Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuergerät für ein
vernetzbares Gerät, z. B. Heizgerät, insbesondere für ein mit
Flüssigbrennstoff betriebenes Wasser- oder Luftheizgerät ei
nes Kraftfahrzeugs in Form eines Zusatzheizers oder einer
Standheizung.
Bei modernen Kraftfahrzeugen wird das Steuergerät eines im
Fahrzeug eingebauten Geräts, z. B. Heizgerät, Telekommunika
tionsgerät, Audiogerät, Klimagerät, in die Fahrzeugelektro
nik eingebunden, d. h. das jeweilige Gerät wird "vernetzt".
Dazu wird das Steuergerät an ein fahrzeugseitiges Datennetz,
das beispielsweise einen Datenbus, insbesondere CAN-Bus,
aufweist, angeschlossen. Auf diese Weise kann das Steuerge
rät und somit das jeweilige Gerät z. B. über ein fahrzeugsei
tiges Bediengerät betätigt werden. Ebenso ist es möglich,
die ordnungsgemäße Funktion des Geräts über das fahrzeugsei
tige Datennetz zu überwachen. Desweiteren kann vorgesehen
sein, im Rahmen einer Wartung oder Inspektion eine Diagnose
einrichtung an das fahrzeugseitige Datennetz anzuschließen,
um die Funktionen der daran angeschlossenen Geräte, insbe
sondere auch eines Heizgeräts, zu diagnostizieren.
In der vorliegenden Anmeldung wird zwischen einem "Kunden"
und einem "Hersteller" unterschieden. Als "Kunde" wird hier
bei ein Anwender oder Verwender des jeweiligen Geräts ver
standen, der das jeweilige Gerät in ein komplexeres System,
z. B. Fahrzeug, einbaut und darin vernetzt. Üblicherweise
handelt es sich beim Kunden um einen Fahrzeughersteller, der
die jeweiligen Geräte in seine Fahrzeuge einbaut. Unter dem
"Hersteller" wird hierbei der Hersteller der jeweiligen Ge
räte, z. B. der Heizgeräte, verstanden, der seine Geräte an
verschiedene Kunden liefert.
Üblicherweise werden die Geräte, z. B. Heizgeräte, vom Her
steller speziell nach Kundenwünschen hergestellt bzw. an
Kundenwünsche angepaßt. Um das Gerät bzw. dessen Steuergerät
in ein kundenspezifisches Datennetz einbinden zu können,
weist ein Steuergerät der eingangs genannten Art eine kun
denspezifische Datenschnittstelle auf, die speziell an das
kundenspezifische Datennetz angepaßt ist. Beispielsweise
fordert das kundenspezifische Datennetz eine bestimmte Hard
ware, insbesondere eine Steckverbindung mit vorgegebener An
zahl und Anordnung einzelner PIN-Verbindungen. Hierbei sind
außerdem für die einzelnen PIN-Verbindungen jeweils vorbe
stimmte Spannungen bzw. Potentiale einzuhalten, um eine Ein
bindung in das kundenspezifische Datennetz zu ermöglichen.
Darüber hinaus schreibt das kundenspezifische Datennetz auch
die jeweilige Software, z. B. ein bestimmtes Datenformat vor,
damit über das Datennetz eine Kommunikation mit dem Steuer
gerät erfolgen kann.
