-
Die
Erfindung betrifft eine Schnittstellenvorrichtung für ein Fahrzeug
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
-
Bei
Fahrzeugen, welche aus einem Grundfahrzeug und einem Aufbau und/oder
einem Anhänger
bzw. Auflieger aufgebaut sind, bestehen eine ausgeprägte Variantenvielfalt
und kundenspezifische Einzelmerkmale in Form von verschiedenen Aufbauten
und Anhängern
bzw. Aufliegern. Daher besteht das Problem, die verschiedenen Aufbau-
und/oder Anhängerelektronikeinheiten
zur Ausführung
von Applikationen mit der Elektronik des Grundfahrzeugs zu koppeln.
Aus dem Stand der Technik sind Schnittstellenvorrichtungen bekannt,
welche fest implementierte Grundfunktionen für allgemeingültige Anwendungen
des Aufbaus und/oder Anhängers
bzw. Aufliegers zur Verfügung
stellen, welche über
eine Parametrisierung, d.h. ein Änderung
der entsprechenden Parameter, an die Gegebenheiten des jeweiligen Fahrzeugaufbaus
und/oder Anhängers
angepasst werden können.
So können
beispielsweise verschiedene Parameterwerte und Schaltschwellen zur
Verfügung
gestellt werden. Aufbauspezifische und/oder kundenspezifische Anwendungen
werden mit Hilfe der allgemeingültigen
Grundfunktionen der Schnittstellenvorrichtung und oft sehr aufwendigen zusätzlichen
Relaisschaltungen realisiert, bei welchen die Schnittstellenvorrichtung
als Signalumsetzer zwischen der Grundfahrzeugelektronik und den
konventionellen Relaisschaltungen verwendet wird.
-
In
der
DE 101 61 608
A1 wird ein Verfahren und ein System zur Bereitstellung
produktspezifischer Daten in einer Servicestation zur Erkennung und
zur Durchführung
etwaiger Änderungen
von Bau- und Funktionszuständen
an von einem Hersteller ausgelieferten Produkten beschrieben. Das
beschriebene Verfahren speichert Ausstattungsdaten für Produktkomponenten
aller Produkttypen und deren unterschiedlichen Varianten in einer
zentralen Datenbank und stellt die Ausstattungsdaten bereit, wobei
die Ausstattungsdaten durch den Hersteller aktualisiert werden.
Zudem werden individuelle Ausstattungsdaten des jeweils ausgelieferten
Produkts in einem eigenen mittels eines dem Produkt zugeordneten
Identifizierungscodes abrufbaren Datenfile in einem Archivspeicher
archiviert. Mittels eines rechnergestützt ablaufenden Programms,
welches zwischen der zentralen Datenbank und dem Archivspeicher
kommuniziert, werden neue oder geänderte Datenfiles im Archivspeicher
abgelegt. Über
wenigstens eine in einer Servicestation vorhandenen Benutzerschnittstelle
können
die dem jeweiligen Produkt zugeordneten Datenfiles aus dem Archivspeicher
abgerufen werden und der Ist-Zustand des mittels Datenübertragung
an die Benutzerschnittstelle angeschlossenen Produkts für etwaige
am Produkt durchzuführende Änderungen
erkannt werden. Eine Schnittstellenvorrichtung zwischen Grundfahrzeug und
Aufbau bzw. Anhänger
zur Ausführung
von Applikationen wird nicht offenbart.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Schnittstellenvorrichtung für ein Fahrzeug
zur Verfügung
zu stellen, welche flexibel und schnell an verschiedene kunden-
und aufbauspezifische Anwendungen angepasst werden kann.
