DE10339782A1

DE10339782A1 - Anschluss mit luftleitendem Aufbau und Sondensystem mit diesem Anschluss

Info

Publication number: DE10339782A1
Application number: DE10339782A
Authority: DE
Inventors: Akihiro Nagoya Kobayashi; Shinji Nagoya Kumazawa; Yoshinori Nagoya Inoue
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2003-08-28
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2023-08-29
Also published as: DE10339782B4; US20040077201A1; US7021354B2

Abstract

Luftleitender Anschluß mit vereinfachtem Verdrahtungslayout und Wasserdichtigkeit. Der Anschluß 2 weist einen Luftleitweg 3 mit einer ersten Öffnung 3a und einer zweiten Öffnung 3b auf. Ein Heizungskabel 5, das ein luftleitendes Kabel ist, und die Klemme 6 der ECU-Seite werden in die erste Öffnung 3a eingeführt, während ein luftleitendes Heizungskabel 7 und die Klemme 8 der Sondenseite in die zweite Öffnung 3b eingeführt werden. Die ECU-seitige Klemme 6 und die sondenseitige Klemme 8 werden im Inneren des Luftleitwegs 3 miteinander verbunden. Die erste Öffnung 3a wird mit einem Dichtmaterial 8b abgedichtet. Wenn die sondenseitige Klemme 8 und die ECU-seitige Klemme 6 beim Einführen elektrisch verbunden werden, wird ein luftleitender Abschnitt des sondenseitigen Heizungskabels 7 durch den Luftleitweg 3 mit einem luftleitenden Abschnitt des ECU-seitigen Heizungskabels 5 verbunden.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sondensystem mit einem luftleitenden Aufbau, und insbesondere ein Sondensystem, das in ein Kraftfahrzeug eingebaut wird, um z.B. spezifische Bestandteile in den Motorabgasen zu erkennen. Das heißt, sie betrifft ein Sondensystem mit einer Sonde, die einem Unterdruck ausgesetzt ist, der durch den Betrieb des Verbrennungsmotors erzeugt wird, und einen Anschluß, der einen luftleitenden Aufbau hat.
STAND DER TECHNIK
Zu den fahrzeugmontierten Sensoren gehören Sonden, in deren Inneres Umgebungsluft eingeführt wird, um zu vermeiden, daß ein die Sonde umgebender Raum einem Unterdruck ausgesetzt wird, der durch den Betrieb des Verbrennungsmotors verursacht wird, und eine Last auf die Sonde anlegt.

Es gibt einige Beispiele aus dem Stand der Technik, die einen Anschluß zwischen einer Gassonde und einer Sondensteuerung oder einem Motor-Steuergerät (ECU) zeigen, wie z.B. JP-07-111413B und JP-P2002-71640A. In diesen Patentschriften wird jedoch das Problem des Wassers, das aufgrund des Unterdrucks in das Innere der Sonde eindringt, außer Acht gelassen.

Aus dem Stand der Technik ist eine Sonde bekannt, wobei durch ein Zuleitungskabel Umgebungsluft in die Sonde eingeleitet wird, wenn das Innere der Sonde einen Unterdruck erreicht, der durch eine schnelle oder drastische Temperaturänderung bewirkt wurde. Es gibt auch ein Beispiel aus dem Stand der Technik, bei dem in einem Steuerungsgehäuse eine kleine Bohrung vorgesehen ist, damit das Zuleitungskabel und die Sonde mit der Umgebungsluft in Verbindung stehen können.

Offenbarung der Erfindung

Die Steuerung ist aber in der Regel in einem Zustand angeordnet, in dem sie der Umgebungsluft außerhalb der Fahrzeugkarosserie ausgesetzt ist, so daß Wasser eindringen kann. Um solch einen Fehler zu vermeiden, ist die Bohrung des Steuerungsgehäuses mit einer Passung versehen, um das Eindringen von Wasser zu verhindern.

4 zeigt auf schematische Weise ein weiteres Beispiel aus dem Stand der Technik, bei dem ein Zuleitungskabel verwendet wird, um die Sonde von solch einem Unterdruck zu befreien. Ein Kabel von mehreren Kabeln wird durch ein Steuerungsgehäuse geführt, ohne mit dem Inneren des Gehäuses verbunden zu werden (z.B. durch elektrische Überbrückung der Steuerungsplatine), und wird direkt mit der Sonde verbunden (fette Linie im Blockdiagramm). Das Innere dieses Zuleitungskabels ist luftleitend und stellt einen Luftleitweg zwischen dem ECU und der Sonde bereit. Doch diese Anschlußart ergibt ein kompliziertes Layout der Zuleitungskabel, was als Nachteil gilt.

Daher ist es sehr erwünscht, die Nachteile des Stands der Technik zu beseitigen.

ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Sondensystems und eines Anschlusses mit einem neuartigen luftleitenden Aufbau. Eine spezifischere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Sondensystems und eines Anschlusses, mit dem der luftleitende Aufbau und das Verdrahtungslayout vereinfacht werden und die Wasserabdichtung verbessert werden kann. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Lösung von Anspruch 1, 15, 20 und 24 erreicht.

Eine Grundidee der vorliegenden Erfindung besteht in einem Verbindungsaufbau, bei denn das Innere einer Sonde nur durch ein Zuleitungskabel mit der Umgebungsluft in Verbindung steht, gleichzeitig mit der elektrischen Verbindung über das Zuleitungskabel, durch welche die Sonde mit der Sondensteuerung (wobei diese beiden der Umgebungsluft außerhalb der Karosserie ausgesetzt sind) und mit dem ECU (das gewöhnlich innerhalb der Fahrzeugkarosserie oder -kammer angeordnet ist) verbunden ist. Durch diesen Aufbau wird verhindert, daß bei einem Unterdruck Wasser in das Innere der Sonde eindringt. Diese Erfindung basiert auf der Grundidee, daß vom ECU, das in einer Fahrzeugkammer angeordnet ist, die vor eindringendem Wasser geschützt ist, über das (die) Zuleitungskabel und die Steuerung eine Luftverbindung zur Sonde hergestellt werden sollte.

Das Zuleitungskabel ist an (und durch das Vorhandensein) der Steuerung (wasserdichten Typs, um die elektrischen Schaltungen zu schützen), die zwischen dem ECU und der Sonde angeordnet ist, räumlich unterbrochen. Die Steuerung wird nach dem Einbau einer Leiterplatte, die die von den Zuleitungskabeln zugeführten elektrischen Signale steuert, durch ein Dichtungsmaterial wie z.B. Urethanharz nach außen abgedichtet. Daher ist es aufgrund des Steuerungsaufbaus erforderlich, einen luftleitenden Kanal vorzusehen, der Umgebungsluft sowohl zu einem Zuleitungskabel auf der ECU-Seite als auch zu einem Zuleitungskabel auf der Sondenseite leitet. Die vorliegende Erfindung bietet eine konkrete Lösung an, um diesem Bedarf zu entsprechen.

5 veranschaulicht ein Grundkonzept eines Aspekts der vorliegenden Erfindung. Im Vergleich zum Stand der Technik in 4 es so aufgebaut, daß das luftleitende Zuleitungskabel am Anschluß in zwei Kabelabschnitte unterteilt ist, wobei der Luftleitweg und der Stromleitweg über den Anschluß gewährleistet werden. Es können jeweils mehrere normale Zuleitungen, die den Stromleitweg darstellen, und luftleitende Zuleitungen vorhanden sein.

In einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Sondensystem bereit, das eine Sonde aufweist, ein Motor-Steuergerät (ECU), das in einer Atmosphäre angeordnet ist, die mit der Umgebungsluft in Verbindung steht, eine Sondensteuerung, und ein Heizgerät, das zusammen mit der Sonde angeordnet ist und von der ECU-Seite aus mit Strom versorgt wird, um die Sonde zu beheizen. Das Sondensystem umfaßt einen Anschluß, der einen Teil der Sondensteuerung bildet, ein luftleitendes sondenseitiges Heizungskabel, dessen eines Ende mit dem Heizgerät verbunden ist, eine sondenseitige Klemme, die mit dem anderen Ende des sondenseitigen Heizungskabels verbunden ist und in den Anschluß eingeführt wird, ein luftleitendes ECU-seitiges Heizungskabel, dessen eines Ende mit dem ECU verbunden ist, eine ECU-seitige Klemme, die mit dem anderen Ende dieses ECU-seitigen Heizungskabels verbunden ist und in den Anschluß eingeführt wird, und ein Dichtungsmittel zum luftdichten Abschließen eines Zwischenraums, der zwischen dem sondenseitigen Heizungskabel und dem Anschluß definiert wird, und eines Zwischenraums, der zwischen dem ECUseitigen Heizungskabel und dem Anschluß definiert wird, in einem Zustand, in dem die sondenseitige Klemme und die ECU-seitige Klemme in den Anschluß eingeführt sind, um einen geschlossenen Raum als Luftleitweg zu formen.

