DE10251746A1

DE10251746A1 - Armaturenbrettmodul mit einem Strom-/ Signalübertragungssystem für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE10251746A1
Application number: DE10251746A
Authority: DE
Inventors: Masayuki Kondo; Haruhiko Sato
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2001-11-16
Filing date: 2002-11-05
Publication date: 2003-06-05
Anticipated expiration: 2022-11-06
Also published as: GB2382058A; DE10251746B4; US20030094831A1; JP2003154874A; US6702356B2; GB0224450D0; GB2382058B

Abstract

Ein elektrisches Gerät 24 für ein Fahrzeug ist in einen außenliegenden Bauteilabschnitt 26, 28 und einen elektrischen Steuerabschnitt 16, 18, der einen Antriebsschaltkreis für das elektrische Gerät 24 umfaßt, aufgeteilt. Der außenliegende Bauteilabschnitt (26, 28) ist an einem Armaturenbrett 24 vorgesehen. Der innere Steuerabschnitt 16, 18 ist an einem Verstärkungselement 12 vorgesehen. Das Armaturenbrett 25 und das Verstärkungselement 12 werden dann zu einer Baueinheit verbunden.

Description

Hintergrund zur Erfindung

Diese Erfindung betrifft ein Armaturenbrettmodul, das ein Strom-/Signalübertragungssystem für ein Fahrzeug umfaßt.
Elektrische Geräte, die Meßinstrumente, verschiedene Schalter und Sensoren, Anschlußkästen, ein Radio und eine Klimaanlage umfassen, werden an einem Armaturenbrett eines Fahrzeugs montiert. Ein Kabelstrang, der mit einer großen Anzahl an Kabeln versehen ist, wird mit diesen elektrischen Geräten verbunden.
Solch ein Kabelstrang wird zusammen mit einem Verstärkungselement, wie in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 10- 310002 A beschrieben ist, montiert.
Bei diesem in Fig. 6 gezeigten Beispiel ist der Kabelstrang 61 Teil des Verstärkungselements 60 und erstreckt sich entlang desselben. Ein Armaturenbrett 63 und das Verstärkungselement 60 können daher an einer Fahrzeugkarosserie (nicht dargestellt) relativ einfach montiert werden.
Jedes der elektrischen Geräte, die an dem Armaturenbrett 63 montiert sind, umfaßt ein Strukturelement, in dem ein innerer Steuerabschnitt, der einen Antriebsschaltkreis oder dergleichen umfaßt, und ein außenliegender Bauteilabschnitt, der eine Anzeige oder dergleichen umfaßt, integriert vorgesehen sind. Verschiedene Arten an elektrischen Geräten müssen für das Armaturenbrett 63 entsprechend der Designvariante für den Fahrzeugtyp bereitgestellt werden, so daß die Anzahl an Bauteilen hoch ist. Der Freiheitsgrad des Designs des außenliegenden Bauteilabschnitts ist ferner durch die Ausbildung des inneren Steuerabschnitts und des außenliegenden Bauteilabschnitts begrenzt.
In den letzten Jahren ist die Menge an Kommunikationsinformationen in einem Fahrzeug angestiegen, so daß die Anzahl an Verbindungsschaltkreisen zwischen dem Kabelstrang und den elektrischen Geräten angestiegen ist. Steckverbinder, die mit dem Kabelstrang 61 verbunden sind, der an dem Verstärkungselement 60 montiert ist, weisen daher eine Multipolausbildung auf, so daß die Verbindungskraft, die zum Verbinden der Steckverbinder erforderlich ist, sich erhöht hat, wodurch das Problem auftritt, daß die Effizienz der Montage des Verstärkungselements 60 und des Armaturenbretts 63 an der Fahrzeugkarosserie verringert ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Armaturenbrett, das ein Strom-/Signalübertragungssystem für ein Fahrzeug umfaßt, vorzusehen, bei dem eine Standardisierung des inneren Steuerabschnitts jedes elektrischen Geräts erzielt wird, bei dem der Freiheitsgrad der Ausbildung des außenliegenden Bauteilabschnitts verbessert ist, und bei dem die Effizienz der Montage des Armaturenbretts an der Fahrzeugkarosserie verbessert ist.
