DE102006015337A1 - Fahrzeugachsanordnung - Google Patents

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DE102006015337A1
DE102006015337A1 DE200610015337 DE102006015337A DE102006015337A1 DE 102006015337 A1 DE102006015337 A1 DE 102006015337A1 DE 200610015337 DE200610015337 DE 200610015337 DE 102006015337 A DE102006015337 A DE 102006015337A DE 102006015337 A1 DE102006015337 A1 DE 102006015337A1
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Magnus Staaf
Peter Engelke
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung (41-44; 60; 70), die für Anbau an einer Fahrzeugachse vorgesehen ist, wobei die Achse eine Anzahl von Signalquellen (31-14) zur Ausgabe analoger und/oder digitaler Signale aufweist. Zur Anordnung gehören: DOLLAR A - mindestens ein Signaleingang (61a-61f; 62a-62f; 67) für einen Empfang der analogen und/oder digitalen Signale, DOLLAR A - Organe (63) zur Umsetzung der empfangenen Signale in ein Datenübertragungsformat DOLLAR A und DOLLAR A - Organe (64, 65) zur Übertragung umgesetzter Signale an einen Datenanschluss zur Übertragung an ein oder mehrere Signale verarbeitende Systeme. DOLLAR A Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren, eine Fahrzeugachse, ein Rechnerprogramm, ein Rechnerprogrammprodukt und ein Fahrzeug.

Description

  • Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Fahrzeugachsen und insbesondere eine für den Anbau an einer Fahrzeugachse vorgesehene Anordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.
  • Schwere Fahrzeuge wie Lastkraftwagen, Omnibusse und Spezialfahrzeuge sind haben sich im Laufe der Zeit von elektrisch gesehen relativ unkomplizierten Fahrzeugen zu Trägern einer großen Vielfalt von Elektronik entwickelt. Bei schweren Fahrzeugen geht außerdem der Trend in die Richtung, dass die Menge an Fahrzeugelektronik schnell zunimmt, wodurch die schweren Fahrzeug in dieser Hinsicht zunehmend komplexer werden.
  • Zusätzlich zu diversen elektronischen Systemen im Führerhaus oder in dessen Nähe, wie Systemen für ein Motormanagement und zur Sicherheit und zum Wohlbefinden des Führers, wie Kollisionssicherheitssystemen, Informationssystemen und Führerhaus-Klimasystemen, gibt es auch eine Reihe weiterer Systeme mit Bauelementen, die sich über das Fahrgestell des Fahrzeugs verteilen.
  • Eine Anzahl dieser Systeme interagieren auf irgendeine Weise mit Einheiten, die sich an den Radachsen des Fahrzeugs befinden.
  • Solche Systeme können zum Beispiel aus elektronischen Bremssystemen (EBS) bestehen, die unter anderem eine automatische Bremsanpassung und Bremskraftverteilung unter den verschiedenen Bremssystemen (z.B. Retarder, Motorbremse und Radbremse) und eine automatische Berechnung der Belastung erledigen, so dass eine bestimmte Pedalstellung unabhängig von der Belastung immer die gleiche Bremswirkung ergibt.
  • Ein anderes Beispiel stellen elektronische Stabilitätsprogramme (ESP) dar. Mit ESP können Radschlupf und andere unerwünschte Bewegungen mit Hilfe von Sensoren detektiert werden, die die Gierung und Neigung messen. Die unerwünschten Bewegungen können danach korrigiert werden, z.B. durch ein Brems- und Motormanagement.
  • Damit diese Systeme einwandfrei funktionieren, werden fortlaufend Signale von an den Achsen angebauten Sensoren benötigt, vor allem in der Näher der Räder zur Messung der Raddrehung, des Reifendrucks, der Bremsnabentemperatur und der Bremsbelagdicke. Alles in Allem kann auf einer Radachse eine Reihe verschiedener Sensoren angebracht sein, die mit am Fahrgestell angebauten Steuergeräten kommunizieren. Zusätzlich zu Sensoren können auch andere an den Achsen angebaute Einheiten vorhanden sein, die mit den Steuergeräten kommunizieren.
  • Ein Problem bei den heutigen immer komplexeren Fahrzeugen besteht darin, dass verschiedene Fahrzeuge unterschiedliche Sensorausrüstungen an den Radachsen erfordern, was mit sich führt, dass, bei gleichzeitiger Einbeziehung des Umstandes, dass an einem einzigen Fahrzeug bis zu vier oder noch mehr Radachsen vorkommen können, die jede eine eigene Sensorausrüstung aufweist, eine große Anzahl von verschieden gestalteten Komponenten mit unterschiedlichen Spezifikationen bereitgestellt werden muss.