Die sondenseitige Klemme und die ECU-seitige Klemme sind elektrisch miteinander verbunden, um das ECU und das Heizgerät miteinander elektrisch zu verbinden, wodurch ein luftleitender Abschnitt des sondenseitigen Heizungskabels durch den Luftleitweg mit einem luftleitenden Abschnitt des ECU-seitigen Heizungskabels in Verbindung steht, um dem Sondenelement Umgebungsluft vom ECU zuzuführen.

Im obigen Sensorsystem kann das sondenseitige Heizungskabel mit der Umgebungsluft im Luftleitweg in Verbindung stehen, wo die sondenseitige Klemme und die ECU-seitige Klemme elektrisch miteinander verbunden sind, wodurch der Sonde Umgebungsluft zugeführt werden kann. Mit diesem Sondensystem können der Luftleitweg und der Stromleitweg im Inneren des Anschlusses integriert werden, gleichzeitig kann der Luftleitweg im Anschluß als Stromleitweg mitgenutzt werden, so daß der Luftleitweg und das Layout der Verdrahtung vereinfacht werden können, um die Wasserabdichtung zu verbessern. Zudem kann mit diesem Sondensystem die Zahl der elektrischen Verbindungsstellen, die notwendig sind, um das Heizgerät mit Strom zu versorgen, reduziert werden.

In einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Sondensystem bereit, wobei die sondenseitige Klemme und die ECU-seitige Klemme einen Verbindungsaufbau vom Typ Stecker/Buchse aufweisen und wobei, wenn die Klemmen durch Ineinanderstecken elektrisch miteinander verbunden sind, ein luftleitender Abschnitt (Bereich) des sondenseitigen Heizungskabels und ein luftleitender Abschnitt (Bereich) des ECU-seitigen Heizungskabels durch einen im Anschluß geformten Zwischenraum miteinander in Verbindung stehen, d.h. durch einen Zwischenraum zwischen den Verbindungsabschnitten der Klemmen und/oder einen Zwischenraum zwischen der sondenseitigen Klemme und dem Anschluß und/oder einen Zwischenraum zwischen der ECU-seitigen Klemme und dem Anschluß.

In einem dritten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Sondensystem bereit, wobei im Anschluß ein stromleitender Abschnitt vorgesehen ist, umfassend einen ersten verzweigten Abschnitt, der mit einer Sondensteuerplatine elektrisch verbunden ist, die zu diesem Anschluß benachbart ist, einen zweiten verzweigten Abschnitt, der mit der sondenseitigen Klemme elektrisch verbunden ist, und einen dritten verzweigten Abschnitt, der mit der ECU-seitigen Klemme elektrisch verbunden ist. Diesem System entsprechend ist es möglich, das Heizgerät von der Seite der Sondensteuerung aus mit Strom zu versorgen.

In einem vierten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Anschluß bereit, umfassend ein erstes luftleitendes Kabel, eine erste Klemme, die mit diesem ersten Kabel verbunden ist, ein zweites luftleitendes Kabel, eine zweite Klemme, die mit diesem zweiten Kabel verbunden ist, und einen Dichtungsabschnitt zum luftdichten Abschließen eines Zwischenraums zwischen dem ersten und dem zweiten Kabel, um einen geschlossenen Raum zu definieren, der als „Luftleitweg" bezeichnet wird. Die erste Klemme und die zweite Klemme sind elektrisch miteinander verbunden, um das erste Kabel und das zweite Kabel elektrisch miteinander zu verbinden, wobei gleichzeitig durch diesen Luftleitweg eine Luftverbindung zwischen einem luftleitenden Abschnitt des ersten Kabels und einem luftleitenden Abschnitt des zweiten Kabels hergestellt wird.

In einem fünften Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Anschluß bereit, wobei die Klemme des ersten Kabels und die zweite Klemme einen Verbindungsaufbau vom Typ Stecker/Buchse aufweisen und wobei, wenn die Klemmen durch Ineinanderstecken elektrisch miteinander verbunden sind, ein luftleitender Abschnitt des ersten Kabels und ein luftleitender Abschnitt des zweiten Kabels durch einen geschlossenen Raum miteinander in Verbindung stehen, der im Anschluß geformt ist, d.h. durch einen Zwischenraum zwischen den Verbindungsabschnitten der Klemmen, und/oder einen Zwischenraum zwischen der ersten Klemme und dem Anschluß, und/oder einen Zwischenraum zwischen der zweiten Klemme und dem Anschluß.

Der Anschluß kann außerdem ein erstes und ein zweites Verbindungsstück umfassen, die auf luftdichte Weise miteinander im Eingriff stehen, wobei das erste Verbindungsstück die erste Klemme luftdicht nach außen abgeschlossen aufnimmt, und das zweite Verbindungsstück die zweite Klemme luftdicht nach außen abgeschlossen aufnimmt. Das erste und das zweite der Verbindungsstücke können einen ineinander eingreifendem Stecker/Buchsen-Aufbau haben, und die erste und die zweite Klemme können einen ineinander eingreifendem Stecker/Buchsen-Aufbau haben. Die erste und die zweite Klemme können im Inneren des Anschlusses direkt verbunden sein, oder indirekt durch eine elektrische Verbindungsleitung und den Luftleitweg, die im Inneren des Anschlusses geformt sind. Der Luftleitweg kann durch das erste und zweite Verbindungsstück im Inneren des Anschlusses hindurch geformt sein. Die mindestens eine Dichtung kann benachbart zur ersten oder zweiten Klemme angeordnet sein. Der Luftleitweg kann aus mindestens zwei Abschnitten bestehen, wobei der erste Abschnitt entlang einer Achse des Anschlusses verläuft und der zweite Abschnitt sich mit dem ersten Abschnitt schneidet. Der zweite Abschnitt kann quer zum Anschluß verlaufen, wobei ein Ende davon offen ist, um eine der Kabelklemmen aufzunehmen, und das andere Ende davon geschlossen oder nach außen abgedichtet ist. Die Klemme sollte einen Aufbau haben, der die elektrische Verbindung zwischen dem Kabel und einem Gegenstück der Klemmen- und Luftverbindung zwischen dem Inneren des Kabels und dem Luftleitweg erlaubt. Das erste und zweite Verbindungsstück können einen ineinander eingreifenden Stecker/Buchsen-Aufbau haben, wobei das zweite Verbindungsstück eine Bohrung aufweist, die die zweite Klemme durch eine Dichtung nach außen luftdicht abgeschlossen aufnimmt und diese Bohrung im Inneren dieser Dichtung einen Teil des Luftleitwegs bildet. Die Bohrung verläuft durch einen Vorsprung hindurch, der in einer Öffnung angeordnet ist, die im ersten Verbindungsstück geformt ist, wobei diese Öffnung einen Teil des Luftleitwegs bildet und durch eine Dichtung, die zwischen dem ersten und zweiten Verbindungsstück angeordnet ist, luftdicht abgeschlossen ist. Der Anschluß kann außerdem mindestens eine elektrische Anschlußklemme aufweisen, wie z.B. einen Mehrfachpin-Stecker.

Einem sechsten Aspekt gemäß wird ein Anschlußsystem zum Herstellen einer Strom- und Luftverbindung zwischen mindestens zwei Kabeln bereitgestellt, die die Leitung von Strom und Luft erlauben, nachstehend als „luftleitende Kabel" bezeichnet, wobei das System umfaßt: erste und zweite luftleitende Kabel mit ersten und zweiten Klemmen, die jeweils mit den ersten und zweiten luftleitenden Kabeln verbunden sind; einen Anschlußaufbau zum Herstellen einer Strom- und Luftverbindung zwischen diesen luftleitenden Kabeln; wobei der Anschlußaufbau so konfiguriert ist, daß ein Luftleitweg hergestellt wird, der luftdicht nach außen abgeschlossen ist. Im Anschlußsystem umfaßt das System außerdem: Dichtungsmittel, um einen Zwischenraum zwischen den luftleitenden Kabeln, der im Inneren des Anschlußaufbaus geformt ist, luftdicht abzuschließen, so daß die Klemmen in diesem abgeschlossenen Zwischenraum aufgenommen werden; wobei die elektrische Verbindung zwischen den Klemmen direkt oder indirekt ist; wobei die Luftverbindung über den abgedichteten Zwischenraum hergestellt wird, der als Luftleitweg im Inneren des Anschlußaufbaus dient. Das erste luftleitende Kabel ist typischerweise geeignet, auf luftleitende Weise mit einer Sonde verbunden zu werden, das zweite luftleitende Kabel ist geeignet, auf strom- und luftleitende Weise mit einem Motor-Steuergerät verbunden zu werden. Der Anschlußaufbau ist auf strom- und luftleitende Weise mit einer Steuerung für die Sonde verbunden. Das System kann außerdem mindestens ein anderes Stromkabel (mehrere Kabel) als das erste und zweite luftleitende Kabel umfassen, wobei dieses mindestens eine Stromkabel und die luftleitenden Kabel zusammen einen Kabelbaum bilden.

