DE60118319T2

DE60118319T2 - Steuerungssystem für Fahrzeugorgane

Info

Publication number: DE60118319T2
Application number: DE60118319T
Authority: DE
Inventors: Jean-Marc Dhainaut
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2000-07-03
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2021-05-19
Also published as: DE60118319D1; EP1170179A1; FR2810939A1; FR2810939B1; ATE321688T1; EP1170179B1; ES2261362T3

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Steuerung von Fahrorganen eines Fahrzeugs.
Der Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der FR 2 770 917 A bekannt.
Um die Organe eines Fahrzeugs zu steuern, die mit Stromversorgung arbeiten, wie etwa Standlicht, Abblend- bzw. Fernlicht oder Scheibenwischer, verfügen die meisten derzeitigen Fahrzeuge über ein Stromnetz, das jedes steuerbare Organ mit einem entsprechenden Steuerelement verbindet, wobei letzteres vom Fahrer des Fahrzeugs betätigbar ist. Ein gewöhnliches Stromnetz weist somit sehr zahlreiche elektrische Leitungen auf, welche die Übertragung der Steuerbefehle zu jedem Organ gewährleisten. Die Steuerung und Stromversorgung eines jeden Organs erfolgen über die Betätigung eines Reihenschalters.
Diese geläufige Technik ist mit dem Nachteil behaftet, zahlreiche Leitungen zur Steuerung erforderlich zu machen. Sie ist somit kostspielig und wartungsunfreundlich. Aus diesem Grund wird nun auf das Multiplexen zurückgegriffen, das darin besteht, eine begrenzte Anzahl an Bussen vorzusehen, welche die elektrischen Steuersignale mit Schwachstrom zu den zu steuernden Organen übertragen. Die Steuervorrichtungen sind somit elektronischer Art und weisen damit ein vermindertes Volumen auf, wobei Störungen leichter zu diagnostizieren sind. Ferner ermöglicht es die Elektronik, in einfacher Weise zusätzliche Funktionen einzuführen, beispielsweise das automatische Einschalten der Standlichter je nach Stärke des Umgebungslichts oder das automatische Einschalten des Heckscheibenwischers, wenn der Rückwärtsgang eingelegt wird und der Frontscheibenwischer in Betrieb ist.
Ein Multiplexnetz ist jedoch mit dem Nachteil behaftet, dass die Störung einer Verbindung oder eines elektronischen Bauteils dazu führt, dass die Steuerung mehrerer Organe bzw. sogar sämtlicher Organe unmöglich wird.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass derartige Störungen besonders gefährlich sein können, wenn sie während des Fahrens des Fahrzeugs auftreten.
Sie betrifft somit ein System zur Steuerung von Fahrorganen eines Fahrzeugs, das ein Multiplexnetz umfasst, das Steuersignale an diese Organe übermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass es Mittel zum Betätigen zumindest eines Organs nach einem vorbestimmten Modus, dem sogenannten Sicherheitsmodus, im Falle einer Störung des Multiplexnetzes enthält. Eine Netzstörung entspricht einer Situation, bei der das entsprechende Steuersignal nicht mehr korrekt zu diesem zu steuernden Organ gelangt oder einem Ausfall einer Netzkomponente, die dazu bestimmt ist, ein Steuersignal zu diesem Organ zu leiten.
Wenn somit eine Störung innerhalb des Multiplexnetzes auftritt, wird die eventuell unmögliche Betätigung der für die Sicherheit des Fahrzeugs erforderlichen Organe, wie etwa der vorderen Standlichter, der hinteren Standlichter, der Abblendlichter bzw. eines Scheibenwischers, durch die Erfindung kompensiert, die automatisch die für die Fahrsicherheit des Fahrzeugs erforderlichen Organe aktiviert bzw. aktiviert hält, wobei diese Organe in einem Sicherheitsmodus arbeiten bzw. in diesen übergehen.
Bei einer bevorzugten Ausführung umfasst der Sicherheitsmodus zumindest einen der nachfolgenden Modi: Einschalten der Standlichter, Einschalten der Abblendlichter und Aktivieren eines Scheibenwischers.
Somit hat der Fahrer die Sicherheit, dass bei Auftreten einer Störung im Multiplexnetz während der Fahrt ihm nicht Fahrorgane fehlen, die zum Fahren bzw. für die Sicherheit quasi unerlässlich sind und die aufgrund der Störung nicht mehr steuerbar sind. Auf diese Art und Weise kann der Fahrer in völliger Sicherheit einen zum Parken geeigneten Platz aufsuchen.
Wenn die Störung es ermöglicht hat, den dieser Störung vorausgehenden Zustand des zu steuernden Organs im Speicher beispielsweise eines Mikroprozessors eingespeichert zu halten, ist der Sicherheitsmodus bei einer Ausführungsform für bestimmte Organe derjenige, welcher der Störung vorausgeht. Bei dieser Ausführungsform werden beispielsweise die Scheibenwischer nur dann aktiviert, wenn sie vor der Störung aktiviert waren.
Andernfalls, d. h. wenn die Speicherung des vorausgehenden Zustands verloren geht (aufgrund der Störung), wird ein vorbestimmter Modus vorgegeben.
Die Störungen können verschiedenartig sein: Neben einem Ausfallen von Netzbauteilen (Schaltungen oder Versorgung) können die Störungen auch von einem Bruch bzw. Kurzschluss von Verbindungsleitern oder einer blockierten Software stammen.
