DE4027824C1

DE4027824C1 -

Info

Publication number: DE4027824C1
Application number: DE4027824A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart De Forchert; Konstantin Dipl.-Ing. 7301 Deizisau De Mueller
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1990-09-01
Filing date: 1990-09-01
Publication date: 1992-03-12
Anticipated expiration: 2010-09-02
Also published as: ITRM910639A1; FR2666432A1; JPH0611418A; JPH0641896B2; ITRM910639A0; GB2247552B; IT1250766B; FR2666432B1; US5327343A; GB9118382D0; GB2247552A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Signalweg steuerung zur Anwendung bei einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-A1-37 31 836 ist ein Fehlerdiagnosesystem für Elektronik-Einheiten eines Kraftfahrzeugs bekannt, welches dafür ausgelegt ist, von Elektronik-Einheiten Fehlersig nale aufzunehmen und zur Anzeige zu bringen. Dabei enthält ein Fahrzeug wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Elek tronik-Einheiten, die Selbstdiagnosefunktionen haben. Diagnoseausgänge der einzelnen Elektronik-Einheiten sind an eine Steckverbindung geführt, an welcher ein Diagnose tester angeschlossen werden kann. Die Datenübertragung von der Steckverbindung zum Diagnosetester geschieht über parallelgeführte Leitungen; von jeder selbstdiagnosefä higen Elektronik-Einheit führt also eine Leitung über besagte Steckverbindung zum Diagnosetester. Bei jenem System ist im wesentlichen eine unidirektionale Daten übertragung vorgesehen.

Wenn bei einem solchen System viele Elektronik-Einheiten überwacht werden sollen, und ein Diagnosegerät nicht nahe bei besagter Steckverbindung angeordnet werden kann, weil es z. B. außerhalb des Fahrzeuges bedient und abgelesen werden soll, erweist sich eine vielkanalige Verbindung von einer Fahrzeugschnittstelle zum Diagnosetester als nach teilig, und zwar aus mehreren Gründen. Bei mechanischer Beanspruchung neigt ein entsprechend vieladriges Kabel zu Leitungsbruch. Außerdem kann es zu Übersprechstörungen zwischen verschiedenen Kanälen kommen. Dadurch kann die Verfügbarkeit einer solchen Einrichtung stark einge schränkt sein.

Aus der DE-OS 33 33 333 ist ein Verfahren und eine Vor richtung zur Signalübertragung bei Diagnosegeräten von Kraftfahrzeugen bekannt. Dabei werden Meßkabel einem Peripheriegerät zugeführt, das gegen Störstrahlung be sonders geschützt ist. Nach Verstärkung der entsprechen den Signale werden diese vorzugsweise auf einem einzigen optischen Wege an die Diagnosegeräte weitergegeben. Eine von wenigstens einem Diagnosegerät wahlfrei steuerbare Beeinflussung der Signalzuordnung ist nicht vorgesehen.

Aus der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zugrunde liegenden DE-AS 11 48 763 ist ein Kompensationsschreiber zur Aufzeichnung einer Vielzahl von Meßgrößen bekannt, bei dem über eine zweigestufte Anordnung von Gruppenschaltern je weils eines von einer Vielzahl von Meßsignalen dem Schreibverstärker des Kompensationsschreibers zuführbar ist. Dazu werden die entsprechenden Schalter entsprechend dem augenblicklich aufzuschreibenden Meßwert am Eingang mechanisch betätigt.

