DE19854542C1 - Vorrichtung zur Kontaktierung eines Motorsteuergerätes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Kontaktierung eines Motorsteuergerätes mit Stromverbrauchern, insbesondere Aktuatoren einer elektromagnetischen Ventilsteuerung, von Brennkraftmaschinen, wobei die Brennkraftmaschine einen Zylinderkopf aufweist, der einen ersten Gehäuseteil und mindestens einen, an den ersten Gehäuseteil angeflanschten weiteren Gehäuseteil umfaßt, und wobei die Kontaktierung des Motorsteuergerätes mit den Stromverbrauchern mittels elektrischer Bauteile durch den weiteren Gehäuseteil erfolgt. DOLLAR A Um eine Vorrichtung zur Kontaktierung eines Motorsteuergerätes mit Stromverbrauchern so auszubilden, daß bei gleichzeitiger Bauraumoptimierung eine Montageverbesserung ermöglicht ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die elektrischen Bauteile zur Kontaktierung wenigstens teilweise in dem weiteren Gehäuseteil integriert sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontaktie­ rung eines Motorsteuergerätes mit Stromverbrauchern, insbeson­ dere Aktuatoren einer elektromagnetischen Ventilsteuerung, von Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 42 25 329 A1 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Kontaktierung eines Motorsteuergerätes mit Aktuatoren einer elektromagnetischen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine bekannt. Die Brennkraftmaschine weist einen Zylinderkopf auf in dem Gaswechselventile angeordnet sind, die durch die elek­ tromagnetischen Aktuatoren betätigt werden, wobei der Zylinder­ kopf durch eine Zylinderkopfhaube abgedeckt ist. Die Aktuatoren umfassen Öffnungs- und Schließmagneten, deren Ansteuerung durch das Motorsteuergerät erfolgt. Dazu weist jeder Aktuator ein Ka­ bel auf, das ausgehend vom jeweiligen Aktuator innerhalb der Zylinderkopfhaube zu einer Ausnehmung in der Zylinderkopfhaube geführt wird, durch die das Kabel zur Anbindung an das Motor­ steuergerät anschließend durchgesteckt wird.

Ein Nachteil der Vorrichtung liegt darin, daß beim Aufsetzen der Zylinderkopfhaube Quetschungen der in der Zylinderkopfhaube lose geführten Kabel möglich sein können. Ein weiterer Nachteil der Vorrichtung liegt in den Dichtigkeitsproblemen, da die Zy­ linderkopfhaube durch die Ausnehmungen für die Kabel potentiel­ le Leckstellen aufweist. Im übrigen muß die Zylinderkopfhaube durch die innerhalb der Zylinderkopfhaube angeordneten Kabel ausreichend dimensioniert sein, so daß alle für die Aktuatoren benötigten Kabel ungehindert ihren Platz finden.

Zum allgemeinen technischen Hintergrund wird noch auf die DE 197 56 095 A1 verwiesen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Kontak­ tierung von Stromverbrauchern mit einem Motorsteuergerät einer Brennkraftmaschine derart auszubilden, daß bei gleichzeitiger Bauraumoptimierung eine Montageverbesserung ermöglicht ist.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt in der Optimierung der Montage und des Bauraumbedarfs. Die Integration der zur Kontaktierung benötigten elektrischen Bauteile, d. h. der Leistungsendstufen, der Aufnahmen für die stromverbraucherseitigen Stecker, und der die Leitungsendstufen und die Aufnahmen verbindenden Leitungen, in das Rahmenteil des Zylinderkopfes, bedeutet eine deutliche Erleichterung bei der Montage, weil vor dem Aufsetzen der Zylinderkopfhaube auf den Zylinderkopf alle Stromverbraucher insbesondere Aktuatoren mit dem Motorsteuergerät verbunden werden können, ohne daß bei­ spielsweise Kabel durch die Zylinderkopfhaube durchgeführt wer­ den müssen. Bei der Montage werden lediglich die Stecker der stromverbraucherseitigen Leitungen in die rahmenseitigen Stec­ keraufnahmen eingesteckt, wobei das Rahmenteil selbst über nur ein Kabel mit dem Motorsteuergerät verbunden ist. Vor dem Auf­ setzen der Zylinderkopfhaube ist nunmehr lediglich zu prüfen, ob ein Kabel ohne Kontakt ist oder gequetscht wurde.