-
Die
Erfindung löst
diese Aufgabe durch Bereitstellung einer Schnittstellenvorrichtung
für ein Fahrzeug
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
-
Vorteilhafte
Ausführungsformen
und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Erfindungsgemäß umfasst
eine Schnittstellenvorrichtung für
ein Fahrzeug eine Auswerte- und Steuereinheit, welche ein Steuerelement,
einen Speicher, eine Logikeinheit und eine Softwareschnittstelle umfasst. Über die
Softwareschnittstelle kann im Speicher mindestens ein applikationsspezifisches Softwaremodul
abgelegt werden, welches über
das Steuerelement und die Logikeinheit Eingabesignale der Auswerte-
und Steuereinheit logisch miteinander verknüpft und mindestens ein Ausgabesignal
erzeugt, welches zur Ausführung
von Applikationen an eine Aufbauelektronik und/oder an eine Anhängerelektronik
ausgebbar ist. Mit Hilfe der flexiblen Softwaremodule kann die Schnittstellenvorrichtung
in vorteilhafter Weise an aufbauspezifische und/oder anhängerspezifische
und/oder kundenspezifische Anwendungen und/oder Applikationen angepasst werden.
Aufwendige Relaisverschaltungen und/oder zusätzliche Steuerelektronikschaltungen
beim Aufbau- bzw. Anhängerhersteller
können
somit reduziert werden, da die Funktionalität als Software realisiert werden
kann. Ebenfalls ist eine gezielte Unterstützung der Aufbau- und Anhängerhersteller
mit speziellen Einzelfunktionen auch für Kleinserien und Spezialaufbauten
möglich.
Insbesondere können
die Softwaremodule über
die Softwareschnittstelle nachträglich
zur Grundfunktionalität
der Schnittstellenvorrichtung hinzugefügt werden. Dadurch können in
vorteilhafter Weise kurze Entwicklungszyklen erreicht werden und
Optimierungen und Anpassungen der Funktionalität können schnell und gezielt vorgenommen
werden.
-
Die
erfindungsgemäße Schnittstellenvorrichtung
umfasst beispielsweise einen Grundspeicher, in welchem mindestens
ein Softwaremodul zur Ausführung
von mindestens einer Grundfunktion der Aufbauelektronik und/oder
Anhängerelektronik
gespeichert ist, welche über
eine Parametrierung an verschiedene Aufbau- und/oder Anhängerausführungsformen
angepasst werden kann. Durch die getrennte Speicherung der Grundfunktionen
und der über
die Softwaremodule zusätzlich
hinzugefügte
Funktionen können
in vorteilhafter Weise unerwünschte
Wechselwirkungen vermieden werden.
-
Das
mindestens eine Eingabesignal repräsentiert beispielsweise einen
Schalterzustand, welchen eine Schalterabfrageeinheit ausgibt und/oder ein
digitales Signal, welches eine digitale Eingabeeinheit empfängt und
aufbereitet ausgibt und/oder ein analoges Signal, welches eine analoge
Eingabeeinheit empfängt
und aufbereitet ausgibt.
-
Das
mindestens eine Ausgabesignal wird beispielsweise über eine
erste Ausgabeschaltung als Treibersignal für einen Relaisausgang und/oder über eine
zweite Ausgabeschaltung als Pulsweitenmodulationssignal und/oder über eine
dritte Ausgabeschaltung als Pulspausenmodulationssignal ausgegeben.
-
In
Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schnittstellenvorrichtung
steuert und überwacht
die Auswerte- und
Steuereinheit mindestens einen Nebenantrieb, welcher Teil der Aufbauelektronik und/oder
Anhängerelektronik
ist.
-
In
weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schnittstellenvorrichtung überwacht
die Auswerte- und Steuereinheit mindestens einen Schalterzustand
und übersetzt
den überwachten
Schalterzustand über
eine erste Eingabe-/Ausgabeschaltung
in Botschaften für
die Fahrzeugelektronik und/oder über
eine zweite Eingabe-/Ausgabeschaltung in Botschaften für die Aufbauelektronik
und/oder über
eine dritte Eingabe-/Ausgabeschaltung in Botschaften für die Anhängerelektronik.
So können
beispielsweise ein Motorstartschalter und/oder ein Motorstopschalter
und/oder eine Startsperre und/oder ein Retarderzustand und/oder
ein Kupplungsfernbedienung und/oder ein Trittbrettschalter überwacht
und die entsprechenden Signale beispielsweise in Botschaften für ein Fahrzeugbussystem
und/oder ein Aufbaubussystem und/oder ein Anhängerbussystem übersetzt werden,
welche Teil der entsprechenden Elektronikeinheiten sind.