Zur Lösung der oben beschriebenen Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Armaturenbrettmodul für ein Fahrzeug vorgesehen, umfassend ein Armaturenbrett, an dem ein außenliegender Bauteilabschnitt eines elektrischen Gerätes für das Fahrzeug befestigt ist, und ein Verstärkungselement, an dem ein innerer Steuerabschnitt des elektrischen Gerätes vorgesehen ist und das mit einem Armaturenbrett eine Baueinheit bildet, wobei der innere Steuerabschnitt einen Antriebsschaltkreis für das elektrische Gerät umfaßt.
Bei dem Armaturenbrettmodul ist der innere Steuerabschnitt des elektrischen Geräts von dem außenliegenden Bauteilabschnitt getrennt und mit dem Verstärkungselement als Abzweigmodul verbunden.
Der innere Steuerabschnitt kann daher einfach standardisiert werden, wodurch die allgemeine Handhabung verbessert wird, und der Freiheitsgrad der Ausbildung des außenliegenden Bauteilabschnitts verbessert werden kann.
Vorzugsweise sind für die Stromversorgung und die Signalübertragung zwischen dem außenliegenden Bauteilabschnitt und dem inneren Steuerabschnitt kontaktlose Übertragungsverbindungen vorgesehen.
Bei dieser Ausbildung sind keine Steckverbinder zum Verbinden erforderlich, und die Effizienz der Montage des Armaturenbrettmoduls an der Fahrzeugkarosserie kann verbessert werden. Ferner kann ein raumsparendes Design aufgrund des Entfalls von Steckverbindern erzielt werden.
Vorzugsweise ist für die Signalübertragung eine Signalübertragung durch eine Infrarotschnittstelle und/oder eine optische Schnittstelle vorgesehen.
Ferner ist es günstig, wenn die Stromversorgung durch eine Stromübertragung mittels elektromagnetischer Induktion ausgeführt wird.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen kann die Strom-/Signalübertragung mit einer einfachen Ausbildung, die relativ kostengünstige Bauteile umfaßt, ausgeführt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Montage eines Armaturenbrettmoduls für ein Fahrzeug vorgesehen, folgende Schritte umfassend
Trennen eines elektrischen Geräts für das Fahrzeug in einen außenliegenden Bauteilabschnitt und einen inneren Steuerabschnitt, der einen Antriebsschaltkreis für das elektrische Gerät umfaßt,
Vorsehen des außenliegenden Bauteilabschnitts an einem Armaturenbrett;
Vorsehen des inneren Steuerabschnitts an einem Verstärkungselement; und
Verbinden des Armaturenbretts mit dem Verstärkungselement zu einer Baueinheit.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die oben beschriebenen Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch detailliert beschriebene bevorzugte beispielhafte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen offensichtlicher, wobei:
Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Verstärkungselements ist, das bei einem Armaturenbrettmodul einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung verwendet wird;
Fig. 2 ein Blockdiagramm ist, das ein Strom-/Signalübertragungssystem, das bei dem Armaturenbrettmodul verwendet wird, darstellt;
Fig. 3 ein Schaubild ist, das einen wichtigen Abschnitt des Übertragungssystems von Fig. 2 darstellt;
Fig. 4A eine Ansicht zur Erklärung einer Variation der Abzweigverbindungsposition eines Kabelstrangs entsprechend der Designvariante des Fahrzeugs ist;
Fig. 4B eine Ansicht zur Erklärung der Befestigung des Kabelstrangs auf einem Verstärkungselement ist;
Fig. 5 ein Schnitt zur Erklärung der Befestigung des Verstärkungselements an einer Fahrzeugkarosserie ist; und
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht ist, die die Ausbildung eines Armaturenbrettmoduls gemäß dem Stand der Technik dar stellt.

