DE10055894A1 - Steuergerätesystem und Anschlußstecker - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuergerätesystem mit mindestens einem Steuergerät (1, 1', 1''), einer Steuereinheit in dem Steuergerät (1, 1', 1'') zum Steuern von Funktionalitäten von Vorrichtungen, die mit dem Steuergerät verbunden werden können, mindestens einem kodierten Anschlussstecker (2, 2', 2'') zum Anschließen des Steuergerätes an die mit diesem zusammenwirkende Vorrichtung, sowie mindestens einer Kodiererfassungseinrichtung (11, 12, 13) an dem Steuergerät zum Erfassen einer an dem Stecker vorgenommenen Kodierung, wobei die Kodiererfassungseinrichtung nur den Anschluss eines Anschlusssteckers (2, 2', 2'') einer Vorrichtung erlaubt, deren Funktionalitäten durch die Steuereinheit vollständig gesteuert werden können. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Anschlussstecker zum Anschließen an eine Vorrichtung, der mit einer Universalkodierung versehen ist, die die Verbindung verschiedener Vorrichtungen über diesen Anschlussstecker mit Steuergeräten erlaubt, wobei die Vorrichtungen nur Funktionalitäten aufweisen, die durch die von dem Steuergerät kontrollierbaren Funktionalitäten vollständig abgedeckt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuergerätesystem, insbesondere für die Verwendung in Fahrzeugen, sowie einen Anschlussstecker für solche Steuergerätesysteme.

In Kraftfahrzeugen werden für unterschiedliche Zwecke Steuergeräte eingesetzt. Diese können beispielsweise für die Steuerung von Vorrichtungen mit veschiedenen Vorrichtungsbestandteilen, wie Airbagsystemen, Beleuchtungssystemen und dergleichen, verwendet werden. Abhängig von der Ausstattung des Fahrzeuges kann das Steuergerät mit mehr oder weniger Funktionalität der Vorrichtungen ausgestattet sein. Für nicht so gut ausgestattete Fahrzeuge wird daher ein minderbestücktes Steuergerät verwendet, das lediglich die in dem Fahrzeug vorgesehenen Vorrichtungsbestandteile steuern kann. Bei der Produktion können dadurch Kosten eingespart werden.

Ein minderbestücktes Steuergerät kann aber nur in einem Fahrzeug, das mit der entsprechenden, wenige Vorrichtungsbestandteile umfassenden, Vorrichtung ausgestattet ist, verwendet werden. Wird ein minderbestücktes Steuergerät in einem Fahrzeug verwendet, bei dem neben den von dem Steuergerät kontrollierbaren Vorrichtungsbestandteilen noch weitere Vorrichtungsbestandteile vorgesehen sind, können diese weiteren Vorrichtungsbestandteile nicht gesteuert und eine eventuelle Fehlfunktion dieser Bestandteile nicht erkannt werden. Dies ist insbesondere bei Vorrichtungen von Bedeutung, durch die die Sicherheit der Insassen gewährleistet werden soll. Beispielsweise ist es bei einem Airbagsystem wichtig, dass das verwendete Steuergerät sämtliche in der Vorrichtung vorgesehenen Airbags ansteuern und überwachen kann. Aus diesem Grund ist es wichtig, einen Falschverbau eines minderbestückten Steuergerätes in einem Fahrzeug mit besser ausgestatteten Vorrichtungen, die von dem Steuergerät kontrolliert und überwacht werden sollen, zu verhindern. Es ist daher bekannt, für die Steckerverbindung zwischen dem Steuergerät und der zu steuernden Vorrichtung, ggf. über Kabelbäume, Kodierungen zu verwenden. Dadurch kann beispielsweise verhindert werden, dass ein Airbagsteuergerät für Fahrzeuge ohne Kopfairbags in einem Fahrzeug mit Kopfairbags eingebaut wird. Eine Gefahr, die auftreten würde, da dieses Steuergerät aufgrund der Minderbestückung die Kopfairbags weder ansteuern, noch eine Fehlkodierung erkennen und als fehlerhaft anzeigen kann, wird dadurch vermieden.

