DE10004020A1 - Fahrzeugverkabelung - Google Patents

Abstract

Eine Steuerschaltungsanordnung in einem Armaturenbrett eines Fahrzeugs mit einer flexiblen gedruckten Leiterplatte, die hinter dem Armaturenbrett angeordnet ist, umfaßt eine Niedrigstromsteuerverkabelung der Armaturenbrettschalter, die sich auf dem Armaturenbrett befinden, wobei die flexible gedruckte Leiterplatte mit einer Abzweigdose mittels eines flexiblen Flachkabels oder einer gedruckten Leiterplatte verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft die elektrische Verkabelung eines Armatu­ renbretts eines Fahrzeugs.

Fahrzeuge werden im allgemeinen aus einer Anzahl an Modulen zu­ sammengebaut. Jedes Modul umfaßt einen Abschnitt des Fahrzeugs, zum Beispiel den Motorblock, den Vorderbau oder den Karosserie­ block. Diese Module werden zeitlich parallel zusammengebaut. Die Armaturen und elektrischen Bauteile werden getrennt in jedes Mo­ dul eingebaut. Die Module werden dann durch Schweißen oder durch Schrauben miteinander verbunden, um ein vollständiges Fahrzeug zu bilden. um die Kabelstränge, die benötigt werden, um die gro­ ße Anzahl an elektrischen Bauteilen zu verbinden, zu vereinfa­ chen, werden Multiplexübertragungssysteme verwendet, in denen ein einziger Übertragungsweg von einer Anzahl an Bauteilen ge­ nutzt wird. Knotenpunkte für verschiedene Bauteile und Steue­ rungsknotenpunkte für elektronische Systeme, zum Beispiel ABS- Regelung (ABS) und Vierradlenkungsregelung, werden mit einem Multiplexübertragungsweg verbunden.

Ein Beispiel einer elektrischen Kabelstranganordnung für ein Multiplexübertragungssystem ist in EP-A-0507225 beschrieben und umfaßt Hauptblocksteuerungsknotenpunkte in Modulen, die aneinan­ der in einem Fahrzeug anstoßen und Kofferraum-Kabelstränge, die nebeneinanderliegende Hauptblockknotenpunkte miteinander verbin­ den. Jeder Hauptblockknotenpunkt ist mit untergeordneten Steue­ rungsknotenpunkten innerhalb des Moduls mittels Abzweigkabel­ strängen verbunden. Dies verringert die Anzahl an Verbindungen zwischen den Modulen und vereinfacht den Zusammenbau des Fahr­ zeugs.

Solch eine Anordnung hat jedoch Nachteile, insbesondere in dem Bereich des Armaturenbretts des Fahrzeugs, in dem eine große An­ zahl an Verkabelungen angeordnet ist. In solch einem Bereich ist der Abzweigkabelstrang dick und schwer, wodurch es schwierig ist, diesen zu biegen und wodurch Probleme bei der Montage ent­ stehen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Steuerungsschalt­ kreisanordnung in einem Armaturenbrett eines Fahrzeugs eine flexible gedruckte Leiterplatte, die hinter dem Armaturenbrett angeordnet ist und die Niedrigstromsteuerungsverkabelung der auf dem Armaturenbrett angeordneten Instrumentenschalter aufweist und wobei die flexible gedruckte Leiterplatte mit einer Abzweig­ dose mittels eines flexiblen Flachkabels oder gedruckten Schalt­ kreises verbunden ist.

Die flexible gedruckte Leiterplatte umfaßt vorzugsweise die Kon­ taktpunkte der Instrumentenschalter, wodurch die Anzahl der be­ nötigten Verkabelungen weiter verringert wird.

Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, auf den Gebrauch eines sperrigen und schweren Kabelstranges hinter der Instrumen­ tentafel zu verzichten. Die Verwendung einer flexiblen gedruck­ ten Leiterplatte ermöglicht eine wesentliche Ersparnis in Bezug auf Kosten, Gewicht und Montagezeit. Die flexibel gedruckte Lei­ terplatte ist flexible genug, um leicht in dem verfügbaren Frei­ raum hinter dem Armaturenbrett angeordnet zu werden.