  • Zwecke und wichtigste Kennzeichen der Erfindung
  • Ein Zweck der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer für Anordnung an einer Fahrzeugachse vorgesehenen Umsetzungsanordnung, mit der die obigen Probleme gelöst werden.
  • Diesen Zweck und andere Zwecke erfüllt die vorliegende Erfindung durch eine Umsetzungsanordnung mit die in Anspruch 1 aufgeführten kennzeichnenden Merkmale.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die oben genannten Zwecke erreicht durch eine für Anbau an einer Fahrzeugachse vorgesehene Umsetzungsanordnung, die mehrere Signalquellen zur Abgabe analoger und/oder digitaler Signale aufweist. Die Umsetzungsanordnung weist mindestens einen Signaleingang zum Empfang der genannten analogen und/oder digitalen Signale, Organe zur Umsetzung der empfangenen Signale in ein gemeinsames Datenübertragungsformat und Organe für Übertragung der umgesetzten Signale an einen Datenanschluss zur Übertragung an ein oder mehrere Signale nutzende Systeme auf.
  • Ein großer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die jeweilige Achse als solche als eine Einheit mit jedenfalls in Bezug auf die Signalelektronik nur einem Datenanschlusspunkt an Stelle einer großen Anzahl von Kabeln hergestellt werden kann. Auf diese Weise genügt es, wenn der Datenanschluss einer bestimmten Spezifikation entspricht, d.h. bei Ausführung nach einem bestimmten Signalstandard das richtige Signal von der richtigen Signalquelle wird erhalten. Dadurch stellt die Achse signalbezogen eine vom Fahrgestell entkoppelte Einheit dar, da die Achse lediglich einen Datenanschlusspunkt aufweisen muss, der der vorgegebenen Spezifikation entspricht. Demzufolge müssen z.B. Zulieferer nur dafür sorgen, dass die Achse der vorgegebenen Spezifikation entspricht, die Kabelverlegung in der Realität an der Achse zur Umsetzungsanordnung kann nach Belieben des Achsherstellers ausgeführt werden. Ein weiterer großer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine signalbezogen erheblich zuverlässigere Datenübertragung zwischen der Achse und dem Fahrgestell erhalten wird.
  • Die Achsen können somit in Bezug auf die Übertragung von Sensorsignalen standardisiert werden, d.h. unabhängig davon, mit welcher Sensorausrüstung die Achsen versehen sind, kann die Schnittstelle zur Fahrgestellelektronik die gleiche sein. Außerdem können die Achsen mit der gleichen Sensor- und anderer Ausstattung versehen sein, so dass ein und die gleiche Achse bei zwei verschiedenen Fahrzeugtypen eingebaut sein, die unterschiedlich viele der tatsächlich vorhandenen Sensoren benutzen. Dies hat auch den Vorteil, dass bei einer Aufwertung des Steuersystems, die eine Anwendung weiterer Sensoren ermöglicht, die bereits vorhandenen Sensoren einfach in Betrieb genommen werden können.
  • Die Anwendung einer Umsetzanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt auch den Vorteil, dass die Sensoren nur mit einer Kabellänge hergestellt werden müssen, anstatt wie gegenwärtig mit vielen verschiedenen Kabellängen hergestellt zu werden, da der Abstand zwischen Sensor und der Umsetzanordnung im Wesentlichen von Achse zu Achse gleich sein wird, während der Abstand zwischen der Achse und dem Steuergerät, an das das Sensorkabel angeschlossen werden soll, bei ein und dem gleichen Fahrzeug abhängig von der Platzierung der Achsen im Verhältnis zum Steuergerät erheblich variieren können. Somit kann auch die Sensorkabellänge standardisiert werden.
  • Das Datenformat kann aus einem Datenbusformat bestehen. Daraus ergibt sich, dass umgesetzte Signale auf eine einfache Weise an am Fahrgestell angebaute Einheiten übertragen werden kann.
  • Die Umsetzanordnung kann Organe zur Umsetzung eines analogen Eingangssignals in ein digitales Signal aufweisen. Die Anordnung kann auch Organe zur automatischen Detektierung, ob es sich um einen analogen oder digitalen Signaltyp handelt, aufweisen, wobei, wenn es sich um ein analoges Signal handelt, das Signal in ein digitales Signal umgesetzt wird.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren, eine Fahrzeugachse beziehungsweise ein Fahrzeug, die eine Umsetzanordnung, ein Rechnerprogramm und ein Rechnerprogrammprodukt aufweisen. Die entsprechenden Vorteile werden auch mit diesen Teilen der Erfindung erzielt.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Beispiel einer Achsanordnung für einen Lastkraftwagen, bei der die vorliegende Erfindung vorteilhaft zur Anwendung kommen kann.
