DE19830581A1 - Redundant ausgelegte elektrische Schaltung zur Steuerung einer über einen Schalter ein- und ausschaltbaren Kraftfahrzeug-Funktion, insbesondere eines Scheibenwischers - Google Patents
Redundant ausgelegte elektrische Schaltung zur Steuerung einer über einen Schalter ein- und ausschaltbaren Kraftfahrzeug-Funktion, insbesondere eines ScheibenwischersInfo
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Abstract
Die elektrische Kraftfahrzeugschaltung ist redundant aufgebaut und erhöht die Funktionszuverlässigkeit des Scheibenwischers oder sonstiger Kraftfahrzeugfunktionen. Ein Mikroprozessor (10) steuert den Scheibenwischer über den LS-CAN (13), während der andere Mikroprozessor (14) die Scheibenwischermotorrelais (4, 5) direkt ansteuert. Die Stromversorgung des oder der Mikroprozessoren ist zur Ruhestromverringerung abschaltbar, so daß ein Verschiffungsmodus erreicht wird. Die korrekte Positionierung des die Kraftfahrzeugfunktion schaltenden Lenkstockhebels ist elektrisch, optisch oder in sonstiger Weise detektierbar.
Description
Die Erfindung betrifft eine in einem Kraftfahrzeug verwendete
elektrische Schaltung zur Steuerung einer ein- und/oder aus
schaltbaren Kraftfahrzeug-Funktion, insbesondere eines Kraft
fahrzeug-Scheibenwischers.
Bei konventionellen, mechanischen Scheibenwischerschaltungen
ist der Scheibenwischerhebel (Wisch-/Wasch-Schalter) mit ei
ner Mehrzahl von Kontakten versehen, über die unterschiedli
che Scheibenwischerfunktionen steuerbar sind, insbesondere
die Abschaltung, eine Tipp-Funktion, eine Intervallschaltung,
normale Scheibenwischergeschwindigkeit und hohe Scheibenwi
schergeschwindigkeit. Hierbei fließt der Laststrom allerdings
direkt über den Lenkstock und die Schaltkontakte des Schal
ters, was zu Kontaktproblemen, Fehlfunktionen und damit
letztendlich zu einem Ausfall des Scheibenwischers führen
kann.
In der letzten Zeit werden zunehmend intelligente Schaltein
heiten (ISUs = intelligent switching units) eingesetzt, in
denen die Signalverarbeitungselektronik sowie die Leistungs
verteilung, Leistungsschaltung und Leistungsabsicherung vor
zugsweise in einer einzigen Baugruppe zusammengefaßt sind.
Auch hier kann die Elektronik Ausfälle zeigen, so daß die ge
wünschte Kraftfahrzeug-Funktion nicht zuverlässig gewährlei
stet werden kann. Bei einem Ausfall der Steuerfunktion können
sich unter Umständen auch Sicherheitsprobleme ergeben, bei
spielsweise dann, wenn der Scheibenwischer beim Reinigen ei
ner naßgespritzten Scheibe ausfällt und dadurch die Fahrer
sicht übermäßig stark behindert ist. Ähnliche Sicherheitspro
bleme können sich auch bei Ausfall anderer Kraftfahr
zeug-Funktionen, zum Beispiel Blinker, Licht, Geschwindigkeitsre
gelung, usw. ergeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in einem
Kraftfahrzeug verwendete elektrische Schaltung zur Steuerung
einer Kraftfahrzeugfunktion zu schaffen, die sich durch ver
besserte Funktionssicherheit auszeichnet.
Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 genannten
Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen an
gegeben.
Bei der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung sind zwei
elektronische Steuerschaltungen vorhanden, die eine gegensei
tige Funktionsüberwachung ausüben und jeweils getrennt die
notwendige Kraftfahrzeugfunktion ausführen können. Bei Aus
fall einer elektronischen Steuerschaltung kann somit nicht
nur die Kraftfahrzeugfunktion sofort von der anderen Steuer
schaltung übernommen werden, sondern dieser Ausfall auch so
fort ermittelt und eine entsprechende Reaktion, beispielswei
se die Erzeugung eines Warnsignals oder eine Fehleraufzeich
nung, ausgeführt werden. Die beiden Steuerschaltungen sind
über unterschiedliche Signalpfade mit der gegebenenfalls red
undant ausgeführten Betätigungsschaltung verbunden, so daß
selbst Störungen eines Signalpfads nicht zu einem Ausfall der
Kraftfahrzeugfunktion führen können. Die elektrische Schal
tung zeichnet sich somit durch hohe Funktionszuverlässigkeit
aus.
Die zur Betätigungsschaltung führenden Signalpfade sind vor
zugsweise unterschiedlich ausgelegt, wodurch die Ausfallsi
cherheit noch stärker als im Fall einer reinen Verdoppelung
erhöht werden kann, da beispielsweise elektromagnetische Stö
reinstrahlungen sich nun in unterschiedlicher Weise auf die
Signalpfade auswirken und folglich die Gefahr von Steuer
signalausfällen noch weiter verringert ist.
Die Funktionszuverlässigkeit läßt sich durch eine für beide
Steuerschaltungen getrennte Absicherung, Spannungsversorgung,
Taktgabe, Watchdog-Überwachung und dergleichen noch zusätz
lich erhöhen. Die Betätigungsschaltung enthält vorzugsweise
ein Schaltrelais oder einen oder mehrere Halbleiterleistungs
schalter, so daß auch stärkere Ströme, beispielsweise für ei
nen Scheibenwischermotor, zuverlässig geschaltet werden kön
nen.
Hierbei ist es auch möglich, zwei unterschiedliche elektroni
sche Steuerschaltungen einzusetzen, die sich durch unter
schiedlichen Hardwareaufbau und/oder unterschiedliche Pro
grammierung auszeichnen oder zumindest aus unterschiedlicher
Herstellungschargen desselben Steuerschaltungstyps stammen.
Dies verringert die Gefahr identischer Funktionsfehler deut
lich.
Vorzugsweise ist die Spannungsversorgung der vorzugsweise als
Mikroprozessoren ausgebildeten Steuerschaltungen durch diese
selbst steuerbar, so daß der Stromverbrauch im Ruhezustand
minimierbar ist, jedoch die Steuerschaltungen zumindest im
Bedarfsfall (z. B. bei Erfassung einer Betätigung des manuel
len Schalters) in den aktiven Zustand übergehen können. Hier
bei können die beiden Steuerschaltungen über ein ODER-Glied
verkoppelt sein, über das die Steuersignale zur Steuerung der
Steuerschaltungs-Spannungsversorgung zusammenfaßbar sind.
Hierdurch läßt sich erreichen, daß selbst dann, wenn nur eine
Steuerschaltung aktiv sein und/oder das vom manuell betätig
baren Schalter erzeugte Schaltsignal erfassen sollte, dennoch
sofort beide Steuerschaltungen aktiviert werden. Durch ge
zielte Abschaltung der Spannungsversorgung können die Steuer
schaltungen in einen extrem geringen Ruhestrom benötigenden
Zustand versetzt werden, der beispielsweise für einen Ver
schiffungsmodus (Transport der fabrikfertigen Fahrzeuge bis
zum Bestimmungsort und gegebenenfalls zusätzliche Lagerhal
tung bis zum erstmaligen Einsatz) vorteilhaft ist.