Das Erfassen der Störungen erfolgt bei einer Ausführungsform in jeder der Komponenten, die zum Leiten der Steuersignale zu den zu steuernden Organen bestimmt sind. Wenn somit eine Komponente eine Störung aufweist, die dazu führt, die Übertragung des Befehls zum entsprechenden Organ zu verhindern, ist ein Mittel vorgesehen, damit ausgehend von der in Störung befindlichen Komponente oder von einer anderen vor- bzw. nachgelagerten Komponente, welche die Störung erfassen kann, ein Signal ausgegeben wird, das dazu bestimmt ist, das Organ nach einem vorbestimmten Modus zu betreiben bzw. zu positionieren.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist zum Erfassen von Störungen vorgesehen, dass zu überwachende Komponenten bei korrektem Funktionieren ein charakteristisches Signal ausgeben, das im Falle einer Störung ausbleibt, wobei dieses Ausbleiben die Aktivierung von Mitteln auslöst, die es ermöglichen, das zu steuernde Organ nach dem vorbestimmten Modus zu betreiben bzw. zu positionieren.
Um die Übertragung der Steuersignale zu den zu steuernden Organen zuverlässig zu gestalten, ist es vorzuziehen, die Signalleiter zu diesen zu steuernden Organen zweifach vorzusehen.
Ebenfalls zwecks zuverlässiger Übertragung der Informationen zu den zu steuernden Organen ist bei einer Ausführungsform zumindest eine zusätzliche Versorgungsquelle vorgesehen, die im Falle einer Störung an die Stelle der Hauptversorgung tritt.
Da bestimmte der Erfassungs- und/oder Steuermittel, die es ermöglichen, das zu steuernde Organ in einem vorbestimmten Modus zu positionieren bzw. zu betreiben, eine nicht zu vernachlässigende Energie verbrauchen, ist es vorzuziehen, diese Mittel nur beim Fahren des Fahrzeugs oder während des Betriebs des Fahrzeugmotors zu betreiben. Mit anderen Worten ist vorzugsweise vorgesehen, diese Mittel zu deaktivieren, wenn deren Betrieb nicht erforderlich ist, beispielsweise wenn das Fahrzeug abgestellt ist.
Um zu erfassen, ob der Motor in Betrieb ist oder nicht und um somit zu ermitteln, ob die Steuermittel, welche die Sicherheit im Falle einer Störung des Verbindungsnetzes gewährleisten, aktiviert werden sollen oder nicht, findet beispielsweise ein Signal Anwendung, das von einem Zentralrechner abgegeben wird. Bei einem Ausfall dieses Zentralrechners kann auch erfasst werden, ob der Motor in Betrieb ist, indem eine Information verwendet wird, die von einem öldruckempfindlichen Organ stammt.
Die Erfindung betrifft somit ein System zur Steuerung von Fahrorganen eines Fahrzeugs gemäß dem Gegenstand von Anspruch 1.
Bei einer Ausführung ist das nach dem vorbestimmten Modus zu betreibende Organ ausgewählt aus der Gruppe, die umfasst: vordere Standlichter, hintere Standlichter, Abblendlichter, einen Scheibenwischer, und zwar zumindest den vorderen Scheibenwischer, die Stromversorgungsquellen für die Komponenten des Netzes.
Der vorbestimmte Modus besteht beispielsweise aus zumindest einem der Modi, umfassend: Einschalten der Standlichter, Einschalten der Abblendlichter, Aktivieren eines Scheibenwischers, und zwar zumindest des vorderen Scheibenwischers, Aktivieren bzw. aktiviert Halten der Stromversorgungsquellen.
Gemäß einer Ausführungsform besteht der vorbestimmte Modus aus dem Halten zumindest bestimmter Organe in ihrem Modus bzw. ihrer Position wie vor der Störung.
Bei einer Ausführung ist zumindest einer Netzkomponente ein Mittel zum Erfassen einer Störung dieser Komponente und zum Ausgeben von Steuersignalen gemäß dem vorbestimmten Modus bzw. der vorbestimmten Position im Falle einer erfassten Störung zugeordnet.
In diesem Fall gibt beispielsweise die Komponente ein charakteristisches Signal aus, wenn sie korrekt arbeitet, wobei das Mittel zum Erfassen einer Panne und zum Ausgeben von Steuersignalen derartige Steuersignale nur bei Ausbleiben dieses charakteristischen Signals ausgibt.
Das Netz weist beispielsweise einen Zentralrechnerblock auf, der durch Multiplexen die Steuersignale zu den zu steuernden Organen überträgt, sowie einen Multiplexerblock, um Steuersignale zu einem Teil der zu steuernden Organe zu übertragen, beispielsweise zu denen, die nur über den Motorraum des Fahrzeugs zugänglich sind.
Bei einer Ausführung ist dem Zentralrechnerblock ein Mittel zum Erfassen des Ausbleibens des für das korrekte Funktionieren dieses Zentralrechnerblocks charakteristischen Signals und zum Ausgeben von Steuersignalen zu bestimmten Organen bei diesem Ausbleiben zugeordnet.
Bei korrekter Funktion gibt gemäß einer Ausführungsform der Zentralrechnerblock ein charakteristisches Signal zum Multiplexerblock aus, wobei dieser Multiplexerblock Mittel zum Ausgeben von Steuersignalen enthält, um weitere Organe in den vorbestimmten Modus bzw. in die vorbestimmte Position zu bringen, wenn dieses charakteristische Signal nicht mehr von dem Multiplexerblock empfangen wird.