Diese am Steuergerät vorhandene Datenschnittstelle wird vom
Hersteller des jeweiligen Geräts bzw. des zugehörigen Steu
ergeräts üblicherweise auch dazu benutzt, das Steuergerät zu
programmieren. Ebenso können über diese Datenschnittstelle
eine Prüfung sowie eine Diagnose des Steuergeräts bzw. des
zugehörigen Geräts durchgeführt werden. Damit der Geräteher
steller die kundenspezifische Datenschnittstelle verwenden
kann, muß die gesamte Peripherie des Herstellers, die zur
Programmierung, Prüfung und Diagnose erforderlich ist, an
die kundenspezifische Datenschnittstelle jeweils angepaßt
werden. Da sich die Datennetze verschiedener Kunden grund
sätzlich voneinander unterscheiden und auch bei einzelnen
Kunden unterschiedlich konfigurierte Datennetze möglich
sind, entsteht eine große Anzahl verschiedener, nicht kompa
tibler Datenschnittstellen, an die der Gerätehersteller sei
ne Peripheriegeräte permanent anpassen muß. Der hierzu er
forderliche Aufwand ist enorm.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem,
für ein Steuergerät der eingangs genannten Art eine Ausfüh
rungsform anzugeben, die bei verschiedenen kundenspezifi
schen Datennetzen den herstellerseitigen Aufwand für die
Programmierung und/oder Prüfung und/oder Diagnose der Steu
ergeräte bzw. der zugehörigen Geräte reduziert.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch ein Steuergerät
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Pro
grammierung und/oder Prüfung und/oder Diagnose der Steuerge
räte bzw. der zugehörigen Geräte über eine zusätzliche, se
parate, herstellerspezifische Datenschnittstelle durchzufüh
ren, die als bidirektional arbeitende Funkverbindung ausge
staltet ist. Diese herstellerspezifische Datenschnittstelle
kann vom Hersteller nach eigenen Anforderungen unabhängig
vom jeweiligen Kunden und somit unabhängig von der am Steu
ergerät ausgebildeten kundenspezifischen Datenschnittstelle
konfiguriert werden. Insbesondere ist es dadurch möglich,
die herstellerspezifische Datenschnittstelle bei mehreren
Steuergeräten, die jeweils eine andere kundenspezifisch kon
figurierte Datenschnittstelle aufweisen, identisch auszuge
stalten. Der Hersteller kann dann mit einer herstellerspezi
fischen Datenverarbeitungseinrichtung, z. B. Peripheriegeräte
zur Programmierung und/oder Prüfung und/oder Diagnose des
Steuergeräts bzw. des zugehörigen Geräts, über die gleichar
tigen herstellerspezifischen Datenschnittstellen mit diesen
unterschiedlichen Steuergeräten kommunizieren, wobei kein
oder nur ein relativ kleiner Aufwand zur Anpassung der her
stellerspezifischen Datenverarbeitungseinrichtung an die je
weilige Steuergerätkonfiguration erforderlich ist. Insoweit
kann die herstellerspezifische Datenschnittstelle vom Her
steller standardisiert werden.
Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, daß beim erfin
dungsgemäßen Steuergerät Konflikte vermieden werden können,
die dann auftreten können, wenn über eine gemeinsamen (kun
denspezifische) Datenschnittstelle einerseits ein kundenspezifisches
Datennetz und andererseits eine herstellerspezifi
sche Datenverarbeitungseinrichtung mit dem Steuergerät kom
muniziert.
Die herstellerspezifische Datenverarbeitungseinrichtung, die
über die herstellerspezifische Datenschnittstelle an das
Steuergerät anschließbar ist, kann vom Hersteller standardi
siert werden. Insbesondere reduziert sich oder entfällt der
Aufwand der zur Anpassung an ein kundenspezifisch konfigu
riertes Steuergerät erforderliche Aufwand bei der Prüf- und
Programmiersoftware und Hardware in der Entwicklung, in der
Qualitätssicherung, in der Fertigung und im Kundendienst.
Regelmäßig sind nur noch geringfügige Anpassungen der Prüf-
und Programmiersoftware, beispielsweise im EEPROM-
Adressbereich, erforderlich.
