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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung eines Klappenauspuffs eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Motorrads.
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Bei Kraftfahrzeugen, insbesondere Motorrädern und PKWs kommt oft ein sogenannter Klappenauspuff zum Einsatz, bei dem im Auspuffrohr eine Klappe mit Stellmotor und ein zugeordnetes Steuergerät für den Stellmotor vorgesehen ist, welches mit einem Datenbus des Kraftfahrzeuges kommuniziert, um anhand konkreter Fahrdaten, wie Geschwindigkeit, Drehzahl etc. die Klappe über den Stellmotor in unterschiedliche Öffnung- bzw. Schließstellungen zu bewegen. Über ein Bedienelement mit mindestens einer Taste können unterschiedliche fest vorgegebene Klappenstellungen angewählt werden. Wird die Klappe geschlossen, verfügt der Klappenauspuff in der Regel über eine höhere Schalldämmleistung, was insbesondere für den innerstädtischen Betrieb gewünscht ist. Wird hingegen die Klappe geöffnet, wird die Schalldämmleistung des Klappenauspuffs verringert, sodass das Motorengeräusch stärker in den Vordergrund tritt, oftmals einhergehend mit einer Leistungssteigerung des Motors durch geringeren Staudruck in der Abgasanlage. Sofern ein solcher Klappenauspuff durch Kommunikation mit dem Datenbus des Kraftfahrzeuges eine automatische Steuerung der Klappe bietet, können trotz gewünschtem stark akzentuierten Motorengeräusch die Zulassungsvoraussetzungen eingehalten bzw. eine Betriebserlaubnis erwirkt werden, da zum Beispiel innerstädtisch die geforderten Maximallautstärken im Stand und bei Vorbeifahrt mit entsprechend geschlossener Klappe eingehalten werden können.
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Darüber hinaus sind Adapter verfügbar, mit denen die Steuerung des Klappenauspuffs außer Kraft gesetzt werden kann, um beispielsweise die Klappe dauerhaft in der Öffnungsstellung zu halten, etwa wenn das Kraftfahrzeug außerhalb öffentlicher Straßen, zum Beispiel auf einer Rennstrecke bewegt wird.
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Die zu diesem Zweck verfügbaren Adapter sind einfach aufgebaut undverfügen neben einem Standbymodus, in welchem die Klappensteuerung in der vorgenannten Weise unbeieinflusst erfolgt, auch über einen Blockiermodus, in welchem beispielsweise über eine entsprechende Relais-Ansteuerung die verwendeten CAN-Bus Datenleitungen abgetrennt oder das Steuergerät des Klappenauspuffs von der Stromversorgung getrennt werden. Durch eine Trennung der beiden Datenleitungen der CAN-Bus-Schienekann auch eine Abschaltung des Steuergerätes provoziert werden. Eine weitere bekannte Methode sieht eine Trennung der Verbindung zwischen Steuergerät und Stellmotor vor. Nachteilig bei derartigen Systemen ist jedoch deren große Fehleranfälligkeit und der stets undefinierte Zustand der Klappe bei Aktivierung des Blockiermodus, da lediglich die aktuell vorherrschende Klappenstellung eingefroren wird. Überdies produziert ein solcher Adapter Warn- oder Fehlermeldungen des elektronischen Steuergeräts des Klappenauspuffs und/oder im Datenbus des Kraftfahrzeuges. Im schlimmsten Fall wird die Fahrzeugelektronik unvermittelt in ein Notlaufprogramm versetzt, woraus sich gefährliche Fahrsituationen ergeben können.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die sich auf besonders einfache Weise in die Fahrzeugumgebung integrieren lässt und unabhängig von der aufgerufenen Klappenstellung eine Beeinträchtigung der Fahrzeugelektronik zuverlässig ausschließt.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Schutzanspruchs 1 vorgeschlagen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung schlägt vor, dass die Vorrichtung nach Art eines Adapters eine erste Schnittstelle zum Anschluss des Steuergeräts und eine zweite Schnittstelle zum Anschluss des Datenbusses des Kraftfahrzeuges sowie einen mit den beiden Schnittstellen bidirektional kommunizierenden Prozessor umfasst, der den Datenstrom zwischen dem Steuergerät des Klappenauspuffs und dem Datenbus des Kraftfahrzeuges in bidirektionaler Richtung überwacht und je nach Einstellung unverändert oder mit veränderten Daten, auch als Alternativdaten bezeichnet, abwickelt.