Der Multiplexerblock weist ferner gemäß einer Ausführungsform ein Notfallmittel auf, um eine Störung dieses Blocks zu erfassen und Steuersignale im vorbestimmten Modus bzw. in der vorbestimmten Position zu den über diesen Multiplexerblock zu steuernden Organen im Falle einer solchen Störungserfassung auszugeben.
Die Mittel zum Betreiben bzw. Positionieren eines Organs gemäß einem vorbestimmten Modus bzw. einer vorbestimmten Position werden vorzugsweise nur dann aktiviert, wenn der Fahrzeugmotor betriebsbereit ist.
Die Mittel zum Betreiben bzw. Positionieren zumindest eines Organs gemäß einem vorbestimmten Modus bzw. einer vorbestimmten Position werden beispielsweise nur dann aktiviert, wenn die Nachkontaktversorgung aktiviert ist.
Es kann ein Mittel zum Erfassen des Betriebszustands des Motors, beispielsweise ein Sensor für den Öldruck dieses Motors vorgesehen sein.
Bei einer Ausführungsform weisen der Zentralrechnerblock und der Multiplexerblock des Motorraums auf:
ein Mittel, um den Zentralrechnerblock in den Standby-Modus zu bringen, wenn der Motor abgestellt ist,
ein Mittel, um vom Zentralrechnerblock ausgehend das Notfallmittel des Multiplexerblocks des Motorraums zu hemmen, bevor der Zentralrechnerblock im Standby-Modus läuft,
wobei der Zentralrechnerblock das Notfallmittel des Multiplexerblocks reaktiviert, wenn der Motor in Betrieb ist.
Bestimmte der Signalleiter des Netzes bilden vorzugsweise ein Paar, in welchem die gleichen Informationen von jedem Leiter dieses Leiterpaares übertragen werden.
Bei einer Ausführungsform erhält der Zentralrechnerblock seine Energie neben der Dauerversorgung von der Zusatzversorgung und der Nachkontaktversorgung.
Der Multiplexerblock kann neben der von dem Zentralrechnerblock erzeugten Versorgung von der Nachkontaktversorgung mit elektrischer Energie gespeist werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen der Erfindung, wobei diese anhand von beigefügten Zeichnungen erfolgt, worin zeigt:
1 eine Gesamtansicht eines Fahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Multiplexnetz und mit verschiedenen Komponenten dieses Netzes,
1a, 1b und 1c schematische Gesamtansichten des erfindungsgemäßen Multiplexnetzes mit verschiedenen Komponenten dieses Netzes,
2 ein Schaltbild einer Komponente des erfindungsgemäßen Netzes, und
3 ein Schaltbild einer weiteren Komponente des erfindungsgemäßen Netzes.
In 1 sind verschiedene Teile eines Netzes dargestellt, das die Befehle des Fahrers eines Kraftfahrzeugs zu den mit elektrischer Energie gespeisten Organen überträgt.
Somit lösen von dem Fahrer betätigbare Steuerelemente 10, 12 und 14 das Ausgeben von Aktivierungssignalen aus, die für die zu steuernden elektrischen Organe bestimmt sind, wie etwa für die Standlichter 32 und 26, Abblend- oder Fernlichter 34 und die Scheibenwischer, darunter der vordere Scheibenwischer 28.
Diese Steuersignale werden von einem ersten Multiplexer 16 empfangen, der sie mit einem Bus 18 überträgt, an den ein Multiplexer-Rechnerblock 20 angeschlossen ist, der mit weiteren Bussen 22 und 23 verbunden ist. Dieser Rechnerblock 20 ist ein Zentralrechner, welcher das Führen eines Multiplexerblocks des Motorraums, die Kommunikation zwischen Bus 18 und den Bussen 22 und 23, das Verteilen und den Schutz der Stromversorgungen, insbesondere für die Organe des Fahrgastraums, das Leiten des Wächtermodus und des Weckmodus des Fahrzeugs sowie die direkte Steuerung von Organen gewährleistet, wie etwa der hinteren Standlichter 26 und des vorderen 28 und hinteren Scheibenwischers, die zugänglich sind, ohne dabei am Motorblock vorbeizuführen.
Es ist ein Multiplexerblock 30 für die Übertragung der Befehle des Blocks 20 zum Motorraum des Fahrzeugs und für die Übertragung der Steuerbefehle zu den Stromversorgungsorganen des Frontbereichs vorgesehen, wie etwa zu den vorderen Standlichtern 32, den Abblendlichtern 34 und den Fernlichtern. Dieser Block 30 gewährleistet auch die Verteilung und den Schutz der Stromversorgungen der Organe des Motorraums. Der Block 30 empfängt von dem Sensor 29 Signale, die für das Management des Motorraums erforderlich sind. Diese Signale werden über den Bus 18 zum Zentralrechnerblock 20 übertragen.
In dem Beispiel sind der Bus 18 und der Bus 22 nach der genormten Technologie (Protokoll) VAN ("Vehicle Area Network") ausgeführt und der Bus 23 ist nach der genormten Technologie (Protokoll) CAN ("Control Area Network") ausgeführt.
