-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aktivierung und/oder Überwachung des Aktivierungszustands von eingebauten Aktuatoren und/oder Motoren in Fahrzeugen und Steuer- und Simulatoreinheit zur Durchführung des Verfahrens.
-
In modernen Automobilen sind Bordnetzwerke verbaut (mit CAN-Bus, LIN-Bus, K-Leitung, usw.), die unter anderem die Positionierung von Luftklappen, Heizventilen und Gebläsefunktion beim Betrieb einer serienmäßig verbauten Zusatzheizung und/oder -kühlung übernehmen können. Eine solche Zusatzheizung und/oder -kühlung kann insbesondere als Standheizung ausgebildet sein.
-
Eine Standheizung produziert im Betrieb Wärme, die über das Kühlmittel dem Fahrzeuginnenraum und gegebenenfalls auch dem Motor zugeführt wird. Im Fahrzeuginnenraum erhitzt ein Wärmetauscher die sich dort befindliche Luft, die über ein Gebläse und Rohrführung an die gewünschte Stelle geleitet wird. Voraussetzung für eine einwandfreie Funktion der Wärmeübertragung sind folgende Einstellungen am Fahrzeug:
- 1. Das Heizventil oder die Heizklappe muss geöffnet sein
- 2. Die Lüfterklappe muss so positioniert sein, dass z. B. die Frontscheibe angeblasen wird.
- 3. Der Gebläsemotor muss mit einer angepassten Drehzahl arbeiten.
-
Bei einer Nachrüstung von Standheizungen werden die zur einwandfreien Funktion der Standheizung notwendigen Einstellungen in der Regel nicht von der Fahrzeugsoftware durchgeführt, sondern müssen vom Fahrer vor Abstellen der Zündung erledigt werden.
-
Bei Fahrzeugen mit Nachrüst/Zubehör-Standheizung muss der Fahrer vor Abschalten der Fahrzeugzündung die von 1. bis 3. beschriebenen Einstellungen an einem Klimabedienteil, welches meistens als Heizungs-/Klimasteuergerät ausgebildet ist, manuell vornehmen (vollständig oder teilweise), oder es wird die Geblässedrehzahl mittels eines elektrischen Hilfsmittels (Widerstand, IPCU) aktiviert.
-
Bei vielen Fahrzeugen neueren Datums ist diese fahrerseitige Vorbereitung nicht mehr möglich, da insbesondere die Heizklappen nach Abstellen der Zündung in eine ungeeignete Position fallen.
-
Sollten die Heizklappen und gegebenenfalls Ventile sowie die Gebläsedrehzahl des Gebläsemotors über ein einfaches Bus-Steuergerät nachträglich verändert werden, ist mit Systemstörungen und Fehlerprotokollen im Bord-Netzwerk zu rechnen.
-
Derartige Fehlerprotokolle werden in heutigen Fahrzeugen serienmäßig vorgesehen. Der serienmäßige Aufbau eines Bordnetzwerkes wird nachfolgend erläutert:
Mehrere Steuergeräte tauschen Informationen und Befehle über ein internes Bord-Netzwerk aus. über solche Befehle können beispielsweise Scheibenwischer über den Regensensor und ein Steuergerät aktiviert werden. Ist nun der Scheibenwischermotor defekt, kann dieses Problem über Informationssignale einem Fehlerspeicher zugeleitet werden, der anschließend als Fehlerprotokoll ausgelesen wird.
-
Die
DE 199 41 487 A1 betrifft eine Kraftfahrzeug-Innenklimatisierung mit einem Gebläseregler, einem Heizungssteuergerät oder einem bürstenlosen Gebläsemotor sowie mit Funktionskomponenten, wie Bedienungselemente, Fühler, Taktventile und Verstellantriebe, die über Verbindungsleitungen untereinander und mit der Fahrzeugbatterie verbunden sind und auf denen die zum Betrieb des Gebläsereglers, des Heizungssteuergerätes oder des bürstenlosen Gebläsemotors erforderlichen Informationen übertragen werden. Die Verkabelung und die Steuerung/Regelung wird dadurch minimiert und vereinfacht, dass der Gebläseregler, das Heizungssteuergerät oder der bürstenlose Gebläsemotor und die Funktionskomponenten zu einer vorverdrahteten Klimaeinheit zusammengefasst sind, der die Versorgungsspannung der Fahrzeugbatterie zugeführt ist. Der Gebläseregler, das Heizungssteuergerät oder der bürstenlose Gebläsemotor sind mit einem Mikrorechner busfähig ausgelegt, der über eine Busschnittstelle mit einem von der Versorgungsspannung gespeisten Klimabediengerät in Verbindung steht. Die für den Betrieb der Klimaanlage erforderlichen Informationen werden auf der Busschnittstelle zwischen Klimabediengerät und Mikrorechner als Teil eines Busprotokolls übertragen.