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Zu diesem Zweck ist eine Schalteinrichtung vorgesehen, mittels derer der Prozessor zwischen den mindestens zwei Betriebszuständen umschaltbar ist, wobei in einem ersten (Stand-by-) Betriebszustand der Prozessor die Daten zwischen den Schnittstellen unverändert durchleitet und in dem mindestens einen weiteren Betriebszustand die Daten von der zweiten Schnittstelle, welche mit dem Datenbus kommuniziert, an die erste Schnittstelle, welche mit dem Steuergerät kommuniziert, nicht weiterleitet. Erfindungsgemäß werden dann die von der Fahrzeugelektronik an das Steuergerät gesendeten Daten auf ihrem Weg von der zweiten zur ersten Schnittstelle des Adapters jedoch nicht nur vom Prozessor abgefangen und zurückgehalten, sondern gegen vorgebbare Alternativdaten ausgetauscht, die sodann als Antwort auf die vom Steuergerät angeforderten Daten vom Prozessor an das Steuergerät über die erste Schnittstelle zurückgegeben werden. Bei diesen Alternativdaten handelt es sich beispielsweise um solche, die das Steuergerät veranlassen, die gewünschte Klappenstellung durch entsprechende Ansteuerung des Stellmotors aufzusuchen bzw. aufrechtzuerhalten, beispielsweise die Öffnungsstellung. Bevorzugt können die Alternativdaten so ausgewählt sein, dass eine fahrzustandsabhängigeautomatische Steuerung der Klappe durch das Steuergerät verhindert, aber eine manuelle Änderung der vorgesehenen Klappenstellungen durch das Steuergerät mit dessen vorgesehenen Bedienelementen ermöglicht wird.
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Auf diese Weise ist es erfindungsgemäß sichergestellt, dass in einem ersten Betriebszustand, welcher einem Stand-by-Modus entspricht, die erfindungsgemäße Vorrichtung im Gesamtsystem der Fahrzeugelektronik nicht sichtbar ist, da sie lediglich in den vorhandenen bidirektionalen Kommunikationsweg zwischen dem Datenbus des Kraftfahrzeugs und dem Steuergerät für den Stellmotor des Klappenauspuffs zwischengeschaltet ist, ohne jedoch die über diesen Kommunikationsweg ausgetauschten Daten zu verändern. Insoweit ist es dem Steuergerät möglich, in bestimmungsgemäßer Weise permanent relevante Fahrdaten, wie Geschwindigkeit, Motordrehzahl etc. über den Datenbus in der Fahrzeugelektronik anzufragen, da der Prozessor diese Datenanfragen durchleitet. Die daraufhin über den Datenbus von der Fahrzeugelektronik an das Steuergerät gesendeten angeforderten Daten leitet der Prozessor gleichermaßen durch, sodass es dem Steuergerät ermöglicht ist, diese angeforderten Daten zu empfangen, auszuwerten und hieraus die vorgesehenen Steuerbefehle für den Stellmotor der Klappe zu generieren.
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Im weiteren Betriebszustand, welcher einem manuellen Modus entspricht, ist es zwar dem Steuergerät nach wie vor möglich, in bestimmungsgemäßer Weise permanent relevante Fahrdaten, wie Geschwindigkeit, Motordrehzahl etc. über den Datenbus in der Fahrzeugelektronik anzufragen, da der Prozessor diese Datenanfragen nach wie vor durchleitet, jedoch werden die daraufhin über den Datenbus von der Fahrzeugelektronik an das Steuergerät gesendeten angeforderten Daten im Prozessor des Adapters abgefangen und nicht an das Steuergerät weitergegeben, sodass dieses auch keine entsprechenden Steuerbefehle für den Stellmotor der Klappe generiert. Vielmehr werden vom Prozessor Alternativdaten übermittelt, die das Steuergerät zu keiner von der Einstellung per Bedienelement abweichenden Steuerung der Klappe veranlassen.
