DE102004024514A1

DE102004024514A1 - Signalisierungseinrichtung und Signalisierungsverfahren für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102004024514A1
Application number: DE200410024514
Authority: DE
Inventors: Peter G. Diehl; Rudi Schieck
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2004-05-18
Filing date: 2004-05-18
Publication date: 2005-12-15

Abstract

Eine Signalisierungseinrichtung an einem Kraftfahrzeug umfasst wenigstens einen Signalgeber (10, 10'), eine Motorsteuereinheit (21, 21') und Sensoren (30) zum Erfassen eines Bewegungszustandes des Kraftfahrzeuges, wobei das Verhalten des Signalgebers (10, 10') abhängig von einem Status der Motorsteuereinheit (21, 21') und dem von den Sensoren (30) erfassten Bewegungszustand beeinflussbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Signalisierungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug und ein Signalisierungsverfahren für ein Kraftfahrzeug.

Bei Kraftfahrzeugen werden üblicherweise z. B. die Bremsleuchten über einen Bremslichtschalter am Bremspedal angesteuert, bzw. ein- und ausgeschaltet. Aus der Praxis ist es auch bekannt, die Bremsleuchten redundant zum Bremslichtschalter über ein fahrzeugintegriertes Steuergerät zu aktivieren. Es wird auch ein Doppelschalter als Bremslichtschalter eingesetzt, bei dem wenigstens einer der Schalter mit einem Motorsteuergerät gekoppelt ist, um auch motorseitig auf ein Bremsen reagieren zu können. Eine sicherheitskritisch ausgelegte Signalisierung erfordert dabei eine jeweils redundante Auslegung von Funktionskomponenten, wodurch Mehrkosten verursacht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Signalisierungseinrichtung und ein Signalisierungsverfahren für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welche die Verkehrssicherheit verbessern, einfach aufgebaut, zuverlässig und kostengünstig sind.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Signalisierungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Signalgeber, einer Motorsteuereinheit und Sensoren zum Erfassen eines Bewegungszustandes des Kraftfahrzeuges, wobei das Verhalten des Signalgebers von einem Status der Motorsteuereinheit abhängig und dem von den Sensoren erfassten Bewegungszustand beeinflussbar ist.

Ein wesentlicher Vorteil der Signalisierungseinrichtung besteht darin, dass ein Verhalten des Signalgebers, also z. B. sein Aus- und Einschalten, unter Verwendung üblicherweise im Kraftfahrzeug schon vorhandener Funktionskomponenten vorgenommen wird. Dabei geht die Erfindung davon aus, dass in heutigen Kraftfahrzeugen eine (elektronische) Motorsteuereinheit – üblicherweise Motronik genannt – wie auch eine Anzahl entsprechender Sensoren verfügbar sind, deren geschickte Nutzung nicht nur die Verkehrssicherheit verbessert, sondern auch erhebliche Einsparungen ermöglicht. Es werden zudem Funktionalitäten auf höherer Ebene möglich. Im vorliegenden Fall kann z. B. ein üblicherweise manuell betätigter Schalter völlig entfallen, da hochauflösende Sensoren eine Verzögerung, eine Richtungsänderung oder dergleichen des Kraftfahrzeuges sicher detektieren und an den Signalgeber weitermelden. Dies umso mehr, als in modernen Kraftfahrzeugen auf eine entsprechende Vernetzung einzelner Funktionskomponenten zurückgegriffen werden kann. Es können darüber hinaus Bedingungen formuliert werden, unter denen ein Status der Motorsteuereinheit und ein Bewegungszustand des Kraftfahrzeuges das gewünschte Verhalten des Signalgebers auslösen sollen, womit eine gewisse Flexibilität erreichbar ist. Die Bedingungen können z. B. softwaremäßig direkt an der Motorsteuereinheit oder direkt am Sensor oder dem Signalgeber hinterlegt sein.