Es ist daher in der Fahrzeugindustrie notwendig, auch minderbestückte Steuergeräte als Ersatzteile bereitzuhalten, da die besserbestückte Variante eines Steuergerätes wegen der unterschiedlichen Steckerkodierung nicht verwendet werden kann, obwohl sie funktionsmäßig verwendbar wäre.

Insbesondere, wenn die minderbestückte Variante des Steuergerätes nur einen geringen Prozentsatz der insgesamt eingesetzten Steuergeräte darstellt und dementsprechend nur geringe Stückzahlen im Ersatzteilbereich bereitgehalten werden müssen, wäre der Einsatz der besserbestückten Variante trotz eventuell höherer Herstellungskosten günstiger. Auch könnte der Einsatz einer besserbestückten Variante des Steuergerätes von Vorteil sein, wenn aufgrund sinkender Verbauraten die minderbestückte Variante praktisch nicht mehr benötigt wird. Mit den als Vorsichtsmaßnahmen vorgesehenen Steckerkodierungen ist dieses Verbauen aber nicht möglich.

Es ist daher eine hohe Anzahl verschiedener Ersatzteile herzustellen und zu lagern. Dies ist bezüglich der Herstellungskosten unwirtschaftlich und kann auch zu erhöhten Kosten für die Lagerung, insbesondere die Lagerverwaltung führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Steuergerätesystem zu schaffen, das es erlaubt, die Teilevielfalt, insbesondere bei Ersatzteilen, zu reduzieren und gleichzeitig eine hohe Sicherheit gegen Falschverbau ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Steuergerätesystem mit mindestens einem Steuergerät, einer Steuereinheit in dem Steuergerät zum Steuern von Funktionalitäten von Vorrichtungen, die mit dem Steuergerät verbunden werden können, mindestens einem kodierten Anschlussstecker zum Anschließen des Steuergerätes an die mit diesem zusammenwirkende Vorrichtung, sowie einer Kodiererfassungseinrichtung an dem Steuergerät zum Erfassen einer an dem Stecker vorgenommenen Kodierung gelöst, wobei die Kodiererfassungseinrichtung nur den Anschluss eines Anschlusssteckers einer Vorrichtung erlaubt, deren Funktionalitäten durch die Steuereinheit vollständig gesteuert werden können.

Mit Funktionalitäten einer Vorrichtung werden im Sinne dieser Erfindung die Vorrichtungsbestandteile bezeichnet, die über ein Steuergerät zu steuern, zu kontrollieren und/oder zu überprüfen sind.

Mit dem erfindungsgemäßen Steuergerätesystem können somit für Vorrichtungen geringer Funktionalität auch Steuergeräte, die für Vorrichtungen mit hoher Funktionalität ausgefegt sind, verwendet werden. Eine Lagerhaltung verschiedener Varianten von Steuergeräten kann somit weitestgehend entfallen. Dadurch, dass aber durch die Kodierung des Anschlusssteckers und der Kodiererfassungseinheit immer nur eine Verbindung einer minder oder gleich ausgestatteten Vorrichtung mit einem Steuergerät möglich ist, kann der Falschverbau, bei dem ein minderbestücktes Steuergerät mit einer Vorrichtung höherer Funktionalität verbunden wird, vermieden werden. Es können daher keine Situationen auftreten, in denen das Steuergerät Vorrichtungsbestandteile nicht ansteuern kann und eine Fehlkodierung nicht erfassen kann.

In einer Ausführungsform wirken die Kodierung des Anschlusssteckers und die Kodiererfassungseinrichtung mechanisch miteinander zusammen. So ist es beispielsweise möglich, den Stecker mit Zapfen zu versehen, die so angeordnet sind, dass diese in entsprechende Aufnahmeöffnungen des Steuergerätes aufgenommen werden. In dieser Ausgestaltung stellen dann die Aufnahmeöffnungen die Kodiererfassungseinrichtung dar. Die Kodierung des Anschlusssteckers und die Kodiererfassungseinrichtung können aber auch elektrisch oder elektronisch miteinander zusammenwirken.