-
In
weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schnittstellenvorrichtung
setzt die Auswerte- und Steuereinheit Informationen der Fahrzeugelektronik
und/oder Aufbauelektronik und/oder Anhängerelektronik über die
erste Ausgabeschaltung in Treibersignale für Relaisausgänge und/oder über die zweite
Ausgabeschaltung in Pulsweitenmodulationssignale und/oder über die
dritte Ausgabeschaltung in Pulspausenmodulationssignale um.
-
In
weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schnittstellenvorrichtung übersetzt
die Auswerte- und Steuereinheit über
die erste, zweite und/oder dritte Eingabe-/Ausgabeschaltung Botschaften zwischen
der Fahrzeugelektronik und der Aufbauelektronik und/oder der Anhängerelektronik. Dadurch
können
in vorteilhafter Weise die Botschaften des Fahrzeugbussystems an
die Botschaften des Aufbau- und/oder Anhängerbussystems und umgekehrt
angepasst werden.
-
Das
mindestens eine applikationsspezifische Softwaremodul umfasst beispielsweise
eine Steuerung einer Bereichswahlsperre und/oder einer automatischen
Haltestellenbremse und/oder eine Steuerung von Sonderaufbauten.
-
Die
mindestens eine ausführbare
Grundfunktion umfasst beispielsweise eine Arbeitsdrehzahlregelung
und/oder einen externen Motorstart und/oder einen externen Motorstop
und/oder eine Rückfahrsperre
und/oder eine Kupplungsfernbedienung und/oder einen Nachrüstretarder.
-
Die
erfindungsgemäße Schnittstellenvorrichtung
wird beispielsweise in einem Fahrzeug verwendet, welches mit Aufbau
als Betonmischer und/oder als Müllfahrzeug
und/oder als Feuerwehrfahrzeug und/oder als Kommunalfahrzeug und/oder
als Saugbagger ausgeführt
ist.
-
Zusammenfassend
ermöglicht
die erfindungsgemäße Schnittstellenvorrichtung
eine Realisierung von kundenspezifischen Funktionalitäten, eine
Reduzierung der Entwicklungszeiträume für deren Umsetzung und eine
Kostenreduzierung durch die Verringerung der Entwicklungskomplexität.
-
Eine
vorteilhafte Ausführungsform
der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend
beschrieben.
-
Dabei
zeigen:
-
1 ein
Blockschaltbild eines Fahrzeugs, und
-
2 ein
Blockschaltbild einer Schnittstellenvorrichtung für ein Fahrzeug
gemäß 1.
-
Wie
aus 1 ersichtlich ist, umfasst ein Fahrzeug 1 eine
Fahrzeugelektronik 20, welche beispielsweise ein Bedienpult 22,
eine Motordrehzahlerfassung 24 und ein Fahrzeugbussystem 21 umfasst, und
eine Aufbauelektronik 30, welche beispielsweise eine Gatewayeinheit 31,
eine Rückfahrsperre 32, eine
automatische Haltestellenbremse 33, mehrere Nebenantriebe 34, 35, 36 und
ein Aufbaubussystem 37 umfasst. Zur Ausführung von
Applikationen werden die Fahrzeugelektronik 20 und die
Aufbauelektronik 30 über
eine erfindungsgemäße Schnittstellenvorrichtung 25 mit
einander gekoppelt. Bei alternativen nicht dargestellten Ausführungsformen
kann die erfindungsgemäße Schnittstellenvorrichtung 25 zur Ausführung von
Applikationen die Fahrzeugelektronik 20 mit der Aufbauelektronik 30 und/oder
einer nicht dargestellten Anhängerelektronik
koppeln.
-
Wie
aus 2 ersichtlich ist, umfasst die erfindungsgemäße Schnittstellenvorrichtung 25 eine Auswerte-
und Steuereinheit 250, welche ein Steuerelement 251,
einen Speicher 252, eine Logikeinheit 254 und
eine Softwareschnittstelle 255 umfasst. Über die
Softwareschnittstelle 255 können im Speicher 252 applikationsspezifische
Softwaremodule abgelegt werden, welche über das Steuerelement 251 und
die Logikeinheit 254 Eingabesignale der Auswerte- und Steuereinheit 250 logisch
miteinander verknüpfen
und zur Steuerung von Fahrzeugaufbauten mindestens ein Ausgabesignal
erzeugen und ausgeben.
