远程信息处理装置和机动车

技术领域

各实施例涉及一种具有壳体的远程信息处理装置。这种远程信息处理装置例如可以在机动车中使用，以便能够借助不同的无线电标准实现机动车的无线电连接。相应地，一个实施例涉及一种具有这种远程信息处理装置的机动车。

背景技术

现代的机动车装配有多种联网技术。这些联网技术能够实现车辆与外部世界的连通性、例如经由移动无线电(例如3G、4G或5G)或所谓的V2X(Vehicle-To-X)无线电技术。在车辆与用户或用户的移动设备之间的连接例如可以通过蓝牙或Wi-Fi(例如本地无线电标准)进行；车辆的定位可以通过卫星辅助的定位系统、例如GNSS(全球导航卫星系统)来实现。在此，远程信息处理控制器(缩写TCU：telematics control unit)表示一种中央连接网关。此外可以通过TCU实现电子呼叫(紧急呼叫)功能(例如自动紧急呼叫功能)。

远程通信模块或远程信息处理控制器通常经历车辆的开发周期(例如四至五年)，而娱乐电子器件经历较短的开发周期(例如一年)。因此，与娱乐电子器件相比，车辆有时不能提供或支持当前的(即当前发展状况的)通信技术。

此外，车辆的较长生命周期(例如直至十年)有时使得对由移动通信网络的运营商确定的通信技术的寿命结束做出反应是困难的。通信技术的寿命结束需要更新已经处于运行中的车辆的远程通信模块，以便也支持新的(未来的)移动功能。

然而，在一些情况中，更换远程信息处理控制器出于兼容性原因可能是不可行的或者成本非常高的。例如，在远程信息处理控制器中的改变可能导致必要的新的认证，使得在成功认证组件之后通常应当避免这种新的认证。因此，车辆领域中的远程信息处理单元的改变可能导致高的附加耗费。这特别是在之前提到的在娱乐业(例如移动无线电设备)与汽车工业之间相比不同的开发周期中来说是困难的。

发明内容

本公开的任务是提供用于远程信息处理设备、特别是用于在车辆中使用的远程信息处理设备的改进的方案。

所述任务根据独立权利要求的技术方案来解决。其他有利的实施方式在从属权利要求、后续说明中以及结合附图进行描述。

相应地，提出一种具有壳体的远程信息处理装置。特别是，所述远程信息处理装置构造成用于在车辆中使用。所述远程信息处理装置包括第一电路板，在所述第一电路板上布置有远程信息处理装置的电子控制单元。所述远程信息处理装置还包括第二电路板，在所述第二电路板上布置有远程信息处理装置的至少一个天线。所述第一电路板和所述第二电路板共同布置在壳体中并且借助至少一个电连接元件耦联。例如，也可以提供另外的分开的电路板(例如第三电路板和/或第四电路板)，所述另外的分开的电路板分别具有一个或多个天线，所述天线能够分别与第一电路板耦联。

通过将第一电路板与第二电路板分离，可以实现远程信息处理装置(例如在车辆中的远程信息处理控制器)的模块化结构。同时，通过使用共同的壳体例如可以减小远程信息处理装置的结构尺寸。对具有电子控制单元的第一电路板(例如PCB；printed circuitboard，印刷电路板)的要求可以与对第二电路板的要求不同。通过所述模块化结构可以有利地例如使用不同的电路板，这能够实现改进的功能和/或降低总成本。对于天线而言，特别是在车辆中使用时，有效的高度(例如从壳体的金属基板出发的高度)可以是重要的方面。例如，第一电路板可以在两侧装备，并且通过至少第一电路板和第二电路板的分离例如能实现这两个电路板在z方向上(即在壳体高度的方向上)错开。由此，例如即使在两侧装备第一电路板时，壳体的总高度也可以仅取决于天线的高度(例如在两侧装备的电路板的竖直延伸尺寸可以小于天线的竖直延伸尺寸，其中，两个元件可以在竖直方向上完全相叠地布置)。此外，在需要时、例如如果应改变对无线电标准的要求，则所述两个电路板中的单个电路板可以被替换。换句话说，在需要的情况下不必更换整个远程信息处理装置。例如，可以仅更换具有电子控制单元的第一电路板并且保留具有所述至少一个天线的第二电路板，由此能够避免重新开发和/或重新认证和/或验证第二电路板。

