DE19701878A1 - Control device e.g. for high load modules in motor vehicle - Google Patents

Abstract

A device for controlling high-current loads/modules has these loads able to be supplied through a power module (10) which in turn is controlled according to a central electronic unit (15). The power module is installed separately from the electronic unit and is connected to it by a bus system (20). In the power module are housed power switches (11) and/or fuses (12). The electronic unit is connected detachably with a driver information system. Several power modules supply high current loads combined into load groups, each group being near its own module.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Ansteuern von Hochstromverbrauchern. Aus der WO 96/19361 ist eine Schaltungsanordnung für in einem Kraftfahrzeug anordbare Funktionsmodule bekannt. Funktionsmodule sind untereinander und mit einer Zentraleinheit verbunden, die Steuersignale sowohl für die Funktionsmodule als auch für Hochstromverbraucher generiert. In dieser als bauliche Einheit ausgeführten Zentraleinheit sind sowohl Sicherungen als auch Leistungsschalter zur Ansteuerung der Hochstromverbraucher untergebracht.The invention is based on a device for actuation of high-current consumers. From WO 96/19361 is one Circuit arrangement for arrangable in a motor vehicle Function modules known. Function modules are among themselves and connected to a central unit, the control signals both for the function modules and for High current consumer generated. In this as structural Unit running central unit are both fuses as well as circuit breakers to control the High current consumer housed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Gesamtsystem in fertigungstechnischer und servicefreundlicher Hinsicht zu optimieren. Die Aufgabe wird durch die in dem unabhängigen Anspruch angegebenen Merkmale gelöst.The invention has for its object the overall system from a manufacturing and service-friendly point of view optimize. The task is carried out by the independent Characteristics specified solved.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

In einer ersten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß Hochstromverbraucher über ein Leistungsmodul mit einer Betriebsspannung in Abhängigkeit von Steuersignalen einer Zentralelektronik versorgbar sind. Das Leistungsmodul ist räumlich getrennt von der Zentralelektronik untergebracht und über ein Bussystem mit der Zentralelektronik verbunden. Diese Strategie der räumlichen Trennung von Zentralelektronik und Leistungsmodul gewährleistet zum einen, durch standardisierte Modulbaugruppen Stückkostensenkungen zu erreichen. Das Leistungsmodul kann zum zweiten abhängig vom Fahrzeugtyp servicefreundlich an einer leicht zugänglichen Stelle untergebracht werden. Beispielsweise lassen sich in dem Leistungsmodul untergebrachte Sicherungen oder defekte Bauteile leicht austauschen. Die Unterbringung des Leistungsmoduls in räumlicher Nähe zu den Hochstromverbrauchern trägt dazu bei, den Aufwand für Verkabelung zu reduzieren. Da Zentralelektronik und Leistungsmodule lediglich über eine Busleitung verbunden sind, läßt sich die Kabelführung auch dann flexibel gestalten, wenn räumlich verteilt mehrere Leistungsmodule bestimmte Hochstromverbrauchergruppen absichern und versorgen. Die räumliche Entkopplung von Zentralelektronik und Leistungsmodul erhöht den gestalterischen Freiraum für die Konzeption des Cockpits eines Kraftfahrzeugs. Die Verringerung der Modulgröße der Zentralelektronik ermöglicht deren Einsatz auch bei Fahrzeugtypen mit beschränkten Platzverhältnissen. Dadurch wird der Standardisierung Vorschub geleistet.In a first embodiment of the device according to the invention it is intended that high-current consumers have a Power module with an operating voltage depending can be supplied by control signals from central electronics. The power module is spatially separated from the Central electronics housed and via a bus system  connected to the central electronics. This strategy of spatial separation of central electronics and power module guaranteed on the one hand by standardized Module assemblies to achieve unit cost reductions. The Second, the power module can depend on the vehicle type easy to service in an easily accessible location be accommodated. For example, in the Power module housed fuses or defective Easily replace components. The placement of the Power module in close proximity to the High current consumers help reduce the effort for Reduce wiring. Because central electronics and Power modules only connected via a bus line are, the cable routing can also be flexible design, if spatially distributed, several performance modules secure certain high-current consumer groups and supply. The spatial decoupling of central electronics and power module increases the creative freedom for the conception of the cockpit of a motor vehicle. The Allows reducing the module size of the central electronics their use even with vehicle types with limited Available space. This is standardization Advance made.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist die Unterbringung von Leistungsschaltern und/oder Sicherungen in dem Leistungsmodul vorgesehen. Die Unterbringung des Leistungsmoduls erfolgt an einer leicht zugänglichen Stelle, so daß Sicherungen der Hochstromverbraucher leicht ausgetauscht werden können.The accommodation is an appropriate further education of circuit breakers and / or fuses in the Power module provided. The placement of the Power module takes place in an easily accessible place, so that fuses of high current consumers easily can be exchanged.