-
Wie
weiter aus 2 ersichtlich ist, umfasst die
Auswerte- und Steuereinheit 250 einen
Grundspeicher 253, in welchem mindestens ein Softwaremodul
zur Ausführung
von mindestens einer Grundfunktion der Aufbauelektronik 30 und/oder
Anhängerelektronik
gespeichert ist. Das mindestens eine Softwaremodul ermittelt beispielsweise
eine Motordrehzahl und überwacht
die ermittelte Motordrehzahl auf Erreichen und Überschreiten von verschiedenen
vorgegebenen Schaltschwellen. Bei Überschreiten bestimmter Schaltschwellen
werden von der Schnittstellvorrichtung beispielsweise entsprechende
Botschaften über
die zugehörigen
Bussysteme 21, 37 an die Fahrzeugelektronik 20 und/oder
die Aufbauelektronik 30 ausgegeben. Über einen Parametrisiervorgang
können
die verschiedenen Schaltschwellen vom Anwender eingestellt werden.
-
Zur
Ankopplung an die Fahrzeugelektronik 20 und/oder die Aufbauelektronik 30 und
die nicht dargestellte Anhängerelektronik
umfasst die Schnittstellenvorrichtung 25 eine Schalterabfrageeinheit 270,
welche beispielsweise Zustände
eines Motorstartschalters, eines Motorstopschalters, einer Startsperre,
einen Retarderzustand, einer Kupplungsfernbedienung, eines Trittplattenschalters
usw. ermittelt und als entsprechende Eingabesignale der Auswerte- und Steuereinheit 250 zur
Verknüpfung zur
Verfügung
stellt. Die Auswerte- und Steuereinheit 250 übersetzt
die als entsprechende Eingabesignale empfangenen Schalterzustände über eine
erste Eingabe-/Ausgabeschaltung 260 in Botschaften für die Fahrzeugelektronik 20 und/oder über eine
zweite Eingabe-/Ausgabeschaltung 300 in Botschaften für die Aufbauelektronik 30 und/oder über eine
dritte Eingabe-/Ausgabeschaltung 310 in
Botschaften für
die nicht dargestellte Anhängerelektronik. Über eine
digitale Eingabeeinheit 280 empfängt die Schnittstellenvorrichtung 25 digitale
Signale, welche beispielsweise Steuersignale zur Erhöhung und/oder
Absenkung der Drehzahl, Anforderungssignale für Nebenantriebe 34, 35, 36 und/oder
Rückmeldesignale
der Nebenantriebe 34, 35, 36, Freigabesignale
usw. umfassen. Die digitale Eingabeeinheit bereitet die digitalen Signale
auf und gibt sie als Eingabesignale zur Verknüpfung und/oder zur Übersetzung
in entsprechende Botschaften an die Auswerte- und Steuereinheit 250 aus. Über eine
analoge Eingabeeinheit 290 empfängt die Schnittstellenvorrichtung 25 analoge
Signale, beispielsweise von einem Handfahrgeber, bereitet die analogen
Signale auf, beispielsweise mit einem Analog-/Digitalwandler, und
gibt sie als Eingabesignale zur Verknüpfung und/oder zur Übersetzung
in entsprechende Botschaften an die Auswerte- und Steuereinheit 250 aus.