此外，提出一种具有相应的远程信息处理装置的机动车。一个优点可以是，可以灵活地改变、例如更新所述远程信息处理装置，而例如不需要在机动车中的其他(例如与几何形状相关的)改变(例如调整用于远程信息处理装置的结构空间)。由此，例如可以简化长寿命的机动车与分别当前的、寿命较短的无线电标准的匹配，从而可以借助模块化的远程信息处理装置实现机动车与相应当前的无线电设备的连通性。

附图说明

下面参考附图详细阐述各实施例。图中：

图1示出远程信息处理装置的示意性示例；

图2示出在远程信息处理装置的电路板中具有留空部的远程信息处理装置的示意性示例；

图3示出具有两个单独的天线电路板的远程信息处理装置的示意性示例；

图4a、图4b示出模块化地构造的远程信息处理控制器的示例；

图5示出模块化地构造的远程信息处理控制器的示例，所述远程信息处理控制器具有用于移动无线电天线的第一天线电路板和用于卫星导航系统的天线的第二天线电路板；以及

图6示出具有不仅布置在天线电路板上而且布置在ECU电路板上的天线的远程信息处理装置的示例。

具体实施方式

现在将参考附图详细地描述各种实施例，在附图中示出一些实施例。在附图中，为了清晰起见，线、层和/或区域的厚度尺寸可以夸大地示出。在下面对仅示出几个示例性实施例的附图的描述中，相同的附图标记可以表示相同或相似的组件。

被称为与其他元件“连接”或“耦联”的元件可以与其他元件直接连接或耦联，或者可以存在位于它们之间的元件。只要没有另外定义，在这里使用的全部术语(包括技术的和科学的术语)具有实施例所属领域的本领域一般技术人员所给予的相同的意义。

车辆连接架构的方案例如这样设计，使得天线和远程信息处理控制器(telematics control unit；简称TCU)实施为两个单独的组件(例如在分开的壳体中)。这些组件可以直接相互连接(例如车顶天线和车顶TCU)或通过同轴电缆连接。第一变型方案可以减少由于同轴电缆引起的信号衰减，以提高信号接收或信号传输性能。例如可以规定，将移动无线电天线、GNSS天线和SDARS天线集成到远程信息处理控制器的体积中(例如在唯一一个模块中)，以便例如降低由插接连接装置引入到系统中的电损耗并且减少系统复合体(例如安装体积)的几何包装以及降低与系统的装配相关的成本。这样实施的模块例如类似于白车身固定地或直接地固定在车辆的车顶壳体上。

这种方案部分地对车辆中的集成体积(例如安装体积)的构型具有大的影响。因为所述集成体积针对天线系统和远程信息处理设备一般选择在机动车的车顶区域中并且所述模块不允许通过进行电屏蔽的组件、例如金属板或CFK覆盖，以避免对信号功率的强烈屏蔽，例如必须在车辆的外部设计中考虑相应的玻璃面或塑料面。这例如导致具有集成的天线组件的远程信息处理模块应当从一开始就在车辆规划中被考虑。将这种方案集成到已经存在的车辆设计中例如可能导致开发费用倍增并且因此是成本高的。

下面描述如下方案，可以通过远程信息处理控制器的模块化结构例如灵活地调整所述方案。在此可能的是，在需要时仅更换单个组件，然而继续使用其他组件，从而不必为了更新远程信息处理控制器而重新开发整个设备。

图1相应地示出包括壳体10a的远程信息处理装置10的示意图。远程信息处理装置10还包括第一电路板11，其中，在第一电路板11上布置有远程信息处理装置10的控制单元11a。远程信息处理装置10还包括第二电路板12，其中，在该第二电路板12上布置有远程信息处理装置10的至少一个天线14。在此规定，第一电路板11和第二电路板12共同布置在壳体10a中并且借助至少一个电连接元件15(例如电路板连接器)耦联。

远程信息处理装置10可以构成用于机动车的具有集成天线的远程信息处理控制器。有利地，通过具有分开的电路板11、12(例如PCB；printed circuit boards)的模块化结构可以实现在使用更当前的组件方面的更高灵活性。例如，在需要时只需更换所述两个电路板中的一个电路板，只要另一个电路板仍然是时新的。

