DE19515569A1 - Elektrische Verbindungseinrichtung an Bauteilen für die Steuerung eines Fahrzeugmotors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung der für die Steuerung eines Motors erforderlichen Bauteile, wie z. B. eines Sensors, einer Steuerungseinheit u.ä., in einem Motorraum, und insbesondere ein Verfahren zur Verbindung von Leitern zur Übertragung elektrischer Signale zwischen elektrischen Schaltungsvorrichtungen.

Eine als Mikrocomputer ausgebildete Motorsteuerungseinheit ist im allgemeinen im Inneren der Fahrzeugkabine angeord­ net, wo die Umgebungsbedingungen vergleichsweise gut sind.

Die Sensoren und Stellglieder sind im Inneren des Motorrau­ mes angeordnet. Sie sind durch eine als Kabelbaum bezeich­ nete Leitung zur Übertragung von Signalen miteinander ver­ bunden.

Ein Beispiel für eine im Motorraum angeordnete elektroni­ sche Steuerungseinrichtung, wie z. B. eine Motorsteuerungs­ einheit, ist in der japanischen Gebrauchsmusterveröffentli­ chung Nr. 63-113 764 (1988) offenbart. Dort ist an der Au­ ßenwand eines Drosselklappengehäuses eine Steuerungseinheit befestigt. Das Drosselklappen-Hauptgehäuse und ein Gehäuse für eine elektronische Schaltung sind einstückig ausgebil­ det, wobei die elektronische Schaltung innerhalb des Gehäu­ ses angeordnet und der Spalt zwischen dem Gehäuse und der elektronischen Schaltung mit einem Füllstoff aufgefüllt ist. Da die Steuerungseinheit im Motorraum angeordnet ist, wird die Leitung durch eine wasserdichte Gummihalterung ge­ führt.

In der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 4-203 437 (1992) ist eine Technologie beschrieben, bei der der Kühl­ effekt für ein elektronisches Bauteil dadurch verbessert wird, daß eine Steuerungseinrichtung für einen Hitzdraht- Luftmengenmesser und der Hitzdraht-Luftmengenmesser ein­ stückig an einem Luftfiltergehäuse befestigt sind. Damit soll lediglich eine Kühlung der elektronischen Teile in der Steuerungseinheit erreicht werden.

Eine ähnliche Technologie zur Kühlung elektronischer Teile ist in der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 4-32 566 (1992) beschrieben. Dort sind die elektronischen Teile mit einer hohen Wärmeentwicklung auf Platten aus nichtorganischem Material und Teile mit einer vergleichs­ weise geringen Wärmeentwicklung auf Platten aus organischem Material im Inneren eines Motorraums angeordnet.

Bei den oben beschriebenen konventionellen Technologien ist eine elektronische Steuerungseinrichtung im Inneren des Mo­ torraums angeordnet und die elektronischen Teile werden durch Verwendung der Ansaugluft des Motors gekühlt. Wenn z. B. eine elektronische Steuerungseinrichtung in einem Luftfilter angeordnet ist, wird die Leitungslänge zwischen den Bauteilen, d. h. die Länge des Kabelbaumes, nur gering­ fügig verkürzt, da die elektrischen Signale zwischen diesen Bauteilen übertragen werden müssen. Der Effekt einer Anord­ nung der elektronischen Steuerungseinrichtung innerhalb des Motorraums ist daher nicht so groß. Auch der Nutzen im Hin­ blick auf die Ausführung der Verdrahtung zwischen den Bau­ teilen ist nicht so groß. So wird beispielsweise die Ge­ samtarbeit nicht erleichtert, da die Bauteile ausgerichtet, die Verbindungsstücke befestigt und die Verdrahtung mit dem Kabelbaum hergestellt werden muß. Da die Bauteile für die Motorsteuerung ferner mit den Kabelbäumen verbunden sind, verlaufen eine Vielzahl von Kabelbäumen im Inneren des Mo­ torraums. Es ist daher wahrscheinlich, daß aufgrund der Vi­ bration oder aufgrund von wiederholtem Kontakt mit einer Bauteilkante o. ä. ein Bruch der Leitung auftritt. Wie be­ reits erläutert wurde, verbleibt bei der konventionellen Technik auch weiter die zu vermeidende und mühsame Arbeit der Bauteilausrichtung und Verdrahtung und auch das Problem der Zuverlässigkeit bleibt bestehen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine äußerst zweckmäßige elektrische Verbindungseinrichtung zu schaffen, die eine einfachere Verbindung der Leitungen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den folgenden Auf­ bau gelöst. Die Grundidee besteht darin, daß beispielsweise beim Aufbau eines Motor-Luftansaugsystems ein für die Steuerung erforderliches Signalübertragungssystem durch Be­ festigung der Bauteile entsprechend dem Steuerungssystem aufgebaut werden kann. Der Aufbau besteht insbesondere darin, daß die Bauteile entsprechende Verbindungsstücke in der Anbau- und Anschlußfläche aufweisen und daß durch Befe­ stigung dieser Bauteile eine Kabelbaumverbindung zwischen diesen Teilen bzw. über die Befestigungsflächen erfolgt. Darüber hinaus ist das Verbindungsstück oder der mit dem Verbindungsstück verbundene Kabelbaum einstückig mit dem Bauteil ausgebildet, indem es diese aufnimmt oder indem das Anbauteil aus einem Stück gegossen ist.

