DE102014213743A1 - Zonal wiring harness for a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Kabelbaum für ein Fahrzeug. Es wird ein Kabelbaum (200) für ein Fahrzeug (100) beschrieben. Der Kabelbaum (200) umfasst einen zentralen Leiter (111), der eingerichtet ist, Strom von einer ersten Stelle des Fahrzeugs (100) zu einer zweiten Stelle des Fahrzeugs (100) zu leiten. Desweiteren umfasst der Kabelbaum (200) eine Vielzahl von dezentralen Stromverteilern (112), wobei die Stromverteiler (112) an unterschiedlichen Stellen des zentralen Leiters (111) angeordnet sind. Die Vielzahl von dezentralen Stromverteilern (112) ist eingerichtet, eine entsprechende Vielzahl von zonalen Kabelbäumen (113) mit dem zentralen Leiter (111) zu koppeln. Desweiteren umfasst der Kabelbaum (200) die Vielzahl von zonalen Kabelbäumen (113), wobei ein erster zonaler Kabelbaum (113) der Vielzahl von zonalen Kabelbäumen (113) einen ersten Leiter umfasst, über den ein erstes Steuergerät des Fahrzeugs (100) mit elektrischer Energie versorgt werden kann und über den das erste Steuergerät des Fahrzeugs (100) Daten empfangen und/oder senden kann. The invention relates to a wiring harness for a vehicle. A wiring harness (200) for a vehicle (100) will be described. The wiring harness (200) includes a central conductor (111) configured to route power from a first location of the vehicle (100) to a second location of the vehicle (100). Furthermore, the wiring harness (200) comprises a plurality of distributed power distributors (112), wherein the power distributors (112) are arranged at different locations of the central conductor (111). The plurality of distributed power distributors (112) are configured to couple a corresponding plurality of zonal wiring harnesses (113) to the central conductor (111). The harness (200) further includes the plurality of zonal harnesses (113), wherein a first zonal harness (113) of the plurality of zonal harnesses (113) includes a first conductor via which a first controller of the vehicle (100) is electrically powered can be supplied and via which the first control device of the vehicle (100) can receive and / or send data.
Description
Die Erfindung betrifft einen Kabelbaum für ein Fahrzeug. The invention relates to a wiring harness for a vehicle.
Typischerweise wird der Kabelbaum eines bestimmten Fahrzeugs spezifisch für das bestimmte Fahrzeug angefertigt. Dabei hängt die Struktur des Kabelbaums vom Fahrzeugtyp und von den Funktionen / Optionen ab, die das bestimmte Fahrzeug aufweist. Somit erhält jedes Fahrzeug einen individuellen Komplett-Kabelbaum, der sich durch das gesamte Fahrzeug zieht. Typically, the harness of a particular vehicle is made specifically for the particular vehicle. In this case, the structure of the wiring harness depends on the vehicle type and the functions / options that the particular vehicle has. Thus, each vehicle receives an individual complete harness, which runs through the entire vehicle.
Die Bereitstellung eines Fahrzeug-individuellen Kabelbaums ist typischerweise mit relativ hohen Kosten bei der Fertigung und bei der Logistik verbunden. Desweiteren weisen derartige Fahrzeug-individuelle Kabelbäume ein relativ hohes Gewicht auf, was zu einer reduzierten CO2-Bilanz des Fahrzeugs führt. The provision of a vehicle-individual cable harness is typically associated with relatively high manufacturing and logistics costs. Furthermore have such vehicle-custom cable harnesses to a relatively high weight, which results in reduced CO 2 emissions of the vehicle.
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, einen Kabelbaum bereitzustellen, der (zumindest teilweise) für eine Vielzahl von unterschiedlichen Fahrzeugen mit unterschiedlichen Funktionsumfängen verwendet werden kann, und der gleichzeitig ein reduziertes Gewicht aufweist. The present document addresses the technical problem of providing a wiring harness that can be used (at least in part) for a variety of different vehicles with different functional sizes and that has a reduced weight at the same time.
Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. The object is solved by the independent claims. Advantageous embodiments are described i.a. in the dependent claims.