例如，第一电路板11可以比第二电路板12具有更多数量的层。在此，电路板中的层描述在电路板中的能导电的层，这些能导电的层彼此相叠地堆叠。所谓的多层电路板例如可以需要较少的结构空间和/或提供电路板的改进的功能。然而，具有多个层的电路板成本更高。分开的结构能够实现对于相应的电路板仅使用与实际需要的层一样多的层。例如，具有天线14的第二电路板12可以比具有电子控制单元11a的第一电路板11需要更少的层。

例如规定，第一电路板的下侧相对于第二电路板的下侧向上错开地布置。在此，第一电路板可以在其上侧上和下侧上装备有电子组件。例如，第二电路板的天线可以具有比第一电路板更高的高度，并且第一电路板可以参考天线的高度延伸尺寸居中地布置。以这种方式，可以例如更好地利用壳体10a中的结构空间。通过高度错开地安装第一电路板可以例如减小壳体10a的整体尺寸以及因此减小远程信息处理装置10的整体尺寸。例如，也可以通过在两侧的装备来实现从第一电路板更好地散热(例如借助远程信息处理装置10的金属基板)。

例如，在第二电路板12上布置有至少两个天线14、14a。特别是，多个天线可以装配在第二电路板12上。在此，所述至少两个天线可以分别布置在第二电路板的不同的角落区域上。这种布置结构可以实现无线电特性的有利功能(例如用于改善天线的同时使用)。

例如，第二电路板12的所述至少两个天线14、14a构造用于以至少两个不同的无线电标准运行。例如，远程信息处理装置10构造用于以移动无线电标准、本地无线电网络标准或卫星辅助的无线电标准中的至少一个无线电标准运行。因此，第一天线14可以是移动无线电天线(例如LTE天线)，并且第二天线14a可以是用于卫星辅助的导航系统的天线(例如用于执行高精度(HP)GNSS无线电标准的GNSS天线或HP(高精度)GNSS天线)。一般可以设置如下无线电标准，如3GPP的移动通信标准(例如2G、3G、4G或5G)、无线局域网(WLAN)的标准(英语Wireless LocalArea Network，WLAN；例如根据电气与电子工程师协会(IEEE)的标准IEEE802.11)、短距离数据传输标准(例如IEEE802.15，也称为蓝牙)、和/或用于近场通信(Near Field Communication，NFC)的标准。此外，例如可以设置如下无线电标准，如用于卫星无线电广播的SDARS(卫星数字音频无线电业务)和/或C2X/V2X(cat-to-X/vehicle-to-X)和/或用于直接车对车或车对基础设施通信的DSRC(专用短程通信)。

图2示出远程信息处理装置20的示意图，所述远程信息处理装置在远程信息处理装置20的第二电路板12中具有留空部21。在此规定，第一电路板至少部分地布置在第二电路板的留空部之内(在图2的示例中完全布置在留空部21中)。第一电路板11在留空部21中的布置结构能够实现特别好地利用现有的结构空间。例如，第二电路板是矩形的，并且留空部在矩形的一侧上居中地设置。以这种方式，例如在第二电路板12的角落区域上而且也在留空部21的那侧上分别布置有天线，其中，空闲的中部区域可被有效地用于布置第一电路板11。天线(例如移动无线电天线)的这种布置结构能够引起远程信息处理装置20的改善的功能，因为能够实现天线的改善的去相关性和/或实现天线彼此间的更大距离。

例如，第二电路板12可以具有至少一个另外的留空部。在所述另外的留空部中例如可以布置有另外的(例如第三)电路板。备选地或附加地，在所述另外的留空部中例如可以布置有电池，所述电池即使在与车辆的车载电网分离时也能够实现远程信息处理装置20的自给自足的功能。以这种方式，例如在远程信息处理装置10与车辆的车载电网分离的情况下也能实现紧急呼叫功能。

例如，可以提供多个移动无线电天线，以便能够实现并行使用以获得更高的数据速率或实现冗余使用以获得更好的接收。第一电路板11可以借助唯一一个电连接件15(例如插头；例如板对板(B2B)连接器)实现。然而，例如为了降低功率损耗也可以使用多个电连接元件。图2示出如下可行方案：附加地使用第二连接元件15，例如以实现在第二电路板12的相应的天线与第一电路板11的电子控制单元11a之间的相应的线路路径长度。因此，第一和第二电路板11、12能够借助两个或多个单独的电连接元件15、15a耦联。