Vorzugsweise wird auf der flexiblen gedruckten Leiterplatte ein Logiksteuerungsgerät befestigt. Dies verringert durch die Kombi­ nation des Logiksteuerungsgeräts mit der Niedrigstromsteuerungs­ verkabelung auf einer einzigen flexiblen gedruckten Leiterplatte die Kosten. Dabei wird das Logiksteuerungsgerät mittels des flexiblen Flachkabels oder des gedruckten Schaltkreises mit der Abzweigdose, die mit dem Laststeuerungsgerät verbunden ist, ver­ bunden. Das flexible Flachkabel oder der gedruckte Schaltkreis können an beiden Enden für das Verbinden mit der Abzweigdose und dem Logiksteuerungsgerät lösbare Steckverbinder oder nur einen lösbaren Steckverbinder an der Seite der Abzweigdose aufweisen. Die Niedrigstromsignale des Logiksteuerungsgeräts steuern das Laststeuerungsgerät. Eine Hochstromverkabelung ist vorgesehen, um das Laststeuerungsgerät mit verschiedenen Lasten, wie zum Beispiel die elektrischen Fenster, ein Audiosystem oder eine Klimaanlage, zu verbinden.

Das Befestigen der Logikregelung an der flexiblen gedruckten Leiterplatte verringert auch die Größe des Karosseriesteuerungs­ moduls, wodurch der Einbau im Vergleich zum Stand der Technik, bei dem das Logiksteuerungsgerät in dem Karosseriesteuerungs­ modul in Form einer harten Schaltkreisplatte angeordnet ist, vereinfacht werden.

Die Lenkradsäulenschalter, zum Beispiel die Fahrtrichtungsanzei­ geschalter und die Windschutzscheibenwischerschalter, werden vorzugsweise mit dem Logiksteuerungselement mittels eines flexi­ blen Flachkabels oder eines gedruckten Schaltkreises verbunden.

Ein Meßinstrumentensteuerungsgerät ist vorzugsweise auch an der flexiblen gedruckten Leiterplatte angebracht und direkt mit der Meßgeräteeinheit verbunden. Es sind daher zwei Arten von Prozes­ soren, die an der flexiblen gedruckten Leiterplatte befestigt sind, einer für die Logikregelung und der andere für die Meßge­ rätesteuerung, vorhanden.

Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnun­ gen beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 einen Kabelstrang gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 2 ein Flußdiagram der Arbeitsweise eines Blocksteu­ erknotenpunkts gemäß dem Stand der Technik von Fig. 1,

Fig. 3 einen Steuerschaltkreis gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 5 ein Logiksteuerungselement und eine Klimaanlage,

Fig. 4 ein Flußdiagram der Arbeitsweise eines Blocksteu­ erknotenpunkts gemäß einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt einen Kabelstrang 1 gemäß dem Stand der Technik für das Armaturenbrett eines Fahrzeugs. Der Kabelstrang 1 ver­ bindet die Bauteile an dem Armaturenbrett, wie zum Beispiel die Meß- und Anzeigeinstrumente 2, die Armaturenbrettschalter 3, das Audiosystem 4 und die Lenksäulenschalter (nicht dargestellt) mit dem Blocksteuerknotenpunkt 5. Fig. 2 zeigt die Arbeitsweise des Blocksteuerknotenpunkts 5. Der Blocksteuerknotenpunkt 5 umfaßt eine Abzweigdose 6 und ein Karosseriesteuerungsmodul 7, das aus einem Logiksteuerungselement 8 und einem Laststeuerungselement 9 besteht. Die Einspeisung zur Abzweigdose erfolgt von den Schaltern in der Instrumententafel und den Lenksäulenschaltern, und umfaßt Niedrigstromsignale. Das Logiksteuerungselement 8, das eine harte gedruckte Leiterplatte umfaßt, verarbeitet diese Signale. Das Laststeuerungselement 9 gibt Hochstromsignale an die Lasten, zum Beispiel den elektrischen Fenstern, weiter. Der Kabelstrang 1 kann daher in zwei Teilen betrachtet werden. Ein erster Teil dient zur Durchleitung der Niedrigstromsignale von den Schaltern und ein zweiter Teil zur Durchleitung der Hoch­ stromlaststeuerungssignale. Der Kabelstränge 1 umfaßt in der Mehrzahl Niedrigstromkabel.