Einem siebten Aspekt gemäß wird ein Anschluß- und Sondenaufbau bereitgestellt, umfassend: das Anschlußsystem nach dem vorherigen Aspekt, und eine Sonde, die mit dem ersten luftleitenden Kabel verbunden ist, wobei dieser Anschluß zudem auf strom- und luftleitende Weise mit einer Sondensteuerung verbunden ist. Im Anschluß- und Sondenaufbau ist die Sonde in einer ersten Atmosphäre eingeordnet, und der Luftleitweg steht mit einer zweiten Atmosphäre in Verbindung, die eine andere ist als die erste Atmosphäre. Die erste Atmosphäre ist typischerweise die Umgebungsluft eines Kraftfahrzeugs (z.B. im Motorraum), und die zweite Atmosphäre ist eine Atmosphäre, die eine höhere Kompatibilität mit der Sonde aufweist als die Umgebungsluft. Die zweite Atmosphäre ist vor eindringendem Wasser aus der ersten Atmosphäre geschützt. Die Sonde kann eine Gassonde zum Messen von Gasbestandteilen wie O₂, NOx, H₂O, CO₂, CO) und HC usw. sein, typischerweise in Abgasen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1A ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung eines Sondensystems und eines Anschlußaufbaus einer ersten Ausführungsform der Erfindung, und 1B ist eine Querschnittsansicht, die wesentliche Abschnitte von 1A entlang ihres Kabels X-X' zeigt.

2A ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung eines Sondensystems und eines Anschlußaufbaus einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, und 2B ist eine Querschnittsansicht, die wesentliche Abschnitte von 2A entlang ihres Kabels X-X' zeigt.

3 ist eine schematische Ansicht zur Veranschaulichung eines Sondensystems gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

4 ist ein Blockdiagramm, das auf schematische Weise das Layout des luftleitenden Kabels nach dem Stand der Technik veranschaulicht.

5 ist ein Blockdiagramm, das auf schematische Weise ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Anschlusses veranschaulicht.

6 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie A-A (oder B-B) von 5.

7A zeigt ein Beispiel eines Sondensystems (Sonde und Steuerung) in einer schematischen Ansicht mit partiellen Unterbrechungen und Auslassungen.

7B zeigt ein Beispiel eines Querschnitts eines luftleitenden Kabels. 7C und 7D sind Querschnitte jeweils entlang der Linien X-X und Y-Y von 7A.

8 ist eine partiell unterbrochene, vergrößerte Ansicht einer Ausführungsform einer Anschlusses wie z.B. in 7A gezeigt.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGESFORMEN DER ERFINDUNG

Im folgenden werden bestimmte bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Erfindung auf ein System angewandt, das eine Sonde zum Erkennen der Konzentration bestimmter Gase wie z.B. Sauerstoff oder NOx in den Abgasen oder Sauggasen eines Verbrennungsmotors umfaßt, die z.B. O₂, NOx, H₂O, CO₂, CO, HO enthalten.

Ein Sondensystem einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung umfaßt eine Sonde, ein Motor-Steuergerät (nachstehend „ECU" genannt), das in einer Atmosphäre angeordnet ist, die mit der Umgebungsluft in Verbindung steht, ein Sondensteuergerät, das in einer Atmosphäre angeordnet ist, die von der Umgebungsluft isoliert ist, und ein Heizgerät, das zusammen mit der Sonde angeordnet ist und von der ECU-Seite aus mit Strom versorgt wird, um die Sonde mit diesem Strom zu beheizen. Das Sondensystem umfaßt eine Sondensteuerplatine, die im Sondensteuergerät eingeschlossen ist, ein luftleitendes sondenseitiges Heizungskabel, das mit dem Heizgerät elektrisch verbunden ist, ein luftleitendes ECU-seitiges Heizungskabel, das mit der ECU-Seite elektrisch verbunden ist, einen Anschluß, der auf der Sondensteuerplatine montiert ist, eine sondenseitige Klemme, die am sondenseitigen Heizungskabel befestigt ist, wobei ein Abschnitt des sondenseitigen Heizungskabels freigelegt ist, und eine ECU-seitige Klemme, die am ECU-seitigen Heizungskabel be festigt ist, wobei ein Abschnitt des ECU-seitigen Heizungskabels freigelegt ist. Die ECU-seitige Klemme ist im Anschluß auf der Sondensteuerplatine mit der sondenseitigen Klemme elektrisch verbunden. Das Sondensystem umfaßt auch einen Luftleitweg, der im Anschluß geformt ist, und in den die sondenseitige Klemme und die ECU-seitige Klemme mit einem Zwischenraum (Luftspalt) eingeführt und elektrisch miteinander verbunden werden. Die Seite der Luftleitwegs, in der die ECU-seitige Klemme eingeführt ist, steht über einen freigelegten Abschnitt des ECU-seitigen Heizungskabels mit der Umgebungsluft in Verbindung, während die hintere Seite eines Abschnitts des Luftleitwegs, in der die sondenseitige Klemme eingeführt ist, abgedichtet ist.

Ein Sondensystem einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung umfaßt eine Sonde, ein Motor-Steuergerät (nachstehend „ECU" genannt), das in einer Atmosphäre angeordnet ist, die mit der Umgebungsluft in Verbindung steht, ein Sondensteuergerät, das in einer Atmosphäre angeordnet ist, die von der Umgebungsluft isoliert ist, und ein Heizgerät, das zusammen mit der Sonde angeordnet ist und von der ECU-Seite aus mit Strom versorgt wird, um die Sonde mit diesem Strom zu beheizen. Das Sondensystem umfaßt eine Sondensteuerplatine, die im Sondensteuergerät eingeschlossen ist, ein luftleitendes sondenseitiges Heizungskabel, das mit dem Heizgerät elektrisch verbunden ist, ein luftleitendes ECU-seitiges Heizungskabel, das mit der ECU-Seite elektrisch verbunden ist, einen Anschluß, der auf der Sondensteuerplatine montiert ist, eine sondenseitige Klemme, und eine ECU-seitige Klemme, die am ECU-seitigen Heizungskabel befestigt ist, wobei ein Abschnitt des ECU-seitigen Heizungskabels freigelegt ist. Die ECU-seitige Klemme ist im Anschluß auf der Sondensteuerplatine mit der sondenseitigen Klemme elektrisch verbunden. Das Sondensystem umfaßt auch eine Verdrahtung, die auf der Sondensteuerplatine geformt ist und mit der ECU-seitigen Klemme direkt oder indirekt elektrisch verbunden ist, eine Öffnung, die im Anschluß geformt ist und in der die ECU-seitige Klemme steckt und abgedichtet ist, und einen Luftleitweg, der im Anschluß so geformt ist, daß er mit der Öffnung in Verbindung steht. Ein freiliegender Abschnitt des sondenseitigen Heizungskabels ist in den Luftleitweg eingeführt. In den Luftleitweg ragt eine Klemme hinein, die mit der Verdrahtung elektrisch verbunden ist, und der freiliegende Abschnitt des sondenseitigen Heizungskabels und die Klemme sind elektrisch miteinander verbunden. Das sondenseitige Heizungskabel steht über den partiell freigelegten Abschnitt des ECU-seitigen Heizungskabels, die Öffnung, den Luftleitweg und den partiell freigelegten Abschnitt des sondenseitigen Heizungskabels mit der Umgebungsluft in Verbindung, um die Sonde mit Umgebungsluft zu versorgen. Bei diesem Sondensystem steht das sondenseitige Heizungskabel über den partiell freigelegten Abschnitt des ECU-seitigen Heizungskabels, die Öffnung, den Luftleitweg und das sondenseitige Heizungskabel mit der Umgebungsluft in Verbindung, um die Sonde mit Umgebungsluft zu versorgen. Mit diesem Sondensystem, bei welchem der Luftleitweg und der Stromweg im Anschluß integriert sind, ist es möglich, den Aufbau des Luftleitwegs und das Verdrahtungslayout zu vereinfachen und die Wasserabdichtung zu verbessern.

Im Sondensystem einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung ist ein Luftleitweg vorgesehen, in den eine erste Klemme, die an ein luftleitendes erstes Kabel befestigt ist, wobei ein Abschnitt des ersten Kabels freigelegt ist, und eine zweite Klemme, die an ein luftleitendes zweites Kabel befestigt ist, wobei ein Abschnitt des zweiten Kabels freigelegt ist, mit einem vorgegebenen Zwischenraum eingeführt werden können. Im Inneren des Luftleitwegs sind die erste und die zweite Klemme elektrisch miteinander verbunden, während das Gas (oder Luft) vom ersten Kabel über den obigen vorgegebenen Zwischenraum im Luftleitweg dem zweiten Kabel zugeführt werden kann.