Zusätzlich werden durch das Rahmenteil die potentiellen Leck­ stellen in der Zylinderkopfhaube vermieden, die beim Durchfüh­ ren der Kabel durch die Ausnehmungen der Zylinderkopfhaube mög­ lich waren, da die Stecker der Stromverbraucher nurmehr in die Steckeraufnahmen des Rahmenteiles eingesteckt werden müssen und die Stromverbraucher über ein vom Rahmenteil ausgehendes, zen­ trales Kabel mit dem Motorsteuergerät verbunden sind.

Im übrigen ist durch die Integration der elektrischen Bauteile in das Rahmenteil eine Optimierung des Bauraumes erreicht. Die in das Rahmenteil integrierten elektrischen Bauteile umfassen sämtliche zur Kontaktierung von Stromverbrauchern mit dem Mo­ torsteuergerät notwendigen Elemente, wie Leistungsendstufen, Steckeraufnahmen und Leitungen zur Verbindung von Leistungsend­ stufen und Steckeraufnahmen, wodurch nurmehr die stromverbrau­ cherseitigen Leitungen mit Steckern innerhalb des Ventil­ triebraumes zu den Steckeraufnahmen geführt werden müssen. Durch diese Reduzierung der Bauteilezahl ist eine kompakte An­ ordnung der Vorrichtung möglich.

Durch Einbringen einer dem Zylinderkopf zugewandten und/oder eine der Zylinderkopfhaube zugewandten Dichtleiste entfällt ei­ ne separate Haubendichtung. Dadurch, daß die Kontaktierung über das Rahmenteil erfolgt und keine Leitungen mehr durch die Zy­ linderkopfhaube nach außen geführt werden und eine Dichtleiste zwischen Rahmenteil und Zylinderkopfhaube vorgesehen ist, wird eine schwingungs- bzw. akkustische Entkoppelung der Zylinder­ kopfhaube erreicht.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen aus den übrigen Unteransprüchen und der Beschreibung hervor.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden in zwei Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 in einem ersten Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung zur Kontaktierung eines Motorsteuergerätes mit Zünd­ spulen und Aktuatoren einer elektromagnetischen Ven­ tilsteuerung einer Brennkraftmaschine mittels elektri­ scher Bauteile, welche vollständig in ein auf einen Zylinderkopf der Brennkraftmaschine aufgesetztes Rah­ menteil integriert sind, und

Fig. 2 in einem zweiten Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung zur Kontaktierung, dessen elektrischen Bauteile teil­ weise in das Rahmenteil integriert sind.

Fig. 1 zeigt in einem ersten Ausführungsbeispiel eine Vorrich­ tung zur Kontaktierung eines hier nicht dargestellten Motor­ steuergerätes mit Stromverbrauchern einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine, bei denen es sich insbesondere um unten nä­ her beschriebene Aktuatoren 1 einer elektromagnetischen Ventil­ steuerung sowie um Zündspulen 2 handelt. Die hier nicht näher dargestellte, dreizylindrige Brennkraftmaschine weist einen Zy­ linderkopf 3 auf, der aus drei Gehäuseteilen 3a, 3b besteht, wobei das erste Gehäuseteil 3a den eigentlichen Zylinderkopf, das zweite Gehäuseteil 3b ein an den Zylinderkopf angeflansch­ tes Rahmenteil und das dritte, hier nicht sichtbare Gehäuseteil eine auf das Rahmenteil 3b aufsetzbare Zylinderkopfhaube aus­ bildet.

