DE102006010640A1 - Elektronisches Steuerungssystem, Kabelstrang und Stecker - Google Patents
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Abstract
Ein Steuerungssystem ist mit einem Steuergerät und weiteren mit dem Steuergerät verbundenen Elektronikkomponenten ausgestattet. Ein Kabelstrang verbindet das Steuergerät mit den Elektronikkomponenten. Der Kabelstrang weist einen Stecker auf, mit dem er an eine Anschlussbuchse des Steuergeräts anschließbar ist. In einem Gehäuse des Steckers oder innerhalb einer Umhüllung des Kabelstrangs ist ein Halbleiterspeicherbaustein angeordnet. Der Halbleiterspeicherbaustein ist über an den Stecker geführte Signalleitungen mit dem Steuergerät verbindbar.
Description
- Die Erfindung betrifft ein elektronisches Steuerungssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Kabelstrang und einen Stecker.
- Das gattungsgemäße Steuerungssystem kommt insbesondere an landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugen, z.B. Ackerschleppern, oder an Bau- und Transportfahrzeugen zum Einsatz. Aus dem Datenblatt RD 95 500/06.05 der Firma Bosch Rexroth AG ist ein Steuergerät für mobile hydraulische Arbeitsmaschinen bekannt, welches auf einem Microcontroller basiert. Das Steuergerät empfängt Eingangssignale von Bedienelementen. Unter Berücksichtigung der Eingangssignale werden elektromechanische Stellglieder – z.B. Proportionalmagnete – zur Betätigung hydraulischer Steuerventile angesteuert. An weiteren Eingänge werden Signale von Wegsensoren oder Drehzahlsensoren zugeführt, um eine Regelung, z.B. eines Fahrantriebs durchzuführen. Des Weiteren ist eine CAN-Bus Schnittstelle vorhanden. Das Steuergerät ist mit Anschlussbuchsen ausgestattet, die in Verbindung mit entsprechenden Anschlusssteckern gegen ein Eindringen von Flüssigkeit in das Gehäuse abgedichtet sind. Die Anschlussbuchsen sind mit den Anschlusssteckern eines Kabelbaums verbunden. Dieser verbindet die elektrischen Komponenten des Steuerungssystems mit dem Steuergerät. Um Steuerprogramme zu speichern und auszuführen, ist das Steuergerät mit einem internen Speicher ausgestattet. Die Größe des internen Speichers ist bei der Bestückung der Platine festgelegt.
- Gleichartige Steuergeräte werden bei einer Vielzahl unterschiedlicher Fahrzeuge und Arbeitsmaschinen eingesetzt. Die benötigte Größe des internen Speichers kann zwischen unterschiedlichen Arbeitsmaschinen und je nach Art der Anwendung stark unterschiedlich sein. Ein kontinuierliches Datenlogging, z.B. zur Realisierung eines Fahrtenschreibers für sicherheitskritische Anwendungen, erfordert einen großen verfügbaren Arbeitsspeicher. Es ist jedoch unwirtschaftlich, die Steuergeräte grundsätzlich mit der maximalen Größe des Speichers auszustatten. Steuergeräte, die für einfache Steuerungsaufgaben eingesetzt werden, würden so in der Herstellung unnötig teuer. Die Steuergeräte nach Bedarf mit unterschiedlichem Speicherausbau zu produzieren, erhöht den Aufwand für die Produktion und Logistik und führt ebenfalls zu einer ungewünschten Verteuerung der Steuergeräte.
- Den Speicher im Steuergerät nach der Fertigung aufzustocken ist sehr aufwändig und gefährdet bei unsachgemäßer Montage die zuverlässige Funktion des Steuergeräts. Einen separaten Massenspeicher über den CAN-Bus anzuschließen ist ebenfalls aufwändig, da dieser als zusätzliches Gerät am Fahrzeug montiert werden muss und einen separaten Stecker am Kabelbaum benötigt. Wenn man am Steuergerät einen Einschub für eine Speicherkarte vorsieht, müssen aufwendige Maßnahmen für die Abdichtung des Einschubs getroffen werden.
- Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektronisches Steuerungssystem im Hinblick auf eine möglichst einfache und kostengünstige Anbindung von zusätzlichem Speicher zu verbessern.
- Diese Aufgabe wird durch ein elektronisches Steuerungssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Aufgabe wird ferner durch ein elektronisches Steuerungssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 gelöst. Die Aufgabe wird ebenfalls bereits durch einen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 6 ausgebildeten Kabelstrang sowie durch einen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 7 ausgebildeten Stecker gelöst.
- Das erfindungsgemäße Steuerungssystem ist mit einem Steuergerät und weiteren mit dem Steuergerät verbundenen Elektronikkomponenten ausgestattet. Ein Kabelstrang verbindet das Steuergerät mit den Elektronikkomponenten. Der Kabelstrang weist einen Stecker auf, mit dem er an eine Anschlussbuchse des Steuergeräts anschließbar ist. Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegen den Erfindung ist in einem Gehäuse des Steckers ein Halbleiterspeicherbaustein angeordnet. Der Halbleiterspeicherbaustein ist über an den Stecker geführte Signalleitungen mit dem Steuergerät verbindbar.
- Das Anordnen eines Halbleiterspeicherbausteins im Stecker erlaubt es, den verfügbaren Speicher des Steuergerätes auf einfache und kostengünstige Weise zu erweitern, während die Abdichtung des Steuergeräts unverändert bestehen bleibt. Die Montage des Halbleiterspeicherbausteins kann zusammen mit der Montage des Steckers am Kabelstrangs erfolgen. Die Steckermontage muss ohnehin für jeden Fahrzeugtyp separat durchgeführt werden, da sich die Anzahl der belegten Kontakte bei verschiedenen Fahrzeugtypen meist unterscheidet. Ein zusätzliches Montieren des Halbleiterspeicherbausteins ist mit nur geringem Aufwand verbunden. Je nach benötigter Speichergröße können anwendungsspezifisch und fahrzeugspezifisch verschiedenen Halbleiterspeicherbausteine ausgewählt und im Stecker montiert werden. Das Steckergehäuse schützt den Halbleiterspeicherbaustein vor Umwelteinflüssen. Es kann natürlich auch ein Stecker mit integriertem Halbleiterspeicherbaustein als vormontierte Baueinheit angeboten werden. Dies erleichtert die Steckermontage am Kabelstrang. Außerdem lässt sich der Halbleiterspeicherbaustein flüssigkeitsdicht im Steckergehäuse vergießen und ist dann besonders gut gegen Umwelteinflüsse geschützt. Der Halbleiterspeicherbaustein kann gleichermaßen dazu verwendet werden, den Arbeitsspeicher, in dem Daten abgelegt werden, und den Programmspeicher, in dem Steuerprogramme gespeichert sind, zu erweitern. Gegebenenfalls können auch spezielle Steuerprogramme, die sich auf einen bestimmten Fahrzeugtyp beziehen, im Halbleiterspeicherbaustein statt im internen Speicher des Steuergeräts abgelegt sein und z.B. bei Bedarf in den internen Speicher des Steuergerätes geladen werden. Dadurch werden umfangreiche Anwendungen (Programme) ermöglicht, die den im Steuergerät zur Verfügung stehenden Speicher überschreiten.
- Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Kabelstrang mit einer Umhüllung versehen, und der Halbleiterspeicherbaustein ist innerhalb der Umhüllung des Kabelstrangs angeordnet. Auch diese Anordnung des Halbleiterspeicherbausteins erlaubt eine einfache fahrzeug- oder anwendungs spezifische Ergänzung des Arbeitsspeichers im Steuergerät, wie im vorhergehenden Absatz erläutert. Der Kabelbaum wird üblicherweise für jeden Fahrzeugtyp eigens hergestellt. Die Montage des Halbleiterspeicherbausteins kann bei der Herstellung des Kabelbaums mit nur geringem Mehraufwand erfolgen.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Vorzugsweise ist der Halbleiterspeicherbaustein über eine an der Anschlussbuchse vorhandene digitale Eingangs-/Ausgangsschnittstelle vom Steuergerät ansprechbar. Eine solche Schnittstelle ist bei den meisten Steuergeräten ohnehin vorhanden, so dass eine Erweiterung des Speichers keine Modifikation der Hardware des Steuergeräts bedarf.