Vorzugsweise wird die Kodierung des Anschlusssteckers an einem Steuergerät vorgenommen, das zur Steuerung einer Vorrichtung mit einer maximalen Anzahl an Funktionalitäten ausgelegt ist. Hierdurch wird die Flexibilität des Steuergerätesystems erheblich gesteigert, da die Anzahl der mit dem Steuergerät verbindbaren Vorrichtungen erheblich ansteigt. Jede Vorrichtung, die zumindest einen Teil der von dem Steuergerät steuerbaren Funktionalitäten aufweist, kann an das Steuergerät angeschlossen werden.

Es ist daher besonders bevorzugt, dass in dem erfindungsgemäßen Steuergerätesystem der Anschluss von Anschlusssteckern verschiedener Vorrichtungen mit unterschiedlichen Funktionalitäten möglich ist, wobei diese Anschlussstecker jeweils die Verbindung zu einer Vorrichtung herstellen, deren Funktionalitäten durch die in der Steuereinheit gespeicherten Funktionalitäten vollständig abdeckt sind. So kann beispielsweise an ein Steuergerät wahlweise eine von drei oder mehr verschiedenen Vorrichtungen angeschlossen werden. Eine spezielle Herstellung und Lagerung für Steuergeräte, die speziell auf diese einzelnen Vorrichtungen ausgelegt sind, entfällt somit.

Vorzugsweise dient das Steuergerätesystem gemäß der Erfindung der Verbindung eines Steuergerätes mit einer Vorrichtung in einem Fahrzeug. Insbesondere bei Fahrzeugen existiert eine Vielzahl verschiedener Fahrzeugtypen und Ausstattungen, die jeweils unterschiedliche Charakteristiken aufweisen. Für diese verschiedenen Typenreihen und Ausstattungen sind in der Regel verschiedene Steuergeräte, die auf die speziellen Funktionen der Vorrichtung aus dem Fahrzeug ausgelegt sind, erforderlich. Mit dem erfindungsgemäßen Steuergerätesystem hingegen können eine Vielzahl von Fahrzeugtypen und Ausstattungen von einer Version eines Steuergerätes bedient werden und gleichzeitig kann ein Falschverbau vermieden werden.

Besonders vorteilhaft wird das erfindungsgemäße Steuergerätesystem für die Verbindung eines Airbagsystems zu einem Steuergerät verwendet. Insbesondere bei Airbagsystemen ist eine hohe Anforderung an die Zuverlässigkeit der Aktivierung sämtlicher in dem Airbagsystem enthaltenen Bestandteile zu stellen. Es ist daher von Vorteil, dass mit dem erfindungsgemäßen Steuergerätesystem sichergestellt werden kann, dass das Steuergerät sämtliche in dem Airbagsystem vorgesehenen Bestandteile steuern und überprüfen kann.

Die vorliegende Erfindung hat weiterhin einen Anschlussstecker zum Gegenstand, der mit einer Universalkodierung versehen ist, die die Verbindung verschiedener Vorrichtungen über diesen Anschlussstecker mit Steuergeräten erlaubt, wobei die Vorrichtungen nur Funktionalitäten aufweisen, die durch die von dem Steuergerät kontrollierbaren, Funktionalitäten vollständig abdeckt sind. Die Universalkodierung ist hierbei vorzugsweise auf ein Steuergerät, das für die Steuerung von Vorrichtungen mit maximaler Ausstattung geeignet ist, ausgelegt. Dieser Stecker kann insbesondere für die Verwendung in Fahrzeugen einen Kabelbaumstecker darstellen, da bei Fahrzeugen Kabelbäume verwendet, die befestigte Steckerteile aufweisen und eine dem Kraftfahrzeug entsprechende Geometrie aufweisen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele darstellen, beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Funktionsweise einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuergerätesystems; und

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Funktionsweise einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuergerätesystems.