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Da auch in diesem Falle das Steuergerät auf die Datenanfrage über die erste Schnittstelle weiterhin entsprechende Datenantworten vom Prozessor über die erste Schnittstelle erhält, werden am Steuergerät keinerlei Fehlermeldungen ausgelöst, da das Steuergerät nach wie vor eine einwandfrei funktionierende Datenkommunikation detektiert.
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In einer Ausführungsform der Erfindung lässt das Steuergerät drei standardmäßige Betriebsmodi des Klappenauspuffs zu, die durch Drücken einer Taste des zum Klappenauspuff gelieferten Bedienelements ausgewählt werden können:
- In einem ersten Betriebsmodus, der üblicherweise standardmäßig voreingestellt und bei Einschalten der Zündung des Kraftfahrzeuges vorgegeben ist, ist die Klappe dauerhaft geschlossen.
- In einem zweiten Betriebsmodus, der durch Druck auf die Taste des Bedienelements aufgerufen wird, steht die Klappe offen, unterliegt aber einer parameterbedingten Steuerung durch das Steuergerät, d.h. wird bei Vorliegen entsprechender Parameter bzw. Daten aus dem CAN-Bus geschlossen.
- In einem dritten Betriebsmodus steht die Klappe halboffen, unterliegt aber einer parameterbedingten Steuerung durch das Steuergerät, d.h. wird bei Vorliegen entsprechender Parameter bzw. Daten aus dem CAN-Bus geschlossen.
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Erfindungsgemäß ist es sodann möglich, das Steuergerät im zweiten und dritten Betriebsmodus, in welchen eine parameterabhängige Steuerung der Klappenstellung erfolgt, durch Alternativdaten der in den manuellen Modus versetzten erfindungsgemäßen Vorrichtung zu manipulieren, nicht jedoch im ersten Betriebsmodus mit stets geschlossener Klappe.
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Sofern die erfindungsgemäße Vorrichtung in den manuellen Modus versetzt worden ist und der Prozessor die für das Steuergerät bestimmten Daten aus dem Datenbus durch Alternativdaten ersetzt, werden die automatischen parameterabhängigen Steuerungen der Klappe durch das Steuergerät unterbunden, da dieses anhand der Alternativdaten keinen Steuerungsbedarf mehr analysiert. In diesem manuellen Modus der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann von daher durch Drücken der Taste des Bedienelements jeweils zwischen offen bzw. halboffen und geschlossen hin und her geschaltet werden, ohne das eine fahrzustandsabhängige Regelung der Klappenstellung erfolgt.
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In dem manuellen Modus der erfindungsgemäßen Vorrichtung können durch Drücken der Taste am Bedienelement des Steuergeräts die vorgesehenen Klappenstellungen des Klappenauspuffs ohne jegliche automatische Steuerung aufgerufen und gewechselt werden.
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Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist die separate Schalteinrichtung für den Prozessor der Vorrichtung entweder als Kabelschalter oder, was insoweit bevorzugt ist, als drahtlose Funkschalteinrichtung ausgeführt. Im letzteren Falle ist es möglich, mittels eines vom Fahrer mitgeführten oder unauffällig an einer geeigneten Stelle platzierten Funk-Handsenders die Vorrichtung anzusteuern und entweder in den Stand-by-Modus oder den manuellen Modus zu versetzen.
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Der Datenbus eines Kraftfahrzeuges ist üblicherweise als sogenannter CAN-Bus ausgebildet, sodass vorgeschlagen wird, die erste und zweite Schnittstelle jeweils von einem entsprechenden CAN-Bus Transceiver-Modul zu bilden.
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Zur Schaffung einer unauffälligen und störungsunempfindlichen Vorrichtung schlägt die Erfindung schließlich vor, den Prozessor und die Schalteinrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse anzuordnen, welches beispielsweise wasserdicht vergossen sein kann und die Schnittstellen als mit dem Gehäuse verbundene elektrische Steckverbindungen auszubilden. Die Vorrichtung kann von daher einfach als Steckadapter in die Fahrzeugumgebung integriert werden.
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Weitere Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen:
- 1 in einer schematischen Darstellung die Vorrichtung gemäß der Erfindung;
- 2 in einer schematischen Darstellung die Vorrichtung gemäß 1 in weiteren Details.