例如，远程信息处理装置20的第一电路板11可以具有至少一个插头22(例如连接元件)，所述插头布置在第一电路板11的外侧23上，其中，所述至少一个插头22构成远程信息处理装置20的外部接口。有利地，在外侧23上设置有多个不同的插头。由此能够实现远程信息处理装置20到机动车上的连接、例如连接到机动车的电缆束。有利地，远程信息处理装置20仅在外侧23上具有外部插头，从而能够特别简单地装配远程信息处理装置20。

其他细节和方面结合上文或下文描述的实施例提及。在图2中所示的实施例可以包括一个或多个可选的附加特征，所述附加特征对应于结合所提出的方案或结合上文(例如图1)或下文(例如图3至图6)描述的一个或多个实施例提到的一个或多个方面。

图3示出具有两个单独的天线电路板的远程信息处理装置30的一个示意性示例。相应地，远程信息处理装置30具有第三电路板13，远程信息处理装置30的至少一个天线31设置在该第三电路板上。天线31可以支持与第二电路板12的天线14和/或天线14a相同的无线电标准。然而备选地，不同天线电路板的天线可以构造用于分别不同的应用。例如，第二电路板12的天线14可以构造用于以移动通信标准运行，并且第三电路板13的天线31可以构造用于以卫星辅助的无线电标准运行。换句话说，远程信息处理装置30的例如移动无线电天线和GNSS天线可以布置在不同的电路板(例如天线PCB)上。为了进一步提高模块性，可以提供更多的单独的天线电路板，使得例如远程信息处理装置30的每个天线都可以布置在自身的单独的电路板上。第三电路板13根据与具有控制单元的第一电路板11的必要连接而借助连接元件32与第一电路板耦联。

其他细节和方面结合上文或下文描述的实施例提及。在图3中所示的实施例可以包括一个或多个可选的附加特征，所述附加特征对应于结合所提出的方案或结合上文(例如图1至图2)或下文(例如图4a至图6)描述的一个或多个实施例提到的一个或多个方面。

图4a和图4b以俯视图和侧视图示出远程信息处理控制器40(例如远程信息处理装置)的示例。远程信息处理控制器40具有布置在第二电路板42的留空部中的第一电路板41。第一电路板可以包括控制电子装置并且因此可以被称为ECU电路板(缩写：electroniccontrol unit)或ECU-PCB(printed circuit board)。天线43、44、45布置在第二电路板42上，因此第二电路板42可被称为天线电路板或天线PCB。外部的天线43可以是移动无线电天线，另外的天线44、45可以是用于卫星辅助的导航系统的天线、例如GNSS天线和/或可选地SDARS天线(例如天线44)。此外，在天线电路板42上可以布置有另一个电子装置46(例如半导体结构元件)。第一电路板41具有连接元件15a，并且第二电路板42具有连接元件15b(例如板对板连接器)，以便能够实现电路板的信号连接。在第一电路板41的外侧上(例如远程信息处理控制器40的外侧)布置有外部接口47a(例如MQS(Micro Quadlock System)或Nano-MQS)、47b(例如总线系统接口；例如LIN总线；例如CAN总线；例如以太网)、47c(例如同轴插接连接器，例如根据FAKRA(汽车标准委员会)标准构造)(例如插接连接接口)。

在根据图4a的实施方式中实现一种模块化结构，所述模块化结构规定，电子控制单元(ECU)-PCB与具有天线组件的PCB分离。这两个PCB以接口、优选以板到板(B2B)连接器连接。B2B连接器以及天线组件的定位例如这样选择，使得连接线路、优选微带导线以尽可能短的路径铺设到电路板材料、例如FR4上，以便能够特别是在高频率的情况下(高频带中的通信)降低衰减损耗。在图4a中示出所描述的实施例的示例结构(俯视图)。