Anhand der Figuren soll nunmehr die Funktionsweise des erfindungemäßen Steuergerätesystems und des erfindungsgemäßen Anschlusssteckers mit Universalkodierung erläutert werden.

In Fig. 1 sind zwei Kabelbäume 2, 2' und zwei Steuergeräte 1, 1' gezeigt. Jeder der Kabelbäume 2, 2' weist eine Kodierung in Form eines Zapfens 21, 21' auf. Der Zapfen 21 am Kabelbaum 2 ist an einer Position angebracht, die an dem Kabelbaum 2 höher liegt, als die Position des Zapfens 21' an dem Kabelbaum 2'.

Das Steuergerät 1 weist eine Kodiererfassungseinrichtung in Form von zwei Aufnahmevorsprüngen 11, 12 auf. Die Position der Aufnahmevorsprünge 11, 12 ist so, dass die Position des oberen Aufnahmevorsprungs 11 der Position des Zapfens 21 des Kabelbaums 2 und die Position des unteren Aufnahmevorsprungs 12 der Position des Zapfens 21' an dem Kabelbaum 2' entspricht.

Das weitere dargestellte Steuergerät 1' weist im Gegensatz zu dem Steuergerät 1 eine Kodiererfassungseinrichtung in Form von nur einem Aufnahmevorsprung 11' für einen Zapfen auf. Dieser Aufnahmevorsprung 11' ist in einer Position angeordnet, die der Position des Zapfens 21' des Kabelbaums 2' entspricht. Der Aufnahmevorsprung 11' liegt daher unterhalb der Position des Zapfens 21 an dem Kabelbaum 2.

Über diese Kodierung der Kabelbaumstecker 2, 2' und der an dem Steuergerät 1 vorgesehenen Kodierungserfassungseinheit 11, 12 ist es daher möglich, entweder den Kabelbaum 2 oder den Kabelbaum 2' mit dem Steuergerät 1 zu verbinden. Mit dem Steuergerät 1' kann hingegen nur der Kabelbaum 2' verbunden werden. Die Universalkodierung der Kabelbaumstecker wurde somit an dem Steuergerät 1 vorgenommen.

Stellt der Kabelbaum 2 beispielsweise eine Verbindung zu einem Airbagsystem mit Kopfairbags und Kabelbaum 2' die Verbindung zu einem Airbagsystem ohne Kopfairbags dar und stellt weiterhin das Steuergerät 1 ein Steuergerät dar, das zur Steuerung eines Airbagsystems mit Kopfairbags ausgelegt ist, und das Steuergerät 1' ein Steuergerät dar, das zur Steuerung eines Airbagsystems ohne Kopfairbags ausgelegt ist, so kann mit diesem Steuergerätesystem ein zuverlässiges Verbinden eines geeigneten Steuergerätes mit dem jeweiligen Airbagsystem realisiert werden, wobei auch das besser ausgestattete Steuergerät für das Betreiben des schlechter ausgestatteten Airbagsystems verwendet werden kann. Mit dem dargestellten Steuergerätesystem kann nämlich das Steuergerät 1, das auch Kopfairbags ansteuern kann, sowohl für Airbagsysteme verwendet werden, die Kopfairbags aufweisen (über Kabelbaum 2), als auch mit solchen, die keine Kopfairbags aufweisen (über Kabelbaum 2'). Eine versehentliche Verbindung des Kabelbaums 2, der mit dem Airbagsystem mit Kopfairbags verbunden ist, mit dem Steuergerät 1', das für die Kopfairbags keine Ansteuerungsmöglichkeit aufweist, kann jedoch nicht geschehen, da die Kodierung in Form des Zapfens 21 diese Verbindung nicht erlaubt.