Im Zylinderkopf 3 sind pro Zylinder eine Zündspule 2 und vier Gaswechselventile 4 (s. Fig. 2) gelagert, welche entsprechende, nicht sichtbare Gaswechselkanäle steuern und über jeweils einen ebenfalls im Zylinderkopf 3 gelagerten Aktuator 1 betätigt wer­ den, wobei die Gaswechselventile 4 im wesentlichen im Bereich des ersten Gehäuseteiles, d. h. des Zylinderkopfes 3a und die Zündspule 2 sowie die Aktuatoren 1 im wesentlichen im Bereich des angeflanschten, einen Ventiltriebraum ausbildenden Rahmen­ teils 3b angeordnet sind. Auf das Rahmenteil 3b kann das dritte Gehäuseteil des Zylinderkopfes, die Zylinderkopfhaube, aufge­ setzt werden.

Jeder Aktuator 1 weist einen Wegsensor 5 zur Erfassung einer Position und/oder Bewegung des Gaswechselventils 4 und zwei elektrisch angesteuerte Schaltmagneten 6, 7 auf, d. h. einen Schließmagneten 6 und einen Öffnungsmagneten 7, zwischen deren Polflächen 8, 9 ein mit dem Gaswechselventil 4 verbundener An­ ker 10 koaxial zu der Ventilachse 11 (s. Fig. 2) verschiebbar angeordnet ist. Ein hier nicht sichtbarer Federmechanismus, der aus zwei vorgespannten Druckfedern besteht, bildet mit dem Gas­ wechselventil 4 einen Feder-Masse-Schwinger, dessen Ruhelage zwischen den beiden Ventilendstellungen, d. h. zwischen Offen­ stellung und Schließstellung des Gaswechselventils 4 liegt.

Aus dieser Ruhelage wird der Ventilbetrieb dadurch gestartet, daß der Anker 10 vom Schließmagneten 6 oder Öffnungsmagneten 7 gegen die elastische Rückstellkraft des Federmechanismus in Richtung der zugehörigen Endstellung angezogen wird. Anschlie­ ßend wird das Gaswechselventil 4 abwechselnd dadurch geöffnet und geschlossen, daß die Bestromung des momentan haltenden Schaltmagneten 6, 7 abgeschaltet wird, wodurch das Gaswechsel­ ventil 4 vom Federmechanismus aus der bisherigen Endstellung heraus zunächst bis zum Erreichen der Ruhelage beschleunigt wird. Das sich auf diese Weise über die Ruhelage hinaus bewe­ gende Gaswechselventil 4 wird dann vom gegenüberliegenden Schaltmagneten 6, 7 gegen die elastische Rückstellkraft des Fe­ dermechanismus gefangen, wozu der Schaltmagnet 6, 7 mit einem sogenannten Fangstrom beaufschlagt wird.

Jedem Zylinder ist eine Leistungsendstufe 12 zugeordnet, welche die aus vier Aktuatoren 1 nebst vier Wegsensoren 5 und einer Zündspule 2 bestehende Verbrauchergruppe ansteuert. Die Lei­ stungsendstufen 12 nebst zugehörigen Aufnahmen für aktuatorsei­ tige 13, 14 und zündspulenseitige Stecker 15 sind in das Rah­ menteil 3b integriert und entweder einzeln oder zentral über ein nicht dargestelltes Kabel vom Rahmenteil 3b aus mit dem Mo­ torsteuergerät verbunden.

Zur Stromversorgung eines Aktuators 4 mit einem zugehörigen Wegsensor 5 werden sieben Leitungen, die in zwei Stecker 13, 14 münden, benötigt. Drei Leitungen 17 werden für den Wegsensor 5 benötigt und vier Leitungen 18 sind für die Schaltmagnete 6, 7 vorgesehen, wobei die Leitungen 17 des Wegsensors 5 in einen Stecker 13 und die Leitungen 18 der Schaltmagnete 6, 7 des Ak­ tuators 1 ebenfalls in einen Stecker 14 münden. Zur Stromver­ sorgung der Zündspule 2 ist eine Leitung 19 mit einem Stecker 15 vorgesehen, wobei die Aufnahme für den zündspulenseitigen Stecker 15 ebenfalls in das Rahmenteil 3b integriert ist.