Aus der DE-AS 25 04 102 ist eine Anordnung zur Zeitmulti plex-Übertragung von parallelen Analog-Meßwerten und Digi tal-Meldungen bekannt, die für einen zyklischen Aufbau eines seriellen, einer Mehrzahl jeweils parallel anlie gender Signale entsprechenden Datenrahmens geeignet ist. Dabei werden einzelne Gruppen von Eingangsleitungen nach Maßgabe durch eine Ablaufsteuerung nacheinander an einen Parallel-Seriell-Wandler gelegt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine universelle Einrich tung zur Signalwegsteuerung zur Anwendung bei einem Kraftfahrzeug zu schaffen, welche universell und signal pfadmäßig bidirektional betreibbar ist und im Zuge des Signalflusses eine wahlfreie Veränderung der Zuordnung von Eingangs- zu Ausgangspfad erlaubt.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung zur Signalwegsteuerung mit den kennzeichnenden Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Signalwegsteuerung wirkt als Aufschalteinrichtung für eine Vielzahl von Lei tungen mit seriell bereitgestellten Signalen auf eine einzige Leitung etwa eines Daten-Kabels, oder vice versa.

In vorteilhafter Weise erfolgt die Auswahl des Signalwe ges durch ein serielles Wege-Signal, das in ein dem ge wünschten Signalweg entsprechendes, paralleles Ansteuer bitmuster gewandelt wird. Eine auf die Bitlänge des seriel len Signals abgestimmte Vielzahl von Speicherzellen ermög licht die stationäre Signalwegaufrechterhaltung, bis der Signalweg durch Empfang eines neuen seriellen Wege-Signals entsprechend gewechselt wird. Auf diese Weise wird zwischen einer Datenerfassungs- bzw. Datenverteilungsschnittstelle und einem Daten empfangenden bzw. Daten aussendenden System ein Kabel mit minimaler Adernzahl benötigt; gleichzeitig wird eine hohe Störsignalunterdrückung zwischen verschie denen Datenkanälen erreicht.

Weitere Vorteile werden durch Weiterbildung der vorgenann ten Einrichtung gemäß Lehre der abhängigen Ansprüche 2 bis 11 erschlossen.

Die Einrichtung kann demnach sowohl in einem Fahrzeug als auch außerhalb eines Fahrzeugs Anwendung finden, und eig net sich insbesondere auch als Bestandteil eines Off- Board-Diagnosesystems.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich nung dargestellt und nachfolgend erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild der Signalwegsteuerein richtung mit paralleler Ansteuerung,;

Fig. 2 das Blockschaltbild eines Erweiterungsteils der Signalwegsteuereinrichtung für serielle Ansteuerung.

Gemäß Fig. 1 umfaßt die Einrichtung ansteuerbare Einfach schaltbauelemente 11.1 bis 11.q und Mehrfachschaltbau elemente 10.1 bis 10.p mit jeweils bidirektional betreib baren Schaltstrecken, die jeweils einem Wahleingang 15.1 bis 15.q bzw. 14.1 bis 14.p zugeordnet und elektrisch ansteuerbar sind. Es kann sich dabei um Relais mit Ein bzw. Mehrfachkontakten, oder um entsprechende Analog schalter in der Art integrierter Halbleiterschaltungen handeln.

Im Ausführungsbeispiel ist davon ausgegangen, daß die Mehrfachschaltbauelemente 10.1 bis 10.p jeweils vier von einander galvanisch getrennte Schaltstrecken aufweisen. Schaltbauelemente mit jeder anderen Mehrzahl von Polen sind genauso gut denkbar; z. B. achtpolige CMOS-Analogschalter. Die von Signalquellen ausgehenden Eingangsleitungen 10.1.1 bis hier beispielsweise 10.p.3 können z. B. an insgesamt 35 Schaltstreckeneingänge von neun je vierpolig ausgebildeten Mehrfachschaltbauelemente 10.1 bis 10.9 geführt sein. Die entsprechenden Schaltstreckenausgänge sind in gleichsinni ger Ordnung parallelgeschaltet, d. h. zu einem Zwischen leitungsbündel bzw. -knoten 12 zusammengefaßt, dessen Breite q der Polzahl der eingangseitig verwendeten Mehr fachschaltbauelemente 10.1 bis 10.p entspricht. Die Mehr fachschaltbauelemente 10.1 bis 10.p sind insoweit über ein p Leitungen breites erstes Auswahlleitungsbündel 14 indi viduell, d. h. einzeln ansteuerbar. Die einzelnen Zwischen leitungen 12.1 bis 12.q sind an die Schaltstreckeneingänge besagter Einfachschaltbauelemente 11.1 bis 11.q geführt, welche über ein q Leitungen breites zweites Auswahllei tungsbündel 15 individuell, d. h. einzeln, ansteuerbar sind.