Im Sondensystem einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung ist eine Öffnung vorgesehen, in welche die erste Klemme eingeführt wird, die an ein luftleitendes erstes Kabel befestigt ist, wobei ein Abschnitt des ersten Kabels freigelegt ist und ein Luftleitweg, in den die zweite Klemme eingeführt wird, die an ein luftleitendes zweites Kabel befestigt ist, wobei ein Abschnitt des zweiten Kabels freigelegt ist. Im Inneren des Luftleitwegs ist die zweite Klemme mit einer Klemme auf der Platine elektrisch verbunden, die mit der ersten Klemme elektrisch verbunden ist, um über die Öffnung und den Luftleitweg dem zweiten Kabel ein Gas aus dem ersten Kabel (oder in die umgekehrte Richtung) zuzuführen (das heißt, das Innere des ersten und zweiten Kabels ist miteinander verbunden). Gewöhnlich kann der Luftleitweg als ein geschlossener Raum geformt sein, der nach außen oder zum Umgebungsluft hin abgedichtet wird, indem der Steckverbindung in eine bestimmte Einheit (Ummantelung oder Gehäuse) montiert bzw. eingebaut wird. Der Luftleitweg kann aber auch so durch Abdichtung geformt sein, daß ein geschlossener Raum innerhalb des Anschlußkörpers selbst geformt ist.