Vorzugsweise ist der Betätigungsschalter mit einer Kodierung
versehen, die kraftfahrzeugseitig abfragbar ist und die Er
kennung des Vorhandenseins, Typs und/oder Einbaus des Betäti
gungsschalters erlaubt. Selbst in Fällen, bei denen der Betä
tigungsschalter länderspezifisch an unterschiedlichen Positi
on (links oder rechts vom Lenkrad) angebracht werden kann
oder unterschiedliche Betätigungsschalthebel zur Verfügung
stehen, läßt sich dann eine automatische Betätigungsschalter
detektion mit entsprechender kraftfahrzeugseitiger Überprü
fung, ob der Betätigungsschalter korrekt ausgelegt/angeordnet
ist, durchführen. Hierdurch wird die Funktionszuverlässigkeit
deutlich erhöht, da fehlende, falsch positionierte oder
falsch ausgelegte Betätigungsschalter zu einer umgehenden Re
aktion, zum Beispiel einer Fehlermeldung, führen können und
folglich vermieden wird, daß derartige Fehler erst bei beab
sichtigter Benutzung des Betätigungsschalters durch den Fah
rer erfaßt werden (was zur Folge hätte, daß die gewünschte,
gegebenenfalls sicherheitskritische Funktion gar nicht ausge
löst werden könnte).
In vorteilhafter Ausgestaltung sind zwei Bussysteme, insbe
sondere Bussysteme mit unterschiedlicher Taktfrequenz, mit
einem Umschalter vorgesehen, über den die Verbindung zwischen
den beiden Steuerschaltungen und den Bussystemen umschaltbar
ist. Bei Erfassung von Funktionsfehlern einer Steuerschaltung
oder eines Bussystems kann folglich eine optimierende Um
schaltung zwischen den Bussystemen erfolgen. Hierdurch läßt
sich die Funktionszuverlässigkeit noch weiter erhöhen.
Die zu steuernde Kraftfahrzeugfunktion besteht vorzugsweise
in der Scheibenwischerfunktion, das heißt in der Steuerung
des Scheibenwischers, läßt sich aber auch bei der Blinker
steuerung, Lichtsteuerung
(Fernlicht/Abblendlicht/Lichthupe/Warnblinker/Nebelleuchte
usw.), der Fahrzeuggeschwindigkeitsregelung oder dergleichen
einsetzen. In Betracht kommen alle Steuerungen, die zum Bei
spiel im Lenkrad, im Cockpit oder an sonstiger Stelle im
Kraftfahrzeug aufgrund von manueller Einschal
tung/Ausschaltung zu steuern sind (zum Beispiel auch Fenster
heber, elektrisches Schiebedach, Wegfahrsperren und ähnli
ches).
Fig. 1 ist der allgemeine Aufbau einer elektrischen, im
Kraftfahrzeug einsetzbaren Schaltung in Form einer
Scheibenwischerschaltung dargestellt,
Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer redundant
ausgelegten Kraftfahrzeug-Scheibenwischerschaltung,
Fig. 3 zeigt das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel
in größeren Einzelheiten,
Fig. 4 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Scheiben
wischerschaltung,
Fig. 5 zeigt eine Scheibenwischerschaltung mit Steuerung der
Spannungsversorgung,
Fig. 6 bis 8 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der Schei
benwischerschaltung,
Fig. 9 zeigt einen Betätigungsschalter-Sensor mit alternati
ven widerstands-Codierungen, und
Fig. 10 zeigt einen Betätigungsschalter-Sensor mit optischer
Kodierung.
In Fig. 1 ist der allgemeine Aufbau einer Scheibenwischer
schaltung dargestellt, die ein Beispiel für eine zu steuernde
Kraftfahrzeugfunktion bildet. Ein als Lenkstockschalter aus
gebildeter Scheibenwischerschalter (Wisch-/Wasch-Schalter) 1
ist durch den Fahrer manuell zwischen den Stellungen "AUS",
"Tipp", "Intervall" sowie zwischen zwei unterschiedlichen
schnellen Dauerbetriebsstufen "Stufe I" und "Stufe II" um
schaltbar. Weiterhin ist die Funktion "Frontwaschen" aufruf
bar. Die Schaltkontakte des Scheibenwischerschalters 1 sind
über Verbindungsleitungen 2 (oder über einen Bus) mit einer
elektronischen Steuereinrichtung 3 verbunden, die beispiels
weise als intelligente Schalteinheit (ISU) ausgebildet sein
kann und von der Bordspannungsquelle gespeist wird. Die Steu
ereinrichtung 3 enthält Relais 4, 5 zur Steuerung von Um
schaltern 6, 7, über die ein Scheibenwischermotor 8 zwischen
den Zuständen "aus", "niedrige Scheibenwischergeschwindig
keit" und "hohe Scheibenwischergeschwindigkeit" umschaltbar
ist. Alternativ können anstelle der Relais auch Leistungs-Halb
leiterschalter Anwendung finden.
Der Scheibenwischerschalter 1 samt Steuereinrichtung 3 ist
vorzugsweise Bestandteil eines Lenksäulenmoduls "SCM"
(steering column module), das weitere Kraftfahrzeugfunktionen
(Anfrage aller Funktionen der Lenkstockschalter, Lenkrad-Span
nungsversorgung und Abfrage der Lenkradtaster, Durchlei
tung von Airbagsignalen, Wegfahrsperre, CAN-Anbindung (CAN =
Controller Area Network) mit Gateway zu dem für die Steuerge
rätekopplung vorgesehenen HS-CAN (Hochgeschwindigkeits-CAN)
und dem für Karosserie- und Komfortelektronik vorgesehenen
LS-CAN (Niedergeschwindigkeits-CAN)) umfaßt.
In Fig. 2 ist der elektronische Teil der erfindungsgemäßen
Scheibenwischerschaltung 9 in größeren Einzelheiten darge
stellt. Die Scheibenwischerschaltung 9 enthält eine elektro
nische Steuerschaltung 10 in Form eines Mikroprozessors
(Mikrocontrollers), der mit einem die Arbeitsfrequenz gene
rierenden Taktgeber 11 und einer bordspannungsgespeisten
Spannungsversorgung 12 verbunden ist. Der Mikroprozessor 10
ist mit dem Niedergeschwindigkeits-CAN (LS-CAN) 13 verbunden.