Die Einrichtung funktioniert wie folgt.

Durch 1-aus-p-Ansteuerung der Mehrfachschaltbauelemente 10.1 bis 10.p wird jeweils eine der Polzahl q der Mehr fachschaltbauelemente 10.1 bis 10.p entsprechende Anzahl von Signaleingängen auf das/den Zwischenleitungsbündel bzw. -knoten 12 geschaltet.

Durch 1-aus-q-Ansteuerung der Einfachschaltbauelemente 11.1 bis 11.q wird in entsprechender Weise jeweils eine der q Zwischenleitungen 12.1 bis 12.q auf den die Schaltstrecken ausgänge der Schalter 11.1 bis 11.q zusammenfassenden Aus gang 13 geschaltet.

Bei n Signaleingängen sind bei einer einheitlichen Pol breite q der Mehrfachschaltbauelemente also lediglich die aufgerundete Ganzzahl von (n/q)+q Auswahlleitungen 14 und 15 erforderlich, im Beispielsfalle n = 35, q = 4, also nur 13 Auswahlleitungen.

Je nach Beschaffenheit der Schaltbauelemente können diese ggfs. von einem Mikrorechner nach dem Modus "1 aus (p, q)" direkt angesteuert werden. Zusammen mit einer hier nicht gezeigten, für Eingang und Ausgang gemeinsamen Masse leitung und der Signalleitung 13 erfordert eine entspre chende Einrichtung insoweit 15 Leitungsadern zur Anwahl und zur Übernahme eines Signals von 35 verfügbaren Signalwegen bzw. zur Übergabe eines Signals an einen von 35 verfug baren Signalwegen.

Der Erweiterungsteil gemäß Fig. 2 erlaubt unter gleichen Bedingungen eine Reduktion der Anzahl der Leitungsadern (einschließlich Masseleitung) auf nur vier.

Die Erweiterung umfaßt dazu ein seriell ladbares Schiebe register 16, eine Logikeinheit 18, eine Bank 19 von Latches 19.1 bis 19.(p+q) und - optional - eine weitere Bank 21 von Leitungstreibern 21.1 bis 21.(p+q). Eine serielle Wahlsteuerleitung 17 und eine Übernahme-Steuer leitung 20 sind auf die Logikeinheit 18 geführt. Die Logikeinheit 18 erzeugt das Ausgangssignal 18.2 für den Ladeeingang 16.2, das Ausgangssignal 18.1 für den Über nahme-Steuereingang 16.1 des Schieberegisters 16 und das Ausgangssignal 18.3 für den Übernahme-Eingang 19.0 der Latches 19. Das Schieberegister 16 weist einen parallelen Ausgang 16.3 auf. Jedem einzelnen Ausgang 16.3.1 bis 16.3.(p+q) ist ein Latch 19.1 bis 19.(p+q) und jedem davon - optional - ein Treiber 21.1 bis 21.(p+q) nachgeschaltet. Die ersten p Ausgänge der Latches bzw. Leitungstreiber speisen die Auswahlleitungen 14, die restlichen q Ausgänge der Latches bzw. Leitungstreiber speisen die Auswahllei tungen 15. Die Latches 19.1 bis 19.(p+q) sind über eine gemeinsame Übernahme-Steuerleitung 20 aktivierbar.