-
Die
im Speicher 252 und im Grundspeicher 253 der Auswerte- und Steuereinheit 250 gespeicherten
Softwaremodule verknüpfen
die Eingabesignale der Auswerte- und Steuereinheit 250 über das Steuerelement 251 und
die Logikeinheit 254, um mindestens ein Ausgabesignal zur
Steuerung und Ausführung
von Funktionen und Applikationen mit der zugehörigen Aufbauelektronik 30 und/oder
der nicht dargestellten Anhängerelektronik
zu erzeugen. Über eine
erste Ausgabeschaltung 320 der Schnittstellenvorrichtung 25 wird
das mindestens eine Ausgabesignal als Treibersignal für einen
Relaisausgang ausgegeben. Über
eine zweite Ausgabeschaltung 330 wird das mindestens eine
Ausgabesignal als Pulsweitenmodulationssignal (PWM-Signal) ausgegeben. Über eine
dritte Ausgabeschaltung 340 wird das mindestens eine Ausgabesignal
als Pulspausenmodulationssignal (PPM-Signal) ausgegeben. Durch das
mindestens eine Ausgabesignal können
die Nebenantriebe 34, 35, 36 gesteuert
und überwacht
werden, welche Teil der Aufbauelektronik 30 sind. Die Nebenantriebe 34, 35, 36 sind
beispielsweise als Hydraulikpumpe, Generator, Wasserpumpe usw. ausgeführt. Zudem
können über entsprechende
Ausgabesignale die Rückfahrsperre 32 und/oder
die automatischen Haltestellenbremse 33 und/oder eine Arbeitsdrehzahlregelung
und/oder ein externe Motorstartfunktion und/oder eine externe Motorstopfunktion
und/oder eine Kupplungsfernbedienung und/oder ein Nachrüstretarder
gesteuert werden.
-
Die
erfindungsgemäße Schnittstellenvorrichtung 25 kann
beispielsweise in einem Fahrzeug 1 verwendet werden, welches
mit Aufbau als Betonmischer und/oder als Müllfahrzeug und/oder als Feuerwehrfahrzeug
und/oder als Kommunalfahrzeug, wie z.B. als Kehrmaschine, Randstreifenmäher usw., und/oder
als Saugbagger ausgeführt
ist.
-
Durch
die Implementierung der Softwareschnittstelle 255 in der
Schnittstellenvorrichtung 25 können schon vorhandene Funktionalitäten schnell und
flexibel ergänzt
werden, so dass bei der Anpassung an zusätzliche aufbauspezifische und/oder
anwenderspezifische Anwendungen bzw. Applikationen eine Flexibilität erreicht
wird, welche ähnlich
zu speicherprogrammierbaren Steuerungen ist. Die Softwaremodule
können
beispielsweise durch einen Flashvorgang über die Softwareschnittstelle 255 in den
beispielsweise als Flashspeicher ausgeführten Speicher 252 geladen
werden. Bei der Kompilierung der übertragenen Softwaremodule
wird ein ausführbares
Zusatzprogramm für
die Schnittstellenvorrichtung 25 erzeugt, welches zusammen
mit der standardmäßig ausgelieferten
Software für
die Schnittstellenvorrichtung 25 lauffähig ist.
-
Aufwendige
Relaisverschaltungen beim Aufbauhersteller können somit stark vereinfacht
oder vollständig
reduziert werden, da die Funktionalität als Software realisiert werden
kann.
-
Ebenfalls
ist eine gezielte Unterstützung
der Aufbauhersteller mit speziellen Einzelfunktionen auch für Kleinserien
und Spezialaufbauten möglich. Über die
erfindungsgemäße Schnittstellenvorrichtung 25 können Nebenantriebe 34, 35, 36 gesteuert, Diagnosedaten
erfasst und ausgewertet werden. Zudem können Signale zu Drehzahl, Öldruck,
Kupplungsdaten usw. abgefragt, Signale für Schaltschwellen, Fehlerschwellen
usw. ausgegeben und Botschaften für den Fahrzeugbus 21 und/oder
den Aufbaubus 37 und/oder den nicht dargestellten Anhängerbus
erzeugt und ausgegeben werden. Die Bussysteme sind beispielsweise
jeweils als CAN-Bussystem ausgeführt,
so dass die Botschaften CAN-Nachrichten
entsprechen.
-
Somit
ermöglicht
die erfindungsgemäße Schnittstellenvorrichtung
die Realisierung von kundenspezifischen Funktionalitäten bei
einer Reduzierung der Entwicklungszeiträume für deren Umsetzung und einer
Kostenreduktion durch die Verringerung der Entwicklungskomplexität.