Bei der Kontaktierung des Motorsteuergerätes mit den Aktuatoren 1 und den Zündspulen 2 müssen nur die aktuatorseitigen Stecker 13, 14 und die zündspulenseitigen Stecker 15 in die rahmensei­ tigen Aufnahmen eingesteckt und die Leistungsendstufen 12 bzw. das Rahmenteil 3b mit dem Motorsteuergerät verbunden werden, wobei pro Zylinder neun Steckverbindungen anfallen. Im übrigen ist auch eine Stromversorgung weiterer Stromverbraucher, die in der Zylinderkopfhaube sitzen, wie beispielsweise Druckregelven­ tile oder Fußpunktversteller, über das Rahmenteil 3b möglich.

Fig. 2 zeigt in einem weiteren Ausführungsbeispiel eine Vor­ richtung zur Kontaktierung, dessen elektrischen Bauteile 12' nur teilweise in das Rahmenteil 3b' integriert sind. Die Lei­ stungsendstufen 12' sind an dem Rahmenteil 3b' angeordnet und nur die Leitungen, welche die Leistungsendstufen 12' mit den Aufnahmen für die stromverbraucherseitigen Stecker 14' verbin­ den, sowie die Aufnahmen selbst sind in das Rahmenteil 3b' in­ tegriert.

Ferner ist auch denkbar, daß der Zylinderkopf nur aus zwei Ge­ häuseteilen besteht, wovon das erste Gehäuseteil den Zylinder­ kopf und das weitere Gehäuseteil eine Zylinderkopfhaube ausbil­ det, in welche die elektrischen Bauteile teilweise oder ganz integriert sind und welche über mindestens eine Leitung mit dem Motorsteuergerät verbunden ist.

Desweiteren kann in das Rahmenteil eine dem Zylinderkopf zuge­ wandte Dichtleiste und/oder eine der Zylinderkopfhaube zuge­ wandte Dichtleiste eingebracht sein.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Kontaktierung eines Motorsteuergerätes mit Stromverbrauchern, insbesondere Aktuatoren einer elektromagneti­ schen Ventilsteuerung, von Brennkraftmaschinen, wobei die Brennkraftmaschine einen Zylinderkopf aufweist, der einen er­ sten Gehäuseteil und mindestens einen, an den ersten Gehäuse­ teil angeflanschten weiteren Gehäuseteil umfaßt, und wobei die Kontaktierung des Motorsteuergerätes mit den Stromverbrauchern mittels elektrischer Bauteile durch den weiteren Gehäuseteil erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Bauteile (12, 12') zur Kontaktierung wenigstens teilweise in dem weiteren Gehäuseteil (3b, 3b') in­ tegriert sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Bauteile (12, 12') Leistungsendstufen, Leitungen und Steckeraufnahmen umfassen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Gehäuseteil (3b, 3b') ein Rahmenteil bil­ det, das zwischen dem ersten den Zylinderkopf bildenden Gehäu­ seteil (3a) und einem eine Zylinderkopfhaube bildenden dritten Gehäuseteil vorgesehen ist, wobei die elektrischen Bauteile (12, 12') mindestens teilweise in das Rahmenteil (3b, 3b') in­ tegriert sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Gehäuseteil eine Zylinderkopfhaube bildet, in das die elektrischen Bauteile (12, 12') mindestens teilweise integriert sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen und die Steckeraufnahmen in das weitere Gehäuseteil (3b') integriert sind und die Leistungsendstufen (12') an dem Gehäuseteil (3b') angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Gehäuseteil (3b, 3b') bzw. die Leistungs­ endstufen (12, 12 ^') über mindestens ein Kabel mit dem Motor­ steuergerät verbunden ist bzw. sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromverbraucher (1, 2) jeweils mindestens eine Leitung (17, 18) mit Stecker (13, 14, 14') aufweisen, wobei der Stecker (14, 14') in die Steckeraufnahme des weiteren Gehäuse­ teils (3b, 3b') einsteckbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das Rahmenteil (3b, 3b') eine dem Zylinderkopf (3a) zugewandte Dichtleiste und/oder eine der Zylinderkopfhaube zu­ gewandte Dichtleiste eingebracht ist.