Die erfindungsgemäße, zusätzliche, separate herstellerspezi
fische Datenschnittstelle ist als bidirektionale Funkverbin
dung ausgebildet. Eine bidirektionale Funkverbindung ist
beispielsweise aus der DE 195 15 353 C2 bekannt und dient
dort zur Herstellung einer Schaltverbindung zwischen einem
in einem Fahrzeuginnenraum angeordneten Bedienteil und einem
an einem Heizgerät angeordneten Steuergerät, wobei das Heiz
gerät mit seinem Steuergerät im Bereich des Fahrzeugbodens
angeordnet ist. Des weiteren ist aus der deutschen Patentan
meldung 100 06 395.0 vom 12.02.2000 eine drahtlose Fernbe
dienung für ein Heizgerät bekannt. Eine Datenschnittstelle,
mit der das Steuergerät an ein kundenspezifisches Datennetz
bzw. an eine herstellerspezifische Datenverarbeitungseinrichtung
anschließbar ist, unterscheidet sich jedoch grund
sätzlich von einer Schaltverbindung zwischen dem Steuergerät
und einem zugehörigen Bedienteil, unabhängig davon, ob diese
Schaltverbindung mittels Drähten oder drahtlos realisiert
ist.
Durch die erfindungsgemäß als bidirektionale Funkverbindung
ausgebildete herstellerspezifische Schnittstelle ist es mög
lich, das Gerät bzw. das zugehörige Steuergerät mit minima
lem Aufwand zu programmieren und zu prüfen, da keinerlei
Verkleidungselemente oder gar das Steuergerät ausgebaut wer
den müssen. Ebenso können kostenintensive, speziell angepaß
te Adapter entfallen, die der Kundendienst zur Diagnose mon
tieren müßte.
Während bei einer konventionell ausgebildeten Datenschnitt
stelle ein entsprechender Stecker oder Steckplatz am jewei
ligen Gerät in der jeweiligen Einbausituation zugänglich
sein muß, entfällt dies bei der als bidirektionale Funkver
bindung ausgestalteten Datenschnittstelle nach der Erfin
dung.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform können über die her
stellerspezifische Datenschnittstelle gerätespezifische Da
ten, z. B. Gerätkennung, Fertigungsstand des Geräts, abfrag
bar und/oder eingebbar und/oder veränderbar sein. Insbeson
dere ist es dadurch möglich, das bereits versandfertig ver
packte Gerät z. B. hinsichtlich seiner Seriennummer zu über
prüfen. Des weiteren kann beispielsweise eine Warenbegleitkarte
ergänzt oder ersetzt werden, in dem die entsprechenden
Daten im Steuergerät abgelegt werden.
Zweckmäßigerweise können die zur Kommunikation mit dem Steu
ergerät über die herstellerspezifische Datenschnittstelle
übertragbaren Daten ein herstellerspezifisches Datenformat
aufweisen, das sich von einem kundenspezifischen Datenformat
unterscheidet, das die zur Kommunikation mit dem Steuergerät
über die kundenspezifische Datenschnittstelle übertragbaren
Daten aufweisen. Hierdurch ist es möglich, herstellerseitig
ein einheitliches herstellerspezifisches Datenformat zu ver
wenden, das unabhängig vom jeweiligen kundenspezifischen Da
tenformat eine Kommunikation mit dem Steuergerät ermöglicht.
Insbesondere können einheitliche bidirektionale Datenaus
tauschroutinen, sogenannte "Datenprotokolle", verwendet wer
den, um die Kommunikation mit unterschiedlichen Steuergerä
ten herstellerseitig zu vereinheitlichen.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus
der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach
stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der je
weils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kom
binationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den
Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den
Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Be
schreibung näher erläutert.
Die einzige Fig. 1 zeigt ein schematisiertes Blockschaltbild
eines erfindungsgemäßen Steuergerätes.
Entsprechend Fig. 1 weist ein Heizgerät 1 ein Steuergerät 2
auf. Das Heizgerät 1 ist beispielsweise als Wasser- oder
Luftheizgerät eines Kraftfahrzeugs in Form eines Zuheizers
oder einer Standheizung ausgebildet, wobei das Heizgerät 1
vorzugsweise für einen Betrieb mit Flüssigbrennstoff vorge
sehen ist.