- Gemäß einer besonders bevorzugten Ausbildung der vorliegenden Erfindung ist der Halbleiterspeicherbaustein über eine serielle Eingangs-/Ausgangsschnittstelle ansprechbar. Dies verringert den Verkabelungsaufwand zum Anschließen des Halbleiterspeicherbausteins an den Stecker erheblich. Außerdem sind für serielle Datenverbindungen sehr zuverlässige Übertragungsstandards bekannt, z.B. Low Voltage Differential Signaling (LVDS). Es können zudem bestehende Schnittstellenimplementierungen, z.B. der Universal Serial Bus (USB), eingesetzt werden.
- Wenn der Halbleiterspeicherbaustein als nicht flüchtiger Speicher ausgebildet ist, können Daten unabhängig vom Steuergerät am Fahrzeug gespeichert werden. So können z.B. Konfigurationsdaten für das Steuergerät im Halbleiterspeicherbaustein abgelegt sein. Dies erlaubt eine automatische Konfiguration des Steuergerätes und eine Anpassung an den speziellen Aufbau des Steuersystems. Bei einem Austausch des Steuergerätes bleiben die Konfigurationsdaten erhalten.
- Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist im Gehäuse des Steckers eine Aufnahme für den Halbleiterbaustein gebildet. Dies erlaubt eine sichere Befestigung des Halbleiterbausteins im Steckergehäuse.
- Die Montage des Halbleiterspeicherbausteins im Stecker und der elektrische Anschluss des Halbleiterspeicherbausteins gestalteten sich besonders einfach, wenn in der Aufnahme Steckkontakte oder Federkontakte zur Kontaktierung des Halbleiterspeicherbausteins vorgesehen sind.
- Nachfolgend werden die vorliegende Erfindung und deren Vorteile unter Bezugnahme auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
-
1 ist eine schematische Darstellung eines Steuerungssystems einer mobilen hydraulischen Arbeitsmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform, bei der ein Halbleiterspeicherbaustein in einem Anschlussstecker des Kabelstrangs angeordnet ist, und -
2 ist eine schematische Darstellung eines Steuerungssystems einer mobilen hydraulischen Arbeitsmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform, bei der ein Halbleiterspeicherbaustein innerhalb einer Umhüllung des Kabelstrangs angeordnet ist. - Nach
1 ist ein elektronisches Steuerungssystem1 einer mobilen hydraulischen Arbeitsmaschine mit einem Steuergerät3 sowie weiteren elektronischen bzw. elektromechanischen Komponenten ausgestattet. In der Zeichnung sind beispielhaft ein Ventilverstärker5 , ein Wegsensor7 und ein Potentiometer9 dargestellt, welches über einen Bedienhebel verstellbar ist. Das Steuergerät ist mit einer elektronischen Platine16 ausgestattet, auf der ein Microprocessor (nicht dargestellt) angeordnet ist. - Die einzelnen Komponenten
5 ,7 und9 sind über einen Kabelstrang10 mit dem Steuergerät3 verbunden. Der Kabelstrang10 besitzt einen Anschlussstecker12 – im Schnitt dargestellt –, der auf eine Anschlussbuchse14 am Steuergerät aufsteckbar ist. An der Anschlussbuchse14 ist ein Dichtprofil15 vorgesehen. In der Anschlussbuchse14 sind Steckkontakte18 und19 angeordnet. Diese nehmen entsprechende Kontaktstifte20 und21 des Anschlusssteckers12 auf. Im Gehäuse22 des Anschlusssteckers12 ist eine Ausnehmung24 gebildet. In dieser Ausnehmung24 ist eine Speicherkarte26 angeordnet. Die Kontaktstifte21 sind durch die Adern33 mit Federkontakten28 verbunden, die in der Ausnehmung24 angebracht sind. Die Federkontakte28 stellen eine elektrische Verbindung zu Kontaktflächen30 der Speicherkarte26 her. Die Kontaktstifte20 sind mit den Adern32 des Kabelstrangs10 verbunden. Das Gehäuse22 des Anschlusssteckers12 umgibt die darin angeordneten Abschnitte der Adern32 und33 sowie die Speicherkarte26 vollständig. Das Gehäuse22 lässt sich öffnen, so dass die Kontaktstifte20 und21 eingesetzt werden können und die Speicherkarte26 in der Ausnehmung24 befestigt werden kann. Die Speicherkarte26 wird durch die Federkontakte28 gehalten. Zusätzlich kann eine Klemmbefestigung vorgesehen sein. - Über die Steckkontakte