Ferner enthält die Scheibenwischerschaltung 9 eine zweite
elektronische Steuerschaltung 14 in Form eines Mikroprozes
sors, der mit einem eigenen Taktgeber 15 und einer eigenen,
bordspannungsgespeisten Spannungsversorgung 16 versehen ist
sowie damit redundant zu den Komponenten 10 bis 12 aufgebaut
ist sowie unabhängig vom Mikroprozessor 10 arbeiten kann. Die
beiden Mikroprozessoren 10 und 14 sind über eine Verbindungs
leitung 17 oder einen Bus miteinander verbunden und überwa
chen sich gegenseitig, so daß bei Ausfall eines Mikroprozes
sors der andere dessen Aufgaben zumindest teilweise, minde
stens zur Sicherung eines Notbetriebs wie etwa einer Notlauf
funktion der Scheibenwischeransteuerung, übernehmen kann. Aus
diesem Grund sind auch die Taktgeber 11 und 15 sowie die
Spannungsversorgungen 12 und 16 jeweils unabhängig von einan
der aufgebaut. Der Mikroprozessor (Controller) 14 ist an den
Hochgeschwindigkeits-CAN (HS-CAN) 18 angeschlossen und wei
terhin über eine Leitung 19 direkt mit den Scheibenwischer-Relais
20 (Relais 4 und 5 gemäß Fig. 1) verbunden. Zur Schei
benwischerfunktionssteuerung sind zwei völlig unabhängige
Pfade bereitgestellt, nämlich einerseits der Mikroprozessor
10 einschließlich des LS-CAN 13 und der an diesen angeschlos
senen Schalteinheit 27 (siehe Fig. 3), sowie andererseits der
Mikroprozessor 14 und dessen direkte Verbindung (Leitung 19)
zu den Scheibenwischer-Relais 20. Zur Verbesserung der Unab
hängigkeit können die Mikroprozessoren 10 und 14 zusätzlich
noch mit einer unabhängigen Absicherung und mit einem unab
hängigen Überwachungszeitgeber (Watchdog) versehen sein.
In Fig. 3 ist das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel
in größeren Einzelheiten gezeigt. Die Spannungsversorgungen
12 und 16 sind über eigene Sicherungen 22 bzw. 21 an die
Bordspannung angeschlossen. Die Sicherungen 21 und 22 sind
zusammen mit einer höher belastbaren Scheibenwischer
motor-Sicherung 23 in einem Sicherungskasten 24 angeordnet, können
aber auch räumlich oder physikalisch getrennt angeordnet
sein.
Der LS-CAN 13 ist mit einer Schalteinheit 27 verbunden, die
mit einer eigenen Spannungsversorgung PS versehen ist, an ei
nen Relaiskasten 30 angeschlossen ist und die Schaltsignale
für die im Relaiskasten 30 enthaltenen Schaltrelais 4, 5 in
Abhängigkeit von den vom Mikroprozessor 10 zugeführten Steu
erbefehlen generiert. Alternativ können die Relais 4, 5 auch
direkt in der Schalteinheit 27 angeordnet sein, so daß ein
separater Relaiskasten entfallen kann. Das gleiche gilt auch
für den Sicherungskasten 24.
Zusätzlich zur Scheibenwischermotor-Steuerung über den Mikro
prozessor 10 und die Schalteinheit 27 ist eine direkte Re
laissteuerung durch den Mikroprozessor 14 möglich, der über
zwei Ausgangsleitungen selektiv Schalter 25 und 26 steuern
kann, die über Leitungen 28 bzw. 29 direkt mit dem Relais 4
bzw. 5 verbunden sind und somit diese direkt aktivieren kön
nen. Zur Scheibenwischermotor-Steuerung überträgt der Mikro
prozessor 14 somit keine Signale über einen Bus, sondern ge
neriert direkt das entsprechende Schaltsignal für den Schal
ter 25 bzw. 26. Das Relais 4 schaltet hierbei zwischen Bord
spannung (zum Beispiel 12 V) und Masse um und bewirkt damit
die Zeitintervallregelung sowie den Kurzschluß des Motors bei
dessen Stillsetzung in der Sollage. Das Relais 5 schaltet
zwischen der niedrigen und der hohen Scheibenwischergeschwin
digkeit um. Sofern der Scheibenwischermotor 8 nicht direkt
vom Stillstand mit der hohen Geschwindigkeit anlaufen kann,
da das Drehmoment im Stillstand zu niedrig ist, sind der Mi
kroprozessor 14 und die Schalteinheit 27 derart programmiert,
daß zunächst mit der niedrigen Geschwindigkeitsstufe begonnen
und erst dann auf die hohe Geschwindigkeitsstufe umgeschaltet
wird, selbst wenn der Fahrer über den Lenkstockhebel direkt
auf hohe Scheibenwischergeschwindigkeit schalten sollte. Ana
log wird bei Ausschalten zunächst auf die niedrige Geschwin
digkeitsstufe übergegangen und dann erst der Scheibenwischei
motor 8 stillgesetzt, damit zu hohe Schaltströme mit entspre
chendem Verschleiß des Motors, des Verbindungssteckers und
der Schaltkontakte sowie eine hohe Belastung der Sicherungen
vermieden werden können.
Die Schalteinheit 27 kann an die gleiche Sicherung 22 wie die
Spannungsversorgung 12 angeschlossen sein, wobei beim Durch
brennen dieser Sicherung dann nicht nur der Prozessor 10,
sondern auch die Schalteinheit 27 funktionslos werden. Den
noch kann die zu steuernde Kraftfahrzeugfunktion über den se
parat durch Sicherung 21 abgesicherten Prozessor 14 ausge
führt werden. Somit sind Sicherungen 21 und 22 zueinander
redundant.
Wie aus den Figuren ersichtlich ist, ist der Scheibenwischer
motor 8 mit einem zur Erfassung der Motordrehstellung dienen
den Schalter versehen, der in der Motor-Ruhelage
(Scheibenwischer-Ausgangsstellung) offen, ansonsten aber ge
schlossen ist. Die Schalterstellung wird über die gezeigte
Verschaltung von der Schalteinheit 27 abgefragt. Alternativ
zur dargestellten Schaltung kann der Schalter im Motor 8 in
der Schließstellung mit Massepotential verbunden sein und im
Bereich der Schalteinheit 27 über einen "Pull up"-Widerstand
an hohes Potential angeschlossen sein. Das Potential auf der
zum Schalter führenden und von der Schalteinheit abgefragten
Leitung wechselt dann bei einer Motordrehung zwischen hohem
und niedrigen Pegel.
In Fig. 4 ist ein abgeändertes Ausführungsbeispiel darge
stellt, das von dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel
insbesondere hinsichtlich der Relaisansteuerung abweicht. An
stelle der beiden Schalter (Treiber) 25, 26 (Fig. 3) ist ein
einziger, durch den Mikroprozessor 14 gesteuerter Schalter
(Treiber) 31 vorgesehen, der über eine Leitung 32 und zwei
Dioden 33 und 34 an die beiden Relais 4, 5 angeschlossen ist
und deren Masseverbindung steuert. Die beiden Dioden 33 und
34 bewirken in Verbindung mit zwischen die Relais 4, 5 und
die Schalteinheit 27 geschalteten Dioden 33', 34', daß die
Schalteinheit 27 und die Scheibenwischerschaltung 9 unabhän
gig voneinander rückwirkungsfrei die Relais 4, 5 schalten
können. Diese in Fig. 4 gezeigte Schaltung ist insbesondere
für eine Schaltung geeignet, bei der sowohl der Scheibenwi
schermotor 8 als auch die Relais 4 und 5 sowie die Sicherung
23 für einen Anlauf und einen Kurzschluß des Motors bei der
hohen Geschwindigkeitsstufe ausgelegt sind. Bei dieser Schal
tung läßt sich eine Umschaltung der Motorgeschwindigkeit zwi
schen hoher und niedriger Wischergeschwindigkeit nur durch
den Mikroprozessor 10 über die Schalteinheit 27 steuern. Dem
redundanten Mikroprozessor 14 ist somit nur die Notlauffunk
tion "hohe Geschwindigkeit" zugeordnet. Alternativ kann die
Diode 34 auch entfallen, so daß die Leitung 32 nur über die
Diode 33 mit dem Relais 4 verbunden ist und folglich das Re
lais 5 nicht über den Mikroprozessor 14 gesteuert werden
kann. In diesem Fall ist die vom Mikroprozessor gesteuerte
Notlauffunktion die Funktion "niedrige Geschwindigkeit".