Das Steuergerät 2 weist, vorzugsweise in einem Gehäuse 3,
einen Mikroprozessor 4 auf, der über entsprechende Leitungen
5 mit einzelnen Komponenten des Heizgeräts 1 kommuniziert,
z. B. Temperaturfühler, Glühstift, Gebläse, Kraftstoffpumpe.
Des weiteren kommuniziert der Mikroprozessor 4 mit Speicher
mitteln 6, in denen gerätespezifische Daten, Kennfelder und
Datensätze zum Betrieb des Heizgeräts 1 gespeichert sind.
Das Steuergerät 2 ist über eine Schnittstelle 7 mit einem
Bedienteil 8 verbunden, mit dem das Heizgerät 1, beispiels
weise von einem Fahrzeugführer, betätigbar ist.
Außerdem weist das Steuergerät 2 eine kundenspezifische Da
tenschnittstelle 9 auf, die als herkömmliche Steckerverbin
dung ausgebildet ist, wobei die einzelnen PIN-Verbindungen
hier nicht dargestellt sind. Über die kundenspezifische Datenschnittstelle
9 ist das Steuergerät 2 an ein kundenspezi
fisches Datennetz 10, hier ein Datenbus, insbesondere CAN-
Bus, angeschlossen, über das eine Vielzahl fahrzeugseitiger
Aggregate miteinander verknüpft bzw. vernetzt sein können.
Das Datennetz 10 kann beispielsweise in einem Fahrzeug aus
gebildet sein und dort mehrere Geräte oder Aggregate, z. B.
Schließanlage, Alarmanlage, Klimagerät, Hifigerät, Telefon
gerät, GPS, miteinander vernetzen. Über die kundenspezifi
sche Datenschnittstelle 9 kann das Datennetz 10 bzw. ein
daran angeschlossenes Aggregat mit dem Steuergerät 2 bzw.
mit dessen Mikroprozessor 4 kommunizieren, wobei ein vorge
gebenes, kundenspezifisches Datenformat eingehalten werden
muß. Der Mikroprozessor 4 ist dabei so programmiert, daß er
über die kundenspezifische Datenschnittstelle 9 eine Kommu
nikation mit dem geforderten kundenspezifischen Datenformat
ermöglicht. Neben dieser softwaremäßigen Anpassung der kun
denspezifischen Datenschnittstelle 9 ist diese auch hardwa
remäßig an die Anforderungen des kundenspezifischen Daten
netzes 10 angepaßt. Beispielhaft seien hier die Anzahl und
Anordnung der einzelnen PIN-Steckverbindungen sowie die dar
an im Einzelnen anliegenden Spannung und Potentiale genannt.
Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Steuergerät 2 eine
zusätzliche herstellerspezifische Datenschnittstelle 11 auf,
die als bidirektional wirkende Funkverbindung ausgebildet
ist. Diese herstellerspezifische Datenschnittstelle 11 ist
dabei im Inneren des Steuergeräts 2 bzw. im Inneren des Ge
häuses 3 untergebracht. Eine Antenne 12 der herstellerspezi
fischen Datenschnittstelle 11 wird vorzugsweise als PCB-
Loop-Antenne ausgebildet, also als Printed-Circuit-Board-
Antennte. Der hierzu erforderliche Raumbedarf ist minimal,
insbesondere kann die PCB-Loop-Antenne 12 und somit auch die
komplette herstellerspezifische Datenschnittstelle 11 zusam
men mit dem Mikroprozessor 4 auf einer gemeinsamen Platine
ausgebildet werden.
Über die herstellerspezifische Datenschnittstelle 11 kann
das Steuergerät 2 an eine herstellerspezifische Datenverar
beitungseinrichtung 13 angeschlossen werden, um eine Pro
grammierung und/oder Prüfung und/oder Diagnose des Steuerge
räts 2 bzw. des Heizgeräts 1 durchzuführen. Die Datenverar
beitungseinrichtung 13 kann beispielsweise einen Perso
nalcomputer oder ein mobiles Diagnosegerät umfassen. Die Da
tenverarbeitungseinrichtung 13 enthält eine zur hersteller
spezifischen Datenschnittstelle 11 des Steuergeräts 2 pas
sende Schnittstelle 14, um die Kommunikation zwischen Daten
verarbeitungseinrichtung 13 und Steuergerät 2 zu ermögli
chen.
