DE9400528U1 - Bordnetzmodul für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Bordnetzmodul für KraftfahrzeugeInfo
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Description
SIEMENS-ALBISAG .· —· #·*. 4; ,··,· 93&Rgr;9802
Bordnetzmodul für Kraftfahrzeuge
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bordnetzmodul nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
5
5
Im Kraftfahrzeugbau erhöhen sich die Aufwendungen für den Anteil an Elektrik- und Elektronikinstallationen
stetig. Das in modernen Kraftfahrzeugen verwendete Bordnetz dient nicht mehr nur der Leistungsverteilung, sondern auch dem Informationstransfer. Mit zunehmender Elektronik im Kraftfahrzeug
und umfangreicherem Bordnetz steigt ferner der Bedarf an verbind- und lösbaren Kontakten
(Steckverbinder, etc.), die zur Verbindung der entsprechenden Leitungen geeignet sind. Dem Fachmann
ist jedoch bekannt, dass diese im Kraftfahrzeug verwendeten lösbaren Kontakte die Hauptursache
für Fehler bilden, die insbesondere nach längerer Betriebsdauer mit steigender Häufigkeit auftreten.
Um die Fehlerrate zu senken, wird daher angestrebt, die Qualität dieser lösbaren Kontakte zu
verbessern, was mit einem entsprechenden zusätzlichen Kostenaufwand verbunden ist Aufgrund
der oben beschriebenen Sachlage wurde in der Siemens-Zeitschrift 6/92, Seiten 4-13 femer vorgeschlagen,
die Bordnetze weiter zu modularisieren. Durch die Modularisierung soll die Verdrahtung
des Kraftfahrzeugs in sinnvolle, handhabbare Funktionseinheiten aufgeteilt werden. Die elektrischen
Verschaltungen, die früher meist innerhalb des Bordnetzes vorgenommen wurden, werden im vorgeschlagenen
modularen Bordnetz (a.a.O., Seite 5, Spalte 1) in mehreren dezentral angeordneten Verbindungs-
oder Junction - Boxen zusammengefasst Die Junction - Boxen werden daher im Kraftfahrzeug
montiert und Ober Kontakte sowie Verbindungsleitungen mit einer zentralen Steuereinheit
und den zugehörigen Verbrauchern (z.B.: Lampen, Motoren, Pumpen, Organe der Mess- und Regelungstechnik,
etc.) verbunden. Dadurch verbleibt immer noch eine hohe Anzahl von Kontakten an der Ein- und der Ausgangsseite der Junction - Box, die zumindest teilweise während dem Zusammenbau
des Kraftfahrzeugs verbunden werden müssen. Dazu können lösbare oder nicht lösbare
Verbindungen verwendet werden. Die Verwendung nicht lösbarer Verbindungen (Lötverbindungen,
etc.) verbietet sich dabei durch den erforderlichen Arbeitsaufwand, der während dem Zusammenbau
des Kraftfahrzeugs unzulässig hoch wäre. Daher werden praktisch ausschliesslich lösbare Verbindungen,
insbesondere Steckverbinder verwendet, deren Nachteile oben beschrieben sind. Ein Funktionstest
der In den Junction - Boxen enthaltenen Elektronik, zusammen mit den zugehörigen Verbrauchern
ist daher erst nach dem Einbau aller zugehörigen Teile in das Kraftfahrzeug möglich. Die
Behebung allfällig auftretender Fehler bei der Montage oder nach der Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs
ist daher nach wie vor sehr aufwendig.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bordnetzmodul zu schaffen, durch
das die Anzahl lösbarer Verbindungen und die damit zusammenhängende Fehlerwahrscheinlichkeit
des Bordnetzes sowie die damit verbundenen Kosten stark reduziert werden. Femer sollen wesentliche
Teile des Bordnetzes, d.h. Steuereinrichtungen und zugehörige Verbraucher vor dem Einbau in
das Kraftfahrzeug ausgetestet werden könnea
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Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Massnahmen gelöst Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemässe Bordnetzmodule können mit einem vergleichsweise geringen Kostenaufwand
und mit einem hohen Qualitätsstandard vom Kraftfahrzeughersteller oder von Zulieferfirmen hergestellt und vollständig ausgetestet werden. Die Anzahl lösbarer Kontakte für das gesamte Bordnetz
wird durch den Einsatz dieser Module stark reduziert Die notwendigen nicht lösbaren Verbindungen
Innerhalb der Bordnetzmodule können maschinell hergestellt werden, wodurch der Qualitätsstan
dard konstant bleibt Der Zusammenbau der mit den erßndungsgemässen Bordnetzmodulen auszu
rüstenden Kraftfahrzeuge erfolgt daher mit erhöhter Effizienz, da nicht mehr u.U. fehlerbehaftete Einzelteile, sondern geprüfte Module mit nur wenigen Handgriffen eingebaut werden können. Femer
besteht die Möglichkeit, das Bordnetzmodul mit weiteren modularen Einheiten zu verbinden, wodurch eine zusätzliche Vereinfachung des Bordnetzes erzielt wird.