-
Die
EP 1 600 315 B1 betrifft ein Vorrichtungssteuerungssystem in einem Fahrzeug, welches eine Hauptsteuerungseinrichtung und zumindest eine Betätigereinheit aufweist. Die Hauptsteuerungseinrichtung ist vorgesehen, eine serielle Datenübertragung in zwei Richtungen mit zumindest einer Betätigereinheit durch einen Bus auszuführen, der von einer Batterieenergiequelle versorgt wird. Die serielle Datenübertragung wird ausgeführt, um die zumindest eine Betätigereinheit durch Zuführung eines Arbeitsbefehls von der Hauptsteuerungseinrichtung zu der zumindest einen Betätigereinheit zu betätigen, und um verschiedene Informationen von der zumindest einen Betätigereinheit zu der Hauptsteuerungseinrichtung zuzuführen. Die Hauptsteuerungseinrichtung weist einen Spannungsmonitor zum Überwachen einer Spannung der Batterieenergiequelle auf. Die Hauptsteuerungseinrichtung weist eine Verbindungs-Gestattungseinheit auf, um eine Übertragung von Verbindungsdaten zwischen der Hauptsteuerungseinrichtung und der zumindest einen Betätigereinheit zu gestatten, wenn die Spannung der Batterieenergiequelle in einem vorbestimmten Spannungsbereich ist.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in Fahrzeugen mit möglichst geringem Aufwand einen nachträglichen Einbau einer Zusatzheizung und/oder -kühleng unter Gewährleistung eines möglichst hohen Fahrkomforts zu ermöglichen.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale der Ansprüche 1 und 2 vorgesehen.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Aktivierung und/oder Überwachung des Aktvierungszustandes von eingebauten Aktuatoren und/oder Motoren in Fahrzeugen mit einem LIN-Bus-System und einem CAN-Bus-System in Verbindung mit einer nachträglich eingebauten Zusatzheizung und/oder -kühlung und umfasst folgende Schritte:
- – Durch Abschalten der Fahrzeugzündung und Einschalten der Zusatzheizung und/oder -kühleng wird eine elektronische Steuer- und Simulatoreinheit (ESSE) aktiv;
- – eine von einem Klimabedienteil zu für die Zusatzheizung und/oder -kühlung notwendigen Aktuatoren und/oder Motoren bestehende LIN-Verbindung wird mittels der elektronischen Steuer- und Simulatoreinheit (ESSE) elektrisch aufgetrennt;
- – Luftklappen, Heizventil und Gebläsemotor erhalten über einen LIN-Ausgang der elektronischen Steuer- und Simulatoreinheit (ESSE) notwendige Signale, um Voreinstellungen zur einwandfreien Funktion der Zusatzheizung und/oder -kühlung vorzunehmen, die mit einer Priorität gegenüber an manuellen Bedienelementen des Klimabedienteils vorgenommenen Voreinstellungen erfolgen;
- – ein Leistungsrelais trennt die serienmäßige Stromversorgung und ersetzt diese durch Dauerstrom;
- – gleichzeitig erzeugt die elektronische Steuer- und Simulatoreinheit (ESSE) unreelle aber vom Fahrzeug erwartete Informationssignale über Klappenposition und Motordrehzahl, die an den CAN-Bus übertragen werden und damit für Fehlerfreiheit in einem Fehlerspeicher und in weiteren betroffenen Steuergeräten sorgen;
- – bei Einschalten der Zündung während des Betriebs der Zusatzheizung und/oder -kühlung oder wenn eine eingestellte Heizperiode endet, wird die Priorität zur Vornahme von Einstellungen an Luftklappen, Heizventil und Gebläsemotor der elektronischen Steuer- und Simulatoreinheit (ESSE) entzogen und wieder den manuellen Bedienelementen des Klimabedienteils übertragen.
-
Die erfindungsgemäße elektronische Steuer- und Simulatoreinheit (ESSE) umfasst folgende Mittel:
- – ein Kunststoffgehäuse;
- – einen Kompaktstecker, über den für den Betrieb notwendige Leitungen in das Kunststoffgehäuse geführt sind;
- – zwei Leitungen für Dauerstrom- und Masseversorgung (Kl. 30/31);
- – zwei Leitungen, die auf die CAN-Bus-Leitungen vor dem Klimabedienteil aufgesetzt sind;
- – eine LIN-Bus-Leitung als Signaleingang der elektrisch aufgetrennten LIN-Verbindung vom Klimabedienteil kommend;
- – eine LIN-Bus-Leitung als Signalausgang der elektrisch aufgetrennten LIN-Verbindung zu für die Zusatzheizung und/oder -kühlung notwenigen Aktuatoren und/oder Motoren gehend;
- – Signalleitung zu Zusatzheizung und/oder -kühlung zum An- oder Ausschalten der Zusatzheizung und/oder -kühlung;
- – eine Signalleitung zum Leistungsrelais für die Zusatzheizung und/oder -kühlung notwendigen Aktuatoren und/oder Motoren.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße elektronische Steuer- und Simulatoreinheit können generell für Fahrzeuge angewendet werden, bei welchen herstellerseitig keine Befehle zur Aktivierung oder Überwachung des Aktivierungszustandes von eingebauten Aktuatoren und/oder Motoren serienmäßig vorgesehen sind.