  • 2 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 3 zeigt ein Ablaufschema der Schritte, die bei einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden.
  • 4a zeigt in schematischer Darstellung eine Umsetzanordnung gemäß de vorliegenden Erfindung.
  • 4b zeigt in schematischer Darstellung eine alternative Umsetzanordnung gemäß de vorliegenden Erfindung.
  • 5 zeigt in schematischer Darstellung ein Beispiel dafür, wie die Umsetzanordnung an der Achse befestigt werden kann.
  • Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
  • In 1 ist schematisch der Unterbau eines Lastkraftwagens 10 in Untenansicht dargestellt. Der in der Figur dargestellte Lastkraftwagen 10 weist eine vordere Achse 11 mit Lenkrädern 15, 16, zwei hintere Antriebsachsen 12, 13 mit Antriebsradsätzen 1720 beziehungsweise 2124 sowie eine Nachlaufachse 14 mit Rädern 25, 26 auf.
  • Bei einem normalen Lastkraftwagen des in 1 gezeigten Typs gibt es eine Anzahl von Sensoren an den Fahrzeugachsen. Die Sensoren erfassen oder messen verschiedene Zustände oder Verhältnisse verschiedener Fahrzeugeinheiten, was nachstehend weiter erläutert wird, und erzeugen aus den detektierten oder gemessenen Größen ein elektrisches Signal. Die Sensorsignale werden danach als Regelparameter für verschiedene am Fahrgestell angebaute Systeme benutzt.
  • Diese am Fahrgestell angebauten Systeme können z.B. aus elektronischen Bremssystemen, elektronischen Stabilisierungssystemen, elektronischen Niveauregelsystemen und Differentialsperrsystemen bestehen und haben meistens ein zugeordnetes Steuergerät in oder in der Nähe des Führerhauses, das Signale von den Sensoren empfängt. Alternativ oder zusätzlich hierzu können die Sensorsignale einem für das Fahrzeug zentralen Steuergerät zugeführt werden. Von den Steuergeräten werden danach Steuersignale an am Fahrgestell verteilte Systemmodule ausgegeben, wo elektrische Steuersignale z.B. zur Bremsdruckregelung benutzt werden.
  • Bei der dargestellten Ausführungsform ist an einer oder an sämtlichen Achsen und/oder an einem oder sämtlichen Rädern ein Satz Sensoren vorhanden, wie in den Reifen angeordnete Reifendrucksensoren 30 zur Überwachung des Reifendrucks und Reifentemperatursensoren 31, zum den individuellen Zustand jedes Reifens kontinuierlich überwachen zu können. Die Sensoren 30, 31 kommunizieren normalerweise drahtlos mit am Fahrgestell angebauten Steuergeräten. Ferner sind an jedem Rad ein Raddrehsensor 32 zur Erkennung der Drehbewegung beim Rad, ein Temperatursensor zur Messung der Bremsnaben- und/oder Radlagertemperatur sowie ein Sensor 34 zur Messung der Bremsbelagdicke angeordnet; (wenngleich sämtliche Räder in der Figur alle der vorgenannten Sensoren aufweisen, sind im Sinne der Deutlichkeit die Sensoren 3032 links in der Figur und die Sensoren 3334 rechts in der Figur dargestellt).
  • Zusätzlich zu den in 1 dargestellten Sensoren kann natürlich eine Reihe weiterer (nicht dargestellter) Sensoren vorhanden sein, und außerdem führt die ständig fortschreitende Entwicklung neuer Produkte mit sich, dass auch die Anzahl der erforderlichen Sensoren an der Fahrzeugachse sich ständig erhöht/verändert.
  • In der Gesamtheit wird also eine große Anzahl elektrischer Signale zwischen den Achsen und dem Fahrgestell übertragen, und die Verkabelung von diesen Sensoren bildet, wie schematisch in 1 (wo der Deutlichkeit halber nur die Verkabelung an der Vorderachse schematisch dargestellt ist)gezeigt, einen beachtlichen Kabelstrang, der sowohl auf eine sichere Weise entlang der Achse befestigt werden muss und danach weiter von jeder Achse zum Fahrgestell und an diesem entlang zu einem zentralen Steuergerät 36 oder zu den Steuergeräten der einzelnen Systeme, in der Figur schematisch dargestellt durch ein Steuergerät 37 für ein elektronisches Bremssystem, ein Steuergerät 38 für ein elektronisches Stabilisierungssystem, ein Steuergerät 39 für ein elektronisches Niveauregelsystem und ein Steuergerät 40 für ein Differentialsperrsystem, verlegt wird. Die Steuergeräte sind normalerweise an geschützter Stelle am Fahrzeug, meistens im oder neben dem Führerhaus angebaut.