Hierbei können der Mikroprozessor 10 und 14 gegebenenfalls
auch stets parallel arbeiten, wobei der Mikroprozessor 10 bei
korrekter Funktionsweise und gewünschter Funktion "hohe Wi
schergeschwindigkeit" das Relais 5 in die entsprechende
Schaltposition umschaltet.
In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel der redundanten elek
trischen Schaltung gezeigt, das nicht nur eine Redundanz der
Kraftfahrzeugfunktion, das heißt hier der Scheibenwischer
funktion, sicherstellt, sondern darüber hinaus auch noch den
im Ruhezustand fließenden Ruhestrom auf oder unter einen ma
ximal zulässigen Wert begrenzt und ferner die Wischerfunktion
auch bei einem Defekt des Schalters "Klemme 15" sicherstellt.
Gemäß Fig. 5 ist der manuell betätigbare, üblicherweise als
Lenkstockhebel ausgebildete Scheibenwischerschalter 35 über
eine Leitung 36 mit jeweils einem Eingang beider Mikroprozes
soren 10 und 14 verbunden. Wenn der Scheibenwischerschalter
35 (bei eingeschalteter Zündung) betätigt wird, wechselt das
Potential auf der Leitung 36 seinen Pegel (hier von hohem auf
niedrigen Pegel), was von den Mikroprozessoren 10 und 14 er
faßt wird und die entsprechenden Steuerfunktionen auslöst.
Der Scheibenwischerschalter wird somit von den beiden Prozes
soren 10 und 14 unabhängig voneinander abgefragt. Sofern
mehrere Funktionen (hohe und niedrige Geschwindigkeit usw.)
redundant realisiert werden sollen, kann die Anzahl von
Schaltern 35 und deren Anschluß an entsprechende Eingänge der
Prozessoren 10 und 14 in entsprechender Weise erhöht werden.
Zur Spannungsversorgung des Scheibenwischerschalters 35 ist
ein Treibertransistor (Schalter) 37 vorgesehen, der eingangs
seitig an die Spannungsversorgung 12 angeschlossen ist und
dessen Steuereingang durch den Mikroprozessor 10 gesteuert
wird. Ferner ist ein ODER-Glied 38 vorgesehen, dessen beide
Eingänge mit Ausgängen der beiden Prozessoren 10 und 14 ver
bunden sind und dessen Ausgang an den Steueranschluß eines
Treibertransistors (Schalter) 39 angeschlossen ist. Der
Schalter 39 ist zwischen die Sicherung 21 und die Spannungs
versorgung 16 geschaltet und schaltet die Spannungsversorgung
16, und damit den Mikroprozessor 14, bei fehlender Aktivie
rung ab, so daß der gesamte Ruhestromverbrauch der Schaltung
verringert ist. Der Taktgeber 15 liegt an der Versorgungs
spannung, die von der Spannungsversorgung 16 bereitgestellt
wird und vom Schalter 39 gesteuert wird. Der Schalter 40
dient dazu, den Stromverbrauch zu verringern, z. B. wenn Klem
me KL15 ausgeschaltet ist, das heißt, wenn der Klemmen-Schalter
41 offen ist und der Mikroprozessor 14 in Betrieb
gehalten werden soll.
Ferner ist ein Klemmenschalter 41 (Klemme 15) vorgesehen, der
in üblicherweise beim Einschalten der Zündung betätigt wird
und dann eine Spannungsteilerschaltung 42 mit Spannung
speist. Die Schaltung 42 ist mit Eingängen der Mikroprozesso
ren 10 und 14 verbunden, wobei das Ansteigen der Ausgangs
spannung der Schaltung 42 bewirkt, daß die Mikroprozessoren
10 und 14 aus dem Ruhezustand in den aktiven Betriebszustand
wechseln.
Die in Fig. 5 gezeigte Schaltung ermöglicht es, zumindest den
Mikroprozessor 14 vollständig zu deaktivieren, wenn vorgege
bene Bedingungen erfüllt sind, beispielsweise ein bestimmtes
Zeitintervall ohne Potentialwechsel auf der Leitung 36 ver
strichen ist. Hierbei werden sowohl die Spannungsversorgung
16 als auch der Taktgeber 15 des Mikroprozessors 15 abge
schaltet. Wenn der Potentialpegel auf der Leitung 36 und/oder
die Ausgangsspannung der Schaltung 42 ansteigt, erzeugt der
Mikroprozessor 10 ein an das ODER-Glied 38 angelegtes Aus
gangssignal, das die Einschaltung des Schalters 39 und damit
der Spannungsversorgung 16 bewirkt. Der Mikroprozessor 14
wird hierdurch aktiviert und schaltet über den Schalter 40
die Stromversorgung von Schalter 35 ein. Zugleich erzeugt der
Mikroprozessor 14 an seinem mit dem ODER-Glied 38 verbundenen
Ausgang ein Ausgangssignal hohen Pegels, so daß nun eine
Selbsthaltung der Spannungsversorgung 16 bewirkt wird und der
Mikroprozessor 14 im aktiven Zustand bleibt, (zumindest so
lange, bis die für den Wechsel in den Ruhemodus vorgesehenen
Bedingungen wieder erfüllt sind). Alternativ kann der Mikro
prozessor 14 auch so ausgelegt sein, daß er selbst im abge
schalteten Zustand in einem leistungsverringerten Bereit
schaftsmodus bleibt (hierzu ist dann vorzugsweise eine eigene
kleine Versorgungsbatterie vorgesehen), so daß er einen Po
tentialwechsel an seinen mit der Leitung 36 bzw. der Schal
tung 42 verbundenen Eingängen erfassen kann und dann selbst
tätig seine Spannungsversorgung aktiviert (über das ODER-Glied
38 und den Schalter 39). In diesem Fall ist die Funkti
onsweise des Mikroprozessors 14 auch unabhängig von derjeni
gen des Mikroprozessors 10 gewährleistet.
Die Spannungsversorgung für den Scheibenwischerschalter 35
kann, ebenso wie dieser Schalter selbst, redundant ausgeführt
sein, um hierdurch die Funktionszuverlässigkeit noch weiter
zu verbessern.
Zur Erhöhung der Funktionssicherheit läßt sich auch die Funk
tion des ODER-Glieds 38 redundant auslegen, wozu ein zweites
ODER-Glied parallel geschaltet wird.
Erfindungsgemäß ist die Schaltung so ausgelegt, daß bei einem
Ausfall von Klemme KL15 (41) die Mikroprozessoren 10, 14
nicht in den Ruhezustand zurückkehren, sondern den Fehler an
zeigen und solange aktiv bleiben, bis der Fehler behoben ist.
Dieser Klemmenausfall läßt sich z. B. dadurch erkennen, daß
unmögliche oder sehr unwahrscheinliche Fahrzeugzustandskombi
nationen erkannt werden, z. B. sehr langer Fahrzeug-Stillstand
bei eingeschalteter Klemme KL15, oder hohe Fahrgeschwindig
keit bei ausgeschalteter Klemme KL15.