Gemäß einem Aspekt wird ein Kabelbaum für ein Fahrzeug (z.B. für ein Straßenfahrzeug, wie einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder ein Motorrad) beschrieben. Der Kabelbaum kann eingerichtet sein, über gemeinsame Leiter bzw. Leitungen elektrische Energie (zur Energieversorgung eines Steuergeräts) und Daten (z.B. zur Ansteuerung des Steuergeräts) zu übertragen. In one aspect, a wiring harness for a vehicle (e.g., a road vehicle such as a passenger car, a truck, or a motorcycle) is described. The wire harness may be configured to transmit electrical energy (for powering a controller) and data (e.g., for driving the controller) via common conductors.
Der Kabelbaum umfasst einen zentralen Leiter, der eingerichtet ist, Strom von einer ersten Stelle des Fahrzeugs zu einer zweiten Stelle des Fahrzeugs zu leiten. Der zentrale Leiter kann insbesondere eingerichtet sein, eine Batterie (z.B. einen Bleiakkumulator) des Fahrzeugs an der ersten Stelle mit einem Stromgenerator des Fahrzeugs an der zweiten Stelle zu koppeln. Die erste Stelle kann sich in Fahrtrichtung des Fahrzeugs hinter einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs (z.B. im Heckbereich des Fahrzeugs) und die zweite Stelle kann sich in Fahrtrichtung vor der Fahrgastzelle des Fahrzeugs (z.B. im Frontbereich des Fahrzeugs) befinden. Somit kann der zentrale Leiter eingerichtet sein, Strom in Längsrichtung durch das Fahrzeug zu führen und in unterschiedlichen Teilbereichen des Fahrzeugs bereitzustellen. Der zentrale Leiter kann auch als Stromschiene und/oder Energie-Backbone bezeichnet werden. The wiring harness includes a central conductor configured to route power from a first location of the vehicle to a second location of the vehicle. In particular, the central conductor may be configured to couple a battery (e.g., a lead-acid battery) of the vehicle at the first location to a power generator of the vehicle at the second location. The first location may be in the direction of travel of the vehicle behind a passenger compartment of the vehicle (e.g., in the rear of the vehicle) and the second location may be in front of the passenger compartment of the vehicle (e.g., in the front of the vehicle) in the direction of travel. Thus, the central conductor may be arranged to conduct power in the longitudinal direction through the vehicle and to provide it in different subregions of the vehicle. The central conductor can also be referred to as a busbar and / or energy backbone.
Der Kabelbaum umfasst weiter eine Vielzahl von dezentralen Stromverteilern. Die Stromverteiler sind an unterschiedlichen Stellen des zentralen Leiters und/oder des Fahrzeugs angeordnet. Die Stromverteiler können insbesondere in unterschiedlichen Teilbereichen des Fahrzeugs angeordnet sein. Die Stromverteiler können jeweils eine Vielzahl von Sicherungen umfassen. Die Sicherungen können z.B. über Steuersignale jeweils einzeln an- bzw. ausgeschaltet werden. Dadurch wird es ermöglicht, die Stromverteiler an unterschiedlichen Stellen in ggf. unzugänglicher Weise im Fahrzeug zu verbauen. The wiring harness further includes a plurality of distributed power distributors. The power distributors are arranged at different locations of the central conductor and / or the vehicle. The power distributors can be arranged in particular in different sections of the vehicle. The power distributors may each comprise a plurality of fuses. The fuses may e.g. individually switched on or off via control signals. This makes it possible to obstruct the power distribution in different places in possibly inaccessible manner in the vehicle.