Bevorzugt ist der Signalgeber mindestens ein Bremslicht oder ein Blinklicht. Unter Blinklicht soll hier ein Fahrtrichtungsanzeiger verstanden werden. Es sind damit zumindest zwei Funktionen sicher und automatisiert steuerbar, die zuvor ein manuelles Eingreifen des Fahrers erforderten. Die Verkehrssicherheit wird dadurch verbessert. Das Ansteuerverhalten des Bremslichts ist aus der nachfolgenden Entscheidungstabelle ersichtlich. Arbeitet der Motor z. B. im Bremsbetrieb und findet eine Verzögerung des Kraftfahrzeuges statt, wird ein Bremslicht nur dann angesteuert, wenn auch die Bremse betätigt wurde. Im Normalbetrieb, also bei Erzeugung einer Antriebsleistung des Motors wird das Bremslicht demgegenüber in beiden Fällen aktiviert.

Eine ähnliche Entscheidungstabelle ergibt sich nach dem Ersetzen der Verzögerung durch eine Fahrtrichtungsänderung des Kraftfahrzeuges und dem Ersetzen der Bremsbetätigung durch eine Blinkerbetätigung. Zum Erkennen einer Fahrtrichtungsänderung können z. B. an der Motorsteuereinheit entsprechende Schwellwerte für Winkeländerungen hinterlegt sein, deren Überschreiten als Fahrtrichtungsänderung im Sinne der Entscheidungstabelle interpretiert werden.

Bevorzugt erfassen der oder die Sensoren eine Beschleunigung und/oder eine Geschwindigkeit. Diese werden vervollständigt, wenn die Motorsteuereinheit wenigstens einen Bremsbetrieb umfasst, der als Motorstatus abfragbar ist. Es sind damit alle entscheidungserhebliche Eingangsgrößen erfassbar, die zum Steuern des Signalgebers von Bedeutung sind. Unter Beschleunigung und Geschwindigkeit soll hier sowohl eine Linear- und/oder Winkelbeschleunigung und/oder -geschwindigkeit verstanden werden.

Zweckmäßigerweise sind der oder die Sensoren bereits im Kraftfahrzeug vorhandene Sensoren wenigstens einer Steuereinheit, insbesondere einer Airbagsteuereinheit und/oder einer ABS-Steuereinheit. Dadurch werden Kosten für ein aufwändiges Verbauen oder Nachrüsten entsprechender Sensoren am Kraftfahrzeug eingespart. Es kann grundsätzlich jede Steuereinheit mit geeigneten Sensoren in Verbindung mit dem Signalgeber bzw. der Motorsteuereinheit vorgesehen sein. Insbesondere verfügen aber Airbagsteuereinheiten und ABS (Anti-Blockier-System)-Steuereinheiten über eine entsprechend hochauflösende Sensorik, die z. B. bei einem ABS-System eine Änderung der Rad-Drehgeschwindigkeit detektiert. Diese Funktionskomponenten sind auch in den meisten heute hergestellten Kraftfahrzeugen vorhanden.

In Ausgestaltung ist die Motorsteuereinheit mit der wenigstens einen Steuereinheit gekoppelt. Damit muss kein weiterer Aufwand diesbezüglich betrieben werden. Entsprechende Steuereinheiten sind dabei oftmals über einen Fahrzeug-Datenbus vernetzt, weshalb die ihnen zugeordneten Sensorsignale leicht abgreifbar sind.

Vorzugsweise ist ein Bremslichtschalter und/oder Blinklichtschalter vorgesehen, der wenigstens ein Bremslicht bzw. Blinklicht ein- oder ausschaltet. Damit bleibt eine an sich bekannte Funktionalität redundant neben der automatisierten Funktionalität bestehen. Wird z. B. das Bremspedal betätigt, dann werden auch die Bremslichter aktiviert. Die Signalisierungseinrichtung ist somit redundant ausgelegt und insofern gegen Ausfall gesichert, als z. B. der Bremslichtschalter und/oder Blinklichtschalter, ein Sensor oder ein Kabel defekt sein sollten. Dadurch wird die Verkehrssicherheit verbessert.