Wie auch bei den anderen Ausführungsbeispielen sind die Mi
kroprozessoren 10 und 14 über eine serielle oder parallele
Schnittstelle miteinander verbunden und tauschen entweder in
regelmäßigen Zeitintervallen von beispielsweise 10 ms oder
bei Bedarf, zum Beispiel über Interrupt-Steuerung, gegensei
tig Informationen aus, anhand derer die korrekte Funktionszu
verlässigkeit überprüfbar ist. Wenn ein Mikroprozessor auf
ein Abfragesignal des anderen Mikroprozessors nicht reagieren
sollte, bedeutet dies, daß dieser Mikroprozessor Fehlfunktio
nen zeigt. Im intakten Mikroprozessor können dann, soweit er
forderlich, die Programmschritte zur Sicherstellung des Not
laufbetriebs ausgeführt werden, die eine direkte Übernahme
der Steuerung der Scheibenwischer-Relais 4, 5 und gegebenen
falls die Erzeugung eines zusätzlichen Warnsignals
(vorzugsweise optisch auf einem Display, gegebenenfalls auch
akustisch) umfassen. Bei einer bevorzugten Gestaltung übt der
Mikroprozessor 10 während des normalen Betriebs die Steuerung
der gewünschten Kraftfahrzeugfunktion aus und wird lediglich
vom anderen Mikroprozessor 14 zyklisch oder aperiodisch auf
korrekte Funktionsweise überwacht. Lediglich dann, wenn Fehl
funktionen des Mikroprozessors 10 festgestellt werden, über
nimmt der Mikroprozessor 14 die Steuerung der gewünschten
Notlauffunktion. Während des normalen Betriebs überprüft auch
der Mikroprozessor 10 zyklisch oder aperiodisch, ob der Mi
kroprozessor 14 korrekt funktioniert. Wenn Fehler festge
stellt werden sollten, erzeugt der Mikroprozessor 10 einen
entsprechenden Warnhinweis für den Fahrer, der gegebenenfalls
auch in einem Speicher für spätere Diagnosezwecke gespeichert
wird.
Alternativ oder zusätzlich können die Mikroprozessoren 10 sind
14 gegenseitig als redundanter "Watchdog" arbeiten und sich
gegenseitig beobachten. Wenn zu einem erwarteten Zeitpunkt
keine Kommunikation erfolgt, kann der eine Mikroprozessor bei
dem funktionsgestörten Mikroprozessor einen Reset auslösen.
Die Fehlerregistrierung und die Erzeugung eines Warnhinweises
wird vom Mikroprozessor 14 vorzugsweise über den Hochge
schwindigkeits-CAN 18 weitergeleitet und führt damit zur ra
schen Fehlermeldung selbst in Fällen, in denen das andere
Bussystem LS-CAN 13 gestört sein sollte.
Zur weiteren Erhöhung der Ausfallsicherheit können auch ver
schiedenartige Mikroprozessoren 10 und 14 eingesetzt werden,
die hardwaremäßig anders aufgebaut und/oder softwaremäßig an
ders programmiert sind, jedoch derart, daß die gewünschten
Steuerfunktionen jeweils in gleicher Weise ausgeführt werden
können. Hierdurch lassen sich beispielsweise chargenabhängige
Hardwarefehler vermeiden oder verhindern, daß gleichartige
Störungen, zum Beispiel elektromagnetische Einstrahlungen,
beide Mikroprozessoren in gleichartiger Weise negativ beein
flussen. Zugleich läßt sich die Möglichkeit verringern, daß
Softwarefehler zu gleichartigen Ausfällen der beiden Mikro
prozessoren führen.
In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, das
sich durch geringe Anzahl von Bauteilen auszeichnet und auch
aus diesem Grund erhöhte Zuverlässigkeit besitzt. Die Redun
danz ist hierbei auf das Vorsehen des weiteren Mikroprozes
sors 14 und dessen Beschaltung einschließlich der zu den Re
lais 4, 5 führenden Komponenten beschränkt. Der Taktgeber 11
ist mit beiden Mikroprozessoren 10 und 14 verbunden und er
zeugt deren Arbeitstakt, das heißt, der Mikroprozessor 14
verfügt über keinen eigenen Taktgeber. Auch die Spannungsver
sorgung des Mikroprozessors 14 ist vereinfacht. Das Ausgangs
signal der Spannungsteilerschaltung 42 wird nicht nur an
Steuereingänge der Mikroprozessoren 10 und 14 angelegt, son
dern über eine Leitung 43 direkt zu dem Spannungsversorgungs
anschluß des Mikroprozessors 14 geleitet. Zur Spannungsstabi
lisierung ist eine Zenerdiode 44 zwischen die Leitung 43 und
Masse geschaltet. Als Mikroprozessor 14 kann damit ein beson
ders einfach aufgebauter und robuster Controller vorgesehen
werden, der direkt von der (spannungsgeteilten) Bordnetzspan
nung (an Klemme 15) gespeist wird. Mit der Leitung 43 ist
ferner der Scheibenwischerschalter 35 (über einen Vorwider
stand) verbunden, so daß die Leitung 43 zugleich auch die
Spannungsspeisung des Scheibenwischerschalters 35 bewirkt.
Die weiteren Komponenten dieses Ausführungsbeispiels sind
vorstehend bereits erläutert und werden nicht nochmals be
schrieben. Generell gelten für alle hier erläuterten Ausfüh
rungsbeispiele jeweils die bei vorhergehenden Ausführungsbei
spielen zu entsprechenden Komponenten bereits getroffenen
Feststellungen, soweit nicht anderweitig vermerkt.
Im folgenden wird der Ruhestromaspekt eingehender betrachtet.
Zur Verringerung des insgesamt benötigten Ruhestroms ist die
Kraftfahrzeugschaltung vorzugsweise derart ausgelegt, daß der
Mikroprozessor 14 samt Spannungsversorgung 16 und Taktgeber
15 nur im Fahrbetrieb, das heißt bei eingeschalteter Klemme
KL15, aktiviert sind. Dies läßt sich gemäß Fig. 6 beispiels
weise dadurch erreichen, daß der Mikroprozessor 14 seine
Spannungsversorgung über die Klemme KL15 bezieht. Alternativ
kann die Spannungsversorgung 16 gemäß den Fig. 5 und 7 in Ab
hängigkeit von dem Einschaltzustand der Klemme KL15 über den
Schalter 39 (T1) ein- und ausgeschaltet werden. Damit auch
für diese Funktion eine Redundanz erzielt wird, kann der Mi
kroprozessor 14 seine eigene Spannungsversorgung über das
ODER-Glied 38 (Fig. 5 und 7) selbsttätig aufrecht erhalten,
wenn er eine Störung des Mikroprozessors 10 erkannt hat. In
diesem Fall kann der Mikroprozessor 10 keine Abschaltung der
Spannungsversorgung des Mikroprozessors 14 steuern.
Bei der Erfindung ist vorzugsweise neben dem normalen Be
triebsmodus (RUN-Modus) und dem Schlafmodus (SLEEP-Modus bzw.