In Abhängigkeit der jeweiligen Kundenwünsche muß bei der
Herstellung des Steuergeräts 2 die kundenspezifische Daten
schnittstelle 9 mehr oder weniger stark an diese Kundenwün
sche angepaßt werden. Bei mehreren verschiedenen Kunden so
wie verschiedenen Anwendungsfällen führt dies zu einer gro
ßen Anzahl unterschiedlich konfigurierter Steuergeräte 2 mit
untereinander nicht kompatiblen, kundenspezifischen Daten
schnittstellen 9. Die vorliegende Erfindung ermöglicht nun
bei mehreren, unterschiedlich konfigurierten Steuergeräten 2
eine einheitliche Ausgestaltung der herstellerspezifischen
Datenschnittstelle 11, wodurch der Aufwand zur Anpassung der.
herstellerspezifischen Datenverarbeitungseinrichtungen 13
reduziert ist. Beispielsweise kann ein vereinheitlichtes Da
tenformat, insbesondere ein vereinheitlichtes Datenprotokoll
verwendet werden. Darüber hinaus entfällt eine Anpassung der
Anzahl und Anordnung von PIN-Verbindungen sowie deren Bele
gung. Außerdem muß auf die Zugänglichkeit der herstellerspe
zifischen Datenschnittstelle 11 keine Rücksicht genommen
werden.
Gerade im Hinblick auf die Diagnosemöglichkeiten ergibt sich
beim erfindungsgemäßen Steuergerät 2, z. B. bei Heizgeräten
1, die in Fahrzeugen eingebaut werden, ein besonderer Vor
teil:
Grundsätzlich kann das Heizgerät 1 über das kundenspezifi
sche Datennetz 10 diagnostiziert werden, wozu ein entspre
chendes kundenspezifisches Diagnosegerät erforderlich ist.
Da jeder Fahrzeughersteller ein anderes Datennetz 10 be
nutzt, muß eine Werkstatt, die nicht an einen bestimmten
Fahrzeughersteller gebunden ist, für jeden Fahrzeugherstel
ler ein geeignetes Diagnosegerät vorrätig haben, wenn die
Diagnose über die kundenspezifische Datenschnittstelle 9
durchgeführt werden soll. Da es beim erfindungsgemäßen Steu
ergerät 2 aber möglich ist, die Diagnose (auch) über die
herstellerspezifische Datenschnittstelle 11 durchzuführen,
genügt zur Diagnose des Heizgeräts 1 ein einziges Diagnose
gerät 13 um bei Fahrzeugen unterschiedlicher Fahrzeughersteller
die Heizgeräte 1 des Heizgeräteherstellers zu dia
gnostizieren. Der Vorteil für die jeweilige Werkstatt und
somit für die Fahrzeugführer liegt auf der Hand.
Obwohl die bevorzugte Anwendung der Erfindung für ein Heiz
gerät 1 beschrieben ist, erfolgt dies ohne Beschränkung der
Allgemeinheit, da die Erfindung grundsätzlich bei jedem ver
netzbaren Gerät anwendbar ist, das in ein Datennetz einge
bunden werden soll.
Bezugszeichenliste
1
Heizgerät
2
Steuergerät
3
Gehäuse
4
Mikroprozessor
5
Verbindungsleitung
6
Speichermittel
7
Schnittstelle
8
Bedienteil
9
kundenspezifische Datenschnittstelle
10
Datennetz
11
herstellerspezifische Datenschnittstelle
12
Antenne
13
Datenverarbeitungseinrichtung
14
Schnittstelle