Beispiele
Zur Erklärung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben wurden, werden nun bestimmte spezifische Beispiele der Erfindung Bezug nehmend auf die Zeichnungen beschrieben.
Erstes Beispiel
1A ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung eines Sondensystems und eines Anschlußaufbaus einer ersten Ausführungsform der Erfindung. 1B ist eine Querschnittsansicht entlang eines Kabels X-X' von 1A.
Wie in 1A und 1B gezeigt, ist ein Anschluß 2 in einem elektrisch angeschlossen Zustand auf einer Sondensteuerplatine 1 montiert, die in einem Sondensteuergerät eingeschlossen ist, das nicht dargestellt ist und geeignet ist, eine Sonde zu steuern, der ebenfalls nicht dargestellt ist. Im Inneren des Anschlusses 2 ist ein Luftleitweg 3 geformt, der eine erste Öffnung 3a und eine zweite Öffnung 3b aufweist. In diesen Luftleitweg 3 werden, von der Seite der ersten Öffnung 3a aus, ein ECU-seitiges Heizungskabel 5 und eine ECU-seitige Klemme 6 eingeführt, während auch von der Seite der Öffnung 3b aus ein sondenseitiges Heizungskabel 7 und eine sondenseitige Klemme 8 eingeführt werden. Das ECU-seitige Heizungskabel 5 und das sondenseitige Heizungskabel 7 sind so ausgelegt, daß sie luftleitfähig sind. Die ECU-seitige Klemme 6 steht mit einer Wandfläche im Eingriff, die den Luftleitweg 3 umschließt. Im Inneren des Luftleitwegs 3 sind die ECU-seitige Klemme 6 und die sondenseitige Klemme 8 über ein stromleitendes Element (vom Buchsentyp) 6a und ein passendes stromleitendes Element (vom Steckertyp) 8a elektrisch miteinander verbunden. Nach dem Herstellen dieser elektrischen Verbindung wird ein Abschnitt des Luftleitwegs 3 zur Öffnung 3a hin mit einem Harz abgedichtet, das nicht dargestellt ist. Ein hinterer Abschnitt des Luftleitwegs 3, das heißt, die Seite an der Öffnung 3b des Luftleitwegs 3, ist mit einem Dichtungsmaterial 8b abgedichtet, das durch eine sondenseitige Klemme 8 am sondenseitigen Heizungskabel 7 verstemmt ist. Wenn die sondenseitige Klemme 8 und die ECU-seitige Klemme 6 in das Innere des Anschlusses 2 eingeführt sind, wird der Zwischenraum zwischen dem sondenseitigen Heizungskabel 7 und dem Anschluß 2 und der Zwischenraum zwischen dem ECU-seitigen Heizungskabel und dem Anschluß 2 durch diese Dichtungsmittel luftdicht abgeschlossen, das heißt, durch das Harz, das die Öffnung 3a abdichtet, und das Dichtungsmaterial 8b, mit anderen Worten, der Innenraum des Anschlusses 2, in den die sondenseitige Klemme 8 und die ECU-seitige Klemme 6 eingeführt wurden, ist nach außen luftdicht abgeschlossen, wodurch ein geschlossener Raum (Luftleitweg 3) begrenzt wird.
Der Eingriff und die Abdichtung der ECU-seitigen Klemme 6 gegen die Seitenwand r der ersten Öffnung 3a kann durch ein Buchsenteil 2b erfolgen, das von außen mit einem Steckerteil 2a im Eingriff steht, wie durch die gepunktete unterbrochene Linie dargestellt. Dieser Eingriff/diese Abdichtung kann erreicht werden, indem ein Dichtungsmaterial 8b' an eine Durchgangsbohrung des Führungsabschnittes 2c angelegt wird, ähnlich wie im Fall des Dichtungsmaterials 8b für die zweite Öffnung 3b.
Im Sondensystem und Anschlußaufbau des ersten Beispiels dieser Erfindung wird nun ein Leitweg für die Umgebungsluft von der ECU-Seite zur Sondenseite erläutert.
Das ECU ist in einer Atmosphäre angeordnet, die mit der Umgebungsluft in Verbindung steht. Daher wird Umgebungsluft vom ECU dem ECU-seitigen Heizungskabel 5 zugeführt, das eine Luftleitfähigkeit aufweist, und von dort aus durch die Öffnung 3a dem Luftleitweg 3. Die sondenseitige Klemme 8 und die ECU-seitige Klemme 6 sind in den Luftleitweg 3 eingeführt. Durch diesen Luftleitweg 3 wird Umgebungsluft vom ECU-seitigen Heizungskabel 5 dem sondenseitigen Heizungskabel 7 zugeführt, und von dort aus von einem Heizgerät über das sondenseitige Heizungskabel 7 in einen die Sonde umgebenden Raum.
Das heißt, die sondenseitige Klemme 8 und die ECU-seitige Klemme 6 weisen einen Verbindungsaufbau vom Typ Stecker/Buchse auf, und wenn diese Klemmen im Anschluß 2 stecken und elektrisch miteinander verbunden sind, steht ein luftleitender Abschnitt des sondenseitigen Heizungskabels 7 durch den Zwischenraum zwischen den Verbindungsabschnitten der Klemmen 6, 8 und/oder den Zwischenraum zwischen der sondenseitigen Klemme 8 und dem Anschluß 2 und/oder den Zwischenraum zwischen der ECU-seitigen Klemme 6 und dem Anschluß 2 mit einem luftleitenden Abschnitt des ECU-seitigen Heizungskabels 5 in Verbindung.
Im Sondensystem und im Anschlußaufbau gemäß dem ersten Beispiel dieser Erfindung können der Luftleitweg 3 und der Stromweg im Anschluß 2 integriert sein, wobei der Luftleitweg und der Stromweg gemeinsam im Inneren des Anschlusses geformt sind, mit dem Ergebnis, daß es möglich ist, den Aufbau der Luftleitung und das Layout der Verdrahtung zu vereinfachen und gleichzeitig die Wasserabdichtung zu verbessern. Überdies ist es im Sondensystem und im Anschlußaufbau gemäß dem ersten Beispiel dieser Erfindung möglich, die Zahl der elektrischen Verbindungspunkte zu verringern, die erforderlich sind, um das Heizgerät mit Strom zu versorgen.
Die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht auf das oben beschriebene Beispiel. Obwohl im ersten Beispiel angegeben wird, daß die erste Öffnung 3a des Anschlusses 2 abgedichtet ist, kann zum Beispiel ein weiterer Anschluß in diesen Abschnitt eingeführt werden, und ein Dichtungsmaterial für die ECU-seitige Klemme 6 (ein Element, das 8b entspricht) kann in diesen weiteren Anschluß eingeführt werden, um den hinteren Abschnitt des weiteren Anschlusses abzudichten.
Ein Beispiel für einen solchen Fall wird durch die gepunktete Linie in 1B dargestellt. Ein Buchsenteil 2b, das mit einem Steckerteil 2a des Anschlusses 2 im Eingriff steht, weist eine untere Wand und einen rohrförmigen Abschnitt 3c auf, der in die erste Öffnung eingeführt wird. Die zentrale Bohrung des rohrförmigen Abschnitts 2c ist durch ein Dichtungsmaterial 8b' der luftleitenden Klemme 6 abgedichtet. In diesem Fall wird das Innere der ersten Öffnung 3a zu einem geschlossenen Raum, durch den die luftleitenden Kabel sowohl auf der Sondenseite als auch auf der ECU-Seite auf luftleitende und stromleitende Weise miteinander verbunden sind. Wie in 1A gezeigt, ist dieser Anschluß vom Mehrfachpin-Typ und kann eine Vielzahl von parallel geschalteten Kabelklemmen umfassen. Im gezeigten Beispiel weist der Steckverbindungsaufbau nur ein luftleitendes Kabel auf, doch bei Bedarf ist eine Vielzahl von luftleitenden Kabeln möglich.
Zweites Beispiel
Auf die obige Beschreibung des ersten Beispiels ist Bezug zu nehmen, soweit das System des zweiten Beispiels einen Aufbau hat, der dem Sondensystem des ersten Beispiels entspricht.
2A ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung des Sondensystems und des Anschlußaufbaus des zweiten Beispiels der vorliegenden Erfindung. 2B ist eine Querschnittsansicht entlang des Kabels X-X' von 2A zur Darstellung wesentlicher Abschnitte davon.
Wie in 2A und 2B gezeigt, ist mit einer ersten leitenden Einheit 16a einer ECU-seitigen Klemme 16 eine zweite leitende Einheit 16b verbunden, umfassend einen ersten verzweigten Abschnitt 16x, der mit der Sondensteuerplatine 1 elektrisch verbunden ist, einen zweiten verzweigten Abschnitt 16y, der mit dem stromleitenden Element (vom Steckertyp) 8a der sondenseitigen Klemme 8 elektrisch verbunden ist, und einen dritten verzweigten Abschnitt 16z (vom Steckertyp), der mit der ersten leitenden Einheit (vom Buchsentyp) 16a dem ECU-seitigen Klemme 16 elektrisch verbunden ist.
Im vorliegenden Beispiel kann das Heizgerät von der ersten leitenden Einheit 16a mit Strom versorgt werden, das heißt, von der Sondensteuerplatine 1.
Die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben beschriebenen Beispiele. Obwohl in den obigen Beispielen angegeben wird, daß die erste Öffnung 3a des Anschlusses 2 abgedichtet ist, kann zum Beispiel ein weiterer Anschluß in diesen Bereich eingeführt werden und ein Dichtungsmaterial für die ECU-seitige Klemme 16 (ein Element, das 8b entspricht) kann in diesen weiteren Anschluß eingeführt werden, um den hinteren Abschnitt des weiteren Anschlusses abzudichten.
Ein Beispiel für solch ein Buchsenteil wird durch die gepunktete unterbrochene Linie dargestellt. Die erste Öffnung 3a kann abgedichtet werden, um einen geschlossenen Innenraum innerhalb des Anschlusses zu formen, durch ein Dichtungsmaterial 8b', das hinter (vom Klemmenende aus gesehen) der luftleitenden Klemme 16 angeordnet ist. Der geschlossene Innenraum kann den anderen Klemmen gemeinsam sein, wie in 2A gezeigt, oder von den anderen Klemmen getrennt und isoliert sein.
Drittes Beispiel
Auf die obige Beschreibung des ersten Beispiels ist Bezug zu nehmen, soweit das System des dritten Beispiels einen Aufbau hat, der dem Sondensystem des ersten Beispiels entspricht.
3 ist eine schematische Ansicht zur Veranschaulichung des Sondensystems und des Anschlußaufbaus des dritten Beispiels der vorliegenden Erfindung.
Wie in 3 gezeigt, ist ein Anschluß 20 in einem elektrisch angeschlossenen Zustand auf einer Sondensteuerplatine 1 montiert, die in einem Sondensteuergerät eingeschlossen ist, das nicht dargestellt und geeignet ist, eine Sonde zu steuern, der ebenfalls nicht dargestellt ist. Im Inneren des Anschlusses 20 ist ein Luftleitweg 23 geformt, der eine erste Öffnung 23a und eine zweite Öffnung 23b aufweist. Die erste Öffnung 23a und die zweite Öffnung 23b sind abgedichtet. In diesen Luftleitweg 23 sind, von der Seite der ersten Öffnung 23a aus, ein ECU-seitiges Heizungskabel 25 und eine ECU-seitige Klemme 26 eingeführt, während von der Seite der zweiten Öffnung 23b aus ein sondenseitiges Heizungskabel 27 eingeführt ist. Das ECU-seitige Heizungskabel 25 und das sondenseitige Heizungskabel 27 sind ausgelegt, um luftleitend zu sein („luftleitendes Kabel" genannt). Auf der Sondensteuerplatine 1 ist eine Verdrahtung 1a geformt, die über eine erste Klemme 20a mit einer stromleitenden Einheit 26a dem ECU-seitigen Klemme 26 elektrisch verbunden ist, während das sondenseitige Heizungskabel 27 an eine zweite Klemme 20b verstemmt ist. Dadurch wird eine strukturierte Verdrahtung 1a im Inneren des Luftleitwegs 23 mit dem sondenseitigen Heizungskabel 27 elektrisch verbunden. Im Inneren des Luftleitwegs 23 (an seinem Abschnitt 23' mit erweitertem Durchmesser) ist das sondenseitige Heizungskabel 27 eingeführt, während die zweite Klemme 20b, die mit der Verdrahtung 1a elektrisch verbunden ist, vorragt, und ein freigelegter Abschnitt des sondenseitigen Heizungskabels mit der zweiten Klemme 20b elektrisch verbunden ist.
Der Leitweg für die Umgebungsluft, die der Sondenseite von der ECU-Seite aus zugeführt wird, im Sondensystem und im Anschlußaufbau des dritten Beispiels der vorliegenden Erfindung werden nachstehend beschrieben.
Im Sondensystem und im Anschlußaufbau des dritten Beispiels der Erfindung steht das sondenseitige Heizungskabel 27 über das ECU-seitige Heizungskabel 25, das auf der Umgebungsluftseite angeordnet ist, mit der Umgebungsluft in Verbindung, so daß der Sondenseite über den Luftleitweg 23 und das sondenseitige Heizungskabel 27 Umgebungsluft zugeführt wird. Mit dem vorliegenden Sondensystem und Anschlußaufbau können der Aufbau der Luftleitung und das Layout der Verdrahtung vereinfacht werden, um eine bessere Wasserabdichtung zu ermöglichen, da der Luftleitweg und der Stromleitweg im Anschluß integriert sind.
Die erste Öffnung 23a kann zum Beispiel durch ein Buchsenteil 20" wie in den Beispielen 1 und 2 abgedichtet werden, um im Inneren des Anschlusses einen geschlossenen Raum 23b, 23, 23' zu formen.
Ein Beispiel eines Anschlußsystems für luftleitende Kabel, das ein luftleitendes Anschluß verwendet, wird in 5 schematisch dargestellt. Die luftleitenden Kabel sind über den luftleitenden Anschluß, der sowohl luft- als auch stromleitend ist, zum einen mit der ECU-Seite und zum anderen mit der Sondenseite verbunden. Der (die) anderen stromleitenden Kabel können auf gewöhnliche (nicht luftleitende) Weise durch den luftleitenden Anschluß mit einer Steuerung zur ECU einerseits und mit der Sonde andererseits verbunden werden.