19 und die Kontaktstifte21 ist bei aufgestecktem Stecker12 eine Verbindung zwischen dem Steuergerät3 und der Speicherkarte26 hergestellt. Die Steckkontakte19 der Anschlussbuchse14 stellen also eine Speicherschnittstelle des Steuergeräts3 dar. Wird dazu eine serielle Schnittstelle eingesetzt, sind nur wenige Kontakte notwendig. Das beschriebene Ausführungsbeispiel orientiert sich an der USB-Schnittstelle, bei der 4 Kontakte eingesetzt werden. Es sind jedoch auch serielle Schnittstellen mit 2 oder 3 Kontakten bekannt. Grundsätzlich kann auch eine parallele Speicherschnittstelle eingesetzt werden. Diese verursacht aber durch die höhere Anzahl der benötigten Kontakte einen unerwünschten Zusatzaufwand. - Über die Speicherschnittstelle, d.h. über die Steckkontakte
19 , lassen sich Daten jeglicher Art, insbesondere Programme, Parameter, Log-Daten, Konfigurationsdaten etc. vom Steuergerät3 auf der Speicherkarte26 ablegen oder von der Speicherkarte26 in das Steuergerät3 einlesen. Die Speicherkarte26 beinhaltet einen nichtflüchtigen Speicher, z.B. einen FLASH Speicher. Die gespeicherten Daten bleiben daher auch bei einem Ausfall der Spannungsversorgung erhalten. - Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in
2 dargestellt. Das Steuerungssystem2 gemäß der zweiten Ausführungsform stellt lediglich eine leichte Abwandlung des Steuerungssystems1 hinsichtlich der Bauform und Anordnung eines externen Speichers dar. Das Steuergerät3 ist über einen Kabelstrang10 mit den weiteren elektronischen bzw. elektromecha nischen Komponenten5 ,7 und9 verbunden. Am Steuergerät3 ist eine Anschlussbuchse14 vorhanden, auf die der Stecker12 des Kabelstrangs aufsteckbar ist. Die Anschlussbuchse14 besitzt Steckkontakte18 und19 , die Kontaktstifte20 und21 des Steckers12 aufnehmen. Innerhalb einer Umhüllung35 des Kabelstrangs10 ist ein Speicherbaustein36 verliersicher und vor Umwelteinflüssen geschützt gehalten. Die Adern32 erstrecken sich von den Kontaktstiften20 in den Kabelstrang10 zu den Komponenten5 ,7 bzw.9 . Die Adern33 verbinden die Kontaktstifte21 mit dem Speicherbaustein36 . - Die Bauform des Speicherbausteins
36 ist die eines länglichen Stiftes, um eine gute Befestigung innerhalb der Umhüllung35 zu gewährleisten. Gegebenfalls kann der Speicherbaustein36 auch in einer Trägerhülse (nicht dargestellt) oder einer Trägerschale montiert sein, um eine mechanische Belastung des Speicherbaustein36 durch die Befestigung innerhalb der Umhüllung35 zu vermeiden. -
- 1
- Steuerungssystem
- 2
- Steuerungssystem
- 3
- Steuergerät
- 5
- Ventilverstärker
- 7
- Wegsensor
- 9
- Potentiometer
- 10
- Kabelstrang
- 12
- Stecker
- 14
- Anschlussbuchse
- 15
- Dichtprofil
- 16
- Platine
- 18
- Steckkontakte
- 19
- Steckkontakte
- 20
- Kontaktstifte
- 21
- Kontaktstifte
- 22
- Steckergehäuse
- 24
- Ausnehmung
- 26
- Speicherkarte
- 28
- Federkontakte
- 30
- Kontaktflächen
- 32
- Adern
- 33
- Adern
- 35
- Umhüllung
- 36
- Speicherbaustein
Claims (9)