Bereitschaftszustand), bei dem die Mikroprozessoren verrin
gerten Strom benötigen, noch ein "Verschiffungsmodus" vorge
sehen, bei dem der Ruhestrombedarf noch weiter verringert
ist. Beim Schlafmodus wird beispielsweise der interne Takt
des Mikroprozessors herabgesetzt und/oder es werden einzelne
Mikroprozessorbereiche stromlos geschaltet, wobei der Mikro
prozessor aus diesem Schlafmodus entweder zyklisch selbst
aufwacht oder durch externe Ereignisse, beispielsweise über
eine Resetleitung oder Interrupt-Leitung, geweckt wird. Der
bei diesem Schlafmodus verringerte Strombedarf kann jedoch in
manchen Fällen immer noch zu hoch sein, insbesondere dann,
wenn Kraftfahrzeuge beispielsweise für mehrere Wochen ver
schifft werden und/oder wochenlang auf Halde stehen. Der Ru
hestrom beträgt im allgemeinen ca. 1 mA, wobei aber für sol
che Phasen wochenlanger Inaktivität ein noch weiter verrin
gerter Ruhestrom von weniger als 0,1 mA erwünscht wäre.
Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine
Lösung auch für dieses zusätzliche Problem bereitgestellt.
Die beiden Mikroprozessoren 10 und 14 verfügen jeweils über
einen Algorithmus, durch welchen sie ihre eigene Spannungs
versorgung nach einer gewissen Zeit, zum Beispiel nach einem
Woche ohne Betätigung, oder auf externe Anforderung, zum Bei
spiel aufgrund einer Diagnoseanforderung am Bandende, oder
nach einem bestimmten Ereignis (oder einer bestimmten Ereig
nisfolge), zum Beispiel Abstellen des Fahrzeugs am Flughafen
und gezieltes Befehlen des Übergangs in den Verschiffungsmo
dus, zum Beispiel durch mehrfaches Betätigen der Fernbedie
nung oder durch langes Verweilen in der Verriegeln-Stellung
des Schließzylinders in der Tür, selbsttätig abschalten und
damit in den Verschiffungsmodus übergehen. Hierdurch wird ein
sehr geringer Ruhestrom sichergestellt. Zu diesem Zweck ist
zusätzlich zu dem in Fig. 5 gezeigten Schalter 39 ein Schal
ter (Schalttransistor bzw. Treiber) 45 (T0) vorgesehen, der
vor die Spannungsversorgung 12 des Mikroprozessors 10 ge
schaltet ist und diese bei fehlender Aktivierung abschaltet.
Die Steuereingänge der Schalter 39 und 45 sind miteinander
und mit dem Ausgang des ODER-Glieds 38 verbunden. Bei diesem
Ausführungsbeispiel werden die Spannungsversorgungen 12 und
16, und damit die Mikroprozessoren 10 und 14, jeweils gleich
zeitig ein- und ausgeschaltet. Wie in Fig. 7 gezeigt ist,
wird die Wiedereinschaltung der Spannungsversorgung in schal
tungstechnisch einfacher Weise dadurch erzielt, daß das
ODER-Glied 38 mit einem dritten Eingang versehen ist, der über ei
ne Leitung 46 an den Ausgang der Schaltung 42 angeschlossen
ist. Wenn die Klemme 15 eingeschaltet wird, erzeugt das
ODER-Glied 38 somit ein Ausgangssignal hohen Pegels, durch das die
beiden Schalter 39 und 45 eingeschaltet werden. Damit werden
auch die Spannungsversorgungen 12 und 16 aktiviert, so daß
die Mikroprozessoren 10 und 14 in den aktiven Betriebsmodus
wechseln.
Die Mikroprozessoren 10 und 14 können alternativ softwaremä
ßig auch derart ausgelegt sein, daß sie bei Abschalten der
Klemme 15 ihre Spannungsversorgungen 12 und 16
(beispielsweise durch Abschalten ihrer an das ODER-Glied 38
angelegten Ausgangssignale), oder aber auch die Spannungsver
sorgung des gesamten Lenksäulenmoduls abschalten und damit in
den Verschiffungsmodus übergehen.
Jedoch kann die Steuerung auch derart ausgelegt werden, daß
der Verschiffungsmodus nach der Reaktivierung aus dem Ver
schiffungsmodus nachfolgend nie wieder eingenommen wird. Al
ternativ kann die Kraftfahrzeugschaltung auch so ausgelegt
sein, daß der Verschiffungsmodus nicht sofort bei Einschal
tung der Klemme KL15 verlassen wird, sondern erst dann, wenn
zusätzlich über den Bus CAN oder über eine sonstige Schnitt
stelle ein entsprechender Befehl zugeführt wird. Beispiels
weise kann der Übergang aus dem Verschiffungsmodus in den
normalen Betriebsmodus oder Schlafmodus dadurch erreicht wer
den, daß bei eingeschalteter Klemme KL15 oder innerhalb einer
vorgegebenen Zeit nach Ausschaltung der Klemme KL15 ein vor
bestimmtes Ereignis oder eine Folge von Ereignissen hervorge
rufen wird, beispielsweise gleichzeitige Aktivierung aller
Fensterheber oder Aktivierung des oder der Lenkstockschalter
gemäß einem vordefinierten Muster, oder Überschreiten einer
bestimmten Geschwindigkeit oder Fahrtstrecke, oder Über
schreiten der Motortemperatur für eine bestimmte Mindestzeit
spanne oder Volltanken usw.
In Fig. 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt,
das weitgehend auf dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbei
spiel beruht, jedoch einen Zugriff beider Mikroprozessoren 10
und 14 zu beiden Bussen HS-CAN 18 und LS-CAN 13 ermöglicht.
Dies erhöht die Ausfallsicherheit noch weiter. Hierzu ist ein
Relais 47 vorgesehen, das vorzugsweise von beiden Mikropro
zessoren 10 und 14, mindestens aber vom Mikroprozessor 14,
gesteuert werden kann und über einen Umschalter 48 die Ver
bindung zwischen den beiden Bussen LS-CAN und HS-CAN und den
Mikroprozessoren 10 und 14 umschalten kann. Anstelle des Re
lais (Doppelrelais) 47 samt Umschalter 48 können auch zwei
Doppelrelais zur Erhöhung der Ausfallsicherheit vorgesehen
sein. Bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel sind
die bei Fig. 7 vorgesehenen Schalter (Treiber) 25 und 26 ein
schließlich der direkten Steuerung der Scheibenwischerrelais
entfallen, da der Mikroprozessor 14 die Steuersignale nun
über den Bus 13 oder den Bus 18 überträgt. Alternativ können
diese Schalter 25 und 26 samt zugehöriger Schaltung (wie bei
spielsweise in Fig. 3 gezeigt) zusätzlich vorgesehen sein, so
daß die direkte Steuerbarkeit des Scheibenwischerrelais er
halten bleibt.
Die in Fig. 8 gezeigte Ausgestaltung ermöglicht unter anderem
die folgende Betriebsweise. Wenn der Mikroprozessor 14 bei
spielsweise detektiert, daß der Mikroprozessor 10 ausgefallen
ist, führt der Mikroprozessor 14 über den Bus (HS-CAN) 18 al
le Schritte aus, die für den Start des Fahrzeugs erforderlich
sind (insbesondere die Wegfahrsperrenfunktionen). Anschlie
ßend schaltet der Mikroprozessor 14 auf den anderen Bus
(LS-CAN) 13 um und gibt dann je nach Anforderung Befehle für den
Scheibenwischereinsatz, Blinkereinsatz oder dergleichen über
den Bus 13 weiter.