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Aus den 1 und 2 ist schematisch eine Vorrichtung in Form eines Adapters 1 ersichtlich, der für einen nicht dargestellten Klappenauspuff eines Kraftfahrzeuges 4, beispielsweise eines Motorrads, bestimmt und vorgesehen ist. Dass hier nur im Blockschaltbild angedeutete Kraftfahrzeug 4 umfasst dazu in an sich bekannter Weise einen Datenbus 3, beispielsweise ausgeführt als CAN-Bus, über den die einzelnen Module der Fahrzeugelektronik miteinander kommunizieren und Daten austauschen sowie ein Steuergerät 2 für den nicht dargestellten Stellmotor der Klappe, die im Klappenauspuff entsprechend verstellbar angeordnet ist. Das Steuergerät 2 kann über ein nicht dargestellten Bedienelement mit Taster angesteuert werden, um unterschiedliche Klappenstellungen, z.B. geschlossen, offen und teilweise offen über den an der Klappe angeordneten Stellmotor voreinzustellen.
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Im normalen Betrieb eines solchen, die üblichen Zulassungsvoraussetzungen erfüllenden Klappenauspuffs fragt das Steuergerät 2, welches an den Datenbus 3 des Kraftfahrzeuges 4 angeschlossen ist, über den Datenbus 3 permanent fahrzustandsrelevante Daten, wie Geschwindigkeit, Motordrehzahl etc. von der Fahrzeugelektronik des Kraftfahrzeuges 4 ab. Aus den entsprechenden, über den Datenbus 3 gelieferten Datenantworten ermittelt das Steuergerät 2 sodann nach Maßgabe einer internen Software zusätzliche fahrzustandsabhängige Stellbefehle für den Stellmotor der Klappe, um den Klappenauspuff über die Voreinstellung am Bedienelement hinaus zu verschließen, teilweise oder vollständig zu öffnen.
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Um einerseits diesen automatisch geregelten Betrieb aufrechtzuerhalten, andererseits aber willentlich umgehen zu können, etwa wenn das Kraftfahrzeug 4 auf einer Rennstrecke bewegt wird, ist der Adapter 1 vorgesehen, der in nachfolgend noch näher beschriebener Weise über einen mit einem Funksender 140 ansteuerbaren Prozessor 13 verfügt, welcher seinerseits über zwei Schnittstellen 11, 12 und entsprechende Kommunikationswege K1, K2 mit dem Steuergerät 2 sowie dem Datenbus 3 kommuniziert, d. h. der Prozessor 13 des Adapters 1 wird in den Kommunikationsweg zwischen Steuergerät 2 und Datenbus 3 eingeschleift. Dazu sind die Schnittstellen 11, 12 als entsprechende geeignete elektrische Steckverbindungen ausgebildet, die mit der Fahrzeugelektronik verbunden werden.
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Wie in näheren Einzelheiten auch aus der 2 ersichtlich, erhält der Adapter 1 vom Kraftfahrzeug 4 über dessen Bordstromnetz 40 die notwendige Betriebsspannung, die von einem internen Stromversorgungsmodul 15 für alle nachfolgend noch erläuterten Module bzw. Teile des Adapters 1 bereitgestellt wird. Der Prozessor 13 ist über eine Funkschalteinrichtung 14 ansteuerbar, die ihre Befehle drahtlos von einer in einem separaten Gehäuse 101 untergebrachten Funkfernbedienung mit Funksender 140 und Batterie 141 erhält. Alle übrigen Bauteile des Adapters 1 sind in einem kompakten gemeinsamen Gehäuse 100 angeordnet, aus dem lediglich die beiden Schnittstellen 11,12 in Form elektrischer Steckverbindungen herausgeführt sind.
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Der Prozessor 13 kommuniziert über zwei CAN-Bus Transceiver-Module, die die erste Schnittstelle 11 und die zweite Schnittstelle 12 ausbilden. Die erste Schnittstelle 11 kommuniziert dabei über den Kommunikationsweg K1 mit dem Steuergerät 2 des Klappenauspuffs, während die zweite Schnittstelle 12 über den Kommunikationsweg K2 mit dem Datenbus 3 des Kraftfahrzeuges kommuniziert. Beide Kommunikationswege K1, K2 sind bidirektional ausgeführt.