In der dargestellten Form ist also die Kodierung der Kabelbaumstecker an dem Steuergerät 1 vorgenommen worden, das die maximale Ausstattung aufweist. Dieses Steuergerät 1 kann also das Steuergerät 1' ersetzen. Als Ersatzteile für dieses System müssen also lediglich die Steuergeräte in Form von Steuergerät 1, unabhängig von dem in dem Fahrzeug vorgesehen Airbagsystem, bevorratet werden.

Anhand von Fig. 2 wird ein weiteres Steuergerätesystem beschrieben. Hierbei handelt es sich um eine mehrstufige Version. Neben den bereits in Fig. 1 dargestellten und beschriebenen Kabelbäumen 2, 2' und Steuergeräten 1, 1' ist in Fig. 3 ein weiterer Kabelbaum 2" und ein weiteres Steuergerät 1" gezeigt. Der an dem Kabelbaum 2" vorgesehene Zapfen 21" liegt an einer Position, die gegenüber der Position des Zapfens 21 an dem Kabelbaum 2 noch höher angeordnet ist. Bei dem Steuergerät 1" ist über den Aufnahmevorsprüngen 11" und 12" ein weiterer Aufnahmevorsprung 13" vorgesehen, der über der Position des oberen Aufnahmevorsprungs 11" und auf der gleichen Höhe, wie der Zapfen 21" an dem Kabelbaum 2" liegt. Bei diesem Steuergerätesystem kann der Kabelbaum 2' für alle drei Steuergeräte 1, 1' und 1" verwendet werden; der Kabelbaum 2 nur für die Steuergeräte 1 und 1" und der Kabelbaum 2" nur für das Steuergerät 1".

Durch eine solche mehrstufige Version können also verschiedene Varianten einer Vorrichtung, beispielsweise eines Airbagsystems, mit dem jeweils mindestens für diese Vorrichtung ausgelegten Steuergerät verbunden werden. So können beispielsweise ein Airbagsystem mit nur einem Fahrerairbag (über Kabelbaum 2'), ein Airbagsystem mit einem Fahrer- und einem Beifahrerairbag (über Kabelbaum 2) und ein Airbagsystem mit einem Fahrer-, einem Beifahrer- und Kopfairbags (über Kabelbaum 2") zuverlässig an entsprechende Steuergeräte angeschlossen werden. Dadurch, dass die Kodierung der Kabelbäume an dem Steuergerät für das voll ausgestattete Airbagsystem (Steuergerät 1") erfolgt ist, d. h. beispielsweise auch der Kabelbaum 2' an dieses Steuergerät angeschlossen werden kann, ist es ausreichend, Steuergeräte mit einer Kodierungserfassungseinheit wie bei Steuergerät 1" zu bevorraten und bei Bedarf als Ersatzteil in das Fahrzeug mit bereits vorgesehenem Kabelbaum einzubauen. Ein versehentlicher Einbau eines Steuergerätes 1', das nur für die Steuerung des Fahrerairbags ausgelegt ist, an ein Airbagsystem mit Beifahrer und Kopfairbags kann bei diesem System nicht erfolgen. Hierdurch wird die Sicherheit erhöht.

Das erfindungsgemäße Steuergerätesystem ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die jeweilige Kodierungserfassungseinheit an den Steuergeräten kann vielmehr auch die jeweilige Verbindung mit einem Anschlussstecker, ausgewählt aus mehr als den in Fig. 2 dargestellten drei Anschlusssteckern, erlauben. Weiterhin kann die Kodierung an den Steckern auch Kombinationen aus den darstellten Kodierungen darstellen, beispielsweise können an einem Kabelbaum zwei Zapfen in geeigneter Position angeordnet sein.

Weiterhin kann die Kodierung auch elektrischer oder elektronischer Natur sein, wobei bekannte Kodierungsarten verwendet werden können. Diese elektrischen oder elektronischen Kodierungen wirken dann mit geeigneten Kodierungserfassungseinheiten an den Steuergeräten zusammen.