In 6 wird auf schematische Weise der Querschnitt entlang der Linie A-A von 5 g zeigt. Der Querschnitt entlang der Linie B-B hat den gleichen Aufbau wie der Querschnitt A-A, mit der Ausnahme, daß die Verbindung zur ECU hergestellt wird, statt zur Sonde, wie im Querschnitt A-A.
Ein Anschluß 2 besteht aus einem Stecker/Buchsen-Aufbau, wobei der Stecker- und Buchsenteil 2a, 2b auf luftdicht abgeschlossene Weise miteinander im Eingriff stehen, um im Anschluß 2 einen geschlossenen Raum CS zu formen. Der geschlossene Raum CS weist Bohrungen (oder Kanäle) auf, die mit dem Äußeren in Verbindung stehen, um einen Luftleitweg zu formen, wie durch die Pfeile mit unterbrochener Linie dargestellt. Der Stromleitweg ist durch Pfeile mit durchgezogener Linie dargestellt. Die geographische Formulierung des Luftleitwegs und des Stromleitwegs beschränkt sich nicht auf die dargestellte Formulierung.
Die Bohrungen, die im Steckerteil 2a angeordnet sind, verlaufen sich in einer um 90 Grad gedrehten „T"-Form schneidend, wobei ein Ende des oberen Abschnitts des T nach außen hin offen ist und das andere Ende geschlossen ist. Durch das offene Ende des oberen Abschnitts des T wird ein luftleitendes Kabel, das von der Sonde kommt, auf abdichtende Weise eingeführt. Im Endbereich des luftleitenden Kabels wird ein Isoliermantel entfernt, um die Leitungsadern im Inneren der Bohrungen freizulegen. Die Leitungsadern sind zum einen am äußeren Ende der Leitungsadern auf abdichtende Weise (z.B. durch Löten) mit dem Bohrungsboden verbunden, und zum anderen mit einer Zuleitung elektrisch verbunden, die in einem dichten Zustand zur Steuerungsseite verläuft. Der von seiner Ummantelung befreite Endbereich des luftleitenden Kabels bildet ein luftleitendes Verbindungsstück (Klemme) mit dem Luftleitweg, wodurch eine Verbindung vom Sondeninneren zum geschlossenen Raum CS im Inneren des Anschlusses und eine weitere Verbindung mit einem Innenraum AS eines Steuerungsgehäuses hergestellt wird.
Im Beispiel, das in 6 gezeigt wird, ist die Bohrung, die vom Innenraum AS des Gehäuses zum geschlossenen Raum CS verläuft, im luftleitenden Zustand. Die Anschlußklemmen zwischen dem Stecker-/Buchsenteil des Anschlußaufbaus können konventioneller Art (z.B. steckbaren Typs usw.) sein.
Ein Beispiel des luftleitenden Kabels ist ein mehradriges Kabel (oder Kabel), das mit einem Isoliermaterial ummantelt ist, wie in 7B gezeigt, wobei der Zwischenraum zwischen den Leitungsadern den Luftleitweg bildet, der die (axiale) Luftleitung ermöglicht.
Der Anschluß 2 ist auf einer Sondensteuerplatine 1 angeordnet, so daß er im zusammengebauten Zustand einen Teil des Gehäuses der Steuerung bildet, während der Buchsenteil (linkes Element in 6) mit dem luftgefüllten Raum AS in Verbindung steht und mit der Platine elektrisch verbunden ist, die im Raum AS angeordnet ist.
Auf diese Weise weist der luftleitende Anschluß einen Anschlußaufbau auf, der die Strom- und Luftleitung der luftleitenden Kabel ermöglicht, die zum einen luftleitend und zum anderen stromleitend sind, in einem Zustand, in dem jede gewünschte Vorrichtung wie z.B. eine Steuerung usw. vor und gegen die Umgebungsluft oder jede unerwünschte Atmosphäre (die schädliche Substanzen enthält) isoliert und angedichtet wird.
In 7 wird ein Anschlußsystem als Beispiel für das luft- und stromleitende Anschlußsystem gezeigt, das einen luftleitenden Anschluß zwischen dem ECU und der Sande verwendet, und 8 zeigt eine vergrößerte Ansicht des luftleitenden Anschlusses.
Der luftleitende Anschluß 32 besteht aus dem Stecker- und Buchsenteil 32a, 32b, die auf luftdichte Weise miteinander im Eingriff stehen. Ein luftleitendes Zuleitungskabel 34 verbindet eine Ausgangsklemme 40 des Steckerteils zum einen mit der Sonde, und ein luftleitendes Zuleitungskabel 35 verbindet den Buchsenteil zum anderen mit dem ECU. Dadurch sind beide luftleitenden Zuleitungskabel 34, 35 sowohl ECU-seitig als auch sondenseitig auf luftleitende Weise („luftle tend" genannt) angeschlossen. Eine Endklemme T2 des sondenseitigen Zuleitungskabels 34 ist an einer Stelle, die außerhalb der Zeichnungsebene liegt, mit einer Stromversorgungsklemme T3 verbunden. Eine ECU-seitige Klemme 42, d.h. das Ende des ECU-seitigen luftleitenden Zuleitungskabels 35, steht mit einer anschlußseitigen Klemme 41 (die mit der Klemme T1 verbunden ist) im Eingriff, die in der Klemmenaufnahmebohrung 33b angeordnet ist, die: durch einen zentralen Vorsprung des Buchsenteils 32b hindurch verläuft. Die ECU-seitige Klemme 42 ist nach außen abgedichtet, um einen geschlossenen Raum als Luftleitweg (33, 33c, 33e) im Anschluß 32 zu formen. Die ECU-seitige Klemme 42 hat einen luftleitenden Klemmenaufbau, der mit dem Zwischenraum c zwischen den Leitungsadern b zum Luftleitweg 33 in Verbindung steht, wenn die Leitungsadern b durch Entfernen der Ummantelung freigelegt sind. Der Luftleitweg wird hergestellt zwischen: Klemme – Aufnahmebohrung 33b – Zwischenraum 33c zwischen dem Ende des zentral vorspringenden Abschnitts und dem Boden der ersten Öffnung – Luftleitbohrung 33 – schneide Bohrung (mit erweitertem Durchmesser) 33e, welche die Luftleitbohrung 33 im rechten Winkel schneidet. Diese schneidende Bohrung nimmt die sondenseitige Klemme 40 des luftleitenden Zuleitungskabels des sondenseitigen Kabels 34 auf und ist durch ein Dichtungsmaterial 38b von außen abschließbar. Ein Verlängerungsabschnitt 40a der Klemme 40 formt eine Klemme T2, die durch die Leiterplatte 31 verläuft, um z.B. durch Lötung usw. auf dichte Weise auf der Rückseite der Leiterplatte zurückgehalten zu werden.
Als eine Variante kann der Befestigungsaufbau zwischen dem Klemmenverlängerungsabschnitt 40a und der Anschlußseite eine lösbare Verbindung z.B. mit steckbaren Pins aufweisen. Die Zahl der lösbaren Verbindungen ist aber vorzugsweise so weit wie möglich zu reduzieren. Der Körper des Anschlusses 32 ist durch Befestigungsmittel wie z.B. Schraubenbolzen oder Nieten 53 auf der Leiterplatte 31 befestigt.
Der Stromleitweg durch den Anschluß 32 wird hergestellt durch: sondenseitiges Zuleitungskabel 34 – Klemme 40 – vorspringende Klemme T2 des leitenden Abschnitts 40a der Klemme/Leiterplatte – Anschlußleitung 59 außerhalb der Zeichnungsebene (Strichpunktlinie) – Klemme T1 – Anschlußklemme Zuführungsleitung 41a – anschlußseitige Klemme 41 (zum Anschluß des ECU) – ECU-Klemme 42 zum Anschluß der Klemme 41. Die Leitung 59 ist mit einer Stromversorgungsklemme T3 (außerhalb der Zeichnungsebene) verbunden. Es ist anzumerken, daß die Klemmen T1, T2 und T3 für jede andere gewünschte Schaltungskonfiguration als die in der Figur gezeigte verwendet werden können.
Die hermetische Abdichtung des Luftleitwegs 33 wird gesichert, indem ein Ringdichtmaterial 36 zwischen dem Stecker- und dem Buchsenteil 32a, 32b angeordnet wird, zusätzlich zu den Dichtungsmaterialien 38b, 38b', die jeweils gegen die schneidende Bohrung und eine Durchgangsbohrung 33b des Stecker- und Buchsenleils anliegen, und ferner, indem die sondenseitige Klemme 40, die durch die Leiterplatte 31 führt, mit einer bandartigen Dichtung 52 abgedichtet wird. Die gesamte Leiterplatte 31 wird abgedichtet, indem ein wasserdichtes Harz (Urethan usw.) 31a in eine Abdeckung 31b eingespritzt wird (7A).
Klemmen 56 sind auf einem Anschlußkörper angeordnet, der dem Steckerteil 32a gegenüberliegt, wobei ein unterer Abschnitt davon mit getrennten Schlitzen versehen ist, um den Fluß des eingespritzten Harzes zuzulassen. Diese Klemmen 56 dienen dazu, verschiedene Steuerleitungen (siehe 7A) anzuschließen, die von der Steuerung zur Sonde verlaufen. Der Eingriff zwischen dem Stecker- und Buchsenteil 32a, 32b wird bevorzugt durch einen Verriegelungsmechanismus 32c gesichert.
Als nächstes wird in 7A ein Beispiel für das Layout verschiedener Zuleitungskabel zwischen ECU – Anschluß (Steuerung) – Sonde gezeigt. Es sind mehrere Steuerleitungen 58 vorhanden, die mit einer Stromzuleitung (stromleitendes Kabel) zur Stromversorgung der Sonde 30 parallel angeordnet sind. Diese Leitungen/Kabel sind jeweils unter Abdichtung mit den Klemmen des Mehrpinaufbaus verbunden, um eine Verbindung zwischen Sonde – Anschluß – Steuerung herzustellen, und bilden im allgemeinen einen Kabelbaum einer Kabelgruppe.
Zum anderen sind auch verschiedene Steuerleitungen 57 parallel zum stromleitenden Kabel 35 zur Stromversorgung angeordnet und mit den jeweiligen Klemmen (eines Mehrpin-Steckers) verbunden, der außerhalb des Zeichnungsebene angeordnet ist (typischerweise in eine Richtung, die normal zur Zeichnungsebene ist). Die Querschnitte X-X und Y-Y der sondenseitigen Kabel und dem ECU-seitigen Kabel sind jeweils in 7C und 7D dargestellt.
Wie in 7A gezeigt, ist der Anschluß 32 mit einer wasserdichten Abdeckung 31b bedeckt (nur partiell gezeigt), die mit einem wasserabdichtenden Dichtungsmaterial (Urethanharz usw.) 31c abgedichtet ist, um die Leiterplatte der Steuereinheit und den Anschluß vor allem vor eindringendem Wasser zu schützen.
7B zeigt ein Beispiel eines Querschnitts des luftleitenden Kabels (Zuleitung) 34, 35. Der Isoliermantel a (der auch wasserdicht ist) enthält mehrere Leitungsadern b, die im Inneren der zentralen Bohrung verlaufen, wobei er durch den Zwischenraum c zwischen den mehrfachen Leitungsadern eine axiale Luftleitfähigkeit aufweist. Verschiedene Varianten des luftleitenden Kabels können nach Bedarf angewandt werden. Insbesondere im Falle der Sonde mit einem Heizgerät ist es aufgrund der zulässigen Querschnittsfläche vorzuziehen, wenn das Stromkabel zur Stromversorgung als Kabel zur Gewährleistung der Luftleitfähigkeit genutzt wird. Zu diesen Gassonden gehören Sauerstoffsonden, NOx-Sonden, Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sonden oder sonstige Abgassonden, die zur Regelung von Verbrennungsmotoren verwendet werden. Doch auch ein oder mehrere andere Kabel können zum gleichen Zweck verwendet werden.
Industrielles Anwendungsgebiet
Die vorliegende Erfindung ist typischerweise als Anschlußmittel zwischen der Sonde – der Sondensteuerung – dem ECU (Motor-Steuergerät) geeignet, doch auch für verschiedene Anwendungen, die eine Strom- und Luftleitfähigkeit (Gasleitfähigkeit) erfordern. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere auf Gas sonden anwendbar, deren Innenraum einen Gasaustausch erfordert, um z.B. das Auftreten eines Unterdrucks darin zu vermeiden. Zu diesen Sonden gehören Gassonden, typischerweise für Abgase, die allgemein z.B. O₂, NOx, N₂O, CO₂, CO, HC usw. enthalten. Statt der Sonde können auch andere Ausrüstungen, die einen Gasaustausch oder eine Gasversorgung zusammen mit der Stromversorgung erfordern, über luftleitende (gasleitende) Kabel mit dem Anschluß verbunden werden. Obwohl die Wasserdichtigkeit bereits erläutert wurde, ist die vorliegende Erfindung gleichermaßen auf Stromversorgungen/elektrische Steuerungen anwendbar, die in Atmosphären mit schädlichen oder toxischen Gasen angeordnet sind, oder als feuerfeste oder explosionsgeschützte Steuerung in einer Atmosphäre mit Explosionsgefahr.
Die vorteilhafte Wirkung der vorliegenden Erfindung läßt sich wie folgt zusammenfassen.
Erfindungsgemäß wird ein Sondensystem und ein Anschluß mit neuartigem luftleitenden Aufbau bereitgestellt, wobei auch ein Sondensystem und ein Anschluß bereitgestellt werden, deren luftleitender Aufbau und Verdrahtungslayout vereinfacht und deren Wasserdichtigkeit verbessert werden kann.
Es ist anzumerken, daß weitere Aufgaben, Merkmale und Aspekte der vorliegenden Erfindung aus der Gesamtoffenbarung hervorgehen, und daß Modifikationen durchgeführt werden können, ohne vom Geist und vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der hierin offenbart wird in den beiliegenden Ansprüchen beansprucht wird.
Es ist auch anzumerken, daß jede Kombination der offenbarten und/oder beanspruchten Elemente, Substanzen und/oder Gegenstände unter die obigen Modifikationen fallen kann.