Rg. 2 ein Bordnetzmodul mit einer Hybridschaltung
20
Rg. 1 zeigt ein Bordnetzmodul BNM, das mtt einer Schnittstelle SS versehen ist die mittels Steckverbindern oder weiteren lösbaren oder nicht lösbaren Verbindern mit externen Stromversorgungsund (seriellen und/oder parallelen) Datenbusleitungen verbunden ist Im einfachsten Fall ist die
Schnittstelle SS eine Steckerkupplung, die mit Anschlusskontakten für eine oder mehrere Spelse
spannungen und für Daten oder Steuersignale versehen ist Die Kontakte der Schnittstelle SS sind
Ober nicht lösbare (Eingangs-) Verbindungsleitungen NLV-E fest mit einem Substrat SST verbunden,
auf dem eine Steuereinheit STE, eine Sicherung F und zwei Schalteinheiten LT1, LT2 vorgesehen
sind, die über Leiterbahnen mit den Anschlussstellen der Verbindungsleitungen NLV-E verbunden
sind. Die Steuereinheit STE ist z.B. ein Single-Chip-Computer und die Schalteinheiten LT sind HaIb
leiterschalter oder Relais. Das Substrat SST und die zugehörigen elektrischen bzw. elektronischen
Bauteile bilden zusammen eine herkömmliche Leiterplatte oder vorzugsweise eine Integrierte
Schichtschaitung, bei der die Schichten vorzugsweise im Siebdruckverfahren auf keramische Träger
aufgebracht und anschliessend eingebrannt werden. Diese (Dickschicht-) Technologie ist relativ
lange bekannt Als Standardmaterialien werden A^C^-Keramiksubstrate und verschiedene Sleb
druckpasten verwendet Mit den auf dem Substrat SST vorgesehenen Leiterbahnen sind ferner
(Ausgangs-) Verbindungsleitungen NLV-A nicht lösbar verbunden, die ferner mit Verbrauchern V1,
V2 oder Fassungen oder Sockeln für diese Verbraucher V1, V2 nicht lösbar verbunden sind. Nicht
lösbar verbunden bedeutet dabei, dass, Im Gegensatz zu lösbaren Steck- oder Schraubverbindungen, eine Lot-, Schweiss- oder Pressverbindung vorliegt Besonders vorteilhaft ist es dabei, die
SIEMENS-ALBiSAG *: "*:3-*"* *: *'\: 93P9802
verwenden, die derart gebogen sind, dass sie direkt Ober den auf dem Substrat SST vorgesehenen
Anschlussstellen positioniert sind. Nach dem Befestigen der Schnittstelle SS auf dem Substrat SST
können die Schnittsteilenkontakte daher leicht mit den Anschlussstellen verschweisst oder verlötet
werdea Weitere Verbindungen auf dem Substrat SST können ferner durch Draht-Bonden erstellt
werdea Bondverfahren sowie weitere Verfahren der Dickschichttechnik werden z.B. in Herbert
Reichi, Hybridintegration, Hüthig Verlag, München 1986, z.B. auf Seiten 195 ff. beschrieben.
Das Bordnetzmodul BNM benötigt daher keine z.B. durch externe Relais geschalteten Stromversorgungsleitungen.