An der Anbaufläche eines Bauteils befindet sich ein Verbin­ dungsstück und an einer entsprechenden Anschlußfläche ist ein zu dem Verbindungsstück passendes Gegenstück angeord­ net. Ein mit jeweils dem Verbindungs- bzw. Gegenstück ver­ bundener Kabelbaum zur Übertragung von Signalen ist ein­ stückig mit dem Bauteil bzw. dem Anschlußteil ausgebildet. Daher kann eine Leitungsverbindung gleichzeitig mit der Be­ festigung der Teile hergestellt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, daß eine getrennte Einrichtung zur Befestigung der Teile vorgesehen wird und die vorstehend beschriebene Verbindung ausschließlich zur Herstellung einer elektri­ schen Verbindung dient. In beiden Fällen kann gleichzeitig mit der Befestigung der Teile eine Leitungsverbindung zur Übertragung elektrischer Signale mittels eines Kabelbaums hergestellt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden un­ ter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht einer an einem V-Motor befestigten Steuerungseinheit;

Fig. 2 (A) eine Seitenansicht eines Verbinders und eines Verbinders mit einem Kabelbaum;

Fig. 2 (B) einen Querschnitt A-A von Fig. 2 (A);

Fig. 3 einen Teilquerschnitt der am V-Motor gemäß Fig. 1 befestigten Steuerungseinheit von der Vorderseite gesehen;

Fig. 4 einen Querschnitt der am V-Motor gemäß Fig. 3 befe­ stigten Steuerungseinheit von der Seite gesehen;

Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 4 dargestellten Verbinders;

Fig. 6 einen vergrößerten Querschnitt eines Verbindungsbe­ reichs von einem Teil des Luftansaugrohrs und des Drossel­ klappengehäuses;

Fig. 7 einen vergrößerten Querschnitt eines Verbindungsbe­ reichs von einem Drosselklappengehäuse und einem Gehäuse des Hitzdrahtmessers;

Fig. 8 (A) eine Draufsicht eines Befestigungsteils einer Einspritzeinrichtung;

Fig. 8 (B) eine Seitenansicht des Befestigungsteils von Fig. 8 (A); und

Fig. 9 eine vergrößerte Schnittansicht des Verbindungsbe­ reichs einer Einspritzeinrichtung und eines Kabelbaums.

