DE10011775A1 - Schaltungsanordnung zur Aktivierung eines CAN-Bus-Steuergerätes - Google Patents

Abstract

Es wird eine Schaltungsanordnung zur Aktivierung eines Steuergerätes wie zum Beispiel eines ABS-Reglers in einem Fahrzeug über einen CAN-Bus bei abgeschalteter Zündung beschrieben, die sich insbesondere auszeichnet durch einen ersten Eingang (E1) für ein logisches Aktivierungssignal (CAN1RXI) für das Steuergerät, ein Eingangsfilter zur Unterdrückung von Störimpulsen in dem Aktivierungssignal und eine Einrichtung zur Erzeugung eines das Steuergerät aktivierenden Ausgangssignals (CAN_WU), wenn innerhalb einer vorbestimmbaren Zeitdauer eine vorbestimmbare Anzahl von Aktivierungssignalen erfasst wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Akti­ vierung eines Steuergerätes wie zum Beispiel eines ABS- Reglers in einem Fahrzeug über einen CAN-Bus bei abgeschal­ teter Zündung.

In modernen Fahrzeugen sind im allgemeinen sämtliche elek­ trischen und elektronischen Steuergeräte, ESP-Sensoren oder andere Komponenten über einen standardisierten CAN- (Car Area Network) Bus miteinander verbunden. Die Kommunikation dieser Einheiten untereinander wird über einen zentralen CAN-Bus-Controller organisiert, wobei jeder Einheit ein CAN-Rechner zur Erzeugung eines entsprechenden Datenproto­ kolls sowie ein CAN-Bus Transceiver zugeordnet ist, über den die Einheit an den CAN-Bus angeschaltet ist.

Wenn das Fahrzeug nicht in Betrieb ist, sind der CAN-Bus und die genannten Einheiten ganz oder teilweise inaktiv, d. h. sie befinden sich in einem Schlafzustand und werden erst durch ein Einschalten der Zündung wieder voll aktiv. Es hat sich jedoch als wünschenswert erwiesen, bestimmte Einheiten, wie zum Beispiel das ABS-Steuergerät, auch bei abgeschalteter Zündung aktivieren zu können, und zwar zum Beispiel durch ein Lösen der Zentralverriegelung oder ein auf andere Weise erzeugtes "Aufwecksignal".

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der ein Steuergerät (wie ein ABS-Regler oder ein anderes Steuergerät oder auch ESP-Sensoren usw.) bei abgeschal­ teter Zündung über den CAN-Bus gezielt und zuverlässig ak­ tiviert werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Schaltungsanordnung ge­ mäß Anspruch 1, die einen ersten Eingang für ein logisches Aktivierungssignal für das Steuergerät, ein Eingangsfilter zur Unterdrückung von Störimpulsen in dem Aktivierungs­ signal und eine Einrichtung zur Erzeugung eines das Steuer­ gerät aktivierenden Ausgangssignals, wenn innerhalb einer vorbestimmbaren Zeitdauer eine vorbestimmbare Anzahl von Aktivierungssignalen erfasst wird.

Ein besonderer Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass eine unbeabsichtigte Aktivierung durch Störsignale nahezu ausgeschlossen ist. Weiterhin ist die Schaltungsanordnung mit wenigen logischen Bauelementen realisierbar, so dass der Stromverbrauch sehr gering gehalten werden kann.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzug­ ten Ausführungsform anhand einer Zeichnung. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer solchen Ausführungsform und

Fig. 2 ein Zeitdiagramm verschiedener Spannungsverläufe in der in Fig. 1 gezeigten Schaltung.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, die zur Anwendung bei der Aktivierung eines ABS-Reglers vorgesehen ist, wenn der CAN-Bus bei abgeschalteter Zündung im wesentlichen deaktiviert ist. Die Schaltung wird zwi­ schen den eigentlichen ABS-Regler und einen diesem zugeord­ neten CAN-Bus-Transceiver (nicht dargestellt) geschaltet, der wiederum in bekannter Weise mit dem CAN-Bus verbunden ist.

Um eine gezielte Aktivierung des ABS-Reglers als angespro­ chener CAN-Bus-Einheit bei abgeschalteter Zündung zu ermög­ lichen, muss das von dem CAN-Bus-Transceiver empfangene Ak­ tivierungssignal ("Aktivierungswunsch") identifiziert und geprüft werden, so dass der ABS-Regler nicht unbeabsichtigt durch Störsignale aktiviert wird.