Speisespannungen liegen normalerweise (eine Ausnahme bildet u.U. die voilständige
Ausserbetriebsetzung des Fahrzeuges) konstant am Bordnetzmodul BNM an und werden
innerhalb des Moduls BNM in Abhängigkeit von Steuerdaten, die der Steuereinheit STE Ober die
Schnittstelle SS zugeführt werden, durch die Schalteinheiten LT1, LT2 geschaltet
Der vollständige Zusammenbau des Bordnetzmoduls BNM kann daher z.B. bei einer Zulieferfirma
erfolgen. Die Verbindungen werden ohne die Verwendung von lösbaren Steckverbindern erstellt,
wodurch einerseits die Kosten gesenkt und andererseits eine optimale Qualität der (nicht lösbaren)
Kontaktierung erzielt wird. Eine grössere Anzahl von Verbindungen lassen sich femer Im Bondverfahren
maschinell herstellen, wodurch eine weitere Kostenreduktion und eine zusätzliche Qualitätssteigerung
erzielt wird. Die Bordnetzmodule BNM können femer durch bekannte Massnahmen derart
gegen äussere Einflüsse geschützt und isoliert werden, dass nur noch die Kontakte der Schnittstelle
SS eine Angriffsfläche nach aussen bildea
Nach dem Zusammenbau des Bordnetzmoduls BNM können dessen Funktionen durch den Hersteiler
vollständig überprüft werden. Dazu wird in der Montagestrasse eine Testeinheit mit einem zur
Schnittstelle SS passenden Stecker vorgesehen, anhand der alle möglichen im normalen Betriebszustand auftretenden Steuersignale simuliert und an das Bordnetzmodul BNM abgegeben werden
könnea Materialfehler werden daher bereits vor dem Einbau des Bordnetzmoduls BNM in das
Fahrzeug entdeckt und können daher ohne Störung des Montageablaufs behoben werdea Dia
Montagezeit wird insbesondere auch dadurch verkürzt, dass während der Fahrzeugmontage nicht
verschiedene Teile, wie sie im Bordnetzmodul BNM integriert sind, an verschiedenen Stellen des
Fahrzeugs montiert werden müssen. Eine Erleichterung tritt auch, bei Wartungsarbeiten auf, indem
der Servicemann komplette Einheiten austauschen und die defekte Einheit in der Werkstatt reparieren
kann. Der Servicemann benötigt daher keine spezifischen Kenntnisse über die Position von
Junction-Boxen, Steuereinheiten, Sicherungen, etc., sondern kann sich sofort auf die Reparatur oder
den Austausch des defekten Bordnetzmoduls BNM konzentrieren.
SIEMENS-ALBIS AG .: ""4·,**. .: ."»&Zgr; 93&Rgr;9802
In dem in Fig. 1 gezeigten Scheinwerfermodul kann femer ein von der Steuereinheit STE gesteuerter
Motor integriert sein, der zur Verstellung der Abstrahlrichtung der Scheinwerfer vorgesehen ist Die
Länge der zum Anschluss des Motors benötigten Kabel beträgt dabei nur einige Zentimeter.
In Rg. 1 ist femer ein Zusatzmodul ZBNM gezeigt, das an die Schnittstelle SS des Bordnetzmoduls
BNM angeschlossen ist Schaltvorgänge für dieses und weitere Zusatzmodule können daher dezentral im Bordnetzmodul BNM ausgeführt werden. Dadurch kann auf eine Vielzahl von längeren Leitungen verzichtet wenden, die ansonsten von einer zentralen Stelle des Fahrzeugs zu jedem einzelnen
Verbraucher gezogen werden müssea Vorzugsweise werden daher mehrere Zusatzmodule, die
in der Nähe eines Bordnetzmoduls BNM vorgesehen sind, mit diesem direkt verbunden. Als Verbindungselemente
mit der Schnittstelle SS des Bordnetzmoduls BNM können z.B. bekannte Rachbahnstecker
oder Stecker mit Drehverschluss verwendet werden. Beispielsweise wird ein Bordnetzmodul
BNM, das wie in Fig. 1 als Scheinwerfereinheit ausgestaltet ist, Ober einen lösbaren Verbinder
LV2 mit einer seitlich vorgesehenen Blinkereinheit (Modul ZBNM) verbunden, wonach der Blinkvorgang
gesteuert durch die Steuereinheit STE und geschaltet durch den Transistor oder das Relais
LT2 bewirkt werden kann. Selbstverständlich können weitere Zusatzmodule (Hupe, Scheibenwischer,
Heizung, etc.) mit dem Bordnetzmodul BNM auf diese Art verbunden werden.