Die Wahlsteuerleitung 17 und die Übernahme-Steuerleitung 20, die Signalausgangsleitung 13 gemäß Fig. 1 und eine nicht gezeigte Masseader sind z. B. Bestandteil eines nur vierpoligen Fernsteuerkabels. Treiber 21.1 bis 21.(p+q) sind dann verzichtbar, wenn die Latches 19.1 bis 19.(p+q) eine ausreichende Ausgangsbelastbarkeit zur unmittelbaren Ansteuerung der Schaltbauelemente 10.1 bis 11.q gemäß Fig. 1 aufweisen, so z. B. bei Realisierung der Schalt bauelemente als Halbleiterschalter.

Die Einrichtung funktioniert wie folgt:

Im Ausführungsbeispiel der Logikeinheit 18 ist von einer monostabilen Kippstufe 18.6 ausgegangen. Als weiteres Ausführungsbeispiel der Logikeinheit 18 ist z. B. eine serielle synchrone Ansteuerung auf ein Zählerbauelement denkbar. Über die Wahlsteuerleitung 17 wird ein serielles RTZ-Bit-Muster auf den Eingang 18.4 der Logikeinheit und die monostabile Kippstufe 18.6 und über den Ausgang 18.2 auf den Ladeeingang 16.2 des Schieberegisters 16 gelegt. Durch die Rücksprungflanke der monostabilen Kippstufe am Übernahme-Steuereingang 16.1 wird der am Ladeeingang 16.2 augenblickliche Bit-Signalpegel in das Schieberegister übernommen und der Registerinhalt um ein Bit verschoben.

Während dieses Vorganges bleibt das den Ansteuerausgängen 14 und 15 zugeordnete Ansteuerbitmuster der unmittelbar zuvor eingegebenen Anwahl in den Latches 19.1 bis 19.(p+q) gespeichert.

Wenn der Registerinhalt um (p+q) Stellen bewegt wurde, entspricht das an den Ausgängen 16.3 insgesamt auslesbare neue Datenwort dem neuen an Wahlleitungen 14 und 15 abzu nehmenden "Wahlwortes". Durch Empfang eines Latch-Aktivie rungs-Signals auf der Übernahme-Steuerleitung 20, das in der Logikeinheit 18 durchgeschleift wird (18.5, 18.3), wird dieses Datenwort dann in die Latch-Bank 19 einge schrieben und steht somit zur Ansteuerung des Einrich tungsteils gemäß Fig. 1 an Ausgängen 14 und 15 so lange zur Verfügung, bis es durch ein anderes Datenwort vom Ausgang 16.3 mittels erneuter Latch-Aktivierung über schrieben wird. Das entsprechende Übernahmesignal wird allgemein von einem signalabgebenden oder signalabfra genden Gerät ausgesandt.

Die erfindungsgemäße Signalwegsteuereinrichtung eignet sich sowohl zum festen Einbau in ein Kraftfahrzeug als auch zur Ausrüstung eines nur vorübergehend an ein Kraft fahrzeug anzuschließenden, externen Geräts, etwa eines Diagnosegeräts. Sie erlaubt die Verwendung relativ dünner Signalkabel mit nur wenigen Adern, die insoweit robust ausführbar und auch unter räumlich erschwerten Bedingungen leicht bzw. geschützt verlegbar sind.