Zu diesem Zweck wird das an einem ersten Eingang E1 der Schaltung anliegende Eingangssignal CAN1RXI, das einen Ak­ tivierungswunsch darstellt, einer dreistufigen Prüfung un­ terzogen und nur dann am Ausgang A der Schaltung ein den ABS-Regler tatsächlich aktivierendes Ausgangssignal er­ zeugt, wenn das Eingangssignal diese Prüfung erfolgreich durchlaufen hat. Die Schaltung wird durch einen Mikrocon­ troller über weitere Eingänge in ihren Betriebszustand ver­ setzt bzw. deaktiviert sowie nach einer Erzeugung des Aus­ gangssignals wieder in den vorherigen Zustand zurückge­ setzt.

Das Eingangssignal CAN1RXI wird von dem zugeordneten CAN- Bus Transceiver erzeugt und bildet die differentiellen Si­ gnalpegel des CAN-Busses auf logische Pegel ab. Ein analo­ ges Filter, das eine erste Stufe darstellt, dient zur Stör­ pulsunterdrückung. Zu diesem Zweck schließt ein logischer 1-Pegel des Eingangssignals einen Schalter 1, so dass ein Kondensator 2 über eine erste Stromquelle 3 für die Dauer des 1-Pegels aufgeladen wird. Der Kondensator 2 wird in entsprechender Weise durch einen logischen 0-Pegel des Eingangssignals, bei dem der Schalter 1 geöffnet ist, über ei­ ne zweite Stromquelle 4 entladen.

Die an dem Kondensator 2 aufgebaute Spannung wird mit einem oberen und einem unteren Schwellwert UP_THR, LO_THR vergli­ chen. Hierzu sind zwei aus jeweils einem Operationsverstär­ ker geschaltete Komparatoren 5, 6 vorgesehen, wobei die Kondensatorspannung an eine Verbindung zwischen einem nichtinvertierenden und einem invertierenden Eingang des ersten bzw. zweiten Operationsverstärkers geführt ist und der obere Schwellwert an dem invertierenden Eingang des er­ sten Operationsverstärkers und der unteren Schwellwert an dem nichtinvertierenden Eingang des zweiten Operationsver­ stärkers in Form von entsprechenden Spannungspegeln an­ liegt.

Der Ausgang des ersten Operationsverstärkers bzw. Kompara­ tors 5 ist mit einem Setzeingang S eines ersten RS-Flip- Flops 7 verbunden, während der Ausgang des zweiten Operati­ onsverstärkers bzw. Komparators 6 an einem Rücksetzeingang R dieses RS-Flip-Flops 7 anliegt.

Wenn die Kondensatorspannung den oberen Schwellwert UP_THR erreicht, schaltet der erste Komparator 5 um und bringt das erste RS-Flip-Flop 7 zum Kippen, das heißt das an seinem Ausgang Q anliegende Signal RX_FLTR nimmt einen logischen 1-Pegel an. Wenn im umgekehrten Fall die Kondensatorsspan­ nung den unteren Schwellwert LO_THR erreicht, schaltet der zweite Komparator 6 um und setzt das RS-Flip-Flop 7 zurück, so dass dessen Ausgangssignal RX_FLTR einen logischen 0- Pegel annimmt.

Die beiden Schwellwerte haben eine relativ große Spannungs­ differenz, durch die zusammen mit der Kapazität des Konden­ sators 2 sowie den über die Stromquellen 3, 4 fließenden Strömen eine minimale Filterzeit "tmin" in der Weise vorge­ geben wird, dass Störpulse am ersten Eingang E1 aufgrund ihrer schnellen Änderung die Spannung am Kondensator 2 nicht weit genug auf- bzw. entladen können, um ein Schalten der Komparatoren 5, 6 und damit eine Veränderung des am Ausgang des RS-Flip-Flops 7 anliegenden Signals RX_FLTR zu bewirken.

Mit der zweiten Stufe wird festgestellt, ob das Eingangs­ signal eine bestimmte Mindestanzahl von gültigen Pegelände­ rungen aufweist. Zu diesem Zweck werden die fallenden Flan­ ken des Ausgangssignals RX_FLTR des ersten RS-Flip-Flops 7 mit einem aus zwei D-Flip-Flops 8, 9, einem NOR-Gatter 10 und einem ersten UND-Gatter 11 in üblicher Weise verschal­ teten Zähler gezählt. Bei einem Zählwert von "3" wird ein am Ausgang des ersten UND-Gatters 11 anliegendes Zähler- Ausgangssignal SET_CAN_WU auf logischen 1-Pegel gesetzt.

