Title:
Schirmung eines elektrischen Systems
Kind Code:
A1


Abstract:

Die Erfindung betrifft ein elektrisches System, umfassend zwei Steuergeräte (3, 5), welche über mindestens eine mit einer Schirmung (9) versehenen Leitung (7) miteinander verbunden sind. Bei einem elektrischen System, welches eine kostengünstige und zuverlässige Schirmung aufweist, ist die Schirmung (9) der Leitung (7) über ein passives nicht niederimpedantes Filternetzwerk (11, 13) an ein umgebendes Massepotential (15) geführt.




Inventors:
Buntz, Stefan, Dipl.-Ing. (89160, Dornstadt, DE)
Spägele, Matthias, Dr.-Ing. (88471, Laupheim, DE)
Application Number:
DE102015015887A
Publication Date:
07/21/2016
Filing Date:
12/08/2015
Assignee:
Daimler AG, 70327 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE9421696U1N/A1996-05-30



Claims:
1. Schirmung eine elektronischen Systems, umfassend zwei elektronische Geräte (3, 5), welche über mindestens eine mit einer Schirmung (9) versehenen Leitung (7) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirmung (9) der Leitung (7) über ein passives nicht niederimpedantes Filternetzwerk (11, 13) an ein umgebendes Massepotential (15) geführt ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das passive Filternetzwerk mindestens einen Terminierungswiderstand (11, 13) enthält.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Terminierungswiderstand (11, 13) an einem Ende der Schirmung (9) der Leitung (7) gegen Massepotential (15) geführt ist.

4. System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Terminierungswiderstand (11, 13) zur Schirmung von Datenleitungen (7) an eine Wellenimpedanz zwischen Schirmung der Leitung (7) und umgebenden Massepotential (15) angepasst ist und vorzugsweise zwischen 200 und 300 Ohm aufweist.

5. System nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuergeräte (3, 5) ungeschirmt ausgebildet sind.

6. Fahrzeug, umfassend ein elektrisches System, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische System (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.

Description:

Die Erfindung betrifft eine Schirmung eines elektrischen Systems, umfassend zwei elektronische Geräte in einem Kraftfahrzeug, welche über mindestens eine mit der Schirmung versehenen Leitung miteinander verbunden sind.

Aus der DE 94 21 696 U1 ist ein Steckverteiler für Datenübertragungsnetze bekannt. Dabei wird eine vollumfängliche Schirmung für Datenleitungen ausgewiesen, bei welchem die Leiterplatte durch ein geschirmtes Gehäuse geschützt ist, wobei das geschirmte Gehäuse mit einer vollumfänglichen Schirmanbindung (oft auch 360°-Schirmanbindung genannt) zu der elektrischen Leitung versehen ist. Gleichzeitig schließt sich an das schirmende Gehäuse, welches vorzugsweise aus Metall ausgebildet ist, die Schirmung der Datenübertragungsleitung an. Die Gehäuse sind dabei an ein Massepotential, z. B. eine Karosserie des Kraftfahrzeuges, angebunden. Durch diese vollumfängliche Schirmung sind das innere und das äußere System des elektrischen Systems komplett getrennt, so dass eine Resonanzbildung im äußeren System keinerlei Wechselwirkung mit dem inneren System hat, wodurch eine gute Schirmwirkung gegeben ist. Diese Lösung ist jedoch sehr kostenintensiv.

Es sind Schirmungskonzepte von Leitungen bekannt, bei welchen die elektronischen Geräte, beispielsweise Steuergeräte von Fahrzeugen, nicht vollumfänglich geschirmt sind. Diese Konzepte sind zwar kostengünstiger, jedoch ist der Schirmeffekt sehr gering und es kann zu Resonanzeffekten auf den Schirm kommen. Dies hat zur Folge, dass die Schirmwirkung deutlich verringert wird und es unter Umständen sogar zu einer Zunahme der Störaussendung bzw. Verringerung der Störfestigkeit führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schirmung für ein elektrisches System anzugeben, bei welchem eine kostengünstige Schirmung vorgesehen ist, die trotzdem die Resonanzbildung auf dem Schirm einer Leitung, welche elektronische Geräte verbindet, nahezu vollständig unterdrückt.

Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.