In Rg. 2 ist ein Seitenriss eines Bordnetzmoduls BNM-B gezeigt bei dem die Schnittstelle SS Ober
gebogene Kontakte mit den auf dem Substrat SST vorgesehenen Anschlussstellen verbunden ist
Das Substrat SST ist dabei Ober einen Kühlkörper KK mit einer Halterung HG befestigt an der femer
die Schnittstelle SS (in Form einer Steckerkupplung) angebracht ist Die nicht lösbaren Verbindungen NLV-E bzw. die Schnittstellenkontakte werden nach der Montage des Substrats SST und des
Kühlkörpers KK vorzugsweise maschinell mit den Anschlussstellen verbunden. Zum Schutz der
Verbindungen NLV und der elektronischen Bauteile wird das Substrat SST mit einer Schutzschicht
überzogen oder mit einem Guss G vergossen. Das Bordnetzmodid BNM-B wird mit einer Abdeckung
AD vorzugsweise dicht abgeschlossen.
Claims (7)
1. Bordnetzmodul (BNM) für Kraftfahrzeuge mit zumindest einem elektrischen Verbraucher (V) und
einer Schnittstelle (SS), die Ober lösbare und/oder nicht lösbare Verbinder (LV1) mit zumindest einer
externen Datenbusleitung und zumindest einer externen Stromversorgungsleitung verbindbar ist und
mit einer im Bordnetzmodul (BNM) integrierten Steuereinheit (STE), die über nicht lösbare Stromversorgungs-
und Datenbusleitungen (NLV-E) mit der Schnittstelle (SS) und über Steuerleitungen nicht
lösbar mit den Steuereingängen von zumindest einer elektrischen oder elektronischen Schalteinheit
(LT) verbunden ist, der den elektrischen Verbraucher (V) direkt oder einen für den Verbraucher (V)
vorgesehenen Kontakt Ober nicht lösbare Leitungen (NLV-A) mit der Schnittstelle verbindet
2. Bordnetzmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Kontakte der Schnittsteile
(SS), die direkt und/oder über Schalter (LT2) mit weiteren Kontakten der Schnittstelle (SS) verbunden
sind, über lösbare Verbinder (LV2) mit weiteren vorzugsweise in einem Zusatzbordnetzmodul
(ZBNM) vorgesehenen externen Steuereinheiten und/oder elektrischen Verbrauchern verbindbar
sind.
3. Bordnetzmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht lösbaren Verblndungen
Press-, Lot- oder Schweissverbindungen sind.
4. Bordnetzmodul nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die lösbaren Verbinder
Steckerkontakte sind.
5. Bordnetzmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Steuereinheit (STE) und die Schalteinheiten (LT) auf einem vorzugsweise keramischen Substrat
(SST) vorgesehen sind und dass die Kontakte der Schnittstelle (SS) derart gebogen sind, dass deren
Enden nach dem Zusammenfügen der Schnittstelle (SS) und des Substrats (SST) über den auf dem
Substrat (SST) vorgesehenen Anschlusssteilen liegen.
6. Bordnetzmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (SST), die darauf
montierten Bauteile und vorzugsweise alle Verbindungsleitungen vergossen oder zumindest mit
einer Schutzschicht überzogen sind.
7. Bordnetzmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Verbraucher (V) Lampen oder Motoren sind.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH00202/93A CH687689A5 (de) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | Bordnetzmodul fuer Kraftfahrzeuge. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9400528U1 true DE9400528U1 (de) | 1994-03-17 |
Family
ID=4181580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9400528U Expired - Lifetime DE9400528U1 (de) | 1993-01-25 | 1994-01-13 | Bordnetzmodul für Kraftfahrzeuge |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CH (1) | CH687689A5 (de) |
| DE (1) | DE9400528U1 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19832531A1 (de) * | 1998-07-22 | 2000-02-10 | Bosch Gmbh Robert | Steuerung für eine Mehrzahl von elektrischen Verbrauchern eines Kraftfahrzeugs |
| DE19906095A1 (de) * | 1999-02-13 | 2000-08-17 | Opel Adam Ag | Schaltungsanordnung zur elektrischen Vernetzung von Sensoren und/oder Aktoren in einem Kraftfahrzeug |
-
1993
- 1993-01-25 CH CH00202/93A patent/CH687689A5/de not_active IP Right Cessation
-
1994
- 1994-01-13 DE DE9400528U patent/DE9400528U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19832531A1 (de) * | 1998-07-22 | 2000-02-10 | Bosch Gmbh Robert | Steuerung für eine Mehrzahl von elektrischen Verbrauchern eines Kraftfahrzeugs |
| DE19906095A1 (de) * | 1999-02-13 | 2000-08-17 | Opel Adam Ag | Schaltungsanordnung zur elektrischen Vernetzung von Sensoren und/oder Aktoren in einem Kraftfahrzeug |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH687689A5 (de) | 1997-01-31 |
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