Mit einer dritten Stufe wird schließlich geprüft, ob der zeitliche Abstand dieser gültigen Pegeländerungen einen zu­ lässigen maximalen Wert nicht überschreitet. Zu diesem Zweck ist ein Monoflop 12 vorgesehen, dessen Eingang durch das Ausgangssignal RX_FLTR des ersten RS-Flip-Flops 7 getriggert wird und dessen Ausgang mit den Rücksetzeingän­ gen der beiden D-Flip-Flops 8, 9 verbunden ist. Die Zeit­ konstante des Monoflops stellt dabei die maximale Zeit "tchange" dar, die verstreichen darauf, bis eine neue gül­ tige Pegeländerung auftritt. Wenn diese Zeit unterschritten wird, wird das Monoflop 12 durch das Ausgangssignal RX_FLTR neu getriggert, so dass sein Ausgangssignal WU_WIN auf lo­ gischem 1-Pegel bleibt. Wenn jedoch das Monoflop vor Ablauf seiner Zeitkonstante nicht getriggert wird, schaltet sein Ausgangssignal WU_WIN auf logischen 0-Pegel, wodurch die beiden D-Flip-Flops 8, 9 und damit der Zähler zurückgesetzt werden und ein neuer Zählvorgang beginnt.

Diese Schaltungsanordnung wird über den CAN-Controller des CAN Busses (nicht dargestellt) manuell oder automatisch ak­ tiviert (d. h. in einen Aufwachmodus geschaltet), bevor der Fahrer die Zündung abschaltet. Wenn die Zündung wieder ein­ geschaltet und der CAN Bus dadurch in Betrieb gesetzt wird, ist die Schaltung nicht mehr erforderlich, so dass sie über den Controller wieder deaktiviert wird.

Zu diesem Zweck weist die Schaltung einen zweiten und einen dritten Eingang E2, E3 auf, an denen ein Aktivierungssignal EN_CAN_WU bzw. ein Deaktivierungssignal DIS_CAN_WU anliegt. Das Aktivierungssignal wird über einen ersten Inverter 13 an einen Setzeingang S eines zweiten RS-Flip-Flops 14 ge­ führt, während das Deaktivierungssignal über einen zweiten Inverter 15 an einen Rücksetzeingang R dieses zweiten RS- Flip-Flops 14 angelegt wird. Das Ausgangssignal CAN_WUEN des zweiten RS-Flip-Flops 14 wird über ein zweites UND- Gatter 16 mit dem Ausgangssignal SET_CAN_WU des Zählers verknüpft und beaufschlagt ein drittes RS-Flip-Flop 17, dessen Ausgangssignal CAN_WU an dem Ausgang A der Schal­ tungsanordnung anliegt und den ABS-Regler aktiviert.

Das dritte RS-Flip-Flop 17 kann schließlich durch den Con­ troller mit einem Signal CLR_CAN_WU über einen vierten Ein­ gang E4, der über einen dritten Inverter 18 mit dem Rück­ setzeingang R des dritten RS-Flip-Flops 17 verbunden ist, zurückgesetzt werden.

Über einen fünften Eingang E5 der Schaltung wird schließ­ lich ein Rücksetzsignal POR zugeführt, mit dem der erste, zweite und dritte Inverter 13, 15, 18 beim Einschalten der Spannung zurückgesetzt werden.

Fig. 2 zeigt für ein beispielhaftes erstes Eingangssignal CAN1RXI die zeitlichen Verläufe der wichtigsten Signale in dieser Schaltung, und zwar des Zählerstandes CTR, des Aus­ gangssignals SET_CAN_WU des Zählers, des Rücksetzsignals CLR_CAN_WU für die Schaltung, des Ausgangssignals CAN_WU der Schaltung sowie des Ausgangssignals WU_WIN des Monoflops 12.

Weiterhin ist an dem ersten Eingangssignal die minimale Filterzeit "tmin" eingetragen, für die ein logischer 1- oder 0-Pegel mindestens vorhanden sein muß, um den Konden­ sator 2 wie eingangs beschrieben bis an den oberen bzw. un­ teren Schwellwert auf- bzw. entladen zu können. Schließlich ist auch die zwischen zwei zu zählenden Impulsen maximal zulässige Zeitdauer "tchange" eingetragen.