Spezifische Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Eine bevorzugte Ausführungsform eines Armaturenbrettmoduls, das ein Strom-/Signalübertragungssystem gemäß der Erfindung umfaßt, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Ein Armaturenbrettmodul 10 umfaßt ein Armaturenbrett 25 (nicht spezifisch dargestellt, aber dem Armaturenbrett 63 von Fig. 6 ähnlich) und ein Verstärkungselement 12 (in Fig. 1 gezeigt), die miteinander verbunden sind.
Ein Kabelstrang 14 ist mit dem Verstärkungselement 12 fest verbunden und erstreckt sich entlang desselben. Eine elektrische Standardsteuereinheit (ECU) 16, in die ein elektrisches Steuereinheitsgehäuse, Meßgeräteantriebsschaltkreise und dergleichen integriert sind, oder eine elektrische Steuereinheit 18 für verschiedene elektrische Geräte, beispielsweise eine Audioeinheit, eine Uhr und eine Klimaanlage, sind in den Kabelstrang 14 einbezogen.
Das Armaturenbrettmodul umfaßt bei dieser Ausführungsform eine Mittelkonsole.
Ein Flachkabel wird als Kabelstrang 14 verwendet. Abzweigkabelstränge 15a und 15b (die als Abzweigleiter dienen), die mit den Steckverbindern 14a und 14b versehen sind, sind von dem Kabelstrang 14 abgezweigt.
Bei dieser Ausführungsform ist das Verstärkungselement 12 ein Stahlelement, das einen H-förmigen Querschnitt aufweist, so daß der Kabelstrang 14 entlang eines Basisbodenabschnitts 12a verlegt ist. Steckverbinder 20 und 22 zum Verbinden des Kabelstrangs 14 mit einer Fahrzeugkarosserie sind mit beiden Längsenden des Kabelstrangs 14 verbunden.
Ein elektrisches Multimediagerät 24 ist an einem annähernd mittleren Abschnitt des Verstärkungselements 12 mittels einer Mittelstrebe 23, die an dem Verstärkungselement 12 montiert ist, befestigt. Die elektrische Standardsteuereinheit 16 ist an dem Verstärkungselement 12 montiert und nahe dem elektrischen Multimediagerät 24 angeordnet. Die elektrische Steuereinheit 18, die die Antriebssteuerung, beispielsweise der Audioanlage, der Uhr, der Klimaanlage und dergleichen, ausführt, ist in das elektrische Multimediagerät 24 integriert.
Die elektrische Standardsteuereinheit 16 und die elektrische Steuereinheit 18 dienen als innere Steuerabschnitte, die Antriebssteuerschaltkreise der elektrischen Geräte umfassen.
Wie in Fig. 2 gezeigt, werden andererseits außenliegende Bauteilabschnitte (d. h. ein Anzeigeabschnitt oder ein Schalterbetätigungsabschnitt für Schalter und Meßgeräte) 26 und 28 verschiedener elektrischer Geräte (beispielsweise der Audioeinheit, der Uhr und der Klimaanlage) in das Armaturenbrett 25 so integriert, daß diese außenliegenden Bauteilabschnitte 26 und 28 von den inneren Steuerabschnitten (16 und 18), die mit dem Verstärkungselement 12 eine Baueinheit bilden, getrennt sind.
Die elektrische Standardsteuereinheit 16 ist in den Kabelstrang 14 einbezogen und erhält Betriebszustandsinformationen eines Motors oder dergleichen und sendet diese Information an den jeweiligen außenliegenden Bauteilabschnitt 28 der elektrischen Geräte an dem Armaturenbrett 25, so daß diese Information beispielsweise angezeigt wird.
Das Strom-/Signalübertragungssystem 40 dieser Ausführungsform ist zwischen dem Verstärkungselement 12 und dem Armaturenbrett 25 vorgesehen. Insbesondere sind eine Stromübertragungseinheit 42 und eine Signalübertragungseinheit 43 zwischen der elektrischen Steuereinheit 16 und jedem außenliegenden Bauteilabschnitt 28, wie in Fig. 3 gezeigt, vorgesehen. Die Übertragung des elektrischen Stroms erfolgt durch ein elektromagnetisches Induktionssystem. Die Signalübertragung erfolgt durch eine Informationsschnittstelle, die abhängig von der gewählten Übertragungsbasis, infrarot oder optisch, gestaltet ist. Die Strom-/Signalübertragung erfolgt durch eine kontaktfreie Verbindung. Durch Verwenden der kontaktlosen Verbindung kann die Schwierigkeit, die beim Verbinden von Multipolsteckverbindern auftritt, eliminiert werden, so daß die Effizienz der Montage verbessert werden kann. Da keine Freiräume für Steckverbinder vorzusehen sind, kann ferner ein raumsparendes Design erzielt werden.
Wie in Fig. 2 gezeigt, ist auch ein Lenkmodul 29 mit der elektrischen Standardsteuereinheit 16 verbunden. Die oben beschriebene kontaktlose Strom-/Signalübertragung ist auch zwischen einem außenliegenden Bauteilabschnitt 29a des Lenkmoduls 29 und der elektrischen Standardsteuereinheit 16 vorgesehen.
Die oben beschriebene kontaktlose Strom-/Signalübertragung ist ferner auch zwischen einem außenliegenden Bauteilabschnitt 26 jedes elektrischen Multimediageräts 24 an dem Armaturenbrett 25 und der elektrischen Standardsteuereinheit 18 vorgesehen.
Obwohl hier nicht im Detail beschrieben, ist solch eine Strom- /Signalübertragung zu der Audioeinheit, der Uhr, der Klimaanlage und dergleichen Bauteilen an dem Armaturenbrett 25, wie in Fig. 2 gezeigt, vorgesehen.