Festzustellen ist, dass die verschiedenen Bestandteile des Steuernetzes zusammenhängen und dass so eine Störung eines dieser Teile dazu führen kann, dass es dem Fahrer unmöglich ist, sämtliche Organe des Fahrzeugs oder einen Teil davon zu steuern. Beispielsweise führt eine Störung des Zentralrechnerblocks 20 dazu, dass die Standlichter, die Abblendlichter oder der Scheibenwischer nicht mehr betätigbar sind. Ebenso kann eine Störung des Multiplexerblocks 30 des Motorraums das Aktivieren der vorderen Standlichter und der Abblendlichter verhindern. Auch ein Kurzschluss oder ein geöffneter Kreis an den beiden Leitern des Busses 18 führt dazu, dass es unmöglich ist, die Betätigung der meisten Fahrzeugorgane zu steuern.
Aus diesem Grund sind gemäß der vorliegenden Erfindung Mittel vorgesehen, um eine Störung im Netz und in den augrund einer erfassten Störung ausgelösten Mitteln zu erfassen, um zumindest bestimmte der elektrischen Organe in den Sicherheitsmodus (bzw. die Sicherheitsposition) zu betätigen bzw. positionieren. Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform befinden sich diese Mittel in den Blöcken 20 und 30.
Die zu betätigenden bzw. in den Sicherheitsmodus oder in die Sicherheitsposition zu positionierenden Organe enthalten: vordere Standlichter 32 und hintere Standlichter 26, Abblendlichter 34, Scheibenwischer, darunter zumindest den vorderen Scheibenwischer 28, wobei diese Organe auch Versorgungen mit elektrischer Energie umfassen.
In dem Beispiel sind die vorgesehenen Versorgungen, die selbstverständlich über die Hauptbatterie (nicht dargestellt) gewährleistet werden, eine Versorgung 100 (ACC) für Zubehörteile, wie etwa Fensterheber, Autoradio, etc., die in einer ersten Stellung des Zündschlüssels gewährleistet ist, eine sogenannte Nachkontaktversorgung 102 (APC), die in einer zweiten Stellung des Zündschlüssels greift und für die Versorgung der Hauptorgane bestimmt ist, eine spezifische Versorgung 104 für den Multiplexerblock des Motorraums 30, dessen Betrieb über den Zentralrechnerblock 20 ausgelöst wird, und schließlich eine spezifische Versorgung 106, die für den Zentralrechnerblock vorgesehen ist.
Um die Funktionsweise des Systems zu erklären, werden Störungen ausgehend von dem Multiplexer 16 zu den zu steuernden Organen über Leiter, Komponenten und Zwischenversorgungen betrachtet.
Die erste Art von zu betrachtender Störung ist ein Ausfall des Multiplexers 16. In diesem Fall wird der Ausfall von einem Zentralrechner 20 erfasst (in einer Art und Weise, die später beschrieben wird) und dieser löst das Anschalten der vorderen und hinteren Standlichter sowie der Abblendlichter aus und hält die Scheibenwischer in ihrem vorhergehenden Betriebszustand. Die Lichter werden nicht in ihrem vorhergehenden Zustand gehalten, sondern werden vorzugsweise systematisch eingeschaltet. Wenn somit eine Störung bei Einbruch der Dunkelheit auftritt, bevor der Fahrer das Einschalten der Lichter seines Fahrzeugs angefordert hat, kommt ihm bei beginnender Dunkelheit die erforderliche Beleuchtung zugute.
Die zweite Art von Zwischenfall, die auftreten kann, ist eine Trennung der beiden Verbindungsleitungen zwischen Multiplexer 16 und Rechnerblock 20. Diese Art von Zwischenfall wird wie die vorhergehende gehandhabt, d. h. über eine Steuerung des Rechners 20, der das Einschalten der vorderen Standlichter 32 und der hinteren Standlichter 26, der Abblendlichter 34 und den Halt der Scheibenwischer, zumindest des vorderen Scheibenwischers, in ihrem bzw. seinem vorgehenden Betriebszustand auslöst.
Die dritte Art von zu betrachtender Störung ist ein Ausfall des Mikrokontrollers des Zentralrechners 20. In diesem Fall wird die Störung von dem Multiplexerblock 30 des Motorraums erfasst und dieser Block 30 steuert das Einschalten der vorderen Standlichter und der Abblendlichter. Der Zentralrechnerblock 20 enthält auch eine Notfallvorrichtung, die nachfolgend beschrieben wird, deren Rolle darin besteht, die Versorgung des Busses 22 sowie die über den Bus 18 übertragene, erforderliche Versorgung 104 aufrechtzuerhalten und auch das Einschalten der hinteren Standlichter 26 zu steuern. Ferner setzt diese Notfallvorrichtung die Scheibenwischer, zumindest den vorderen Scheibenwischer 28, in Betrieb. Da nämlich der Mikrokontroller des Zentralrechnerblocks 20 ausgefallen ist, kann er nicht den vorherigen Betriebsmodus der Scheibenwischer eingespeichert behalten. Ferner wird die Notfallvorrichtung nur dann ausgelöst, wenn die Nachkontaktversorgung 102 in Betrieb ist, da andernfalls das Fahrzeug abgestellt ist und es nicht unabdingbar ist, die Lichter und Scheibenwischer in Betrieb zu setzen.
Die vierte Art von zu betrachtendem Ausfall ist der Totalausfall des Rechnerblocks 20, einschließlich der diesem zugeordneten Notfallvorrichtung. In diesem Fall wird die Störung durch den Multiplexerblock des Motorraums 30 erfasst, der das Einschalten der vorderen Standlichter 32 und der Abblendlichter 34 auslöst. Wie im vorhergehenden Fall tritt dieses Auslösen aus dem gleichen Grund nur dann auf, wenn die Nachkontaktversorgung 102 in Betrieb ist.