  • Die Kabelverlegung zu einem Teil dieser Steuergeräte kann sehr umfangreich werden. Beispielsweise kann das Steuergerät zur Steuerung des elektronischen Bremssystems des Fahrzeugs, das, wie bereits genannt, unter anderem eine automatische Bremsanpassung und Bremsverteilung bewirkt, Signale von mehreren Sensoren am jeweiligen Rad benötigen. Die Signale von jedem einzelnen dieser Sensoren werden mithilfe eines jeweils zugeordneten Kabels übertragen, und in Anbetracht der Tatsache, dass das in 1 dargestellte Fahrzeug zwölf Räder aufweist, dürfte es einsichtig sein, dass die Anzahl von Signalkabeln, die an das Bremssystem angeschlossen werden muss, sehr groß werden kann. Dies trifft auch auf andere Systeme zu, wie Temperaturüberwachungssysteme, und außerdem können die Signale von einigen Sensoren für mehrere Systeme benötigt werden, wodurch die Kabelverlegung noch umfangreicher wird.
  • Darüber hinaus werden häufig verschiedene Systeme miteinander verknüpft, wie das Bremssystem, das Differentialsperrsystem und das Stabilisierungssystem, da diese sich gegenseitig beeinflussen, z.B. benutzt das Stabilisierungssystem Funktionen des elektronischen Bremssystems.
  • Zusammengefasst bedeutet dies, dass eine große Anzahl von Anschlussvorrichtungen für den Anschluss all dieser Kabel benötigt wird, was wiederum einen großen Nachteil darstellt, da der hauptsächlich einschränkende Faktor für die Größe der Systemmodule und Steuergeräte und somit den Platz oder Raum, den diese am Fahrgestell in Anspruch nehmen, in der erforderlichen Anzahl von Anschlussvorrichtungen besteht. Ein anderes großes Problem besteht darin, dass die Kabelmenge sowohl am Fahrgestell als auch bis hinauf zum Führerhaus schwer überschaubar wird und bei der Fehlersuche Schwierigkeiten bereitet.
  • Abhängig von der Konfiguration des Fahrzeugs, z.B. abhängig von der Anzahl der Radachsen oder vom Fahrzeugtyp, d.h. ob es sich um einen Lastkraftwagen, einen Omnibus, ein Spezialfahrzeug oder zum Beispiel um verschiedene Varianten innerhalb ein und der gleichen Serie eines Lastkraftwagens, variiert die Anzahl der Kabel, und dies erschwert die Herstellung der Fahrzeugachsen auf eine kosteneffiziente Weise, da ein großer Teil der Achsen eine individuelle Anpassung erfordert, obwohl der einzige eigentliche Unterschied in der unterschiedlichen Anzahl von Sensoren oder in der Länge der Sensorkabel, die von der Platzierung der Achse am Fahrgestell abhängt, bestehen kann.
  • Ein weiterer Nachteil der Lösung nach dem Stand der Technik besteht in der Schwierigkeit, eine qualitätsgesicherte Installation der Kabel zu erzielen, da deren Umgebung sehr den Klimaverhältnissen und der damit verbundenen Belastung durch Streusalz, Schmutz, Schnee, Eis, Matsch und Luftverunreinigungen ausgesetzt ist.
  • In 2 ist eine Ausführungsform der oben genannten Erfindung dargestellt, die diese vorgenannten Probleme löst. In der Figur sind die mit in 1 übereinstimmenden Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In 2 gezeigt ist eine Umsetzanordnung 4144 an jeder Achse angebaut. Anstatt die Sensorverkabelung bis zum jeweiligen Steuergerät am Fahrgestell zu verlegen, sind die Sensorkabel statt dessen an die Umsetzanordnung 4144 angeschlossen. In der Umsetzanordnung 444 werden die Sensorsignale in ein gemeinsames Datenübertragungsformat wie z.B. eines der Datenbusformate CAN (Controller Area Network), TTCAN oder FlexRay. Beim CAN- bzw. TTCAN-Datenbus handelt es sich um einen seriellen 2-Draht-Datenbus, der mit hoher Datenintegrität arbeitet und für eine Anwendung in Umgebungen mit vielen Störungen geeignet ist. TTCAN ist eine Weiterentwicklung von CAN und kann mit höheren Datenübertragungsgeschwindigkeiten arbeiten. FlexRay ist ein Datenbus mit einem noch nicht offenen Standard.