Eine zweckmäßige Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, daß die Zentralelektronik mit einem Fahrerinformationssystem lösbar verbunden ist. Die Ausstattung des Fahrerinformationssystems erfolgt kundenspezifisch oder in Abhängigkeit von dem jeweiligen Fahrzeugtyp. Eine standardisierte Zentralelektronik hingegen läßt sich für unterschiedliche Varianten einsetzen. Die vorgesehene lösbare Verbindung gewährleistet eine montagefreundliche Anpassung des gefertigten Fahrzeugtyps an die jeweiligen Kundenwünsche.Appropriate further training is characterized by that the central electronics with a driver information system is detachably connected. The equipment of the Driver information system is customer-specific or in Dependence on the respective vehicle type. A standardized central electronics, however, can be used for  use different variants. The intended Detachable connection ensures easy installation Adaptation of the manufactured vehicle type to the respective one Customer requests.

Weitere zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus der Beschreibung.Further expedient further developments result from the Description.

Zeichnungdrawing

Es zeigt die Figur ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung.The figure shows a block diagram of a Embodiment of the device according to the invention.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

In einem Leistungsmodul 10 sind Leistungsschalter 11 und Sicherungen 12 untergebracht. Eine beziehungsweise mehrere Betriebsspannungen 13 versorgen das Leistungsmodul 10. Ein Bussystem 20 verbindet das Leistungsmodul 10 mit einer Zentralelektronik 15 und einem Funktionsmodul 16. Hochstromverbraucher 24, beispielhaft genannt hierfür seien Starter 25, Scheibenwischer 26, Scheinwerfer 27 sowie Heckleuchten 28, werden über das Leistungsmodul 10 separat versorgt. Die Punkte bei dem Leistungsmodul 10 und den Hochstromverbrauchern 24 deuten an, daß auch mehrere Leistungsmodule 10 jeweils zu Gruppen zusammengefaßte Hochstromverbraucher 24 versorgen können.Circuit breakers 11 and fuses 12 are accommodated in a power module 10 . One or more operating voltages 13 supply the power module 10 . A bus system 20 connects the power module 10 to central electronics 15 and a function module 16 . High-current consumers 24 , for example starters 25 , windshield wipers 26 , headlights 27 and rear lights 28 , are supplied separately via the power module 10 . The points in the power module 10 and the high-current consumers 24 indicate that a plurality of power modules 10 can also supply high-current consumers 24 combined in groups.

Die Zentralelektronik 15 übernimmt die Abarbeitung zentraler Aufgaben. Sie steuert und überwacht den Kommunikationsablauf des Bussystems 20. Zugangsberechtigungen der Busteilnehmer sowie deren Prioritäten werden überprüft und vergeben. Die integrierte zentrale Steuerung generiert in Abhängigkeit von den Signalen der Zentralelektronik 15 und der Funktionsmodule 16 Steuerbefehle, die entweder an das Leistungsmodul 10 oder an die entsprechenden Funktionsmodule 16 über das Bussystem 20 weitergegeben werden. Die Zentralelektronik 15 kann darüberhinaus leistungslose Standardbedienelemente enthalten wie beispielsweise Schalter für Licht, Blinker oder Scheibenwischer. Damit wird die aus produktionstechnischer Hinsicht günstige Standardisierung vorangetrieben.The central electronics 15 takes over the processing of central tasks. It controls and monitors the communication process of the bus system 20 . Access rights of the bus participants and their priorities are checked and assigned. Depending on the signals from the central electronics 15 and the function modules 16 , the integrated central control generates control commands which are either passed on to the power module 10 or to the corresponding function modules 16 via the bus system 20 . The central electronics 15 can also contain powerless standard controls such as switches for lights, turn signals or wipers. This drives the standardization, which is favorable from the point of view of production technology.