Die fünfte Art von zu betrachtendem Zwischenfall ist eine Störung der dem Zentralrechnerblock 20 zugewiesenen spezifischen Versorgung. Um diesem Ausfall Abhilfe zu schaffen, ist vorgesehen, dass dieser Rechnerblock 20 auch über die Nachkontaktversorgung 102 und die Zubehörversorgung 100 gespeist wird.
Der sechste zu betrachtende Zwischenfall ist ein Kurzschluss zwischen den beiden Leitungen des Busses 18. In diesem Fall ist die Störung über den Zentralrechnerblock 20 und den Multiplexerblock des Motorraums 30 erfassbar. Der Zentralrechnerblock löst das Einschalten der hinteren Standlichter 26 aus und hält den Betrieb der Scheibenwischer, darunter zumindest den des vorderen Scheibenwischers 28, in seinen vorherigen Betriebszustand (EIN oder AUS) aufrecht, während der Multiplexerblock 30 des Motorraums das Einschalten der vorderen Standlichter 32 und der Abblendlichter 34 auslöst.
Der siebte mögliche Zwischenfall ist eine Trennung der beiden Verbindungsleitungen zwischen Zentralrechnerblock 20 und Multiplexerblock 30 des Motorraums. In diesem Fall wird der Zwischenfall über die Blöcke 20 und 30 erfasst, welche die hinteren Standlichter 26, die vorderen Standlichter 32 bzw. die Abblendlichter 34 auslösen.
Es sei auf den Unterschied zwischen Kurzschluss und Trennung der beiden Verbindungsleitungen 51 und 53 des Busses 18 zwischen Zentralrechnerblock 20 und Multiplexerbock des Motorsraums 30 hingewiesen.
Anhand von 1a ist festzustellen, dass der Bus 18 den Zentralrechnerblock 20 mit dem Steuermultiplexer 16 und mit dem Multiplexerblock des Motorraums 30 über zwei Leitungen 51 und 53 verbindet. Wie in 1b gezeigt ist, würde aus diesem Grund ein eventueller Kurzschluss 19a zwischen den beiden Leitungsdrähten 51 und 53 des Busses 18 zu einer generellen Störung des Busses führen und in der Folge jegliche Kommunikation zwischen den Komponenten des Multiplexnetzes verhindern.
Bei einer Durchtrennung der beiden Kommunikationsleitungen des Busses 18 zwischen Zentralrechnerblock 20 und Multiplexerblock des Motorraums 30 steht der Zentralrechnerblock weiterhin mit dem Multiplexer 16 in Verbindung, wie in 1c gezeigt ist. Dieser Unterschied zwischen Kurzschluss und Durchtrennung führt zu unterschiedlichen Vorgängen, da in dem einen Fall (Kurzschluss) das gesamte Multiplexnetz gestört ist, während in dem anderen Fall (Durchtrennung) nur der Multiplexerblock des Motorraums 30 abgetrennt ist.
Eine achte Art von zu betrachtendem Zwischenfall ist ein Ausfall des Multiplexernetzes des Motorraums 30. Dieser Ausfall wird über eine dem Rechner 20 zugeordnete Notfallvorrichtung erfasst, die das Einschalten der vorderen Standlichter 32 und der Abblendlichter 34 auslöst, während die anderen Organe nicht von dieser Art von Störung betroffen sind.
Um bei einer neunten Art von Zwischenfall Abhilfe zu schaffen, die in einem Ausfall der dem Zentralrechnerblock 20 gelieferten spezifischen Versorgung des Multiplexerblocks 30 besteht, ist vorgesehen, den Block 30 ferner mit der Nachkontaktversorgung 102 zu speisen.
Um schließlich allgemein einer Durchtrennung oder einem Kurzschluss einer Kommunikationsleitung an einem beliebigen Punkt des Busses 18 Abhilfe zu schaffen, ist vorgesehen, die Leiter zweifach anzuordnen, die jeweils beide die gleichen Informationen übertragen. Somit überträgt im Falle eines Bruchs von nur einem Leiter der zweite Leiter die Informationen und der Zwischenfall hat keinerlei Konsequenzen. Bei einer Ausführungsform überträgt jedoch der zweite Leiter die Information vom ersten Leiter nicht auf gleiche Art und Weise, sondern in Form von digitalen Signalen, die komplementär sind zu den digitalen Signalen des ersten Leiters.
Somit ist festzustellen, dass die Erfindung im wesentlichen darin besteht, die Hauptorgane zu betätigen bzw. zu positionieren, die zur Fahrsicherheit in einem Sicherheitsmodus bzw. in einer Sicherheitsposition beitragen, wodurch es dem Fahrer möglich ist, in aller Sicherheit einen Platz zum Parken aufzusuchen.
Nachfolgend werden im Zusammenhang mit 2 die Störungserfassungsmittel und die Notfallmittel beschrieben, die dem Zentralrechnerblock 20 zugeordnet sind.
Dieser Zentralrechnerblock enthält einen Mikrokontroller 42, der die Steuerung verschiedener Funktionen des Fahrzeugs sowie das Erstellen der Multiplex-Protokolle gewährleistet.