Die Kabelstranganordnung gemäß dem Stand der Technik von Fig. 1 eignet sich für die Verwendung in dem Kabelstrangsystem gemäß der EP-A-507225. Ein Abzweigkabelstrang verbindet die Knoten­ punkte, wie zum Beispiel den Audioknotenpunkt, die Instrumenten­ tafelschalter und die Lenksäulenschalter mit dem Hauptsteue­ rungsknotenpunkt. Dieser Kabelstrang ist auf Grund der Anforde­ rungen bezüglich Stromstärke und Sicherungskapazität dick und schwer. Es ist daher schwierig, den Kabelstrang zu biegen, wo­ durch Probleme bei der Installation durch Reibung im Kabelstrang und wenn er eingeklemmt wird, auftreten können. Dieses Problem wird durch den begrenzten Freiraum auf Grund der Anwesenheit der Klimaanlage und der Kanäle hinter dem Armaturenbrett verschlim­ mert.

Der Hauptsteuerungsknotenpunkt umfaßt zwei Teile, die Abzweigdo­ se, in der der Abzweigkabelstrang des Armaturenbretts und weite­ re Teile des Moduls verbunden werden, und das Karosseriesteue­ rungsmodul (BCM). Das BCM umfaßt, wie in Fig. 2 dargestellt, des weiteren ein Logiksteuerungselement in der Gestalt einer harten Leiterplatte, die Relais und intelligente Netzschalter zur Steuerung der Lasten, zum Beispiel die elektrischen Fenster und die Klimaanlage. Die Eingabesignale der Abzweigdose, die vom Armaturenbrett kommen, sind im allgemeinen Niedrigstromsignale der Schalter, wogegen die Abgabesignale des Laststeuerungsele­ ments Hochstromsignale sind. Es ist daher möglich, daß Logik­ steuerungselement 8 hinter dem Armaturenbrett anzuordnen, aber, wie in Fig. 5 gezeigt, ist der Freiraum auf Grund der Anwesen­ heit der Klimaanlage 20, deren Motors 21 und deren Kanäle 22 begrenzt.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform gemäß der vorlie­ genden Erfindung ist der Niedrigstromteil des Kabelstrangs 1 durch eine flexible gedruckte Leiterplatte 10 ersetzt. Die fle­ xible gedruckte Leiterplatte 10 umfaßt alle Niedrigstromkabel der Armaturenbrettschalter 3. Die Kontaktpunkte 11 der Armatu­ renbrettschalter 3 umfassen einen Teil der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10. Ein flexible gedruckte Leiterplatte oder ein flexibles Flachkabel 14 verbinden die Lenksäulenschalter 13 mit der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10. Eine weitere flexible gedruckte Leiterplatte oder ein flexibles Flachkabel 15 verbin­ den die flexible gedruckte Leiterplatte 10 mit der Abzweigdose 6.

Das Logiksteuerungselement 8 ist auf der flexiblen gedruckten Leiterplatte 10 befestigt. Der Stromausgang aus dem Logiksteue­ rungselement 8 beträgt weniger als einige hundert Milliamper und wird über die flexible gedruckte Leiterplatte oder das Flach­ kabel 15 an das Laststeuerungselement 9 übertragen. Die flexible gedruckte Leiterplatte 10 umfaßt des weiteren einen Meß- bzw. Anzeigeinstrumentsteuerungsschaltkreis zur Steuerung der Meß- bzw. Anzeigeinstrumente 12, die mittig des Armaturenbretts an­ gebracht sind. Das Steuerungssignal für die Meß- bzw. Anzeigein­ strumente 12 ist ein Niedrigstrom und kann von dem Blocksteuer­ knotenpunkt 5 mittels der flexiblen gedruckten Leiterplatte oder des Flachkabels 15 übertragen werden. Eine Hochstromverkabelung 16 verbindet das Laststeuerungselement 9 mit den Lasten im Arma­ turenbrett, zum Beispiel das Audiosystem 4.