Fig. 1 zeigt eine Steuerungseinheit in einer Vertiefung zwischen den beiden Reihen eines V-Motors. In Fig. 1 ist an einem Luftansaugrohr 1 eine Steuerungseinheit 2 befestigt. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet ein Verbindungsstück, das eine Verbindung zwischen der Seite der Steuerungseinheit und ihrer Anschlußseite herstellt. Mit dem Bezugszeichen 4 ist ein Kabelbaum bezeichnet. Die Verbindungsstücke 3 sind an Stellen angeordnet, an denen sich die Steuerungseinheit 2 und das Luftansaugrohr 1 gegenüberliegen und deren Ver­ bindung erfolgt gleichzeitig mit der Befestigung der Teile. Eine Befestigungsschraube 15 dient ausschließlich der Befe­ stigung der Steuerungseinheit. Das Verbindungsteil 3 kann auch zur Befestigung der Steuerungseinheit am Luftansaug­ rohr dienen, wenn das Verbindungsteil zur Ausübung einer Befestigungsfunktion ausgebildet ist. Da jedoch in einem Motorraum eine starke Vibration vorliegt, steigt die Wahr­ scheinlichkeit, daß im Betrieb Störungen der Verbindung auftreten. Zur Gewährleistung einer zuverlässigen Befesti­ gung der Teile, ist es daher besser, wenn die Steuerungs­ einheit 2 durch die Befestigungsschrauben 15 befestigt ist. Mit den Bezugszeichen 6a, 6b sind die Motorenteile der bei­ den Reihen des V-Motors gekennzeichnet. Das Bezugszeichen 5 bezeichnet einen Kabelbaum zur Verbindung der Steuerungs­ einheit 2 mit anderen Teilen. Der Kabelbaum dient zur Ver­ bindung von Teilen, die nicht einstückig mit dem Kabelbaum ausgebildet werden können, und enthält eine Stromzufuhrlei­ tung. Über Verbinder 7a, 7b wird eine Signalleitung verbun­ den, wenn das Luftansaugrohr 1 und das Drosselklappenge­ häuse 9 zusammengebaut werden. Zur Verbindung eines Kabel­ baums 8 mit einem Kabelbaum 12 sind die Verbinder sowohl in dem Luftansaugrohr 1 als auch in dem Drosselklappengehäuse 9 angeordnet. Beim Zusammenbau des Drosselklappengehäuses 9 mit einem Hitzdrahtmessergehäuse 10 wird der Kabelbaum 8 mit einem Kabelbaum 24 über Verbinder 22a, 22b verbunden. Die Verbinder befinden sich in der Seite des Drosselklap­ pengehäuses und der Seite des Hitzdrahtmessergehäuses. Das Bezugszeichen 11 bezeichnet einen Sensor zur Bestimmung der Luftmenge und ist im vorliegenden Fall ein Hitzdrahtsensor.

In Fig. 1 liegt der Kabelbaum 12 oder der Kabelbaum 8 auf dem Luftansaugrohr 1 bzw. dem Drosselklappengehäuse 9. Der Kabelbaum kann jedoch auch einstückig mit dem Luftansaug­ rohr ausgebildet sein, so daß das Luftansaugrohr 1 den Ka­ belbaum 12 aufnimmt, wie dies in den Fig. 2 (A) und 2 (B) gezeigt ist.

Fig. 2 (B) ist ein schematischer Querschnitt entlang der Linie A-A von Fig. 2 (A). In dem Luftansaugrohr 1 ist ein Verbindungsstück 7ac eingebettet. Das Drosselklappengehäuse 9 weist einen ähnlichen Aufbau auf. Wenn das Luftansaugrohr 1 oder das Drosselklappengehäuse 9 aus Harz hergestellt wird, kann ein zuverlässiger Kabelbaum dadurch geschaffen werden, daß er einteilig und nach außen nicht freiliegend ausgeführt wird. Derselbe Effekt kann dadurch erreicht wer­ den, daß das Drosselklappengehäuse 9 in ähnlicher Weise einstückig mit dem darin eingebetteten Kabelbaum 8 ausge­ bildet ist.

Fig. 3 ist eine schematische Vorderansicht von Fig. 1 im Schnitt. Mit dem Bezugszeichen 16 sind ein Ansaugkrümmer, mit den Bezugszeichen 24a, 24b Zündspulen, mit dem Bezugs­ zeichen 13 eine Einspritzvorrichtung und mit dem Bezugszei­ chen 14 ein Kraftstoffkanal bezeichnet. Die Steuerungsein­ heit 2 ist in der Mitte des V-Motors angeordnet.