ECU-PCB例如装备有用于连接到车载电网以及车辆总线上的插头。用于外部天线(移动无线电、V2X等)或用于将SDARS信号(例如用于在美国应用)输送给调谐器控制器(例如4倍FAKRA)的附加的接口可以使外部接口完整。换句话说，远程信息处理控制器40可以构造成，使得例如其他外部的天线(即在远程信息处理控制器40的壳体之外)可以与控制单元连接。由于控制器PCB例如位于控制器壳体的一侧上、例如短侧(例如外侧23)上，因此所有的外部连接器例如向TCU(例如远程信息处理装置，例如远程信息处理控制器)的一个壳体侧凸出。

TCU的模块化结构(例如在电路板的分离方面，至少ECU-PCB与天线PCB分离)例如能够实现，ECU-PCB可以在多个TCU变型方案(通过不同的装备变型方案实现的变型方案)中使用。在此，可以使用B2B连接器，其确保与天线PCB的直接连接。在一个实施例中，天线PCB41包括至少一个、优选四个移动无线电天线43(例如MIMO1、MIMO2、MIMO3、MIMO4)，以及GNSS天线45、优选用于接收多个GNSS频带(例如L1/L2/L5/RTK)的堆叠的GNSS天线。可选地，可以设置有SDARS天线44。此外，在天线PCB42的构型方案中，例如在整个壳体中设置有用于引入备用电池(例如在没有车载电网连接的情况下紧急呼叫)的留空部(例如附加于用于ECU-PCB的留空部)。

图4b还示出远程信息处理控制器40的侧视图。具有ECU构件(例如在单侧或备选地在两侧装备有ECU构件)的第一电路板11可引入到控制器壳体(例如壳体10a)中(螺纹连接、推入等)。例如，远程信息处理控制器40可以具有金属基板48。根据方案，金属基板49也可以布置在天线43(例如移动无线电天线)之下。例如，可以提供唯一一个金属基板作为远程信息处理控制器40的底部。

优选地，天线PCB42(例如第二电路板12)和ECU-PCB41(例如第一电路板11)在z方向上在空间上错开(例如在壳体的高度方向上，如在图4b中可见)，以便能够为天线功能提供尽可能多的高度并且尽管如此仍能够实现在两侧装备ECU-PCB41。天线PCB42可以填充整个TCU壳体面或(如果有利于天线功能)仅填充TCU壳体面的部分区域。天线PCB42在合适的位置上留空(也参见图4b)一方面可以用于减轻重量并且降低成本，另一方面，所节省的高度对于天线功能来说是有利的。所述天线功能此外可以通过在TCU壳体的金属的底侧中有意地放置的留空部来协调/改善。此外，天线电路板42能够以比ECU-PCB41少的层来实现。这可以例如实现成本节约。

其他细节和方面结合上文或下文描述的实施例提及。在图4a、图4b中所示的实施例可以包括一个或多个可选的附加特征，所述附加特征对应于结合所提出的方案或结合上文(例如图1至图3)或下文(例如图5至图6)描述的一个或多个实施例提到的一个或多个方面。

图5示出具有三个单独的电路板41、42、51的远程信息处理控制器50的实施例。在此，如在图4a、图4b的示例中那样，第二电路板42设置用于布置多个无线电天线43，而用于卫星辅助的导航系统的天线45布置在单独的第三电路板51上。由此进一步提高远程信息处理控制器50的模块性。例如可以改变第二电路板42或第二电路板的天线技术，而不必改变天线45。根据对在第一电路板41与第三电路板51之间的信号连接的要求，提供有另外的连接元件15c、15d，这些连接元件能够实现相应的电路板连接。

在所示的实施例中，用于卫星服务(GNSS，例如用于在美国运行的SDARS)的天线定位在附加的单独的PCB上，使得远程信息处理模块(例如远程信息处理装置10)的壳体10a在模块化架构的范畴内包括总共三个PCB(ECU-PCB、例如第一电路板11、41；移动无线/WIFI/V2X天线PCB、例如第二电路板12、42；GNSS和/或SDARS天线PCB、例如第三电路板13、51)。

其他细节和方面结合上文或下文描述的实施例提及。在图5中所示的实施例可以包括一个或多个可选的附加特征，所述附加特征对应于结合所提出的方案或结合上文(例如图1至图4b)或下文(例如图6)描述的一个或多个实施例提到的一个或多个方面。