Der Kabelbaum umfasst weiter eine Vielzahl von sogenannten zonalen Kabelbäumen. Die Vielzahl von dezentralen Stromverteilern ist eingerichtet, die entsprechende Vielzahl von zonalen Kabelbäumen mit dem zentralen Leiter zu koppeln. Ein erster zonaler Kabelbaum der Vielzahl von zonalen Kabelbäumen umfasst einen ersten Leiter, über den ein erstes Steuergerät des Fahrzeugs mit elektrischer Energie versorgt werden kann und über den das erste Steuergerät des Fahrzeugs Daten empfangen und/oder senden kann. Der erste Leiter kann insbesondere eingerichtet sein, die Daten des ersten Steuergeräts über ein Power Line Communication (PLC) Verfahren zu übertragen. The wiring harness further includes a plurality of so-called zonal harnesses. The plurality of distributed power distributors are arranged to couple the corresponding plurality of zonal harnesses to the central conductor. A first zonal harness of the plurality of zonal harnesses includes a first conductor via which a first control device of the vehicle can be supplied with electrical energy and via which the first control device of the vehicle can receive and / or transmit data. In particular, the first conductor can be set up to transmit the data of the first control device via a power line communication (PLC) method.
Die Verwendung von Leitern für die Stromversorgung und für die gleichzeitige Datenübertragung ermöglicht es, einen Kabelbaum bereitzustellen, der vollständig in unterschiedliche und voreinander unabhängige Zonen unterteilt werden kann. Eine derartige zonale Aufteilung des Kabelbaums erlaubt es, zumindest einige der zonalen Kabelbäume für eine Vielzahl von unterschiedlichen Fahrzeugen zu verwenden. Desweiteren wird durch die Verwendung von einem einzigen Leiter für die Energieversorgung und für die Datenübertragung das Gewicht des Kabelbaums reduziert. The use of conductors for the power supply and for the simultaneous data transmission makes it possible to provide a wiring harness that can be completely subdivided into different and independent zones. Such a zonal division of the wiring harness allows at least some of the zonal wiring harnesses to be used for a variety of different vehicles. Furthermore, the use of a single conductor for power supply and for data transmission reduces the weight of the wiring harness.
Der erste zonale Kabelbaum kann einem ersten Teilbereich des Fahrzeugs zugeordnet sein. Steuergeräte des Fahrzeugs (z.B. alle Steuergeräte) im ersten Teilbereich des Fahrzeugs können (ggf. ausschließlich) über den ersten zonalen Kabelbaum mit dem zentralen Leiter gekoppelt sein. Dadurch kann eine vollständige Segmentierung der Verkabelung des Fahrzeugs in Teilbereiche erreicht werden. Beispielsweise kann der Vielzahl von zonalen Kabelbäumen jeweils ein unterschiedlicher Teilbereich des Fahrzeugs zugeordnet sein, so dass die Vielzahl von zonalen Kabelbäumen einen Gesamtbereich des Fahrzeugs abdecket. Dabei können die unterschiedlichen Teilbereiche ggf. keine Überschneidungen aufweisen (d.h. disjunkt sein). Die Vielzahl von zonalen Kabelbäumen (sowie die Vielzahl von Teilbereichen) kann vier oder mehr zonale Kabelbäume (bzw. Teilbereiche) umfassen. The first zonal cable harness may be associated with a first portion of the vehicle. Control units of the vehicle (eg all control units) in the first subarea of the vehicle can be coupled to the central conductor (possibly exclusively) via the first zonal wiring harness. As a result, a complete segmentation of the wiring of the vehicle can be achieved in partial areas. For example, each of the plurality of zonal harnesses may be associated with a different portion of the vehicle, such that the plurality of zonal harnesses cover an entire area of the vehicle. The different subregions may not overlap (ie be disjoint). The variety of zonal harnesses (as well as the multitude of subregions) may include four or more zonal harnesses (or subregions).
Der erste zonale Kabelbaum (sowie die anderen zonalen Kabelbäume) kann eine Vielzahl von Leitern umfassen, die jeweils eingerichtet sind, über ein gleiches Übertragungsmedium Steuergeräte des Fahrzeugs mit elektrischer Energie zu versorgen und Daten der Steuergeräte zu übertragen. Insbesondere können über die Vielzahl von Leitern Bussysteme für die Datenübertragung (zusätzlich zu der Energieübertragung) bereitgestellt werden. The first zonal harness (as well as the other zonal harnesses) may include a plurality of conductors each configured to provide electrical power to control devices of the vehicle and transmit data to the controllers via a same transmission medium. In particular, bus systems for data transmission (in addition to the power transmission) can be provided via the plurality of conductors.