Die Aufgabe ist mit einer Schirmung des elektrischen Systems dadurch gelöst, dass die Schirmung der Leitung über ein passives, nicht niederimpedantes Filternetzwerk an ein umgebendes Massepotential geführt ist. Die Schirmung der Leitung kann hierbei sowohl ein einfacher Massebeidraht oder auch eine vollumfängliche Geflechtsschirmung oder Zwischenlösungen wie Massedraht mit Folienschirm sein. Die Ausgestaltung des passiven Filternetzwerkes zur Anbindung des Leitungsschirms zum umgebenden Massepotential weist hierbei den Anspruch auf, dass diese nicht niederimpedant ausgeführt wird, sondern das dieses Filternetzwerk eine Bedämpfung (Terminierung) der Wellenimpedanz des Schirms der Datenleitung gegen das umgebende Massepotential darstellt. Dies hat den Vorteil, dass zwischen den elektronischen Geräten eine teilgeschirmte Leitung einsetzbar ist, die wiederum durch die Terminierung keine Resonanzbildung auf dem Schirm aufweist und dadurch eine effektive Lösung zur Reduzierung der Störaussendung bzw. Erhöhung der Störfestigkeit eines elektrischen Übertragungssystems darstellt, obwohl die elektronischen Geräte bzw. deren Leiterplatten nicht vollumfänglich geschirmt sind. Weiter entsteht durch die Teilschirmung eine kostengünstige Alternative zu vollgeschirmten Lösungsansätzen.

Vorteilhafterweise ist das passive Filternetzwerk als Terminierungswiderstand ausgebildet. Ein solcher Terminierungswiderstand ist sehr kostengünstig und führt zu einer effektiven Schirmung der Leitung.

In einer Ausgestaltung ist mindestens ein Terminierungswiderstand an einem Ende der Schirmung der Leitung gegen Massepotential geführt. Dadurch wird die Resonanzbildung im äußeren System minimiert, wodurch die Schirmwirkung maximiert wird.

In einer Ausführungsform weist der Terminierungswiderstand zur Schirmung von differenziellen Datenleitungen in Fahrzeugen 200–300 Ohm auf. Dadurch wird die Resonanzbildung minimiert und der Leitungsschirm kann seine Wirkung deutlich besser entfalten.

Vorteilhafterweise sind die elektronischen Geräte ungeschirmt ausgebildet. Aufgrund dieser Ausgestaltung wird eine besonders kostengünstige Variante der Schirmung erreicht, die trotzdem eine zuverlässige Schirmwirkung aufweist. Somit können ungeschirmte Steuergeräte über geschirmte Datenleitungen verbunden werden. Dadurch können Systeme, die bei EMV-Messungen (elektromagnetische Verträglichkeit) zu Grenzwertüberschreitungen führen, nachträglich auf kostengünstige und schnelle Art umgerüstet werden.

Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, umfassend ein elektrisches System. Bei einem Fahrzeug ist das elektrische System nach mindestens einem der in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Merkmale ausgebildet.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Es zeigen:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrischen Systems,

2 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrischen Systems.

In 1 ist ein elektrisches System 1 dargestellt, welches aus zwei als Steuergeräte 3, 5 ausgebildeten elektronischen Geräten besteht, die der Einfachheit halber nur als Leiterplatten dargestellt sind. Die Steuergeräte 3, 5 sind über eine Datenübertragungsleitung 7 miteinander verbunden. Die Datenübertragungsleitung 7 weist dabei eine Schirmung 9 auf, die außerhalb des jeweiligen Steuergerätes 3, 5 endet. An jedem Ende der Schirmung 9 ist außerhalb des Steuergerätes 3, 5 jeweils ein Terminierungswiderstand 11, 13 angeordnet, welcher die Schirmung 9 mit Masse 15 verbindet. Jeder Terminierungswiderstand 11, 13 weist dabei beispielsweise 250 Ohm auf.

Im Falle einer Implementierung des Terminierungswiderstandes 11, 13 im Steuergerät 3, 5 kann, wie in 2 dargestellt, der Terminierungswiderstand 11, 13 auch zwischen dem Schirm der Datenleitung 7 und dem Massepotential 15 des elektronischen Gerätes platziert werden, während die Masse des elektronischen Gerätes 3, 5 mit dem Massepotential 15 verbunden ist.

Die Beschaltung des teilgeschirmten elektrischen Systems 1 führt zur Minimierung der Resonanzen des äußeren Systems, wodurch die Schirmwirkung erhöht wird. Ein solches System 1 kann gut in Fahrzeugen eingesetzt werden, obwohl die Steuergeräte 3, 5 im vorliegenden Fall nicht umschirmt sind.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.

Bezugszeichenliste

1
elektrisches System
3
Steuergerät
5
Steuergerät
7
Datenübertragungsleitung
9
Schirmung
11
Terminierungswiderstand
13
Terminierungswiderstand
15
Massepotential

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Patentliteratur

  • DE 9421696 U1 [0002]