Zweckmäßigerweise ist der Bremslichtschalter als Einfachschalter ausgeführt und die Motorsteuereinheit zum Auswerten von Signalen der Sensoren ausgebildet. Der im Stand der Technik "plattformseitig" vorgesehene Schalter zur Motorsteuereinheit entfällt und wird durch das Beschleunigungssignal wenigstens eines Sensors ersetzt, was an der Motorsteuereinheit zum Reagieren auf einen Verzögerungsvorgang verarbeitet werden kann. Hierbei vereinfacht sich der Bremslichtschalter auf einen Einfachschalter, wobei über die automatisierte Ansteuerung des Signalgebers eine Redundanz hergestellt wird.

Nach einer Weiterbildung ist die Motorsteuereinheit direkt mit den Sensoren gekoppelt. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Sensoren selbst über einen Fahrzeug-Datenbus vernetzt sind. Ist die Verarbeitung der Sensorsignale z. B. an der – gleichfalls vernetzten – Motorsteuereinheit vorgesehen, ist ein direkter und damit schneller Zugriff auf die erforderlichen Sensordaten möglich.

Zweckmäßigerweise sind wenigstens zwei der Funktionskomponenten über einen Fahrzeug-Datenbus miteinander vernetzt. Unter den Funktionskomponenten sollen hier der Signalgeber, die Motorsteuereinheit, eine weitere Steuereinheit, der oder die Sensoren und der Brems- und/oder Blinklichtschalter verstanden werden. Ein mittlerweile stark verbreiteter Fahrzeug-Datenbus ist der CAN (Controller Area Network)-Datenbus, über den Funktionskomponenten im Kraftfahrzeug hoch integrierbar sind. Die Motorsteuereinheit kann dabei Sensorsignale direkt aufnehmen. Ein redundanter Brems- und/oder Blinklichtschalter kann vorgesehen sein.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung verfahrensgemäß gelöst durch ein Signalisierungsverfahren für ein Kraftfahrzeug, insbesondere unter Verwendung einer vorstehend beschriebenen Signalisierungseinrichtung, bei dem ein Bewegungszustand des Kraftfahrzeuges erfasst und mit einem Status einer Motorsteuereinheit verknüpft wird, um das Verhalten eines Signalgebers zu beeinflussen.

Ein wesentlicher Vorteil des Signalisierungsverfahrens besteht darin, dass durch Kopplung im Kraftfahrzeug schon vorhandener Funktionskomponenten, wie Motorsteuereinheit, Sensoren und Signalgebern, eine Signalerfassung und -auswertung vorgenommen wird, bei der ein Automatisieren bislang manuell durchzuführender Abläufe möglich wird. Dadurch wird die Verkehrssicherheit verbessert. Das Signalisierungsverfahren ist einfach aufgebaut, wodurch eine besondere Zuverlässigkeit erreicht wird.

Vorteilhafterweise wird der Signalgeber dann aktiviert, wenn eine Verzögerung des Kraftfahrzeuges detektiert und der Motorstatus keinen Bremsbetrieb ausweist. Damit wird bei einem einfachen Abbremsen des Kraftfahrzeuges mittels Motorbremse ohne Betätigen eines Bremspedals keine Bremslicht aktiviert. Ein entsprechender Bedingungszusammenhang zwischen Motorstatus, Bremsbetätigung und Bremslicht wurde bereits in der vorstehend erläuterten Tabelle verdeutlicht.

Vorzugsweise wird der Signalgeber dann aktiviert, wenn eine Richtungsänderung des Kraftfahrzeuges detektiert und der Motorstatus einen Bremsbetrieb ausweist. Bei einem einfachen Abbremsen des Kraftfahrzeuges mittels Motorbremse und gleichzeitiger Richtungsänderung wird ohne Betätigen eines Blinklichtschalters in der neuen Fahrtrichtung ein Blinklicht aktiviert. Dies geschieht jedoch nicht im Normalbetrieb des Kraftfahrzeuges.