  • Nach dem Umsetzen der Signale in ein Datenbusformat, in einer beispielhaften Ausführungsform in das TTCAN-Format, werden sie an einem Datenbusanschluss 4548 verfügbar gemacht. An den Datenbusanschluss 4548 ist eine Datenbusleitung 4952 angeschlossen, die nun die einzige Leitung von der jeweiligen Achse zum Fahrgestell darstellt. Somit können sämtliche Sensorsignale von der Achse an das Fahrgestell durch Anwendung eines multiplexen Netzwerks in der Form eines 2-Draht-Busses an Stelle einer Anwendung einer großen Anzahl von individuellen Kabel übertragen werden. Darüber hinaus, dass die Installation eines einzigen Kabels auf eine qualitätsgesicherte Weise zwischen einer Achse und dem Fahrgestell erheblich einfacher ist als die Installation einer Vielzahl von Kabeln, genügt es auch, nur ein Kabel am Fahrgestell entlang zum zentralen Steuergerät 53 zu verlegen, wodurch wiederum das Steuergerät wesentlich kleiner ausgeführt und damit leichter an einer geschützten Stelle am Fahrgestell platziert werden kann. Um die Kabelverlegung noch mehr zu verringern, können sämtliche Umsetzanordnungen 4144 an ein und die gleiche (nicht dargestellte) Busleitung angeschlossen werden, was demzufolge mit sich führt, dass sämtliche Sensorsignale von sämtlichen Fahrzeugachsen über einen einzigen 2-Draht-Datenbus an das Steuergerät übertragen werden können. Natürlich kann auch eine beliebige Anzahl multiplexer Netzwerke zum Einsatz kommen, wie dies für zweckmäßig für die jeweilige Anwendung befunden wird.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform können die Steuergeräte oder ein Teil der Funktionalität der Steuergeräte verteilt sein, d.h. anstatt dass für die verschiedenen Systeme das Steuergerät im Führerhaus oder in dessen Nähe platziert ist, können die einzelnen Systemmodule integrierte Steuergeräte aufweisen, die mithilfe der Sensorsignale Steuersignale für z.B. die Einstellung eines Bremsdrucks berechnen können. Diese verteilten Steuergeräte können dann mit Vorteil an den gleichen Datenbus angeschlossen sein wie die Umsetzanordnungen, so dass Sensorsignaldaten direkt von den verteilten Steuergeräten empfangen werden können.
  • In 3 ist ein Beispiel für ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. In Schritt 301 befindet sich die Umsetzanordnung in einer Ruhestellung. Wenn Sensorsignale abgelesen werden sollen, werden die analogen und/oder digitalen Sensorsignale in Schritt 302 empfangen. Die Sensorsignale können z.B. kontinuierlich, aperiodisch, in vordefinierten Intervallen und/oder bei der Erzeugung durch den jeweiligen Sensor abgelesen werden. Nachdem die Umsetzanordnung die Sensorsignale in Schritt 302 empfangen hat, werden sie in Schritt 303 in ein Datenübertragungsformat umgesetzt, wonach die umgesetzten Signale in Schritt 304 auf einen Datenbusanschluss ausgegeben, so dass die umgesetzten Signale über den Datenbusanschluss von den in Rede stehenden, die Signale verwendenden Systemen abgegriffen werden können. Danach kehrt das Verfahren zu Schritt 301 zurück.
  • In 4a ist eine Umsetzanordnung 60 ausführlicher dargestellt. Die Umsetzanordnung umfasst zwei Sätze von Anschlussknoten 61a–f, 62a–f, an die Kabel von den Achssensoren angeschlossen werden können. Die Anschlussknoten 61a–f, 62a–f bestehen vorzugsweise aus Anschlussvorrichtungen vom entsprechenden Typ wie der, der früher für den Anschluss der Sensorkabel in die Steuergeräte benutzt worden war. In der Figur sind zwei Sätze von Anschlussknoten mit jeweils sechs Anschlussvorrichtungen dargestellt, wobei jeder Satz von Anschlussknoten für eine der jeweiligen Achsseiten benutzt werden kann. Der Fachmann mit dem erforderlichen Fachwissen auf diesem Gebiet der Technik kann leicht nachvollziehen, dass die Anzahl von Anschlussknoten beliebig sein kann, z.B. 10, 15, 20 oder mehr, je nach der Anzahl von Rädern und Sensoren auf der Achse. Die Anzahl von Anschlussknoten kann natürlich auch asymmetrisch festgelegt werden, d.h. ungleich für die jeweiligen Achsseiten.