Claims

1. Einrichtung zur Signalwegsteuerung zur Anwendung bei einem Kraftfahrzeug, wobei ein Signalweg (13) auf einen aus n Signalwegen (10.1.1 bis 10.p.q) schaltbar ist bzw. wobei ein bestimmter Signalweg aus einer Vielzahl n von Signalwegen (10.1.1 bis 10.p.q) auf einen Signalweg (13) schaltbar ist, mit einer aufgerundeten Ganzzahl von p{(n/q)} q-poligen Mehrfachschaltbauelementen (10.1 bis 10.p) und des weiteren noch q Einfachschaltbauelementen (11.1 bis 11.q), wobei die Schaltstreckeneingänge (10.1.1 bis 10.p.q) besagter Mehrfachschaltbauelemente (10.1 bis 10.p) an die n Signalwege anschließbar und deren Schalt streckenausgänge in gleichsinniger Ordnung auf q Knoten (12.1 bis 12.q) parallel geschaltet sind, und wobei die Schaltstreckeneingänge besagter Einfachschaltbauelemente (11.1 bis 11.q) je an einen der besagten q Knoten (12.1 bis 12.q) und deren Schaltstreckenausgänge auf eine ge meinsame, signalzu- bzw. abführende Leitung (13) geführt sind, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Mehrfachschaltbauelemente (10.1 bis 10.p) zur Schaltbetätigung über p Eingänge individuell (1-aus-p- Code) und die Einfachschaltbauelemente (11.1 bis 11.q) über q weitere Eingänge individuell (1-aus-q-Code) elek trisch ansteuerbar sind, und daß der Einrichtung eine Ansteuerschaltung zugeordnet ist, welche umfaßt:
- ein über einen Ladeeingang (16.2) seriell ladbares Schieberegister (16) mit Übernahme-Steuereingang (16.1) und wenigstens p+q Bit breitem Parallelausgang (16.3);
- eine einen gemeinsamen Übernahme-Eingang (19.0) auf weisende Bank (19) von (p+q) Latches (19.1 bis 19.(p+q)), in welche Bank bei Ansteuerung des Übernahme-Einganges (19.0) von besagtem Parallelausgang (16.3) des Schiebe registers (16) der Inhalt von (p+q) Speicherzellen des selben ladbar ist,
- eine vorgeschaltete Logikeinheit (18), welche ein gangsseitig (18.4, 18.5) an einer Wahlsteuerleitung (17) und an einer Übernahme-Steuerleitung (20) liegt und deren Ausgang mit dem Übernahme-Steuereingang (16.1) des Schieberegisters, dessen Ladeeingang (16.2) und dem Übernahme-Eingang (19.0) der Bank von Latches (19.1 bis 19.(p+q)) verbunden ist, wobei die Ausgänge (14.1 bis 14.p und 15.1 bis 15.q) be sagter Latches mit entsprechenden Steueranschlüssen der Mehrfachschaltbauelemente (10.1 bis 10.p) und Einfach schaltbauelemente (11.1 bis 11.q) wirkverbunden sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Bank (19) von Latches (19.1 bis 19.(p+q)) eine Bank (21) von Treibern (21.1 bis 21.(p+q)) nachge schaltet ist, die ihrerseits besagte Schaltbauelemente unmittelbar ansteuern.

3. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

- daß sie fahrzeugfest vorgesehen ist.

4. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

- daß sie in einem Fahrzeug in Verbindung mit einer Schnittstelle zur Übertragung einer parallelen Vielzahl von individuellen Signalen vorgesehen ist.

5. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

- daß sie in Verbindung mit einer Schnittstelle zur Übertragung einer parallelen Vielzahl von Signalen zwischen einem Kraftfahrzeug und einem externen Gerät vorgesehen ist.

6. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

- daß sie in Verbindung mit einer Schnittstelle zur Übertragung einer parallelen Vielzahl von Signalen zwischen einem Kraftfahrzeug und einem Diagnosegerät vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

- daß sie innerhalb eines am/im Kraftfahrzeug auf/ein steckbaren Steckverbindungsmoduls untergebracht ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Schaltbauelemente (10.1 bis 10.p, 11.1 bis 11.q) als Relais verwirklicht sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Schaltbauelemente (10.1 bis 10.p, 11.1 bis 11.q) als integrierte Halbleiter-Analogschalter verwirk licht sind.

10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Signalauswahl und Signalübermittlung nur über drei Leitungen (13, 17, 20) zuzüglich der Fahrzeugmasse als gemeinsamer Rückleitung erfolgt.

11. Einrichtung nach Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Betriebsspannungsversorgung der Schaltbau elemente über eine weitere Leitung mit der Fahrzeugmasse als Rückleitung erfolgt.