-
Mit den Begriffen Aktuatoren und/oder Motoren sind generell umfasst: Stellglieder mit elektromotorischem oder pneumatischen Antrieb, deren Regelung elektrisch ist und per Bus-System überwacht wird.
-
Eine Voraussetzung für den Einsatz der erfindungsgemäßen elektronischen Steuer- und Simulatoreinheit in einem Fahrzeug wie einem PKW, einem LKW oder einem Bus ist dessen serienmäßige Ausstattung mit Bord-Netzwerken, welche Bus-Systeme wie CAN-Bussen und LIN-Bussen aufweisen.
-
Die erfindungsgemäße elektronische Steuer- und Simulatoreinheit wird allgemein in Verbindung mit einer in einem Fahrzeug nachträglich eingebauten Zusatzheizung und/oder -kühlung, insbesondere einer Standheizung eingesetzt. Eine Zusatzheizung wird allgemein mit Kraftstoff oder Strom betrieben, eine Zusatzkühlung wird mit einem Kühlmittel betrieben.
-
Nachfolgend erfolgt eine Funktionsbeschreibung der elektronischen Steuer- und Simulatoreinheit in Verbindung mit einer nachträglich eingebauten Standheizung als Beispiel einer Zusatzheizung und/oder -kühlung in ein aktuelles Automobil:
Die elektronische Steuer- und Simulatoreinheit ist etwas kleiner als ein durchschnittliches Handy und mit einem Kunststoffgehäuse versehen. Über einen Kompaktstecker führen die notwendigen Leitungen in dieses Gehäuse. Diese haben nachfolgend beschriebene Funktionen:
Zwei Leitungen KL. 30/31: Dauerstrom- und Masseversorgung
zwei Leitungen z. B. auf die CAN-Bus-Leitungen vor dem Klima-Heizungsteuergerät aufgesetzt.
-
Eine Leitung zur (elektrisch) aufgetrennten LIN-Bus-Leitungen als Signaleingang.
-
Eine Leitung zur (elektrisch) aufgetrennten LIN-Bus-Leitung als Signalausgang zu Aktuatoren und Motoren.
-
Eine Leitung zur Standheizung als Signalleitung (Heizung an oder aus).
-
Eine Signalleitung zum Leistungsrelais für die Aktuatoren und Motoren.
-
Die Anzahl der Leitungen variiert fahrzeugabhängig, manche Hersteller benutzen statt LIN-Bus-auch CAN-Bus-Systeme. Alle Bussysteme sind über unsere Elektronik abgedeckt.
-
Nach Abschalten der Fahrzeugzündung und Einschalten der Standheizung wird die elektronische Steuer- und Simulatoreinheit aktiv:
Zunächst wird von der elektronischen Steuer- und Simulatoreinheit die im Fahrzeug vorgesehene LIN-Verbindung vom Klimabedienteil zu den Aktuatoren und/oder Motoren elektrisch aufgetrennt.
-
Luftklappen, Heizventil und Gebläsemotor erhalten über den LIN-Ausgang die zur einwandfreien Funktion der Zusatzheizung und/oder -kühlung notwendigen Signale. Das Leistungsrelais trennt die serienmäßige Stromversorgung und ersetzt diese durch den Dauerstrom.
-
Entscheidend ist, dass die elektronische Steuer- und Simulatoreinheit gleichzeitig die Erzeugung von unreellen aber vom Fahrzeug erwarteten Informationssignalen über Klappenposition und Motordrehzahl übernimmt. Diese werden an den CAN-Bus des Fahrzeugs übertragen und sorgen somit für Fehlerfreiheit im Fehlerspeicher und den restlichen betroffenen Steuergeräten.
-
Bei Einschalten der Zündung während des Betriebs der Zusatzheizung und/oder -kühlung wird die Priorität wieder den Fahrzeugbedienelementen übertragen. Dies geschieht auch, wenn die eingestellte Heizperiode, im Fall einer Zusatzheizung, endet.
-
Die erfindungsgemäße elektronische Steuer- und Simulatoreinheit kann somit in einem vernetzten Fahrzeug alle am Bus hängenden Aktuatoren und Motoren so steuern, dass weitere Steuergeräte und Fehlerspeicher nicht beeinflusst werden.
-
Für den sicheren Betrieb einer nachgerüsteten Zusatzheizung und/oder -kühlung muss der Fahrer keinerlei Voreinstellungen mehr durchführen. Dies erledigt die erfindungsgemäße elektronische Steuer- und Simulatoreinheit automatisch, auch bei Fahrzeugen neuester Generation.
-
Damit wird ein wesentlicher Vorteil gegenüber bisher bekannten Systemen erzielt. Bei derartigen Fahrzeugen sind manuelle Einstellungen zwar möglich, allerdings können sich diese bei neueren Modellen nach Abschalten der Zündung dergestalt ändern, dass ein einwandfreier Betrieb der Zusatzheizung und/oder -kühlung nicht mehr möglich ist.