  • Wie aus 4a hervorgeht, kann die Umsetzanordnung 60 auch einen Funkempfänger 67 aufweisen, der für einen Empfang von Sensorsignalen von Reifendrucksensoren 30 und Reifentemperatursensoren 31 benutzt werden kann. Signale von diesen Sensoren werden, wie bereits genannt, normalerweise drahtlos an die am Fahrgestell angebauten Steuergeräte übertragen. Diese drahtlose Übertragung ist jedoch empfindlich, da die Entfernungen zwischen dem jeweiligen Sensor und diesen Steuergeräten und damit auch die Qualität und Zuverlässigkeit des Funksignals von Rad zu Rad erheblich schwanken können, weil die Sendeleistung der Reifensensoren dadurch begrenzt ist, dass auch die Stromversorgung der Sensoren über Funk erfolgen muss. Durch die vorliegende Erfindung kann diese Übertragung erheblich zuverlässiger erfolgen, indem durch die Umsetzanordnung 60 ein Funkempfänger 67 an jeder Achse bereitgestellt wird, der sich auf ungefähr der gleichen, relativ kurzen Entfernung von den Rädern befindet, von denen der Empfänger Signale erfassen muss. Daraus ergibt sich, dass schwache Signale mit größerer Zuverlässigkeit korrekt empfangen werden. Dadurch, dass Signale nur über eine relativ kurze Entfernung zwischen Rad und Achse per Funk zu übertragen sind, führt die vorliegende Erfindung zu größerer Freiheit bei der Wahl der Technik für die drahtlose Übertragung, u.a. besteht eine größere Wahlmöglichkeit zwischen Funk- und Mikrowellentechnik, und dank der kurzen Entfernungen kann z.B, die Transpondertechnik benutzt werden.
  • Je nachdem, welche Typen von Sensoren angeschlossen werden, können sämtliche Anschlussvorrichtungen vom gleichen Typ sein, alternativ können mehrer Typen von Anschlussvorrichtungen vorkommen. Von den Anschlussknoten 61a61f, 62a62f werden die Signale über die Signalpfade 61a'61f', 62a'62f' an einen Mikroprozessor 63 geleitet, wo die Sensorsignale nach einem vordefinierten Kommunikationsprotokoll, in diesem fall einem TTCAN-Datenbusformat, in Daten umgesetzt werden. Die umgesetzten Daten werden danach an ein TTCAN-Datenbussteuergerät 64 übertragen, das die umgesetzten Daten in Bezug auf Sendezeitpunkt usw. steuert und aus den umgesetzten Daten eine Informationssequenz bildet, die an einen Bustransceiver 65 gesendet wird. Der Bustransceiver 65 gibt die Informationssequenz auf den Datenbus 66, woraufhin die Signale gemäß vorstehender Beschreibung benutzt werden können.
  • Die Sensorsignale können abgelesen und auf den Datenbus gegeben werden, sobald ein Sensor einen geänderten Wert ausgibt, in vorgegebenen Zeitintervallen, oder sobald ein Steuergerät Sensorablesungen abruft.
  • In 4b ist eine alternative Ausführungsform einer Umsetzanordnung 70 dargestellt. Diese Ausführungsform ist besonders geeignet für die Anwendung in den Fällen, wenn analoge Sensorsignale oder wenn sowohl analoge als auch digitale Sensoren zum Einsatz kommen. In dieser Ausführungsform weist Analog-Digital-Umsetzer (A/D-Umsetzer) 71 entlang dem Signalpfad von den Anschlussknoten 61a61f, 62a62f zum Mikroprozessor auf. Die A/D-Umsetzer 71 setzen analoge Signale in ein digitales Format um. Die A/D-Umsetzer 71 sind vorzugsweise von einem Typ, der erkennt, ob ein eingehendes Signal analog oder digital ist, und der im Fall von eines analogen Signals dieses umsetzt. Anstatt einer Ausstattung aller Eingänge mit einem A/D-Umsetzer 71, wie in der Figur gezeigt, kann die Anordnung natürlich auch mit einem oder einer belieben Anzahl dedizierter Eingänge für analoge Signale gestaltet sein.
  • Zur Vereinfachung der Montage und Vermeidung eines falschen Anschlusses der Sensoren können die Eingänge der Umsetzanordnung z.B. mit einem Farbcode versehen oder physisch unterschiedlich geformt sein, so dass deutlich erkennbar ist, welcher Sensortyp am jeweiligen Eingang anzuschließen ist.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform können ein oder mehrere Eingänge der Umsetzanordnung gleich ausgeführt sein, wobei die Umsetzanordnung in diesem Fall mit Mitteln versehen ist, die automatisch erkennen, welcher Sensortyp angeschlossen wird. Damit wird auf diese Weise ein System mit "Plug-and-play"-Sensoren erhalten.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform können, vor allem wenn die Anzahl der Sensoren auf der Achse groß ist, eine oder mehrere Umsetzanordnungen auf der jeweiligen Achse angeordnet werden. In einem solchen Fall können zum Beispiel die Signale von der einen Seite/vom einen Ende der Achse an die eine Umsetzanordnung und die Signale von der anderen Seite/vom anderen Ende der Achse an die andere Umsetzanordnung angekoppelt werden. Die Umsetzanordnungen können dann zu einem gemeinsamen Bus verbunden werden, so dass weiterhin nur eine Busleitung von der Achse zum Fahrgestell erforderlich ist. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass die Umsetzanordnung in einem Standardformat mit einer bestimmten, für die meisten Fahrzeuge ausreichenden Anzahl von Eingängen ausgeführt werden kann, während in den Sonderfällen, wenn besonders viele Signale zwischen Achse und Fahrgestell übertragen werden müssen, oder bei einer Nachrüstung mit neuen Funktionen, eine zusätzliche Umsetzanordnung einfach an der Achse angebaut werden kann, während die Achse gleichzeitig noch immer einem vorgegebenen Standard entspricht.
