DE10105366A1

DE10105366A1 - Elektrische Verbindungsstruktur im Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10105366A1
Application number: DE10105366A
Authority: DE
Inventors: Paul Wiliam Guthrie
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-02-06
Filing date: 2001-02-06
Publication date: 2002-08-29
Also published as: FR2820383A1; US6672874B2; FR2820530A1; US20020132499A1; JP2002357510A; FR2820383B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungsstruktur zur elektrischen Verbindung von elektrischen und elektronischen Komponenten eines Kraftfahrzeuges (2) mit einem im Kraftfahrzeug (2) montierten elektrischen Kabelbaum (8), wobei der Kabelbaum (8) folgendes umfasst: einen ersten zentralen elektrischen Steckverbindungsanschluss (10) zur Verbindung des Kabelbaums (8) mit einem zentralen elektronischen Motorsteuergerät (4), das getrennt von einer Brennkraftmaschine (6) im Fahrzeugaufbau montiert ist und einen zweiten zentralen elektrischen Steckverbindungsanschluss (12) zu einem damit korrespondierenden zentralen Gegenstecker (14) der Brennkraftmaschine (6).

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungsstruktur im Kraftfahrzeug zur elektrischen Verbindung von Komponenten des Kraftfahrzeuges mit einem Kabelbaum sowie ein Verfahren zur Funktionsüberprüfung einer Brennkraftmaschine am Montage bandende einer Montagelinie gemäß den Merkmalen der unabhän gigen Ansprüche.

Die Ausgestaltung eines elektrischen Kabelbaumes zur Verbin dung aller elektrischen Komponenten eines Kraftfahrzeuges hängt insbesondere vom Einbauort des Motorsteuergeräts sowie der Teststrategie ab, mit der nach der Montage der Brenn kraftmaschine für das Kraftfahrzeug deren Funktionsfähigkeit überprüft und getestet wird. Dabei sind grundsätzlich zwei unterschiedliche Strategien beim Funktionstest von Brenn kraftmaschinen nach ihrer Montage in der Fahrzeugindustrie bekannt.

Bei einer Kabelbaumstruktur für einen Einbauort des Mo torsteuergerätes getrennt von der Brennkraftmaschine steht das Motorsteuergerät normalerweise nicht für die Funktions überprüfung am Montagebandende der Brennkraftmaschine zur Verfügung. Aus diesem Grund erfolgt die Funktionsüberprüfung der Brennkraftmaschine typischerweise im bereits im Kraft fahrzeug eingebauten Zustand, was den Nachteil hat, dass bei einer festgestellten fehlerhaften Funktion die Brennkraftma schine wieder aus dem Kraftfahrzeug ausgebaut und zur Zerle gung und/oder zur weiteren Überprüfung an eine andere Stelle in der Fertigungslinie transportiert werden muss.

Bekannt ist weiterhin eine andere Struktur des Kabelbaums, bei der das Motorsteuergerät unmittelbar an der Brennkraftma schine im Motorraum angeordnet ist und damit für eine Funkti onsüberprüfung am Bandende der Montagelinie bereits zur Ver fügung steht. Diese Verfügbarkeit zur Funktionsüberprüfung ist gleichzeitig einer der wichtigsten Gründe, warum Mo torsteuergeräte oftmals direkt an der Brennkraftmaschine mon tiert sind. Nachteilig an diesem Einbauort sind allerdings die auf das Motorsteuergerät einwirkenden Temperatur- und Um welteinflüsse, die eine dichte Kapselung und Abschirmung die ser Komponente erforderlich machen. Als weiterer Nachteil des Einbauortes im Motorraum ist zu nennen, dass für die Funkti onsüberprüfung bei verschiedenen Motortypen meist keine uni verselle Software im Testgerät eingesetzt werden kann; viel mehr muss eine Anpassung der Software an jeden Motortyp und damit auch jedes Motorsteuergerät erfolgen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrische Verbindungsstruktur und insbesondere eine Kabelbaumstruktur im Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, die eine einfache und zuverlässige Funktionsüberprüfung am Montagebandende ei ner Brennkraftmaschine erlaubt.

Diese Aufgabe der Erfindung wird mit einer elektrischen Ver bindungsstruktur erreicht, wie sie im unabhängigen Anspruch 1 definiert ist. Demgemäß ist eine elektrische Verbindungs struktur zur elektrischen Verbindung von elektrischen und e lektronischen Komponenten eines Kraftfahrzeuges mit einem im Kraftfahrzeug montierten elektrischen Kabelbaum vorgesehen. Dieser Kabelbaum umfasst einen ersten zentralen elektrischen Steckverbindungsanschluss zur Verbindung des Kabelbaums mit einem zentralen elektronische Motorsteuergerät, das getrennt von einer Brennkraftmaschine im Fahrzeugaufbau montiert ist.