Das Bussystem 20 stellt den Datenaustausch zwischen der Zentralelektronik 15 und den Funktionsmodulen 16 sicher. In den Seitentüren untergebrachte Bedienelemente können ein solches Funktionsmodul ebenso bilden wie ein Radio, eventuell gekoppelt mit einem Navigationssystem, Klimaanlage, Airbag, Regensensor oder eine Beifahrersitzbelegungserkennung. Das Ausführungsbeispiel ist jedoch nicht auf die genannten Funktionsmodule 16 beschränkt.The bus system 20 ensures data exchange between the central electronics 15 and the function modules 16 . Operating elements housed in the side doors can form such a functional module as well as a radio, possibly coupled with a navigation system, air conditioning, airbag, rain sensor or passenger seat occupancy detection. However, the exemplary embodiment is not limited to the function modules 16 mentioned .

Das Leistungsmodul 10 integriert räumlich Leistungsschalter 11 und Sicherungen 12. In Abhängigkeit von den Steuersignalen, die die Zentralelektronik 15 generiert und die über das Bussystem 20 an das Leistungsmodul 10 weitergegeben werden, schalten die Leistungsschalter 11 die Betriebsspannung 13 an den gewünschten Hochstromverbraucher 24 durch. Sicherungen 12 schützen die Hochstromverbraucher 24 und deren Zuleitungen vor Überlast. Diele Schutzfunktion können auch Leistungsschalter 11 übernehmen, die einen drohenden Überlastzustand erkennen und daraufhin selbsttätig abschalten. Eine gezielte Fehlerdiagnose wird dadurch möglich. Das Leistungsmodul 10 ist lediglich mit einer minimalen Bus-Empfangselektronik ausgestattet. Alternativ dazu ist die Buselektronik des Leistungsmoduls 10 auch auf eine Rückmeldung der Signale der Hochstromverbraucher 24 hin auszulegen. Das Leistungsmodul 10 wird in dem Kraftfahrzeug so untergebracht, daß der Austausch defekter Sicherungen 12 leicht möglich ist. Um den Verkabelungsaufwand gering zu halten, ist auf die räumliche Nähe des Leistungsmoduls 10 zu den anzusteuernden Hochstromverbrauchern 24 zu achten. The power module 10 spatially integrates circuit breakers 11 and fuses 12 . Depending on the control signals which the central electronics 15 generates and which are passed on to the power module 10 via the bus system 20 , the power switches 11 connect the operating voltage 13 to the desired high-current consumer 24 . Fuses 12 protect the high-current consumers 24 and their supply lines against overload. The protective function can also be performed by circuit breakers 11 , which recognize an impending overload condition and then switch off automatically. This enables targeted fault diagnosis. The power module 10 is only equipped with minimal bus reception electronics. As an alternative to this, the bus electronics of the power module 10 must also be designed for feedback from the signals of the high-current consumers 24 . The power module 10 is housed in the motor vehicle so that the replacement of defective fuses 12 is easily possible. In order to keep the wiring effort low, attention must be paid to the spatial proximity of the power module 10 to the high-current consumers 24 to be controlled.

In diesem Zusammenhang kann die Lastverteilung durch mehrere Leistungsmodule 10, dezentral im Fahrzeug angeordnet, sinnvoll sein.In this context, the load distribution by several power modules 10 , arranged decentrally in the vehicle, can be useful.