Demnach werden mit dem Zähler die steigenden Flanken derje­ nigen Impulse des Eingangssignals CAN1RXI gezählt, die län­ ger sind, als die minimale Filterzeit "tmin". Bei jeder dritten Flanke erzeugt der Zähler das Ausgangssignal SET_CAN_WU, das in dem Fall, in dem das Ausgangssignal WU_WIN des Monoflops 12 den Zähler nicht aufgrund eines zu großen Zeitabstandes der Flanken vorzeitig zurückgesetzt hat, über das dritte RS-Flip-Flop 17 zur Aktivierung des ABS-Reglers als Ausgangssignal CAN_WU (mit logischem 1- Pegel) am Ausgang A der Schaltung zur Verfügung steht. Die Schaltung kann dann mit dem Rücksetzsignal CLR_CAN_WU wie­ der zurückgesetzt werden, wodurch das Ausgangssignal CAN_WU wieder seinen logischen 0-Pegel annimmt.

Claims (7)

1. Schaltungsanordnung zur Aktivierung eines Steuergerätes wie eines ABS-Reglers über einen CAN-Bus bei abgeschal­ teter Zündung, gekennzeichnet durch einen ersten Ein­ gang (E1) für ein logisches Aktivierungssignal (CAN1RXI) für das Steuergerät, ein Eingangsfilter zur Unterdrückung von Störimpulsen in dem Aktivierungs­ signal und eine Einrichtung zur Erzeugung eines das Steuergerät aktivierenden Ausgangssignals (CAN_WU), wenn innerhalb einer vorbestimmbaren Zeitdauer eine vorbestimmbare Anzahl von Aktivierungssignalen erfasst wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen CAN-Bus Transceiver, mit dem das logische Aktivierungssignal aus einem differentiellen CAN- Bussignal erzeugt wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Eingangsfilter eine Filterzeit aufweist, durch die Störimpulse mit einer gegenüber ei­ nem logischen Pegel des Aktivierungssignals kurzer Dau­ er herausgefiltert werden.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Eingangsfilter eine erste und eine zweite Stromquelle (3, 4) und einen Kondensator (2) aufweist, der in Abhängigkeit von dem logischen Pegel des Aktivierungssignals über die erste oder zweite Stromquelle auf- bzw. entladen wird, sowie einen ersten und einen zweiten Komparator (5, 6) umfaßt, mit dem ein erstes Flip-Flop (7) gesetzt oder rückgesetzt wird, wenn die Kondensatorspannung einen oberen bzw. unteren Schwellwert (UP_THR; LO_THR) erreicht.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erzeugung des aktivierenden Ausgangssignals (CAN_WU) einen Zähler (8, 9, 10, 11) sowie ein Monoflop (12) umfaßt, die von einem gültigen logischen Aktivie­ rungssignal beaufschlagt werden, wobei der Zähler nach jedem dritten Aktivierungssignal das Ausgangssignal er­ zeugt und durch das Monoflop nach Ablauf der vorbe­ stimmbaren Zeitdauer zurückgesetzt wird.

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, gekennzeichnet durch einen zweiten Eingang (E2) für ein die Schaltungsanordnung aktivierendes Signal (EN_CAN_WU), sowie einen dritten Eingang (E3) für ein die Schaltungsanordnung deaktivierendes Signal (DIS_CAN_WU), wobei der zweite Eingang mit einem Setzeingang eines zweiten RS-Flip-Flops (14) und der dritte Eingang mit einem Rücksetzeingang des zweiten RS-Flip-Flops verbunden ist und der Ausgang des zweiten RS-Flip-Flops (14) mittels eines zweiten UND-Gatters (16) mit dem Ausgangssignal des Zählers verknüpft wird.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein drittes RS-Flip-Flop (17), dessen Setzeingang mit dem Ausgang des zweiten UND-Gatters (16) und dessen Rücksetzeingang mit einem vierten Eingang (E4) der Schaltung verbunden ist, an den ein Rücksetzsignal (CLR_CAN_WU) für die Schaltungsanordnung angelegt wer­ den kann, wobei des Ausgang des dritten RS-Flip-Flops (17) mit einem Ausgang (A) der Schaltungsanordnung ver­ bunden ist.