Fig. 4 zeigt die Befestigungsposition der Steuerungseinheit im Querschnitt. Bei dieser Ausführung sind ein Verbindungs­ stück 26 in der Seite des Luftansaugrohrs 1 und ein Verbin­ dungsstück 3 in der Seite der Steuerungseinheit 2 miteinan­ der verbunden. Die Steuerungseinheit 2 ist über Befesti­ gungsschrauben 15 an dem Luftansaugrohr 1 befestigt. Gleichzeitig ist das Verbindungsstück 3 mit dem Verbin­ dungsstück 26 verbunden, um die Verbindung mit dem Kabel­ baum 12 zu komplettieren. Durch Zusammenbau von Drossel­ klappengehäuse 9 und Luftansaugrohr 1 werden die Verbin­ dungsstücke 7a, 7b miteinander verbunden. Bei dieser Aus­ führung sind die mit den Kabelbäumen verbundenen Verbin­ dungsstücke in dem Drosselklappengehäuse 9 bzw. dem Luftan­ saugrohr 1 eingebettet. Es ist ersichtlich, daß eine Ver­ bindung der Kabelbäume gleichzeitig mit dem Zusammenbau von Drosselklappengehäuse 9 und Luftansaugrohr 1 erfolgt.

Fig. 5 ist eine vergrößerte Darstellung der Verbindungs­ stücke 3 und 26. Mit den Bezugszeichen 30, 32 sind Verbin­ dungsstifte bezeichnet. Die Verbindung erfolgt durch Ober­ flächenkontakt der Stifte.

Fig. 6 ist eine vergrößerte Teilansicht der Verbindung von Luftansaugrohr 1 mit Drosselklappengehäuse 9 und der Ver­ bindungsstücke 7a, 7b mit den Kabelbäumen 12, 8. Die Ver­ bindungsstücke 7a, 7b sind in einem Flansch 9a des Dros­ selklappengehäuses 9 und einem Flansch 1a des Luftansaug­ rohrs 1 einstückig ausgebildet. Über eine Verbindungs­ schraube 17 sind die beiden Gehäuse miteinander verbunden und befestigt. Der Kabelbaum 8 ist mit einem Verbindungs­ stift 7d verbunden. Durch Zusammenfügen der beiden Gehäuse gelangt der Verbindungsstift 7d gleichzeitig in Kontakt mit einer Verbindungsbuchse 7c in der dem Verbindungsstift ge­ genüberliegenden Aufnahmeseite und stellt eine Verbindung her. In dieser Ausführung liegt der Kabelbaum an der Außen­ seite des Gehäuses. Der Kabelbaum kann jedoch auch eintei­ lig ausgebildet sein, so daß der Kabelbaum im Gehäuse auf­ genommen ist.

Fig. 7 ist ein vergrößerter Querschnitt eines Verbindungs­ bereichs von einem Drosselklappengehäuse 9 mit einem Hitz­ drahtmessergehäuse 10 und eines Verbindungsbereichs von Verbindungsstücken 22a, 22b mit Kabelbäumen 8, 28. Über eine Schraube 37 sind die beiden Gehäuse miteinander ver­ bunden. Bei dieser Ausführung sind die Verbindungsstücke integriert und die Kabelbäume sind eingebettet. Der Kabel­ baum 8 ist im Inneren des Drosselklappengehäuses eingebet­ tet, d. h. er ist in einem Stück zwischen dem Außen- und In­ nenumfang aufgenommen. In ähnlicher Weise ist der Kabelbaum 28 im Inneren des Hitzdrahtmessergehäuses aufgenommen. Auf diese Weise können die Kabelbäume wirksam vor Beschädigun­ gen geschützt werden, da die Kabelbäume nicht am Außenbe­ reich der Gehäuse verlaufen.