Erfolgt die Lastverteilung über mehrere Leistungsmodule 10, so ist beispielsweise in einem Modul die Ansteuerung der in der Grundausstattung enthaltenen Hochstromverbraucher 24 vorzusehen. Ein weiteres Leistungsmodul 10 deckt kundenspezifische Verbraucher ab. Aus ähnlichen Gründen wird eine Koppelung der Zentralelektronik 15 mit dem Fahrerinformationssystem durch eine lösbare Verbindung vorgeschlagen. Nimmt die Zentralelektronik 15 Basisfunktionen wahr, so lassen sich unterschiedliche Ausstattungswünsche durch individuell vormontierte Fahrerinformationssysteme berücksichtigen. Dadurch wird die Montage erleichtert.If the load is distributed over a number of power modules 10 , the control of the high-current consumers 24 contained in the basic equipment must be provided in one module, for example. Another power module 10 covers customer-specific consumers. For similar reasons, a coupling of the central electronics 15 to the driver information system by a detachable connection is proposed. If the central electronics performs 15 basic functions, then different equipment requirements can be taken into account through individually pre-assembled driver information systems. This makes assembly easier.

Als Bussystem 20 kann ein sogenannter Can-Bus Verwendung finden. Über die zugehörige Busleitung werden sowohl Daten als auch Energie übertragen. Die Ablaufsteuerung des Bussystems 20 übernimmt die Zentralelektronik 15.A so-called Can-Bus can be used as the bus system 20 . Both data and energy are transmitted via the associated bus line. The central electronics 15 takes over the sequence control of the bus system 20 .

Das Leistungsmodul 10 versorgt Hochstromverbraucher 24 wie beispielsweise Starter 25, Scheibenwischer 26, Scheinwerfer 27 und Heckleuchten 28. Jeder Hochstromverbraucher 24 wird separat abgesichert und angesteuert. Als weitere mögliche Hochstromverbraucher 24 sind beispielsweise Schiebedach, Sitzheizung, Sitzverstellung, Klimakompressor, Heizgebläse oder Airbag zu nennen.The power module 10 supplies high-current consumers 24 such as starters 25 , windshield wipers 26 , headlights 27 and rear lights 28 . Each high-current consumer 24 is separately protected and controlled. Further possible high-current consumers 24 include, for example, sunroof, seat heating, seat adjustment, air conditioning compressor, heating fan or airbag.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Ansteuern von Hochstromverbrauchern in einem Kraftfahrzeug, mit Hochstromverbrauchern (24, 25, 26, 27, 28), die über ein Leistungsmodul (10) mit zumindest einer Betriebsspannung (13) versorgbar sind, wobei das Leistungsmodul (10) in Abhängigkeit von einer Zentralelektronik (15) angesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Leistungsmodul (10) räumlich getrennt von der Zentralelektronik (15) untergebracht und über ein Bussystem (20) mit der Zentralelektronik (15) verbunden ist.1. A device for controlling high current loads in a motor vehicle, with high current loads (24, 25, 26, 27, 28), which can be supplied via a power module (10) with at least one operating voltage (13), wherein the power module (10) as a function is controlled by a central electronic unit (15), characterized in that the power module (10) housed spatially separate from the central electronic system (15) and is connected via a bus system (20) with the central electronic system (15). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Leistungsmodul (10) Leistungsschalter (11) und/oder Sicherungen (12) untergebracht sind.2. Device according to claim 1, characterized in that in the power module ( 10 ) circuit breakers ( 11 ) and / or fuses ( 12 ) are accommodated. 3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralelektronik (15) mit einem Fahrerinformationssystem lösbar verbunden ist.3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the central electronics ( 15 ) is detachably connected to a driver information system. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Leistungsmodule (10) jeweils zu Verbrauchergruppen zusammengefaßte Hochstromverbraucher (24) versorgen.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of power modules ( 10 ) supply high-current consumers ( 24 ), each grouped into consumer groups. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das die jeweilige Verbrauchergruppe versorgende Leistungsmodul (10) in deren räumlicher Nähe untergebracht ist.5. The device according to claim 4, characterized in that the power module supplying the respective consumer group ( 10 ) is housed in the vicinity thereof.