigt ist. Die Halteelemente 8 sowie das Deckelelement 7 stellen somit einem feste mechanische Verbindung zwischen der Leiterplatte 2 und dem Sensorelement 5 her, sodass das Sensorelement 5 nicht relativ zu der Leiter platte 2 bewegt werden kann.

Der Übersichtlichkeit halber sind die Halteelemente 8 in Bezug auf den Grundkörper 6 beabstandet dargestellt, wobei die Halteelemente 8 den Grundkörper 6 auch direkt berühren können. Zwischen den Halteelementen 8 und dem Grundkörper 5 ist, bei spielsweise über das Deckelelement 7 oder eine entsprechende Beschichtung der Halteelemente 8, eine Isolierung vorgesehen, sodass ein durch die Halteelemente 8 geführter Strom nicht auf den Grundkörper 6 übertragen werden kann. Der Grundkör per 6 ist beispielhaft ringförmig ausgebildet und definiert somit eine im Querschnitt kreisförmige Durchführung 9, durch die das Leitungselement 4 durchgeführt ist. Das Sensorelement 5 ist so auf der Leiterplatte 2 angeordnet, dass die Durchführung 9 mit einer Ausnehmung 10 in der Leiterplatte 2 korrespondiert. Der Mittelpunkt der Durchführung 9 liegt in diesem Beispiel auf einer Mittelachse 11 der Ausnehmung 10.

Somit ist es insbesondere möglich, die Anordnung des Sensorelements 5 sowie die Führung des wenigstens einen elektrischen Leitungselements 4 möglichst kompakt, bauraumsparend und sicher auszuführen, da das Leitungselement 4 möglichst flach an der Leiterplatte 2 geführt werden kann und die Durchführung 9 bzw. die Durchbre chung 10 möglichst flach durchlaufen kann. Das Sensorelement 5 ist insbesondere durch die Halteelemente 8 mechanisch an der Leiterplatte 2 gesichert, sodass Be schleunigungen im Betrieb des Kraftfahrzeugs zwar auf das Sensorelement 5 übertragen werden können, jedoch nicht zu einer Bewegung des Sensorelements 5 führen.

Die Halteelemente 8 können insbesondere in erste Halteelemente 8, zweite Halteele mente 8 und dritte Halteelemente 8“ aufgeteilt bzw. unterteilt werden, die, am besten dargestellt in Fig. 2, spulenförmig um den Grundkörper 6 angeordnet sind. Ersichtlich besitzen die ersten Halteelemente 8 und die dritten Halteelemente 8“ eine Ausrich tung im Wesentlichen senkrecht zu der Leiterplatte 2, wobei die ersten Halteele mente 8 an einem Außenumfang und die dritten Halteelemente 8“ an einem Innen umfang des Grundkörpers 6 angeordnet sind. In Fig. 2 ist lediglich ein Kreissegment der Halteelemente 8, 8‘, 8“ dargestellt, die sich selbstverständlich, wie in Fig. 1 ge zeigt, um den gesamten Umfang des Grundkörpers 6 fortsetzen kann. Der Grundkör per 6 kann als magnetisch leitfähiges Magnetelement ausgeführt sein, insbesondere als Ferrit-Kern.

Ein erstes Halteelemente 8 ist somit mit einem zweiten Halteelemente 8 verbunden, welches zweite Halteelement 8 beispielsweise in das Deckelelement 7 integriert, pa rallel zu einer Oberfläche der Leiterplatte 2 angeordnet sein kann. Das zweite Hal teelemente 8 ist wiederum mit einem dritten Halteelemente 8“ verbunden. Die ersten Halteelemente 8 und/oder die dritten Halteelemente 8“ können mit nicht gezeigten Leiterbahnen in der Leiterplatte 2 elektrisch verbunden sein. Jedes dritte Halteele ment 8“ ist somit mit dem ihm vorausgehenden zweiten Halteelement 8 und dem im nachfolgenden ersten Halteelement 8, nämlich über die nicht dargestellte Leiterbah nen unterhalb des Grundkörpers 6 in der Leiterplatte 2, verbunden. Entsprechend ergibt sich, dass jedes zweite Halteelement 8‘ mit einem ihm vorausgehenden ersten Halteelement 8 und einem im nachfolgenden dritten Halteelement 8“ verbunden ist. Jedes erste Halteelement 8 ist mit dem ihm nachfolgenden zweiten Halteelement 8 und über die dem ersten Halteelement 8 vorausgehende Leiterbahn mit dem voraus gehenden dritten Halteelement 8“ verbunden.

Um den von dem elektrischen Leitungselement 4 geführten Strom zu messen kann, beispielsweise über elektrische Induktion, ein elektrisches Signal durch die spulenför mig angeordneten Halteelemente 8, 8 8“ ausgewertet werden. Hierzu ist ein Starthalteelement und ein Endhalteelement vorgesehen, die mit einer entsprechen den Auswertungseinheit kontaktiert werden können. Mit anderen Worten ist die Spule nicht vollständig geschlossen, sondern ein in die Spule induziertes elektrisches Sig nal kann, beispielsweise mittels eines Spannungsmessgeräts, ausgewertet werden. Dadurch kann auf den Strom geschlossen werden bzw. der Strom kann ermittelt wer den, der durch das Leitungselement 4 fließt.

Obwohl der Grundkörper 6 in der gezeigten Ausführungsform direkt auf der Leiter platte 2 bzw. an der Leiterplatte 2 angeordnet ist, ist es ebenso möglich, den Grund körper 6 unter Ausbildung eines Luftspalts zwischen dem Grundkörper 6 und der Lei terplatte 2 anzuordnen. Die gezeigte Anordnung des Sensorelements 5 bzw. des Grundkörpers 6 über Halteelemente 8, 8 8“ ist lediglich beispielhaft. Es ist ebenso möglich, den Grundkörper 6 alternativ oder zusätzlich über einen Adhäsionskleber, einen Heißluftlötprozess oder Schrauben mit der Leiterplatte 2 zu verbinden. In Ab hängigkeit von dem Einsatzzweck der elektrischen Einrichtung 1 können mehrere Sensorelemente 5 vorgesehen sein, die entsprechenden elektrischen Leitungsele menten 4 zugeordnet sind. Soll die elektrische Einrichtung 1 beispielsweise einer dreiphasigen elektrischen Maschine elektrische Anschlüsse bereitstellen, können ins besondere drei elektrische Leitungselemente 4 und somit drei Sensorelemente 5 vor gesehen sein.

Bezuqszeichen elektrische Einrichtung Leiterplatte Erfassungseinrichtung Leitungselement Sensorelement Grundkörper Deckelelement , 8‘, 8“ Halteelemente Durchführung 0 Ausnehmung 1 Mittelachse




 
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