Bei dem Armaturenbrettmodul 10 gemäß dieser Ausführungsform sind die inneren Steuerabschnitte (die elektrische Standardsteuereinheit 16 und die elektrische Steuereinheit 18) der elektrischen Geräte (der Audioeinheit, der Uhr, der Klimaanlage und dergleichen) von den außenliegenden Bauteilabschnitten (dem Anzeigeabschnitt, den Schaltern und dergleichen), die an dem Armaturenbrett 25 und der Mittelkonsole befestigt werden, getrennt. Die inneren Steuerabschnitte sind in den Kabelstrang 14 an dem Verstärkungselement 12 einbezogen und bilden ein Abzweigmodul.
Eine Standardisierung der inneren Steuerabschnitte, einschließlich des Verstärkungselements 12 kann einfach erzielt werden. Der Freiheitsgrad des Designs der außenliegenden Bauteilabschnitte und des Armaturenbretts 25 kann verbessert werden. Eine Designveränderung entsprechend dem Fahrzeugtyp kann daher durch alleiniges Abändern des Armaturenbretts 25 ausgeführt werden.
Wie in Fig. 4A gezeigt, können der innere Steuerabschnitt einer Veränderung des Fahrzeugtyps durch Verändern der Abzweigverbindungsabschnitte der Abzweigkabelstränge 15a und 15b, die mit den Steckverbindern 14a und 14b verbunden sind, und eine Abänderung des Schaltkreises erreicht werden. Entsprechend der Änderung des Fahrzeugtyps können an dem Kabelstrang 14, der fest an dem Verstärkungselement 12 montiert ist, die Abzweigstellen für die Abzweigkabelstränge 15a und 15b und die Befestigungsposition der elektrischen Standardsteuereinheit 16 verändert werden. Der Aufbau des inneren Steuerabschnitts muß nicht wesentlich abgeändert werden, und der innere Steuerabschnitt kann daher bei verschiedenen Fahrzeugtypen verwendet werden.
Die Montage des eine Subbaueinheit darstellenden Verstärkungselements 13 an der Fahrzeugkarosserie 30, 32 ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 5 beschrieben.
Zunächst werden die Mittelstrebe 23 und das elektrische Multimediagerät 24 an dem Verstärkungselement 12 montiert. In diesem Zustand wird das Armaturenbrett 25, an dem der Meßgerätanzeigeabschnitt und die Schalter montiert sind, an dem Verstärkungselement 12 so montiert, daß sie mit diesem ein Armaturenbrettmodul bilden. Danach wird das Verstärkungselement 12 an den Haltern 34 und 36, die mit dem rechten und dem linken Befestigungsabschnitt der Fahrzeugkarosserie 30, 32 mittels Schweißens oder Schraubverbindung fest verbunden sind, verbunden, wodurch das Armaturenbrettmodul montiert wird.
Wie in Fig. 5 gezeigt, werden insbesondere die linken Enden der horizontalen Wände 12b und 12b des Verstärkungselements 12 in Aufnahmenuten 34a, die in dem Halter 34 ausgebildet sind, und die rechten Enden der horizontalen Wände 12b in Aufnahmenuten 36a, die in dem Halter 36 ausgebildet sind, wie durch die Pfeile dargestellt, eingeführt.
Wenn die horizontalen Wände 12b des Verstärkungselements 12 in den Aufnahmenuten 34a und 36a befestigt werden, werden die armaturbrettseitigen Steckverbinder 20 und 22, die an dem Verstärkungselement 12 angebracht sind, mit den karosserieseitigen Steckverbindern 35 und 37, die an den Haltern 34 und 36 sicher montiert sind, automatisch verbunden.
Insbesondere umfaßt jeder karosserieseitige Steckverbinder 35 und 37 einen sich selbst ausrichtenden Steckverbinder, so daß, wenn er nicht mit dem armaturbrettseitigen Steckverbinder ausgerichtet ist, so bewegt werden kann, daß die Fehlausrichtung absorbiert wird. Jeder karosserieseitige Steckverbinder 35, 37 wird daher mit dem armaturenbrettseitigen Steckverbinder 20, 22 während der Montage des Verstärkungselements 12 ausgerichtet.
Ein kleiner Anschlußkasten (nicht dargestellt) bildet mit jedem Halter 34 und 36 ein Bauteil, so daß die Verbindung mit dem Kabelstrang 14, der Bestandteil des Verstärkungselements 12 ist, gemeinsam ausgeführt werden kann. Ein kleines Strommodul (nicht dargestellt) kann in den Anschlußkasten eingesetzt werden, um einen vorbestimmten Strom entsprechend der Spezifikation eines Fahrzeugs zuzuführen.
Nur durch Montieren des Verstärkungselements 12 an den Haltern 34 und 36 an der Fahrzeugkarosserie 30, 32 kann daher die Installation des Armaturenbrettmoduls 10 vollendet werden, wobei die armaturbrettseitigen Steckverbinder 20 und 22 mit den karosserieseitigen Steckverbindern 35 und 37 verbunden werden.
Es entfallen daher Arbeitszeit und Arbeitsaufwand, die zum Verbinden der armaturbrettseitigen Steckverbinder 20 und 22 mit den karosserieseitigen Steckverbindern 35 und 27 benötigt werden, und das Befestigen des Armaturbrettmoduls kann daher vereinfacht werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezugnahme auf die spezifischen bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, sind verschiedene Abänderungen und Verbesserungen für den Fachmann auf diesem Gebiet offensichtlich. Solche offensichtlichen Abänderungen und Verbesserungen fallen unter den Erfindungsgedanken, den Schutzbereich und die Überlegungen gemäß der Erfindung, wie sie in den angehängten Ansprüchen definiert sind.