1: Sondensteuerplatine
1a: strukturierte Verdrahtung
2, 20, 32: Anschluß (Körper)
2a/2b: Stecker-/Buchsenteil des Anschlusses
2c: Führungsabschnitt (des Buchsenteils)
3, 23, 33: Luftleitweg
3': Abschnitt des Luftleitwegs
3a: erste Öffnung
3b: zweite Öffnung
3c: rohrförmiger Abschnitt (des Steckerteils)
5: ECU-seitiges Heizungskabel
6: ECU-seitige Klemme
6a: stromleitendes Element
7: sondenseitiges Heizungskabel
8: sondenseitige Klemme
8a: stromleitendes Element
8b, 38b, 38b': Dichtungsmaterial
16: ECU-seitige Klemme
16a: erstes leitendes Element
16b: zweites leitendes Element
16x, 16y, 16z: jeweils erste, zweite, dritte Verzweigung
20': Buchsenteil
20a, 20b: erster, zweiter Anschluß
23': Luftleitweg
23': Abschnitt des Luftleitwegs mit erweitertem Durchmesser
23a, 23b: erste/zweite Öffnung
25: ECU-seitiges Heizungskabel
26: ECU-seitige Klemme
26a: stromleitender Abschnitt der Klemme
27: sondenseitiges Heizungskabel
31: Leiterplatte
32a, 32b: Stecker/Buchsenteil des Anschlusses
33b: Bohrung
34: Zuleitungskabel für Heizgerät (luftleitendes Kabel)
35: Zuleitungskabel für ECU (luftleitendes Kabel)
T1, T2, T3: Klemme
40, 42: luftleitende Klemme
41: Klemme