Die Fig. 8 (A), 8 (B) und 9 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Befestigung der Einspritzvorrichtung. Bei dieser Aus­ führung ist der Kabelbaum zur Übertragung eines Einspritz­ signals integriert. Das Bezugszeichen 35 kennzeichnet eine Befestigungsschraube und das Bezugszeichen 44 einen Verbin­ dungsstift. Mit dem Bezugszeichen 14 ist eine Druckplatte zur Befestigung einer Einspritzvorrichtung, mit dem Bezugs­ zeichen 14a ein Kabelbaum für das Kraftstoffeinspritzsignal und mit dem Bezugszeichen 14b ein Verbindungsteil eines Ka­ belbaums für eine Einspritzeinrichtung 13 bezeichnet. Auch in dieser Ausführung ist der Kabelbaum wirksam gegen Be­ schädigungen geschützt, da er nicht an der Außenseite liegt.

Fig. 9 ist ein Querschnitt der Einspritzeinrichtung und des Kabelbaums.

Da die Verbindung des Kabelbaums erfindungsgemäß gleichzei­ tig mit der Befestigung des Bauteils hergestellt wird, ist eine äußerst zweckmäßige Vorrichtung mit einer einfacheren Verbindung der Kabelbäume möglich. Durch die integrierte Ausführung des Kabelbaums ist eine Leitungsverbindung mit einer hohen Zuverlässigkeit möglich.

Claims (10)

1. Elektrische Verbindungseinrichtung an Bauteilen für die Steuerung eines Motors, die in einem Motorraum an­ geordnet sind; und ein Kabelbaum-Verbindungsstück auf­ weisen, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kabelbaum-Verbindungsstück (3; 7b; 22b) an ei­ ner Anbaufläche des Bauteils (2; 9; 10) angeordnet ist,
daß ein zum Kabelbaum-Verbindungsstück (3; 7b; 22b) passendes Kabelbaum-Gegenstück (26; 7a; 22a) an einer der Anbaufläche des Bauteils (2; 9; 10) gegenüberlie­ genden Anschlußfläche angeordnet ist und
daß eine elektrische Verbindung gleichzeitig mit der Befestigung des Bauteils erfolgt.

2. Elektrische Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein von dem Kabelbaum-Ver­ bindungsstück (3; 7b; 22b) getrenntes Befestigungsmit­ tel (15; 17; 37) vorgesehen ist.

3. Elektrische Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem Verbindungs­ stück (3; 7b; 22b) oder dem Gegenstück (26; 7a; 22a) verbundene Leitung in dem Verbindungsstück (3; 7b; 22b) oder dem Gegenstück (26; 7a; 22a) aufgenommen ist.

4. Elektrische Verbindungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Verbindungs­ stück (3; 7b; 22b) oder dem Gegenstück (26; 7a; 22a) verbundene Leitung in dem Verbindungsstück (3; 7b; 22b) oder dem Gegenstück (26; 7a; 22a) eingegossen ist.

5. Elektrische Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein V-Motor ist und daß eine der Motorsteuereinheiten des Bauteils zwischen den Reihen auf der linken und rechten Seite des V-Motors angeordnet ist.

6. Elektrische Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Seiten des Ver­ bindungsbereichs eines Ansaugrohrs und eines Drossel­ klappengehäuses ein erster Flansch (1a) am Ansaugrohr (1) und ein zweiter Flansch (9a) am Drosselklappenge­ häuse (9) angeordnet sind und daß Kabelbaumverbinder (7a, 7b) in den Flanschen (1a, 9a) angeordnet sind.

7. Elektrische Verbindungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbinder (7a, 7b) im ersten Flansch (1a) und dem zweiten Flansch (9a) auf­ genommen sind.

8. Elektrische Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Seiten des Verbindungsbereichs eines Drosselklappengehäuses und eines Hitzdrahtmessergehäuses ein dritter Flansch (9b) am Drosselklappengehäuse (9) und ein vierter Flansch (10a) am Hitzdrahtmessergehäuse (10) angeordnet sind und daß Kabelbaumverbinder (22a, 22b) in den Flanschen angeordnet sind.

9. Elektrische Verbindungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbinder (22a, 22b) in dem dritten Flansch (9b) und dem vierten Flansch (10a) aufgenommen sind.

10. Elektrische Verbindungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil zumindestens ein Sensor, ein Stellelement und eine elektronische Steuerungseinheit ist.