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Sofern in der bereits geschilderten Weise das Steuergerät 2 fahrzustandsrelevante Daten über den Datenbus 3 von der Fahrzeugelektronik anfragt, werden diese Datenanfragen über den Kommunikationsweg K1 vom Steuergerät 2 über die erste Schnittstelle 11 an den Prozessor 13 geleitet und von dort über die zweite Schnittstelle und den Kommunikationsweg K2 an den Datenbus 3 des Kraftfahrzeuges 4 übergeben. In umgekehrter Richtung werden die entsprechenden Datenantworten vom Datenbus 3 über den Kommunikationsweg K2 und die zweite Schnittstelle 12 an den Prozessor 13 und von dort über die erste Schnittstelle 11 und den Kommunikationsweg K1 an das Steuergerät 2 geliefert. In einem solchen, auch als Stand-by-Modus bezeichneten Betriebszustand, in den der Prozessor 13 durch entsprechende Ansteuerung der Schalteinrichtung 14 versetzt werden kann, erfolgt von daher die Kommunikation zwischen Steuergerät 2 und Datenbus 3 vollkommen unbeeinflusst und ungehindert, d. h. gleichsam so, als wäre der Adapter 1 gar nicht vorhanden.
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Durch einen entsprechenden Funkbefehl des Funksenders 140 kann die Schalteinrichtung 14 den Prozessor 13 auch in einen weiteren Betriebszustand versetzen, in welchem der Prozessor 13 zwar nach wie vor die Datenanfragen des Steuergeräts 2 über die erste Schnittstelle 11 und die zweite Schnittstelle 12 unverändert an den Datenbus 3 übergibt, jedoch werden die entsprechenden vom Datenbus 3 zurückgegebenen Datenantworten, die über die zweite Schnittstelle 12 beim Prozessor 13 eintreffen, nicht an die erste Schnittstelle 11 und von dort über den Kommunikationsweg K1 an das Steuergerät 2 zurückgegeben. Vielmehr tauscht der Prozessor 13 diese von dem Datenbus 3 stammenden Datenantworten gegen vorgegebene, d.h. einprogrammierte Alternativdaten aus, die er sodann anstelle der Datenantworten des Datenbus 3 über die erste Schnittstelle 11 an das Steuergerät 2 zurücksendet. Demzufolge erhält das Steuergerät 2 solche Alternativdaten, die das Steuergerät nicht veranlassen, die Klappenstellung gegenüber der Voreinstellung am Bedienteil zu verändern. Stattdessen kann eine vorgegebene gewünschte Klappenstellung durch entsprechenden manuellen Bedienereingriff aufgesucht oder beibehalten werden. Hierbei kann es sich beispielsweise um die vollständige Öffnungsstellung der Klappe, die vollständige Schließstellung der Klappe oder eine beliebige Zwischenstellung der Klappe handeln.
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Da das Steuergerät vom Prozessor 13 lediglich Alternativdaten auf die Datenanfrage zurückgesendet erhält, werden keinerlei Fehlermeldungen im System erzeugt, sodass sich der Adapter 1 perfekt in die Fahrzeugumgebung integriert. Über einen weiteren Steuerbefehl der Fernbedienung 101 ist es überdies jederzeit möglich, wieder den eingangs erwähnten Stand-by-Modus im ersten Betriebszustand aufzusuchen, in welchem der Prozessor 13 den Datenaustausch zwischen Steuergerät 2 und Datenbus 3 vollkommen unberührt lässt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Adapter
- 2
- Steuergerät
- 3
- Datenbus
- 4
- Kraftfahrzeug
- 11
- erste Schnittstelle
- 12
- zweite Schnittstelle
- 13
- Prozessor
- 14
- Schalteinrichtung
- 15
- Stromversorgungsmodul
- 40
- Bordstromnetz
- 100
- gemeinsames Gehäuse
- 101
- Funkfernbedienung
- 140
- Funksender
- 141
- Batterie
- K1
- Kommunikationsweg
- K2
- Kommunikationsweg