  • Da sämtliche Signale von ein und der gleichen Achse über nur ein einziges Kabel an das Steuergerät geleitet werden, kann bei der Fehlersuche, wenn z.B. wenn die Signalübertragung nicht einwandfrei funktioniert, dieses Kabel schnell und einfach ausgetauscht werden, so dass ein etwaiger Übertragungsfehler zwischen Achse und Fahrgestell schnell behoben/ausgeschlossen werden kann.
  • Bei noch einer alternativen Ausführungsform können redundante Datenbusse zum Einsatz kommen, z.B. kann jede Umsetzanordnung an zwei parallele Datenbusse angeschlossen sein, damit die Datenübertragung auch dann weiterhin funktioniert, wenn der eine Datenbus von einem Funktionsausfall betroffen wird. Vorzugsweise gibt es in einem solchen Fall Mittel zur Detektierung, dass der eine Datenbus nicht funktioniert, so dass dieser instand gesetzt/ausgewechselt werden kann.
  • Bei einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform kann die Umsetzanordnung außer zum Senden von Signalen an das Fahrgestell auch benutzt werden, um Steuersignale zu empfangen, die für an der Achse angebaute Einheiten vorgesehen sind. Das Fahrzeug kann zum Beispiel mit aktiven Stoßdämpfern ausgerüstet sein, wobei Steuersignale an Aktoren, die Magnetventile zum Verstellen dieser Stoßdämpfer betätigen, vom Fahrgestell über den Datenbus an die Umsetzanordnung gesendet werden können, die dann ein Signal an den betreffenden Aktor zur Einstellung des gewünschten Stoßdämpferdrucks weiterleitet.
  • In 5 ist ein Beispiel dafür dargestellt, wie eine Umsetzanordnung 80 an einer Fahrzeugsachse 81 angebaut sein kann. Wie aus der Figur hervorgeht, ist die Umsetzanordnung 80 an der Fahrzeugsachse 81 mit zwei Schrauben 82, 83 befestigt. In der Figur ist ebenfalls dargestellt, wie Sensoren 8487 an die Umsetzanordnung 80 angekoppelt sein können. Mit Hinweis auf das Vorgenannte und wie der Fachmann mit dem erforderlichen Fachwissen auf diesem Gebiet der Technik leicht nachvollziehen kann, kann die Fahrzeugachse 81 wesentlich mehr Sensoren aufweisen als die in der Figur gezeigten. In der Figur sind auch in den Reifen angeordnete Sensoren 88 dargestellt, die drahtlos mit der Umsetzanordnung 80 kommunizieren.
  • In der obigen Beschreibung ist die Erfindung lediglich im Anschluss an eine Zugmaschine beschrieben worden. Für den Fachmann mit dem erforderlichen Fachwissen auf diesem Gebiet der Technik ist es jedoch leicht nachvollziehbar, dass die Erfindung natürlich auch für eine Signalerfassung bei Anhängerachsen benutzt werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung ist zwar vorstehend mit Bezug auf einen spezifischen Fahrzeugtyp beschrieben worden, aber der Fachmann mit dem erforderlichen Fachwissen auf diesem Gebiet der Technik kann leicht nachvollziehen, dass die vorliegende Erfindung bei allen Typen von schweren Fahrzeugen wie Lastkraftwagen, Omnibussen und Spezialfahrzeugen Anwendung finden kann.