Das erfindungsgemäße System ist auch nicht auf Vorrichtungen wie Airbagsysteme beschränkt, sondern kann beispielsweise auch für Bremssysteme oder jegliche andere Vorrichtungen, die über ein Steuergeräte kontrolliert werden und bei denen mehrere Ausstattungen vorliegen, verwendet werden.

Mit der erfindungsgemäßen Universalkodierung der Anschlussstecker und dem erfindungsgemäßen Steuergerätesystem kann die Teilevielfalt, die insbesondere bei Ersatzteilen in der Autoindustrie derzeit noch erforderlich ist, verringert werden und gleichzeitig der Einbau von Steuergeräten, die der Ausstattung des Fahrzeuges angepasst sind, gewährleistet werden. Durch die Verringerung der Teilevielfalt können zum einen die Lagerhaltungskosten verringert, zum anderen werden aber auch die Herstellungskosten gesenkt werden, da eine höhere Anzahl von Steuergeräten gleicher Ausstattung hergestellt werden kann. Insbesondere kann für den Fall, daß eine minderbestückte Variante eines Steuergerätes aufgrund sinkender Verbauraten praktisch nicht mehr benötigt wird, eine besserbestückte Variante eingesetzt werden und damit der kostenaufwendige Herstellungsprozess von Einzelstücken vermieden werden.

Claims (9)

1. Steuergerätesystem mit mindestens einem Steuergerät (1, 1', 1"), einer Steuereinheit in dem Steuergerät (1, 1', 1") zum Steuern von Funktionalitäten von Vorrichtungen, die mit dem Steuergerät verbunden werden können, mindestens einem kodierten Anschlussstecker (2, 2', 2") zum Anschließen des Steuergerätes an die mit diesem zusammenwirkende Vorrichtung, sowie mindestens einer Kodiererfassungseinrichtung (11, 12, 13) an dem Steuergerät zum Erfassen einer an dem Anschlussstecker vorgenommenen Kodierung, wobei die Kodiererfassungseinrichtung nur den Anschluss eines Anschlusssteckers (2, 2', 2") einer Vorrichtung erlaubt, deren Funktionalitäten durch die Steuereinheit vollständig gesteuert werden können.

2. Steuergerätesystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kodierung (21, 21', 21") des Anschlusssteckers (2, 2', 2") und die Kodiererfassungseinrichtung (11, 12, 13) mechanisch miteinander zusammenwirken.

3. Steuergerätesystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kodierung des Anschlusssteckers und die Kodiererfassungseinrichtung elektrisch oder elektronisch miteinander zusammenwirken.

4. Steuergerätesystem gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstecker (2, 2', 2") im Hinblick auf ein Steuergerät (1") kodierbar ist, das zur Steuerung einer Vorrichtung mit einer maximalen Anzahl an Funktionalitäten ausgelegt ist.

5. Steuergerätesystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss von Anschlusssteckern (2, 2', 2") verschiedener Vorrichtungen mit unterschiedlichen Funktionalitäten an eine Steuereinheit möglich ist, wobei diese Anschlussstecker (2, 2', 2") jeweils die Verbindung zu einer Vorrichtung herstellen, deren Funktionalitäten durch die Steuereinheit vollständig steuerbar sind.

6. Steuergerätesystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es für die Verbindung eines Steuergerätes mit einer Vorrichtung in einem Fahrzeug dient.

7. Steuergerätesystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er für die Verbindung eines Airbagsystems zu einem Steuergerät dient.

8. Anschlussstecker, der mit einer Universalkodierung versehen ist, die die Verbindung verschiedener Vorrichtungen über diesen Anschlussstecker mit Steuergeräten erlaubt, wobei die Vorrichtungen nur Funktionalitäten aufweisen, die durch die von dem Steuergerät kontrollierbaren Funktionalitäten vollständig abdeckt sind.

9. Anschlussstecker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Universalkodierung auf ein Steuergerät, das für die Steuerung von Vorrichtungen mit maximaler Ausstattung geeignet ist, ausgelegt ist.