In Ausgestaltung wird an der Motorsteuereinheit ein von Sensoren übermittelter Bewegungszustand verarbeitet, um einen Betriebszustand des Motors rechtzeitig daran anzupassen. Dadurch wird die aus dem Stand der Technik bekannte Verwendung eins Doppelschalters als Bremsschalter überflüssig, was Kosten einspart. Der ursprünglich mit der Motorsteuereinheit verbundenen Schalter wird durch die Auswertung, z. B. eines Verzögerungssignals an der Motorsteuereinheit, ersetzt, wodurch gleichfalls eine frühzeitige Reaktion der Motorsteuereinheit auf einen sich verändernden Bewegungszustand gewährleistet ist.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der vorliegenden Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Gleiche oder gleichwirkende Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Signalisierungseinrichtung gemäß dem Stand der Technik,
2 eine schematische Darstellung einer Signalisierungseinrichtung gemäß der Erfindung und
3 eine schematische Darstellung einer alternativen Signalisierungseinrichtung gemäß der Erfindung.
Bei der Signalisierungseinrichtung nach dem Stand der Technik gemäß 1 werden Signalgeber 10, 10', welche hier Bremslichter darstellen sollen, von einer Steuereinheit S redundant zu einer Kombination von Motorsteuereinheit 20 und Bremslichtschalter 40 angesteuert. Die Steuereinheit S kann z. B. eine ABS-Steuereinheit sein, deren Sensoren eine Verzögerung detektieren. Der Schalter 40 ist als Doppelschalter ausgeführt, dessen bremslichtseitiger Schalterteil beim Betätigen eines Bremspedals die Lichter 10, 10' aufleuchten lässt. Der plattformseitige Schalterteil des Schalters 40 ist mit der Motorsteuerung verbunden, um dieser ein rechtzeitiges Reagieren auf ein Bremsen zu ermöglichen.
Bei der Signalisierungseinrichtung gemäß 2 erfolgt die Ansteuerung der Bremslichter 10, 10' über eine Motorsteuereinheit 21, die direkt mit einem Sensor 30 zum Detektieren einer Verzögerung des Kraftfahrzeuges gekoppelt ist. Wird eine Verzögerung erkannt und weist ein Motorstatus an der Motorsteuereinheit 21 keinen Bremsbetrieb aus, werden die Bremslichter 10, 10' aktiviert. Parallel dazu ist ein Bremsschalter 41 an einem Bremspedal vorgesehen, dessen Betätigung ebenfalls zu einem Aktivieren der Bremslichter 10, 10' führt. Es liegt damit ein sicherheitstechnisch redundantes System vor, das z. B. gegen einen Ausfall des Bremsschalters 41 und einen Kabeldefekt abgesichert ist. Dadurch wird die Verkehrssicherheit verbessert. Zudem entfällt bei dieser Ausführungsform der üblicherweise vorzusehende plattformseitige Schalterteil des Bremsschalters 41, wodurch Kosten eingespart werden. Ein rechtzeitiges Reagieren der Motorsteuereinheit S im Sinne eines aus dem Stand der Technik bekannten Doppelschalters wird durch Auswertung des Verzögerungssignals des Sensors 30 an der Motorsteuereinheit 21 vorgenommen. Die Signalisierungseinrichtung ist einfach aufgebaut und dadurch zuverlässig, da keine weiteren Funktionskomponenten als die üblicherweise in einem Kraftfahrzeug schon vorhandenen notwendig sind.
Bei der Signalisierungseinrichtung nach 3 sind eine Motorsteuereinheit 21', eine Steuereinheit S', die als eine Airbag-Steuereinheit ausgebildet ist, und der als Verzögerungssensor der Airbag-Steuereinheit ausgeführte Sensor 30 über einen Fahrzeug-Datenbus 50 mit den Bremslichtern 10, 10' gekoppelt. Die hohe Integration der einzelnen Funktionskomponenten lässt zu, dass die Verarbeitung des Sensorssignals z. B. an der Steuereinheit S' vorgenommen wird, von der aus auch die Bremslichter 10, 10' angesteuert werden. An der Steuereinheit S' ist dabei der Motorstatus zur Auswertung vom Fahrzeug-Datenbus 50 abrufbar und an der Steuereinheit S' sowie der Motorsteuereinheit 21" das Sensorsignal des Sensors 30. Durch die Kopplung über den Fahrzeug-Datenbus 50 lässt sich eine Funktionsverteilung und eine gleichmäßige Auslastung der einzelnen Funktionskomponenten erzielen. Bei dieser Konstellation der Signalisierungseinrichtung ist es auch denkbar, den Motorstatus und das Sensorsignal direkt an den Bremslichtern 10, 10' auszuwerten und das Ergebnis zum Steuern von deren Verhalten einzusetzen. Wie im zweiten Ausführungsbeispiel der 2 ist auch hier eine parallele Betätigung der Bremslichter 10, 10' über den Bremsschalter 41 mit den schon geschilderten Vorteilen vorgesehen. Ein rechtzeitiges Reagieren der Motorsteuereinheit S', im Sinne eines aus dem Stand der Technik bekannten Doppelschalters, wird auch hier durch Auswertung des Verzögerungssignals des Sensors 30 an der Motorsteuereinheit 21' vorgenommen.
Die redundante Auslegung der Signalisierungseinrichtung verbessert die Verkehrssicherheit eines derart ausgestatteten Kraftfahrzeuges. Der einfache Aufbau sichert deren Zuverlässigkeit und wirkt kostensenkend.