  • 10
    Lastkraftwagen
    11
    Vordere Achse
    12
    Hintere Antriebsachse
    13
    Hintere Antriebsachse
    14
    Nachlaufachse
    15
    Lenkrad
    16
    Lenkrad
    17
    Antriebsrad
    18
    Antriebsrad
    19
    Antriebsrad
    20
    Antriebsrad
    21
    Antriebsrad
    22
    Antriebsrad
    23
    Antriebsrad
    24
    Antriebsrad
    25
    Rad
    26
    Rad
    30
    Reifendrucksensor
    31
    Reifentemperatursensor
    32
    Raddrehsensor
    33
    Temperatursensor
    34
    Bremsbelagdickensensor
    36
    Zentrales Steuergerät
    37
    Steuergerät
    38
    Steuergerät
    39
    Steuergerät
    40
    Steuergerät
    41
    Umsetzanordnung
    42
    Umsetzanordnung
    43
    Umsetzanordnung
    44
    Umsetzanordnung
    45
    Datenbusanschluss
    46
    Datenbusanschluss
    47
    Datenbusanschluss
    48
    Datenbusanschluss
    49
    Datenbusleitung
    50
    Datenbusleitung
    51
    Datenbusleitung
    52
    Datenbusleitung
    60
    Umsetzanordnung
    61
    Anschlussknoten
    62
    Anschlussknoten
    63
    Mikroprozessor
    64
    Datenbussteuergerät
    65
    Transceiver
    66
    Datenbus
    67
    Funkempfänger
    70
    Umsetzanordnung
    71
    A/D-Umsetzer
    80
    Umsetzanordnung
    81
    Fahrzeugachse
    82
    Schraube
    83
    Schraube
    84
    Sensor
    85
    Sensor
    86
    Sensor
    87
    Sensor
    88
    Sensor

Claims (15)

  1. Anordnung (4144; 60; 70), vorgesehen für Anbau an einer Fahrzeugachse, wobei die Achse eine Anzahl von Signalquellen (3134) zur Ausgabe von analogen und/oder digitalen Signalen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung folgendes umfasst: – mindestens einen Signaleingang (61a61f; 62a62f; 67) für einen Empfang der analogen und/oder digitalen Signale, – Organe (63) zur Umsetzung der empfangenen Signale in ein Datenübertragungsformat, und – Organe (64, 65) zur Übertragung umgesetzter Signale an einen Datenanschluss zur Übertragung an ein oder mehrere, Signale verarbeitende Systeme.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Anzahl von Signaleingängen aufweist.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenformat aus einem Datenbusformat besteht.
  4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie Organe (71) zur Umsetzung eines analogen Eingangssignals in ein digitales Signal aufweist.
  5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Organe aus einem Analog-Digital-Umsetzer (71) bestehen.
  6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie für mindestens einen Signaleingang (61a61f; 62a62f; 67) Organe zur automatischen Detektierung, ob der Signaltyp analog oder digital ist, aufweist, wobei bei analogem Signal das Signal in ein digitales Signal umgesetzt wird.
  7. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenbusformat ein CAN-Busformat, ein TTCAN-Busformat, ein FlexRay-Busformat oder ein anderes für den Zweck geeignetes Busformat ist.
  8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Signalquellen aus einer oder mehreren aus der Gruppe: Reifendrucksensor (30), Reifentemperatursensor (31), Raddrehsensor (32), Temperatursensor (33) zur Messung der Bremsnaben- und/oder Radlagertemperatur und Sensor (34) zur Messung der Bremsbelagdicke bestehen.
  9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie Organe für einen drahtlosen Empfang ein oder mehrerer analoger und/oder digitaler Signale aufweist.
  10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Organ zur Umsetzung der Signale in ein Datenübertragungsformat aus einem Mikroprozessor (63) besteht.
  11. Verfahren zur Bereitstellung von Signalen von an einer Fahrzeugachse angeordneten, analoge und/oder digitale Signale ausgebenden Signalquellen (3034) bei einem Signale verarbeitenden System, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Empfang (302) der analogen und/oder digitalen Signale, – Umsetzung (303) der empfangenen Signale in ein Datenübertragungsformat, und – Übertragung (304) der umgesetzten Signale an einen Datenanschluss, so dass die umgesetzten Signale über den Datenanschluss vom Signale verarbeitenden System abgegriffen werden können.
  12. Fahrzeugachse (1114), dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine Umsetzanordnung nach einem der Ansprüche 1–10 aufweist.
  13. Rechnerprogramm zur Bereitstellung von Signalen von an Fahrzeugachsen angeordneten Signalquellen bei einem Signale verarbeitenden System, dadurch gekennzeichnet, dass ein Codierorgan bei dessen Verarbeitung in einem Steuergerät beim Steuergerät die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 11 bewirkt.
  14. Rechnerprogrammprodukt, das ein von einem Rechner lesbares Medium und ein Rechnerprogramm nach Anspruch 13 umfasst, wobei das Rechnerprogramm in dem von einem Rechner lesbaren Medium enthalten ist.
  15. Fahrzeug (10), das eine Umsetzanordnung nach einem der Ansprüche 1–10 aufweist.
DE200610015337 2005-04-04 2006-04-03 Fahrzeugachsanordnung Withdrawn DE102006015337A1 (de)

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