- Elektronisches Steuerungssystem, insbesondere zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug oder einer mobilen Arbeitsmaschine, mit einem Steuergerät (
3 ) und weiteren mit dem Steuergerät (3 ) verbundenen Elektronikkomponenten (5 ,7 ,9 ) und mit einem Kabelstrang (10 ), der das Steuergerät (3 ) mit den Elektronikkomponenten (5 ,7 ,9 ) verbindet und der einen Stecker (12 ) aufweist, mit dem er an eine Anschlussbuchse (14 ) des Steuergeräts (3 ) anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Gehäuse (22 ) des Steckers ein Halbleiterspeicherbaustein (26 ) angeordnet ist und dass der Halbleiterspeicherbaustein (26 ) über an den Stecker (12 ) geführte Signalleitungen (33 ) mit dem Steuergerät (3 ) verbindbar ist. - Elektronisches Steuerungssystem, insbesondere zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug oder einer mobilen Arbeitsmaschine, mit einem Steuergerät (
3 ) und weiteren mit dem Steuergerät (3 ) verbundenen Elektronikkomponenten (5 ,7 ,9 ) und mit einem Kabelstrang (10 ), der das Steuergerät (3 ) mit den Elektronikkomponenten (5 ,7 ,9 ) verbindet und der eine Umhüllung (35 ) und einen Stecker (12 ) aufweist, mit dem er an eine Anschlussbuchse (14 ) des Steuergeräts (3 ) anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Umhüllung (35 ) des Kabelstrangs (10 ) ein Halbleiterspeicherbaustein (36 ) angeordnet ist und dass der Halbleiterspeicherbaustein (36 ) über an den Stecker (12 ) geführte Signalleitungen (33 ) mit dem Steuergerät (3 ) verbindbar ist. - Elektronisches Steuerungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterspeicherbaustein (
26 ;36 ) über eine an der Anschlussbuchse (14 ) vorhandene digitale Eingangs-/Ausgangsschnittstelle (19 ) vom Steuergerät (3 ) ansprechbar ist. - Elektronisches Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterspeicherbaustein (
26 ;36 ) über eine serielle Eingangs-/Ausgangsschnittstelle ansprechbar ist. - Elektronisches Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterspeicherbaustein (
26 ;36 ) als nicht flüchtiger Speicher ausgebildet ist. - Kabelstrang zum Verbinden eines Steuergeräts (
3 ) mit weiteren Elektronikkomponenten (5 ,7 ,9 ) innerhalb eines elektronischen Steuerungssystems (2 ), mit einer Umhüllung (35 ) und mit einem Stecker (12 ), der an eine Anschlussbuchse (14 ) des Steuergeräts (3 ) anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Umhüllung (35 ) des Kabelstrangs ein Halbleiterspeicherbaustein (36 ) angeordnet ist und dass der Halbleiterspeicherbaustein (36 ) über an den Stecker (12 ) geführte Signalleitungen (33 ) mit dem Steuergerät (3 ) verbindbar ist. - Stecker zum Anschließen eines Kabelstrangs (
10 ) an eine Anschlussbuchse (14 ) eines elektronischen Steuergeräts (3 ), welches über den Kabelstrang (10 ) mit weiteren Elektronikkomponenten (5 ,7 ,9 ) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Gehäuse (22 ) des Steckers (12 ) ein Halbleiterspeicherbaustein (26 ) angeordnet ist und dass der Halbleiterspeicherbaustein (26 ) über an den Stecker (12 ) geführte Signalleitungen (33 ) mit dem Steuergerät (3 ) verbindbar ist. - Elektronisches Steuerungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (
22 ) des Steckers (12 ) eine Aufnahme (24 ) für den Halbleiterspeicherbaustein (26 ) gebildet ist. - Elektronisches Steuerungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Aufnahme (
24 ) Steckkontakte oder Federkontakte (28 ) zur Kontaktierung des Halbleiterspeicherbausteins (26 ) vorhanden sind.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20111001 |