10, 10': Signalgeber
20, 21, 21': Motorsteuereinheit
30: Sensor
40, 41: Bremslichtschalter
50: Fahrzeug-Datenbus
S: Steuereinheit

Claims

Signalisierungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Signalgeber (10, 10'), einer Motorsteuereinheit (21, 21') und Sensoren (30) zum Erfassen eines Bewegungszustandes des Kraftfahrzeuges, wobei das Verhalten des Signalgebers (10, 10') von einem Status der Motorsteuereinheit (21, 21') abhängig und dem von den Sensoren (30) erfassten Bewegungszustand beeinflussbar ist.
Signalisierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber mindestens ein Bremslicht (10, 10') oder Blinklicht ist.
Signalisierungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Sensoren (30) eine Beschleunigung und/oder eine Geschwindigkeit erfassen.
Signalisierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuereinheit (21, 21') wenigstens einen Bremsbetrieb umfasst, der als Motorstatus abfragbar ist.
Signalisierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Sensoren (30) bereits im Kraftfahrzeug vorhandene Sensoren wenigstens einer Steuereinheit (S), insbesondere einer Airbagsteuereinheit und/oder einer ABS-Steuereinheit sind.
Signalisierungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuereinheit (21, 21') mit der wenigstens einer Steuereinheit (S) gekoppelt ist.
Signalisierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Bremslichtschalter (41) und/oder Blinklichtschalter vorgesehen ist, der wenigstens ein Bremslicht (10, 10') bzw. Blinklicht ein- oder ausschaltet.
Signalisierungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremslichtschalter (41) als Einfachschalter ausgeführt und die Motorsteuereinheit zum Auswerten von Signalen der Sensoren (30) ausgebildet ist.
Signalisierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuereinheit (21, 21') direkt mit den Sensoren (30) gekoppelt ist.
Signalisierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Funktionskomponenten (10, 10', 21, 21', 30, 41, S) über einen Fahrzeug-Datenbus (50) miteinander vernetzt sind.
Signalisierungsverfahren für ein Kraftfahrzeug, insbesondere unter Verwendung einer Signalisierungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem ein Bewegungszustand des Kraftfahrzeuges erfasst und mit einem Status einer Motorsteuereinheit (21, 21') verknüpft wird, um das Verhalten eines Signalgebers (10, 10') zu beeinflussen.
Signalisierungsverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (10, 10') dann aktiviert wird, wenn eine Verzögerung des Kraftfahrzeuges detektiert und der Motorstatus keinen Bremsbetrieb ausweist.
Signalisierungsverfahren nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (10, 10') dann aktiviert wird, wenn eine Richtungsänderung des Kraftfahrzeuges detektiert und der Motorstatus einen Bremsbetrieb ausweist.
Signalisierungsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an der Motorsteuereinheit (21, 21') ein von Sensoren (30) übermittelter Bewegungszustand verarbeitet wird, um einen Betriebszustand des Motors rechtzeitig daran anzupassen.