Dieser Mikrokontroller 42 weist drei Ausgänge 43₁ , 43₂ , 43₃ auf, von denen der erste (43₁ ) dazu bestimmt ist, die hinteren Standlichter über eine Ausgangsstufe 45₁ zu steuern. Der zweite Ausgang (43₂ ) gibt ein Steuersignal für den vorderen Scheibenwischer über eine weitere Ausgangsstufe 45₂ aus. Schließlich ist der dritte Ausgang (43₃ ) dazu bestimmt, eine Versorgung des Multiplexerblocks des Motorraums 30 über eine dritte Ausgangsstufe 45₃ zu steuern.
Der Mikrokontroller 42 ist dazu programmiert, zu erfassen, ob die Signale korrekt empfangen werden und in diesem Fall an einem Ausgang 43₄ ein periodisches Signal 44 auszugeben. Der Ausgang 43₄ ist mit dem Eingang einer sogenannten "Wächter"-Schaltung 40 verbunden, die dann, wenn der Mikrokontroller korrekt funktioniert, d. h. bei vorhandenem Signal 44, kein Signal ausgibt. Wenn der Mikrokontroller 42 eine Störung aufweist, kann er nicht das Signal 44 ausgeben und die Wächter-Schaltung 40 erfasst dieses Fehlen des Signals 44 und steuert das Einschalten der hinteren Standlichter über eine Verbindung mit der Ausgangsstufe 45₁ , den Betrieb des vorderen Scheibenwischer über eine Verbindung mit der Stufe 45₂ sowie die Aktivierung der Vorsorgung des Blocks 30 über eine Verbindung mit der Stufe 45₃ .
Die Wächter-Schaltung 40 erhält ihre elektrische Energie von der Nachkontaktversorgung. Somit ist sie nur dann in Betrieb, wenn der Motor betriebsbereit.
Die Verbindung des Mikrokontrollers 42 mit den Bussen, beispielsweise mit den beiden Leiterdrähten 51 und 53 des Busses 18, erfolgt über eine Sende-/Empfangseinheit 55.
Der Mikrokontroller 42 sowie die Sende-/Empfangseinheit 55 werden über einen Schutzregelblock 57 gespeist, der seine elektrische Energie einerseits über einen ersten Eingang 46 erhält, die mit der Nachkontaktversorgung 102 verbunden ist, und andererseits über einen zweiten Eingang 48, der mit der Zubehörversorgung 100 verbunden ist, und schließlich über einen dritten Eingang 50, der mit der Dauerversorgung 106 verbunden ist, die direkt von der Batterie stammt.
Die Ausgangsstufen 45₁ , 45₂ , 45₃ steuern die Energieversorgung der hinteren Standlichter, des vorderen Scheibenwischers und die Versorgung des Blocks 30 über eine Verbindung mit der Hauptbatterie des Kraftfahrzeugs.
Störungen des Mikrokontrollers 42 können auf einen Ausfall seiner Schaltungen, auf einen Ausfall seiner Versorgung, oder aber auf einen Ausfall der Software bzw. Softwares zurückzuführen sein, die in diesem Mikrokontroller installiert ist bzw. sind.
Wenn der Mikrokontroller 42 korrekt funktioniert, wird die Wächter-Schaltung 40 gehemmt, jedoch kann der Mikrokontroller 42 Anweisungen zum erzwungenen Einschalten der vorderen und hinteren Standlichter, der Abblendlichter, des vorderen Scheibenwischers und der Versorgung des Blocks 30 übertragen. Diese Anweisungen zu dem Block 30 (vordere Standlichter und Abblendlichter) werden über die Sende-/Empfangseinheit 55 übertragen.
Nachfolgend wird in Verbindung mit 3 der Multiplexerblock des Motorraums 30 beschrieben, der die Störungserfassungsmittel und die Notfallmittel aufweist.
Der Multiplexer des Motorraums 30 enthält einen Schaltkreis 60, beispielsweise in Form eines Mikrokontrollers oder einer logischen Schaltung, dessen Rolle darin besteht, das Erstellen des Protokolls der Multiplexverbindungen zu gewährleisten und erfindungsgemäß die Sicherheitsfunktionen zu steuern. Der Schaltkreis 60 weist einen ersten Ausgang 61₁ auf, der dazu bestimmt ist, Steuersignale der vorderen Standlichter über eine erste Ausgangsstufe 63₁ zu übertragen. Ein zweiter Ausgang 61₂ des Schaltkreises 60 gibt Steuersignale der Abblendlichter über eine zweite Ausgangsstufe 63₂ aus.
Ferner enthält der Schaltkreis 60 einen dritten Ausgang 61₃ , der im Falle eines korrekten Betriebs dieses Schaltkreises 60 periodische Signale 65 zum Eingang einer Wächter-Schaltung 67 ausgibt. Der Ausgang der Schaltung 67 ist mit dem ersten Eingang 68₁ eines UND-Gates 68 verbunden, dessen zweiter Eingang 68₂ mit einem Sensor 70 für den Betriebszustand des Motors verbunden ist. Der Ausgang des UND-Gates 68 ist mit den Eingängen der Ausgangsstufen 63₁ und 63₂ verbunden.
Das an dem Ausgang 61₃ des Schaltkreises 60 abgegebene Signal 65 wird von dem Zentralrechnerblock 20 erzeugt und über den Bus 18 an den Block 30 übertragen. Auf diese Art und Weise repräsentiert das Signal 65 die korrekte Funktion des Rechnerblocks 20 und des Schaltkreises 60 selbst sowie eine korrekte Verbindung zwischen dem Rechnerblock 20 und dem Multiplexerblock 30.