Claims

1. Ein Armaturenbrettmodul (10) für ein Fahrzeug umfassend
ein Armaturenbrett (25), an dem ein außenliegender Bauteilabschnitt (26, 28) eines elektrischen Gerätes (24) für das Fahrzeug befestigt ist, und
ein Verstärkungselement (12), an dem ein innerer Steuerabschnitt (16, 18) des elektrischen Gerätes (24) vorgesehen ist und das mit dem Armaturenbrett (25) eine Baueinheit bildet, wobei der innere Steuerabschnitt (16, 18) einen Antriebsschaltkreis für das elektrische Gerät (24) umfaßt.

2. Armaturenbrettmodul (10) gemäß Anspruch 1, wobei für die Stromversorgung und die Signalübertragung zwischen dem außenliegenden Bauteilabschnitt (26, 28) und dem inneren Steuerabschnitt (26, 28) kontaktlose Übertragungsverbindungen vorgesehen sind.

3. Armaturenbrettmodul (10) gemäß Anspruch 2, wobei die Signalübertragung in Form einer Infrarotschnittstelle und/oder einer optischen Schnittstelle vorgesehen ist.

4. Armaturenbrettmodul (10) gemäß Anspruch 2, wobei die Stromversorgung durch elektromagnetische Induktion erfolgt.

5. Verfahren zur Montage eines Armaturenbrettmoduls (10) für ein Fahrzeug, folgende Schritte umfassend
Trennen eines elektrischen Geräts (24) für das Fahrzeug in einen außenliegenden Bauteilabschnitt (26, 28) und einen inneren Steuerabschnitt (16, 28), der einen Antriebsschaltkreis für das elektrische Gerät (24) umfaßt,
Vorsehen des außenliegenden Bauteilabschnitts (26, 28) an einem Armaturenbrett (25);
Vorsehen des inneren Steuerabschnitts (16, 18) an einem Verstärkungselement (12); und
Verbinden des Armaturenbretts (25) mit dem Verstärkungselement (12) zu einer Baueinheit.