Vorzugsweise sind hierbei die Scheibenwischerfunktion und die
Fahrzeuggeschwindigkeitsregelung gegenüber anderen Funktionen
mit höherer Priorität versehen. Der intakte Mikroprozessor
greift somit vorzugsweise auf den Bus HS-CAN 18 für die Ge
schwindigkeitsregelung zu und steuert die Scheibenwischerre
lais direkt an, so daß er nur bei Bedarf kurzzeitig auf den
Bus 13 (LS-CAN) umschaltet. Wenn demgegenüber der Mikropro
zessor 14 fehlerhaft sein sollte, übernimmt analog der Mikro
prozessor 10 dessen Funktionen unter entsprechender Umschal
tung zwischen den Bussen 13 und 18.
Im Zusammenhang mit erhöhter Funktionszuverlässigkeit stellt
sich ein weiteres Problem dahingehend, daß der Scheibenwi
scherhebel, das heißt allgemein ein Lenkstockschalter, län
derspezifisch an unterschiedlichen Stellen angeordnet sein
kann. Beispielsweise ist der Scheibenwischerhebel in Europa
üblicherweise rechts von der Lenksäule angeordnet, wohingegen
er in Japan links sitzt. Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird daher zusätzlich, oder alternativ, sichergestellt, daß
automatisch erkannt werden kann, auf welcher Seite der
Lenkstockhebel, insbesondere der Scheibenwischerhebel ange
ordnet ist. Diese Detektion kann etwa am Bandende erfolgen.
Auf jeden Fall erfolgt die Erkennung der Position, gegebenen
falls aber auch des Typs des Lenkstockhebels, bevor der Fah
rer etwa in einer Notsituation die Kraftfahrzeugsituation,
zum Beispiel Scheibenwischerfunktion, aktivieren möchte.
Eine Lösung besteht in der mechanischen Kodierung des Lenk
säulenmoduls SCM und des oder der Lenkstockschalter, was al
lerdings zu mechanischer Schwerfälligkeit des Lenksäulenmo
duls führen kann und die Vorteile universeller, frei program
mierbarer Schalter aufgibt.
Vorzugsweise ist der Lenkstockhebel daher mit einer elektri
schen, optischen oder sonstigen Kodierung versehen, durch die
der Lenkstockhebel auf elektrischem, optischem oder sonstigen
Wege ständig überwacht wird. Diese Überwachung kann peri
odisch durchgeführt werden, zum Beispiel jeweils nach einer
bestimmten Anzahl von Sekunden, oder kann nach bestimmten Er
eignissen erfolgen, zum Beispiel beim Einschalten der Klemme
KL15, bei Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit, oder
dergleichen.
Wie in Fig. 9 gezeigt ist, kann zur Kodierung beispielsweise
in den Lenkstockhebel ein spezieller Kodierungswiderstand R1
eingebaut sein, der über zwei Anschlüsse bestromt und abge
fragt wird. Ein richtiger Widerstandswert signalisiert, daß
der Lenkstockhebel korrekt positioniert ist und vom richtigen
Typ ist. Wenn der gemessene Widerstand demgegenüber vom er
warteten Wert abweichen sollte und beispielsweise unendlich
ist, wird dies von der zugehörigen Steuerschaltung als falsch
positionierter oder falsch ausgelegter Lenkstockhebel einge
stuft und eine entsprechende Warnung an den Fahrer abgegeben,
oder am Bandende kann eine Fehlermeldung erfolgen.
Alternativ kann statt eines der beiden Anschlüsse die ohnehin
im Schalter (Lenkstockhebel) bereits vorhandene Masseleitung
verwendet werden, so daß nur ein einziger zusätzlicher An
schluß erforderlich ist und die Steuerschaltung den über die
sen Anschluß und Widerstand R2 fließenden Strom zur Wider
standsdetektion mißt.
Bei der in Fig. 9 gezeigten weiteren Alternative sind Wider
stände R3, R4 in dem Schaltwerk und/oder Schalthebel derart
angeordnet, daß ihre Widerstandswerte ohne zusätzlichen An
schluß eingelesen werden können. Die Widerstandcodierung wird
in diesem Fall bei aktiviertem Hebel (Wischer, Geschwindig
keitsregler oder dergleichen) eingelesen, da dann eine ent
sprechende Kontaktgabe zwischen dem Kodierungswiderstand und
dem Lenksäulenmodul hergestellt ist. Damit sichergestellt
ist, daß eine Probebetätigung des Schalters zur Kodierungs
überprüfung erfolgt, ist in diesem Fall vorzugsweise vorgese
hen, eine akustische oder optische Warnung nach dem Einschal
ten der Zündung zu erzeugen, die erst nach dem Betätigen des
oder der Schalthebel beendet wird. Diese Vorgehensweise kann
analog der Steuerung der Bremskontrolleuchte durchgeführt
werden.
Statt dessen ist es auch möglich, den Kodierungswiderstand so
am Schalter (Lenkstockhebel) anzuordnen, beispielsweise an
einer außenliegenden Kontaktfläche, daß er ohne separate, als
Lenkstockhebel ausgebildete Anschlüsse abgefragt werden kann.
Hierzu muß dann lediglich der am Lenksäulenmodul im Bereich
der Soll-Anlagefläche des Lenkstockhebel-Kodierungs
widerstands vorhandene Widerstandswert gemessen
werden und hieraus auf die Geeignetheit und richtige Positio
nierung des Lenkstockhebels geschlossen werden.
Alternativ sind auch mechanische Kodierungen möglich, die
elektrisch eingelesen werden können, ohne daß der mechanische
Aufbau des Lenksäulenmoduls beeinträchtigt wird. Dies erlaubt
es, ein Standard-Lenksäulenmodul zu verwenden, das hinsicht
lich seines mechanischen Aufbaus nicht auf unterschiedliche
Schalthebel und/oder Schalthebel-Schaltwerke abgestimmt sein
muß. Als Beispiel können an dem Lenkstock und/oder Schalthe
bel und/oder Schaltwerk ein oder mehrere Geber in Form von
Ferriten, Spulen, Elektroden, Reflektoren, Lichtöffnungen
oder dergleichen angeordnet sein, die von dem Lenksäulenmodul
abgefragt werden. In Fig. 10 ist ein Beispiel für eine derar
tige Gestaltung dargestellt. An dem schematisch dargestellten
Lenkstockhebel (oder Schaltwerk) 49 ist ein Reflektor 50 an
gebracht. Am Lenksäulenmodul 51 ist eine Reflexionslicht
schranke 52 mit Lichtsender und Empfänger angeordnet. Bei
korrekt positioniertem Reflektor 50, das heißt korrekt ange
ordnetem Lenkstockhebel, wird der Lichtempfänger der Licht
schranke 52 durch das vom Lichtsender ausgesandte Licht be
strahlt, was als ordnungsgemäße Anbringung eines korrekten
Schalthebels ausgewertet wird.