Die Verbindung zwischen Schaltkreis 60 und Bus 18 mit zwei Leitern 51 und 53 wird über eine Sende-/Empfangseinheit 72 gewährleistet.
Die Sende-/Empfangseinheit 72 und der Schaltkreis 60 erhalten ihre elektrische Energie von einem Versorgungsblock 74, der analog zum Block 57 des Rechnerblocks 20 ist.
Dieser Versorgungsblock 74 wird seinerseits über einen ersten Eingang 76 gespeist, der die von dem Rechner 20 gewährleistete Versorgung 104 erhält, und über einen zweiten Eingang 78, der die Nachkontaktversorgung 102 erhält.
Anzumerken ist, dass im Gegensatz zum Versorgungsblock 57 des Zentralrechnerblocks 20 nicht vorgesehen ist, den Block 74 des Multiplexerblocks 30 des Motorraums über die Zubehörversorgung zu speisen. Die über den Multiplexer 30 zu übertragenden Befehle bezüglich der Funktionen, die aufrechtzuerhalten sind, wenn der Motor betriebsbereit ist und die andernfalls nicht unabdingbar sind.
Das in dem Schaltkreis 60 enthaltene Sicherheitsprogramm ermöglicht es, unter der Steuerung der ausgehend von dem Zentralrechnerblock 20 empfangenen Signale oder im Falle eines erfassten Fehlers in der Verbindung mit der Sende-/Empfangseinheit 72 und mit dem Bus 18 Steuersignale über die Ausgänge 61₁ und 61₂ für die vorderen Standlichter und die Abblendlichter auszugeben, wobei diese Lichter eingeschaltet werden, um für die Fahrsicherheit trotz fehlender Verbindung mit den Elementen 10, 12 und 14 zu sorgen. In dieser Situation funktioniert der Schaltkreis 60 korrekt und wird auch korrekt über die Eingänge 76 und 78 gespeist.
Wenn der Schaltkreis 60 aufgrund eines Ausfalls einer seiner Komponenten oder eines Ausfalls seiner Software oder auch aufgrund eines Ausfalls seiner Versorgung nicht mehr funktionsbereit ist, bleibt das Ausgangssignal 61₃ aus, wodurch die Wächter-Schaltung 67 aktiviert wird.
Um Energieeinsparungen zu erreichen, wird das Sicherheitsprogramm des Schaltkreises 60 ausgehend von dem Zentralrechnerblock 20 aktiviert bzw. deaktiviert. Es erscheint nämlich ein Standby-Modus, wenn der Zündschlüssel sich in einer anderen Stellung als in der Abstellstellung befindet und wenn der Motor abgestellt ist. In diesem Standby-Modus wird der Zentralrechnerblock 20 in einen Wächter-Zustand gebracht, was einerseits zum Unterbrechen der Verbindung über den Bus 18 führt, mit der Folge, dass die Verbindung zwischen Zentralrechnerblock 20 und Multiplexerblock 30 des Motorraums unterbrochen wird, und andererseits zum Unterbrechen der Versorgung 104. Um in diesem Fall die Aktivierung des Notfall-Modus des Schaltkreises 60 nach Erfassen einer fehlenden Verbindung zu vermeiden, bevor in den Wächter-Zustand übergegangen wird, gibt der Zentralrechnerblock 20 einen Befehl aus, der den Sicherheits-Modus des Schaltkreises 60 unterbindet. Auf ähnliche Art und Weise gibt er beim Starten ein den Notfall-Modus des Schaltkreises 60 reaktivierendes Signal aus, wenn der Zentralrechnerblock 20 in den aktiven Modus übergeht.
Die Aufgabe des UND-Gates 68 ist im Falle der Aktivierung der Schaltung 67, d. h. bei Ausbleiben des Signals 65, die Sicherheitspositionen bzw. -modi der vorderen Standlichter und Abblendlichter nur dann zu aktivieren, wenn der Fahrzeugmotor läuft. Somit liefert der Sensor 70 ein Signal, das die Position eines Kontakts für den Motoröldruck repräsentiert. Wenn der Motor nicht läuft, ist das Signal am Eingang 68₂ des Gates 68 "0" und das Signal am Ausgang des Schaltkreises 67 kann nicht zu den Ausgangsstufen 63₁ und 63₂ geleitet werden.
Auch ist anzumerken, dass der Sensor 70 eine Information über den Betrieb bzw. Nichtbetrieb des Motors an einen Eingang 80 des Schaltkreises 60 abgibt. Das vom Sensor 70 abgegebene Signal hat den Zweck, dem Multiplexerblock 30 zu gestatten, dass dieser den Kontroller 42 mittels Bus 18 über den Betriebszustand des Motors informiert. Dieses Signal ermöglicht das Ausgeben von Signalen an die Ausgänge 61₁ und 61₂ , um den Sicherheitsbetrieb der vorderen Standlichter und der Abblendlichter zu gewährleisten, wobei dieser Sicherheitsbetrieb nur dann eintritt, wenn der Motor läuft.