Zudem umfasst der Kabelbaum einen zweiten zentralen elektri schen Steckverbindungsanschluss zu einem damit korrespondie renden zentralen Gegenstecker der Brennkraftmaschine. Eine derartige Struktur hat den Vorteil, dass einerseits Mo torsteuergerät und Brennkraftmaschine getrennt voneinander im Fahrzeug eingebaut werden können, was insbesondere aufgrund der damit verzichtbaren aufwendigen Abschirmung hinsichtlich Temperatur- und Umwelteinflüssen vorteilhaft ist. Zudem be steht bei einer solchen Struktur die einfache Möglichkeit, eine Funktionsüberprüfung der Brennkraftmaschine nach ihrer Montage durch Verbindung eines Testgerätes mit einem zentra len elektrischen Steckverbindungsanschluss an der Brennkraft maschine vorzunehmen. Dieses Testgerät zur Bandendeüberprü fung kann mit einer Universalsoftware betrieben werden, da eine Anpassung an verschiedene Motortypen sehr einfach zu be werkstelligen ist.

Dadurch dass der Kabelbaum ein fahrzeugspezifisches Design aufweisen kann, ist eine einfache Anpassung an die unter schiedlichsten Fahrzeugtypen möglich und gleichzeitig eine u niverselle Verbindbarkeit der Brennkraftmaschine sowohl mit den unterschiedlichen Kabelbaumtypen wie auch mit dem Testge rät zur Bandendeüberprüfung ermöglicht.

Da das zentrale elektrische Motorsteuergerät an einem von Temperatur- und Umwelteinflüssen geschützten Einbauort im Fahrzeugaufbau montiert werden kann, sind keine aufwendigen Abschirmmaßnahmen gegenüber einem Einbauort im Motorraum er forderlich.

Durch Verwendung von genormten Steckern für den zentralen Ge genstecker einer Brennkraftmaschine ist insbesondere der Vor teil gegeben, dass eine hohe Standardisierbarkeit sowohl bei der Verwendung von unterschiedlichen Kabelbäumen für die ver schiedensten Fahrzeuge wie auch für die elektrische Verbin dung zu Testgeräten zur Funktionsüberprüfung möglich ist.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zentrale Gegenstecker der Brennkraftmaschine an ei nem standardisierten Einbauort platziert ist. D. h. er befin det sich auch bei unterschiedlichen Motortypen weitgehend im mer an der gleichen Stelle, wodurch insbesondere der Vorteil einer weitgehenden Automatisierbarkeit der Funktionsüberprü fung nach Montage der Brennkraftmaschine ermöglicht ist.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht schließlich vor, dass der Verbindungsabschnitt des Kabelbaums zwischen dem zweiten zentralen elektrischen Steckverbindungsanschluss der Brennkraftmaschine und dem ersten zentralen elektrischen Steckverbindungsanschluss zur Verbindung des Kabelbaums mit einem zentralen elektronischen Motorsteuergerät eine fahr zeugspezifische minimale Länge aufweist. Dies hat insbesonde re den Vorteil, dass keine zu aufwendigen Abschirmmaßnahmen für die Kabelverbindung zwischen Brennkraftmaschine und Mo torsteuergerät erforderlich sind. Derartige Abschirmmaßnahmen sind aufgrund der Anforderung an die elektromagnetische Ver träglichkeit (EMV) aller elektronischen Komponenten im Kraft fahrzeug notwendig und vorgeschrieben.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein einfa ches und automatisierbares Verfahren zur Funktionsüberprüfung einer Brennkraftmaschine nach ihrer Montage zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe der Erfindung wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 7 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass das Verfahren zur Funktionsüberprüfung einer zum Einbau in ein Kraftfahrzeug vorgesehenen Brennkraftma schine unmittelbar nach ihrer Montage und vor Ihrem Einbau in das Kraftfahrzeug zumindest die folgenden Schritte umfasst. Unmittelbar nach ihrer Montage und vor ihrem Einbau in das Kraftfahrzeug wird eine elektrische Verbindung zwischen einem genormten zentralen Gegenstecker zur elektrische Verbindung der Brennkraftmaschine mit einem damit korrespondierenden zentralen Steckverbindungsanschluss eines fahrzeugspezifi schen Kabelbaums und einer Testeinrichtung hergestellt. Diese Testeinrichtung ist in der Lage, verschiedene Betriebszustän de und Funktionsüberprüfungen der Brennkraftmaschine zu simu lieren und unterschiedliche Testprogramme zu durchfahren. Die Ergebnisse der Funktionsüberprüfung werden dabei protokol liert und anschließend kann eine Entscheidung über die Feh lerlosigkeit der Brennkraftmaschine getroffen werden. Vor ih rem Weitertransport zum vorgesehenen Montageort im Kraftfahr zeug können als fehlerhaft beurteilte Brennkraftmaschinen ausgesondert werden. Dieses Verfahren hat den Vorteil einer hohen Automatisierbarkeit und gleichzeitig einer großen Uni versalität, da die unterschiedlichsten Typen von Brennkraft maschinen mit jeweils genormten elektrischen Steckverbin dungsanschlüssen auf einfache Weise mit einem Testgerät ver bunden werden können, deren Testsoftware auf einfache Weise an den jeweiligen Motortyp angepasst werden kann.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung können den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Figurbeschrei bung entnommen werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Aus führungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung mehr er läutert. Die einzige Figur zeigt ein schematisches Prinzipbild einer elektrischen Verbindungsstruktur mit einem Kabel baum für ein Kraftfahrzeug.