Claims

Anschluß, umfassend: ein erstes luftleitendes Kabel (5, 25, 35); eine erste Klemme (6, 26, 42), die mit diesem ersten Kabel verbunden ist; ein zweites luftleitendes Kabel (7, 27, 34); eine zureite Klemme (8, 40), die mit diesem zweiten Kabel verbunden ist; und mindestens eine Dichtung (8b, 8b') zum luftdichten Abschließen eines Zwischenraums zwischen dem ersten und dem zweiten Kabel, um einen geschlossenen Raum als Luftleitweg (3, 23, 33) zu definieren; wobei diese erste Klemme und diese zweite Klemme elektrisch miteinander verbunden sind, um das erste Kabel und das zweite Kabel elektrisch miteinander zu verbinden, und gleichzeitig durch diesen Luftleitweg eine Verbindung zwischen einem luftleitenden Abschnitt des ersten Kabels und einem luftleitenden Abschnitt des zweiten Kabels hergestellt wird.
Anschluß nach Anspruch 1, wobei die Klemme (6, 26, 42) des ersten Kabels und die zweite Klemme (8, 40) einen Verbindungsaufbau vom Typ Stecker/Buchse aufweisen und wobei, wenn die Klemmen durch Ineinanderstecken elektrisch miteinander verbunden sind, ein luftleitender Abschnitt des ersten Kabels und ein luftleitender Abschnitt des zweiten Kabels durch den geschlossenen Raum miteinander in Verbindung stehen, der durch mindestens einen Zwischenraum geformt wird, der aus der Gruppe gewählt wird, die aus einem Zwischenraum (3') zwischen den Verbindungsabschnitten der Klemmen, einem Zwischenraum zwischen der ersten Klemme und dem Anschluß und einem Zwischenraum zwischen der zweiten Klemme und dem Anschluß besteht.
Anschluß nach Anspruch 1 oder 2, außerdem umfassend ein erstes und ein zweites Verbindungsstück (2b, 2a), die auf luftdichte Weise miteinander im Eingriff stehen, wobei das erste Verbindungsstück (2b) die erste Klemme (6) luftdicht nach außen abgeschlossen aufnimmt, und das zweite Verbindungsstück (2a) die zweite Klemme (8) luftdicht nach außen abgeschlossen aufnimmt.
Anschluß nach Anspruch 3, wobei der Anschluß ein erstes und ein zweiter Verbindungsstück (2b, 2a) mit ineinander eingreifendem Stecker/Buchsen-Aufbau umfaßt und die erste und zweite Klemme (6, 8) einen ineinander eingreifendem Stecker/Buchsen-Aufbau aufweisen.
Anschluß nach einem der Ansprüche 1–4, wobei die erste und die zweite Klemme (6, 8) im Inneren des Anschlusses (2) direkt verbunden sind.
Anschluß (2) nach einem der Ansprüche 1–4, wobei die erste und die zweite Klemme (6, 42; 8, 40) durch eine elektrische Verbindungsleitung (20a, 20b, 1a; 41) indirekt verbunden sind und der Luftleitweg (3, 23, 33) im Inneren des Anschlusses (2) geformt ist.
Anschluß (2) nach einem der Ansprüche 3–6, wobei der Luftleitweg (3, 23, 33) durch das erste und das zweite Verbindungsstück (2b, 2a) im Inneren des Anschlusses (2) hindurch geformt ist.
Anschluß nach einem der Ansprüche 1–7, wobei die mindestens eine Dichtung 8b', 8) benachbart zur ersten oder zweiten Klemme (6, 8) angeordnet ist.
Anschluß nach einem der Ansprüche 1–8, wobei der Luftleitweg (33) aus mindestens zwei Abschnitten (33c, 33e) besteht, der erste Abschnitt entlang einer Achse des Anschlusses verläuft, und der zweite Abschnitt (33e) sich mit dem ersten Abschnitt schneidet.
Anschluß nach Anspruch 9, wobei der zweite Abschnitt (33e) quer zum Anschluß (2) verläuft, ein Ende davon offen ist, um eine (40) der Kabelklemmen aufzunehmen, und das andere Ende davon geschlossen oder nach außen abgedichtet ist.
Anschluß nach einem der Ansprüche 1–10, wobei die Klemme (40) einen Aufbau hat, der die elektrische Verbindung zwischen dem Kabel (34) und einem Gegenstück des Klemmen- und Luftanschlusses zwischen dem Inneren des Kabels und dem Luftleitweg (33) erlaubt.
Anschluß nach einem der Ansprüche 3–11, wobei das erste und das zweite Verbindungsstück (32a, 32b) einen ineinander eingreifenden Stecker/Buchsen-Aufbau haben, das zweite Verbindungsstück (32b) eine Bohrung (33b) aufweist, die die zweite Klemme (40) durch eine Dichtung (38b) luftdicht nach außen abgeschlossen aufnimmt, und diese Bohrung im Inneren dieser Dichtung einen Teil des Luftleitwegs (33) bildet.
Anschluß nach Anspruch 12, wobei die Bohrung (33b) durch einen Vorsprung hindurch verläuft, der in einer Öffnung angeordnet ist, die im ersten Verbindungsstück (32a) geformt ist, diese Öffnung einen Teil des Luftleitwegs (33) bildet und durch eine Dichtung (36), die zwischen dem ersten und dem zweiten Verbindungsstück (32a, 32b) angeordnet ist, luftdicht abgeschlossen ist.
Anschluß nach einem der Ansprüche 1–13, wobei der Anschluß darüber hinaus mindestens eine elektrische Anschlußklemme (56) aufweist.
Anschlußsystem zum Herstellen einer Strom- und Luftverbindung zwischen mindestens zwei Kabeln (34, 35), welche die Leitung von Strom und Luft erlauben, nachstehend als „luftleitende Kabel" bezeichnet, wobei das System umfaßt: erste und zweite luftleitende Kabel (34, 35) mit ersten und zweiten Klemmen (42, 40), die jeweils mit den ersten und zweiten luftleitenden Kabeln verbunden sind; einen Anschlußaufbau zum Herstellen einer Strom- und Luftverbindung zwischen diesen luftleitenden Kabeln; wobei dieser Anschlußaufbau so konfiguriert ist, daß ein Luftleitweg (33) hergestellt wird, der luftdicht nach außen abgeschlossen ist.
Anschlußsystem nach Anspruch 15, wobei dieses System außerdem umfaßt; Dichtungsmittel, um einen Zwischenraum zwischen den luftleitenden Kabeln, der im Inneren des Anschlußaufbaus geformt ist, luftdicht abzuschließen, so daß die Klemmen in diesem abgedichteten Zwischenraum aufgenommen werden; wobei die elektrische Verbindung zwischen den Klemmen (42, 40) direkt oder indirekt erfolgt; wobei die Luftverbindung (33) über den abgedichteten Zwischenraum hergestellt wird, der als Luftleitweg im Inneren des Anschlußaufbaus dient.
Anschlußsystem nach Anspruch 15 oder 16, wobei das erste luftleitende Kabel (34) geeignet ist, auf luftleitende Weise mit einer Sonde verbunden zu werden, das zweite luftleitende Kabel (35) geeignet ist, auf strom- und luftleitende Weise mit einem Motor-Steuergerät verbunden zu werden.
Anschlußsystem nach Anspruch 15, 16 oder 17, wobei der Anschlußaufbau auf strom- und luftleitende Weise mit einer Steuerung für diese Sonde verbunden ist.
Anschlußsystem nach einem der Ansprüche 15–18, wobei das System außerdem mindestens ein anderes Stromkabel (58, 57) als das erste und zweite luftleitende Kabel (34, 35) umfaßt, dieses mindestens eine Stromkabel und die luftleitenden Kabel zusammen einen Kabelbaum bilden.
Anschluß- und Sondenaufbau, umfassend: das Anschlußsystem nach Anspruch 15, und eine Sonde, die mit dem ersten luftleitenden Kabel (34) verbunden ist, wobei der Anschluß außerdem auf strom- und luftleitende Weise mit einer Sondensteuerung (1) verbunden ist.
Anschluß- und Sondenaufbau nach Anspruch 20, wobei die Sonde in einer ersten Atmosphäre angeordnet ist, und der Luftleitweg (33) mit einer zweiten Atmosphäre in Verbindung steht, die eine andere ist als die erste Atmosphäre.
Anschluß- und Sondenaufbau nach Anspruch 21, wobei diese erste Atmosphäre die Umgebungsluft eines Kraftfahrzeugs ist und diese zweite Atmosphäre eine Atmosphäre ist, die eine höhere Kompatibilität mit der Sonde aufweist als die Umgebungsluft.
Anschluß- und Sondenaufbau nach Anspruch 21 oder 22, wobei die zweite Atmosphäre vor eindringendem Wasser aus der ersten Atmosphäre geschützt ist.
Anschluß- und Sondenaufbau nach einem der Ansprüche 20–23, wobei diese Sonde eine Gassonde zum Messen von Gasbestandteilen wie O₂, NOx, H₂O, CO₂, CO und HC ist.
Anschluß- und Sondenaufbau nach einem der Ansprüche 20–24, außerdem umfassend eine Sondensteuerung, die mit und über den Anschluß auf strom- und luftleitende Weise mit der Sonde verbunden ist.
Sondensystem mit einer Sonde, die an ein Motor-Steuergerät ECU anschließbar ist, das in einer Atmosphäre angeordnet ist, die mit der Umgebungsluft in Verbindung steht, eine Sondensteuerung (1), und ein Heizgerät, das zusammen mit dieser Sonde angeordnet ist und von der ECU-Seite aus mit Strom versorgt werden kann, um die Sonde zu beheizen, wobei dieses Sondensystem umfaßt: einen Anschluß (2), der einen Teil der Sondensteuerung (1) bildet; ein luftleitendes sondenseitiges Heizungskabel (7), dessen eines Ende mit dem Heizgerät verbunden ist; eine sondenseitige Klemme (8), die mit dem anderen Ende des sondenseitigen Heizungskabels (7) verbunden ist und im Anschluß (2) steckt; ein luftleitendes ECU-seitiges Heizungskabel (5), dessen eines Ende mit dem ECU verbunden ist; eine ECU-seitige Klemme (6), die mit dem anderen Ende des ECU-seitigen Heizungskabels (5) verbunden ist und im Anschluß (2) steckt; und ein Dichtungsmittel (8b, 8b'), um einen Zwischenraum, der zwischen dem sondenseitigen Heizungskabel (7) und dem Anschluß (2) definiert wird, und einen Zwischenraum, der zwischen dem ECU-seitigen Heizungskabel (5) und dem Anschluß (2) definiert wird, auf luftdichte Weise abzuschließen, in einem Zustand, in dem die sondenseitige Klemme (8) und die ECU-seitige Klemme (6) im Anschluß (2) eingeführt sind, um einen geschlossenen Raum als Luftleitweg zu formen; wobei die sondenseitige Klemme (8) und die ECU-seitige Klemme (6) elektrisch miteinander verbunden sind, um das ECU und das Heizgerät elektrisch miteinander zu verbinden, wodurch ein luftleitender Abschnitt des sondenseitigen Heizungskabels (7) über den Luftleitweg (3) mit einem luftleitenden Abschnitt des ECU-seitigen Heizungskabels (5) in Verbindung steht, um der Sonde Umgebungsluft aus dem ECU zuzuführen.
Sondensystem nach Anspruch 26, wobei die sondenseitige Klemme (8) und die ECU-seitige Klemme (6) einen Verbindungsaufbau vom Typ Stecker/Buchse haben und wobei, wenn die Klemmen durch Ineinanderstecken elektrisch miteinander verbunden sind, ein luftleitender Abschnitt des sondenseitigen Heizungskabels (7) und ein luftleitender Abschnitt des ECU-seitigen Heizungskabels (5) durch einen Zwischenraum (3) zwischen den Verbindungsstücken dieser Klemmen und/oder durch einen Zwischenraum (3) zwischen der sondenseitigen Klemme (8) und dem Anschluß (2) und/oder durch einen Zwischenraum (3') zwischen der ECUseitigen Klemme (6) und dem Anschluß (2) miteinander in Verbindung stehen .
Sondensystem nach Anspruch 26 oder 27, wobei im Anschluß (2) ein stromleitender Abschnitt vorgesehen ist, umfassend einen ersten verzweigten Abschnitt (16x), der elektrisch mit einer Sondensteuerplatine (1) verbunden ist, die zu diesem Anschluß benachbart ist, einen zweiten verzweigten Abschnitt (16y), der mit der sondenseitigen Klemme (8) elektrisch verbunden ist, und einen dritten verzweigten Abschnitt (16z), der mit der ECU-seitigen Klemme (16) elektrisch verbunden ist.