Alternativ kann im Schalthebel oder Schaltwerk auch ein eige
ner Lichtsender (oder Lichtempfänger) 53 vorgesehen sein, der
mit der dann als Lichtempfänger bzw. Lichtsender dienenden
Komponente 52 eine Durchgangs-Lichtschranke bildet.
Der Schalter 35 ist in den in den vorstehend beschriebenen
bisherigen Ausführungsbeispielen stets mit elektrischen
Schaltkontakten dargestellt. Ohne Einschränkung der Allge
meinheit können statt dessen andere Arten von Signalgebern,
Sensoren eingesetzt werden, zum Beispiel optische Sensoren,
Hall-Sensoren, usw.
Claims (21)
1. Redundant ausgelegte, elektrische Schaltung zur
Steuerung einer Kraftfahrzeugfunktion, insbesondere eines
Kraftfahrzeug-Scheibenwischers, die über einen manuell
betätigbaren Schalter (35) ein- und/oder ausschaltbar ist,
mit zwei elektronischen Steuerschaltungen (10, 14),
die mit dem manuell betätigbaren Schalter (35) verbunden
sind, die Kraftfahrzeugfunktion jeweils unabhängig von der
anderen elektronischen Steuerschaltung steuern können, sich
gegenseitig hinsichtlich ihrer Funktion überwachen und über
unterschiedliche Signalpfade (13, 18, 28, 29, 32) mit einem
Betätigungsorgan (4, 5, 8) der Kraftfahrzeugfunktion
verbunden sind.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die eine elektronische Steuerschaltung (10) über einen
Bus (13) und eine Schalteinheit (27) mit dem Betätigungsorgan
(4, 5, 8) verbunden ist und die andere elektronische
Steuerschaltung (14) über eine direkt von ihr gesteuerte
Schalteinrichtung (25, 26; 31) an das Betätigungsorgan (4, 5,
8) angeschlossen ist.
3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Bus (13) ein für niedrige Geschwindigkeit ausgelegter
Bus (LS-CAN) ist und daß die andere elektronische
Steuerschaltung (14) an einen für hohe Geschwindigkeit
ausgelegten Bus (18) angeschlossen ist.
4. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnete daß getrennte Spannungsversorgungen
(12, 16) zur Spannungsspeisung der beiden elektronischen
Steuerschaltungen (10, 14) vorgesehen sind und/oder die
beiden elektronischen Steuerschaltungen getrennt abgesichert
sind, getrennte Taktgeber (11, 15) enthalten und/oder die
Spannungsversorgung des manuell betätigbaren Schalters (35)
redundant ausgebildet ist.
5. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan (4, 5, 8)
ein vorzugsweise redundant ausgebildetes Schaltrelais (4, 5)
oder mindestens einen Leistungs-Halbleiterschalter zum
Schalten der Bestromung eines im Betätigungsorgan enthaltenen
Antriebsmotors (8) enthält.
6. Schaltung nach Anspruch 5 in Verbindung mit
Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltrelais oder
der mindestens eine Leistungs-Halbleiterschalter über
mindestens eine Diode (33, 34) mit der Schalteinrichtung (31)
verbunden ist.
7. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden elektronischen
Steuerschaltungen zur Funktionsüberprüfung der jeweils
anderen Steuerschaltung gegenseitige Informationen
austauschen und/oder die Kommunikation der jeweils anderen
Steuerschaltung nach Art eines Überwachungszeitgebers
(Watchdog) überprüfen.
8. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden elektronischen
Steuerschaltungen unterschiedlich strukturiert sind.
9. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch mindestens einen Schalter (39, 45) zum
Ein/Ausschalten der Spannungsversorgung (12, 16) einer oder
beider elektronischer Steuerschaltungen (10, 14), dessen
Schaltzustand durch eine oder beide elektronischen
Steuerschaltungen (10, 14) steuerbar ist.
10. Schaltung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch
ein gegebenenfalls redundant ausgebildetes ODER-Glied (38),
das von beiden Steuerschaltungen (10, 14) generierte
Einschaltsignale verknüpft und dessen Ausgang mit dem
mindestens einen Schalter (39, 45) verbunden ist.
11. Schaltung nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß das ODER-Glied (38) einen weiteren
Eingang aufweist, an den ein Einschaltsignal zur Einschaltung
der Steuerschaltungs-Spannungsversorgungen (12, 16) anlegbar
ist.
12. Schaltung nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der weitere Eingang des ODER-Glieds (38)
an eine Schaltung (42) angeschlossen ist, die bei
eingeschalteter Kraftfahrzeugzündung eine Spannung erzeugt.
13. Schaltung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide
elektronischen Steuerschaltungen (10, 14) so programmiert
sind, daß sie ihre Spannungsversorgung (12, 16) bei Auftreten
bestimmter Bedingungen abschalten.
14. Schaltung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der insbesondere als
Schalthebel ausgebildete, manuell betätigbare Schalter (35)
zum Ein- und Ausschalten der Kraftfahrzeugfunktion mit einer
Kodierung (50) zum Erkennen des Vorhandenseins, des Typs
und/oder der Position des Schalters versehen ist.
15. Schaltung nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kodierung elektrisch, mechanisch oder
optisch abgefragt wird.
16. Schaltung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Busse (13, 18)
vorgesehen sind, die über einen Umschalter (47, 48) wahlweise
mit der einen oder der anderen elektronischen Steuerschaltung
(10, 14) verbindbar sind.
17. Schaltung nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß der Umschalter (47, 48) durch mindestens
eine, vorzugsweise durch beide Steuerschaltungen (10, 14)
umschaltbar ist.
18. Schaltung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Spannungsteilerschaltung
(42), die an eine bei eingeschalteter Kraftfahrzeugzündung
spannungsführende Komponente (KL15) angeschlossen und mit
mindestens einer der beiden Steuerschaltungen (10, 14)
verbunden ist.
19. Schaltung nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, daß der Spannungsversorgungseingang einer der
beiden elektronischen Steuerschaltungen (14) an den Ausgang
der Spannungsteilerschaltung (42) angeschlossen ist.
20. Schaltung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch
ein spannungsstabilisierendes Element, insbesondere eine
Zenerdiode (44), das zwischen den Spannungsversorgungseingang
der einen Steuerschaltung (14) und Masse geschaltet ist.
21. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche
in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen der Schalteinheit (27) und dem Betätigungsorgan (4,
5) mindestens eine Diode (33', 34') angeordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998130581 DE19830581A1 (de) | 1998-07-08 | 1998-07-08 | Redundant ausgelegte elektrische Schaltung zur Steuerung einer über einen Schalter ein- und ausschaltbaren Kraftfahrzeug-Funktion, insbesondere eines Scheibenwischers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998130581 DE19830581A1 (de) | 1998-07-08 | 1998-07-08 | Redundant ausgelegte elektrische Schaltung zur Steuerung einer über einen Schalter ein- und ausschaltbaren Kraftfahrzeug-Funktion, insbesondere eines Scheibenwischers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19830581A1 true DE19830581A1 (de) | 2000-01-13 |
Family
ID=7873387
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1998130581 Ceased DE19830581A1 (de) | 1998-07-08 | 1998-07-08 | Redundant ausgelegte elektrische Schaltung zur Steuerung einer über einen Schalter ein- und ausschaltbaren Kraftfahrzeug-Funktion, insbesondere eines Scheibenwischers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19830581A1 (de) |
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