Fig. 4 zeigt die Aufteilung der Funktionen zwischen dem Block­ steuerungsknotenpunkt 5 und der flexiblen gedruckten Leiterplat­ te 10. Die flexible gedruckte Leiterplatte 10 umfaßt das Logik­ steuerungselement 8, die Kontaktpunkte 11 der Armaturenbrett­ schalter und einen Meß- bzw. Anzeigeinstrumentensteuerungs­ schaltkreis. Das Logiksteuerungselement 8 ist mit der Abzweigdo­ se 6 des Blocksteuerknotenpunkts 5 mittels eines flexiblen Flachkabels oder einer flexiblen gedruckten Leiterplatte 15 ver­ bunden. Das Laststeuerungselement 9 ist in dem Steuerungsknoten­ punkt enthalten. Die Hochstromabgabe des Laststeuerungselements 9 an die Lasten wird durch einen Hochstromkabelstrang ausge­ führt.

Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil gegenüber dem Kabel­ strang gemäß dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Stand der Technik, daß er wesentlich kleiner ist und daher einfacher einzubauen ist, insbesondere da die Anzahl an Funktionen in Instrumententa­ feln von Fahrzeugen und damit auch die Anzahl an Verkabelungen, die benötigt werden, ansteigt. Der Einbau wird durch die Verwen­ dung von lösbaren Steckverbindern 20a, 20b zur Verbindung der Bauteile vereinfacht. Die Kombination des Logiksteuerungsele­ ments 8 und des Meß- bzw. Anzeigeinstrumentensteuerungselements in einem einzigen flexiblen gedruckten Schaltkreis führt zu ei­ nem vereinfachten Aufbau und verringert die Kosten.

Claims (8)

1. Steuerschaltungsanordnung in einem Armaturenbrett eines Fahrzeugs mit einer flexiblen gedruckten Leiterplatte (10), die hinter dem Armaturenbrett angeordnet ist, umfassend eine Niedrigstromsteuerverkabelung für die Armaturenbrett­ schalter (3) auf dem Armaturenbrett angeordnet sind, wobei die flexible gedruckte Leiterplatte (10) mit einer Abzweig­ dose (6) mittels eines flexiblen Flachkabels (14) oder ei­ ner gedruckten Leiterplatte verbunden ist.

2. Steuerschaltungsanordnung gemäß Anspruch 1, wobei die flexible gedruckte Leiterplatte (10) die Kontakt­ punkte (11) der Armaturenbrettschalter (3) umfaßt.

3. Steuerschaltungsanordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei ein Logiksteuerungselement (8) auf der flexiblen ge­ druckten Leiterplatte (10) angebracht ist.

4. Steuerschaltungsanordnung gemäß Anspruch 3, wobei das Logiksteuerungselement (8) über das flexible Flachkabel (14) oder die gedruckte Leiterplatte mit der Ab­ zweigdose (6), die mit einem Laststeuerungselement (9) ver­ bunden ist, verbunden ist.

5. Steuerschaltungsanordnung gemäß einem der vorangehenden An­ sprüche, wobei das flexible Flachkabel (14) oder die gedruckte Lei­ terplatte an beiden Enden lösbare Steckverbinder (20a, 20b) zum Verbinden mit der Abzweigdose (6) und dem Logiksteue­ rungselement aufweist.

6. Steuerschaltungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das flexible Flachkabel oder die gedruckte Leiter­ platte (14) nur einen lösbaren Steckverbinder (20a, 20b) an dem zur Abzweigdose (6) gehörendem Ende aufweist.

7. Steuerschaltungsanordnung gemäß einem der vorangehenden An­ sprüche, wobei eine oder mehrere Lenksäulenschalter (13), wie zum Beispiel die Fahrtrichtungsanzeigeschalter und die Wind­ schutzscheibenwischer-Schalter, mit dem Logiksteuerungsele­ ment (8) mittels eines flexiblen Flachkabels oder einer gedruckten Leiterplatte (14) verbunden sind.

8. Steuerschaltungsanordnung gemäß einem der vorangehenden An­ sprüche, wobei ein Meß- bzw. Anzeigeinstrumentensteuerungselement zusätzlich auf der flexiblen gedruckten Leiterplatte (10) angebracht und unmittelbar mit den Meß- bzw. Anzeigein­ strumenten verbunden ist, so daß zwei Arten an Prozessoren, auf der flexiblen gedruckten Leiterplatte (10) angebracht sind, von denen eine zur Steuerung der Logik und die andere zur Steuerung der Meß- bzw. Anzeigeinstrumente dient.