图6示出另一个远程信息处理装置60的示例，其中，第一电路板41布置在第二电路板42的空闲的角落区域中。与图4a或图5的示例相对，所述四个天线43中的一个天线与电子控制单元(未示出)一起布置在ECU板41上，而不是布置在天线电路板42上。作为所示的视图的备选方案，可以以不同的方式布置外部接口47a、47b、47c的插接连接装置，使得天线43可以布置在ECU电路板的外部的角落区域(左上方；例如壳体的角落区域)中，以便例如实现更好的天线功能。

布置在ECU-PCB41上的天线(例如移动无线电天线)43例如可以在需要紧急呼叫功能时用于发射紧急呼叫。在正常运行中(例如当不需要紧急呼叫功能时)，ECU-PCB41的天线43可以用作多天线系统的第四天线(例如能够进行如也在图4a和图5中所示的示例中的运行)。例如，在所示的远程信息处理装置60中产生如下优点：布置在ECU板41上的天线43也可以在连接元件15a、15b、15c、15d不能实现所述两个电路板的连接(例如分开的连接元件；例如故障)的情况下使用。

其他细节和方面结合上文或下文描述的实施例提及。在图6中所示的实施例可以包括一个或多个可选的附加特征，所述附加特征对应于结合所提出的方案或结合上文(例如图1至图5)或下文描述的一个或多个实施例提到的一个或多个方面。

在另一个实施例中，GNSS补丁/GNSS补丁可以与定位接收器相结合在单独的PCB(与天线和ECU-PCB分开)上实施。根据其他实施例，模块化的分割可以进一步构型，例如将每个单独的天线组件在单独的电路板上连接到ECU-PCB。在ECU-PCB(例如第一电路板11)上的控制电子装置(例如控制单元11a)的模块化结构也可以是有利的。

在前面示出的示例涉及远程信息处理控制器关于天线电路板和控制器电路板的模块性。换句话说，例如提出了一种模块化的TCU(远程信息处理控制器)架构。

所提出的方案例如能够实现将一个ECU-PCB变型方案(例如第一电路板11)用于变化的壳体中的不同的TCU变型方案。通过所提出的方案能够实现将一个、并且是同一个ECU-PCB(例如具有不同的装配变型方案)与集成在TCU壳体中的内部天线、与直接接触的(车顶)天线和/或与外部(分布的)天线组件的兼容性。因此，一个并且同一个(例如已完成开发并且经认证的)ECU-PCB可以例如用于新开发的车辆以及用于现有的车辆。这例如可以减少认证和开发费用。

通过使用相同的PCB，例如可以相应地实现更高的件数连同相应的成本节约。例如可以再次使用相同的软件。通过模块性例如可以减少对要更换的各个(例如新开发的)子组件的认证。例如，其能够实现在各个模块中升级到更新的技术标准，而不必重新认证所有现有的组件。模块性例如能够实现在控制器(TCU)中更好的空间利用，因为各个元件可以安置在多个平面上。因为TCU的高度例如根据插头(例如输出插头)的尺寸来定向，所以在此在使用单个PCB(电路板)时在壳体中大多存在未使用的许多空的空间。

多个PCB可以有利地符合要求地设计。例如，较大的天线PCB可以实施为具有两层，而ECU-PCB需要六层或更多层。因此，不需要对所有组件都使用更昂贵的具有更多层的PCP，这能够降低成本。

根据示例，可以例如将与认证相关的部分、对于功能安全性相关的部分和/或必须在较长的时间段上并且也在不同的总系统(例如车辆项目)中保持无变化的部分或者需要比“刚性的通用部分”更长的开发时间的部分与其余的部分分开。刚性的部分包括例如紧急呼叫部分、以及V2X(车对车、车对基础设施和/或车对其他参与者的通信)部分、用于高精度定位的部分(例如GNSS)和用于功能安全性的部分。所述高精度定位和与此相关联的功能安全性的部分例如在自主驾驶中使用。例如可以避免在不同的认证类别之间的相关性。必须与整个系统(例如车辆)相匹配的或具有较短且更灵敏的开发周期的部分或组成部分由此获得灵活性并且简化和有利于变型方案构建以及可更新性和进一步改进。一般而言，通过将所述系统(例如远程信息处理装置10)的这种刚性的通用部分与灵活的与系统相关联的部分分离能够例如获得灵活性、降低成本、能够实现再次使用各个部分和/或缩短或简化开发周期。