Die Figur zeigt in schematischer Darstellung ein Kraftfahr zeug 2 mit darin angeordnetem elektronischen Motorsteuergerät 4 und Kabelbaum 8 zur elektrischen Verbindung aller elektri schen und elektronischen Komponenten im Kraftfahrzeug 2. Das Motorsteuergerät 4 befindet sich im dargestellten Ausfüh rungsbeispiel an einem Einbauort im Fahrzeugaufbau, der ge trennt ist von der Brennkraftmaschine, da es auf diese Weise einer nicht zu aufwendigen Abschirmung gegen Temperatur- und Umwelteinflüsse bedarf. Das Prinzipbild der Figur zeigt wei terhin eine Brennkraftmaschine 6 vor dem Einbau in das Kraft fahrzeug 2, die nach ihrer Montage einer Funktionsüberprüfung unterworfen wird. Ein fest an der Brennkraftmaschine 6 mon tierter elektrischer Gegenstecker 14 kann im eingebautren Zu stand der Brennkraftmaschine 6 im Kraftfahrzeug 2 mit einem entsprechend damit korrespondierenden zweiten elektrischen Steckverbindungsanschluss 12 des Kabelbaums 8 verbunden wer den und ist damit elektrisch mit dem Motorsteuergerät 4 und weiteren Komponenten des Kraftfahrzeugs 2 verbunden. Auch das Motorsteuergerät 4 ist über einen ersten zentralen elektri schen Steckverbindungsanschluss 10 des Kabelbaums 8 mit die sem verbunden und weist damit eine elektrische Verbindung zur Brennkraftmaschine 6 und weiteren Komponenten des Kraftfahr zeugs 2 auf.

Erkennbar ist weiterhin ein Anschlussabschnitt 16, der im Ge genstecker 14 mündet und der über eine Anschlussleitung 18 zur Brennkraftmaschine 2 deren elektronischen Komponenten ü ber den Anschlussabschnitt 16, den Gegenstecker 14 und den Kabelbaum 8 mit dem Motorsteuergerät 4 koppelt. Wesentlich zum einfachen und standardisierten Aufbau trägt bei, dass Gegenstecker 14, Anschlussabschnitt 16 und Anschlussleitung 18 einteilig ausgeführt sind und dass der Gegenstecker 14 fest an einem definierten Einbauort an der Brennkraftmaschine 6 montiert ist. Der Gegenstecker 14 kann beispielsweise aus Kunststoff bestehen und in einem Spritzgussverfahren herge stellt sein. Der Anschlussabschnitt 16 dient im wesentlichen als mechanischer Schutz für die Anschlussleitung, so z. B. als Knickschutz und/oder Zugentlastung.

Der Abschnitt des Kabelbaums 8 zwischen ersten elektrischen Steckverbindungsanschluss 10 und zweiten elektrischen Steck verbindungsanschluss 12 ist möglichst kurz ausgeführt, damit für eine elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) erforderli che Abschirmmaßnahmen nicht zu aufwendig ausfallen müssen. Der Kabelbaum 8 ist generell ein Fahrzeugspezifisches Bau teil, der für jeden Fahrzeugtyp unterschiedlich ausgeführt sein kann. Auch für unterschiedliche Ausstattungsvarianten eines einzigen Fahrzeugtyps ist der Kabelbaum 8 typischerwei se individuell ausgestaltet. Dabei sind jedoch die ersten und zweiten Steckverbindungsanschlüsse 10, 12 stets gleich ausge führt, vorzugsweise als Normteile. Auf diese Weise ist die einfache Austauschbarkeit von Motorsteuergerät 4 und insbe sondere die automatisierbare Funktionsüberprüfbarkeit der Brennkraftmaschine 6 nach ihrer Montage mittels eines mit dem Gegenstecker 14 korrespondierenden - hier nicht dargestellten - dritten Steckverbindungsanschlusses einer - hier ebenfalls nicht dargestellten - Testeinrichtung ermöglicht.