Der Kabelbaum kann eine Ringleitung umfassen, die eingerichtet ist, zumindest einige der Vielzahl von zonalen Kabelbäumen ohne Einbezug des zentralen Leiters direkt miteinander zu koppeln. Die Ringleitung kann ein oder mehrere Entkoppelungseinheiten umfassen, die eingerichtet sind, einen Gleichstromfluss zwischen zwei zonalen Kabelbäumen zu unterbinden. Die Ringleitungen können z.B. dazu verwendet werden, eine Übertragungsbandbreite zwischen zwei zonalen Kabelbäumen zu erhöhen. The wiring harness may include a loop configured to directly couple at least some of the plurality of zonal wiring harnesses without involving the central conductor. The loop may include one or more decoupling units configured to inhibit DC flow between two zonal wire harnesses. The ring lines may e.g. be used to increase a transmission bandwidth between two zonal cable harnesses.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug (z.B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Motorrad) beschrieben. Das Fahrzeug umfasst Steuergeräte in einer Vielzahl von örtlichen Teilbereichen des Fahrzeugs. Desweiteren umfasst das Fahrzeug einen in diesem Dokument beschriebenen Kabelbaum. Der Kabelbaum umfasst eine Vielzahl von zonalen Kabelbäumen für die entsprechende Vielzahl von Teilbereichen. Die Steuergeräte des Fahrzeugs sind über jeweils einen Leiter von jeweils einem zonalen Kabelbaum mit einem zentralen Leiter des Kabelbaums verbunden, wobei über den Leiter das jeweilige Steuergerät sowohl mit elektrischer Energie versorgt werden kann, als auch Daten empfangen und/oder senden kann. In another aspect, a vehicle (e.g., a passenger car, a truck, or a motorcycle) is described. The vehicle includes control units in a plurality of local sections of the vehicle. Furthermore, the vehicle includes a harness described in this document. The harness includes a plurality of zonal harnesses for the corresponding plurality of subregions. The control units of the vehicle are connected via a respective conductor of a respective zonal cable harness to a central conductor of the wiring harness, wherein the respective control unit can be supplied with electrical energy via the conductor, as well as receive and / or send data.
Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtung und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. It should be understood that the methods, devices and systems described herein may be used alone as well as in combination with other methods, devices and systems described in this document. Furthermore, any aspects of the methods, apparatus, and systems described herein may be combined in a variety of ways. In particular, the features of the claims can be combined in a variety of ways.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigt Furthermore, the invention will be described in more detail with reference to exemplary embodiments. It shows
Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der technischen Aufgabe einen einheitlichen und gewichtsreduzierten Kabelbaum für eine Vielzahl von unterschiedlichen Fahrzeugen bereitzustellen. In diesem Zusammenhang zeigt
Desweiteren umfasst der Kabelbaum
Aufgrund der relativ hohen Anzahl von Stromverteilern
Die Stromverteiler
Die Aufteilung des Kabelbaums des Fahrzeugs
Die Stromversorgung der einzelnen Fahrzeugkomponenten / Steuergeräte stellt nur einen Bruchteil (ca. 30%) der Verkabelung des Fahrzeugs
Die Daten-BUS Verkabelung
Der Kabelbaum
Zur Einbindung in ein PLC-basiertes Bussystem kann ein Steuergerät des Fahrzeugs
Durch den Einsatz von Power Line Communication anstelle von separaten Leitungen für die Kommunikation und anstelle von diskreten Leitungen, kann somit ein großer Anteil der Leitungen, die durch das komplette Fahrzeug laufen, entfallen. Dadurch wird es möglich ggf. den kompletten Kabelbaum
Die Vielzahl von zonalen Kabelbäume
Die Verwendung von zonalen Kabelbäumen
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen. The present invention is not limited to the embodiments shown. In particular, it should be noted that the description and figures are intended to illustrate only the principle of the proposed methods, apparatus and systems.
Claims (10)
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