Claims

System zur Steuerung von Fahrorganen eines Fahrzeugs, wobei das System ein Netz umfasst, das Steuersignale durch Multiplex an diese Organe übermittelt, wobei diese Signale durch Vorrichtungen (10, 12, 14) erzeugt werden, die von dem Fahrer betätigt werden können und Mittel aufweist zum Betätigen oder Positionieren von mindestens einem Fahrorgan nach einer vorbestimmten Art oder zu einer vorbestimmten Position, zur Sicherheit, bei solch einer Panne, daß ein entsprechendes Steuersignal nicht korrekt an dem zu steuernden Fahrorgan ankommt, dadurch gekennzeichnet, dass das System so aufgebaut ist, dass der Fahrer abgesichert ist, wenn eine Panne des Multiplexnetzes beim Fahren auftritt, dass er sich nicht in einer Situation ohne für das Fahren oder die Sicherheit nahezu unentbehrlicher Organe wiederfindet, die wegen der. Panne nicht gesteuert werden können.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Organ, das gemäß einer vorbestimmten Art funktionieren soll, aus der Gruppe ausgewählt wird, die umfasst: vordere Standlichter (32), hintere Standlichter (26), Abblendlichter (34), einen Scheibenwischer und davon wenigstens den vorderen Scheibenwischer (28), die Stromversorgung (100, 102, 104) für die Komponenten des Netzes.
System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Art zumindest aus einer der Arten besteht umfassend: Einschalten der Standlichter (32, 26), Einschalten der Abblendlichter (34), Anstellen eines Scheibenwischers und davon zumindest des vorderen Scheibenwischers (28), Anstellen oder Angestelltlassen der Stromversorgung (100, 102, 104).
System nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Art aus dem Angestelltlassen von mindestens einem Organ in einem Modus oder einer Position wie vor der Panne besteht.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit mindestens einer Komponente des Netzes ein Erkennungsmittel der Panne dieser Komponente (40, 67) und der Ausstrahlung von Steuersignalen gemäß der vorbestimmten Art oder der vorbestimmten Position im Fall des Erkennens einer Panne assoziiert ist.
System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente ein charakteristisches Signal (44; 65) aussendet, wenn sie korrekt funktioniert und dadurch, dass das Erkennungsmittel einer Panne und der Ausstrahlung der Steuersignale (40, 67) derartige Steuersignale nur versendet bei Verschwinden dieses charakteristischen Signals (44, 65).
System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Netz einen zentralen Blockrechner (20) umfasst, der die Steuersignale durch Multiplex an die zu steuernden Organe überträgt und einen Blockmultiplexer (30) zum Übertragen der Steuersignale zu einem Teil der zu steuernden Organe, z.B. die Organe, die ausschließlich über den Motorraum des Fahrzeugs zugänglich sind.
System nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem zentralen Blockrechner (20) ein Erkennungsmittel (40) des Verschwindens des für das korrekte Funktionieren dieses zentralen Blockrechners charakteristischen Signals und mit einem Mittel zur Emission von Steuersignalen zu bestimmten Organen bei diesem Verschwinden assoziiert ist.
System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall eines korrekten Funktionierens der zentrale Blockrechner ein charakteristisches Signal zum Blockmultiplexer (30) sendet, wobei dieser Blockmultiplexer Mittel zum Entsenden von Steuersignalen dazu enthält, andere Organe in eine vorbestimmte Art oder in eine vorbestimmte Position zu bringen, wenn dieses charakteristische Signal nicht mehr von dem Blockmultiplexer empfangen wird.
System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Blockmultiplexer (30) unter anderem ein Sicherheitsmittel (67) zum Erkennen einer Panne dieses Blocks und zum Entsenden von Steuersignalen auf eine vorbestimmte Art oder zu einer vorbestimmten Position zu den zu steuernden Organen über diesen Blockmultiplexer im Fall einer derartigen Erkennung einer Panne umfasst.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Funktionieren lassen oder zum Positionieren eines Organs gemäß einer vorbestimmten Art oder einer vorbestimmten Position nur aktiv sind, wenn der Motor des Fahrzeugs laufen kann.
System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Funktionieren lassen oder Positionieren von mindestens einem Organ gemäß einer vorbestimmten Art oder einer vorbestimmten Position nicht aktiv sind, wenn die Versorgung nach dem Kontakt (102) aktiviert ist.
System nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Nachweismittel des Funktionszustandes des Motors enthält, z.B. ein Meßgerät des Öldrucks dieses Motors (70).
System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass dieser zentrale Blockrechner (20) und der Blockmultiplexer (30) des Motorraums enthält: ein Mittel, um den zentralen Blockrechner (20) in einen Modus des ökonomischen Funktionierens zu bringen, wenn der Motor angehalten ist, ein Mittel zum Hemmen des Behelfsmittels des Blockmultiplexers (30) des Motorraums von dem zentralen Blockrechner (20), bevor der zentrale Blockrechner auf eine ökonomische Art funktioniert, wobei der zentrale Blockrechner (20) das Behelfsmittel des Blockmultiplexers reaktiviert, wenn der Motor funktioniert.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bestimmte Signalleiter des Netzes ein Paar bilden, in dem dieselben Informationen durch jeden der Leiter dieses Paares geleitet werden.
System nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dieser zentrale Blockrechner (20) seine Energie neben der permanenten Versorgung durch eine zusätzliche Versorgung (100) und durch eine Versorgung nach dem Kontakt (102) erhält.
System nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Blockmultiplexer mit einer anderen elektrischen Energie versorgt wird als der Versorgung (104), die durch den zentralen Blockrechner (20), durch die Versorgung nach dem Kontakt (102) erzeugt wird.