Die Funktionsüberprüfung der Brennkraftmaschine 6 nach ihrem Zusammenbau und vor ihrer Montage im Kraftfahrzeug 2 kann auf einfache Weise mit Hilfe des genormten Gegensteckers 14 und des dazu passenden dritten Steckverbindungsanschlusses sowie einer Verbindungsleitung zur Testeinrichtung am Ende des Montagebandes erfolgen. Während der Funktionsüberprüfung können eine Vielzahl von möglichen Betriebszuständen der Brennkraft maschine mit Hilfe eines auf der Testeinrichtung ablaufenden Programms erfolgen. Dieses Programm kann auf einfache Weise auf unterschiedliche Motortypen angepasst werden. Die Ergeb nisse der Funktionsüberprüfung können protokolliert werden und zur späteren Kontrolle, statistischen Auswertung und Ve rifizierung der Testabläufe archiviert werden. Anhand der Testergebnisse kann unmittelbar am Ende des Montagebandes be reits beurteilt werden, ob einer zum Einbau in ein Kraftfahr zeug vorgesehene Brennkraftmaschine fehlerfrei ist oder ob sie zur Nachbearbeitung oder ggf. zur vollständigen Zerlegung ausgesondert werden muss. Dieses Test- und Selektionsverfah ren kann auf einfache Weise in einem voll automatisierten Ab lauf durchlaufen werden.

Claims

1. Elektrische Verbindungsstruktur zur elektrischen Ver bindung von elektrischen und elektronischen Komponenten eines Kraftfahrzeuges mit einem im Kraftfahrzeug (2) montierten elektrischen Kabelbaum (8), wobei der Kabel baum (8) folgendes umfasst:
einen ersten zentralen elektrischen Steckverbin dungsanschluss (10) zur Verbindung des Kabelbaums (8) mit einem zentralen elektronischen Motorsteu ergerät (4), das getrennt von einer Brennkraftma schine (6) im Fahrzeugaufbau montiert ist und
einen zweiten zentralen elektrischen Steckverbin dungsanschluss (12) zur Verbindung des Kabelbaums (8) mit einem damit korrespondierenden zentralen Gegenstecker (14) der Brennkraftmaschine (6).

2. Elektrische Verbindungsstruktur nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass der Kabelbaum (8) ein fahr zeugspezifisches Design aufweist.

3. Elektrische Verbindungsstruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrale elektronische Motorsteuergerät (4) an einem von Temperatur- und Um welteinflüssen geschützten Einbauort im Fahrzeugaufbau montiert ist.

4. Elektrische Verbindungsstruktur nach einem der Ansprü che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Gegenstecker (14) der Brennkraftmaschine (6) ein Norm teil ist.

5. Elektrische Verbindungsstruktur nach Anspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass der zentrale Gegenstecker (14) der Brennkraftmaschine (6) an einem standardisier ten Einbauort platziert ist.

6. Elektrische Verbindungsstruktur nach einem der Ansprü che 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbin dungsabschnitt des Kabelbaums (8) zwischen dem zweiten zentralen elektrischen Steckverbindungsanschluss (12) der Brennkraftmaschine (6) und dem ersten zentralen e lektrischen Steckverbindungsanschluss (10) zur Verbin dung des Kabelbaums (8) mit einem zentralen elektroni schen Motorsteuergerät (4) eine fahrzeugspezifische mi nimale Länge aufweist.

7. Verfahren zur Funktionsüberprüfung einer zum Einbau in ein Kraftfahrzeug (2) vorgesehenen Brennkraftmaschine (6) unmittelbar nach ihrer Montage und vor ihrem Einbau in das Kraftfahrzeug (2), wobei die Brennkraftmaschine (6) einen genormten zentralen Gegenstecker (14) zur e lektrischen Verbindung mit einem damit korrespondieren den zentralen Steckverbindungsanschluss (12) eines fahrzeugspezifischen Kabelbaums (8) aufweist, und wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst:

- Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen dem zentralen Gegenstecker (14) der Brennkraftma schine (6) und einer Testeinrichtung,
- Simulation von Betriebszuständen und Funktions überprüfung der Brennkraftmaschine (6) mittels der Testeinrichtung,
- Protokollierung der Ergebnisse der Funktionsüber prüfung,
- Entscheidung über die Fehlerlosigkeit der Brenn kraftmaschine (6) und
- Aussonderung einer als fehlerhaft beurteilten Brennkraftmaschine (6) vor ihrem Weitertransport zum vorgesehenen Montageort im Kraftfahrzeug (2).

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsüberprüfung der Brennkraftmaschine (6) als vollautomatisiertes Verfahren am Bandende der Montage linie der Brennkraftmaschine (6) integriert ist.