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Die
Erfindung betrifft eine Steuereinheit für Funktionseinheiten
eines Kraftfahrzeugs, wobei eine Signalübertragungsstrecke
zur Signalübertragung mittels der Steuereinheit vorgesehen
ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Signalübertragung
zwischen Funktionseinheiten und einer Steuereinheit mittels einer
Signalübertragungsstrecke.
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Aus
dem Bereich der Kraftfahrzeugtechnik sind bereits Kraftfahrzeugschlüsselsysteme
bekannt, bei welchen der Verriegelungszustand einer Fahrzeugtüre
durch eine anwenderseitig mitgeführte Schaltungseinrichtung
geändert werden kann, wobei diese Schaltungseinrichtung
insbesondere funkbasiert mit einer fahrzeugseitig vorgesehenen Schaltung
kommunizieren kann und eine Änderung des Schaltzustands
unter Berücksichtigung des Ergebnisses einer Autorisierungsprüfung
erfolgt.
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Mittels
drahtloser Datenübertragung über eine sich beim
Fahrzeugnutzer befindende mobile Freigabe-Einrichtung, können
nach erfolgreicher Authentifizierung im Fahrzeug sämtliche
Funktionen, wie beispielsweise Starten des Motors sowie das Ein- und
Ausschalten der Audioanlage, der Klimaanlage, das Betätigen
des Fensterhebers und/oder des Schiebedachs, aktiviert und ausgeführt
werden. Verlässt nun der berechtigte Fahrzeugnutzer das
Fahrzeug mit der mobilen Freigabeeinrichtung, so können beispielsweise
bei weiterhin laufendem Motor sämtliche Funktionen des
Fahrzeugs betätigt werden.
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Es
sind auch Systeme bekannt, bei welchen ein Ver- oder Entriegeln
der Fahrzeugtüre erst erfolgt, wenn anwenderseitig die
mobile Schaltungseinrichtung in besonderer Weise, beispielsweise über
einen an dieser vorgesehenen Schalter betätigt wird. Es sind
auch Systeme bekannt, bei welchen zusätzlich zu den seitens
der mobilen Schaltungseinrichtung abgegebenen Signalen durch fahrzeugseitig
vorgesehene Schalter oder Sensorflächen festgestellt wird,
ob der Verriegelungszustand der Türe zu ändern,
insbesondere ob die Türe zu entriegeln ist.
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Grundsätzlich
ist es auch bereits bekannt, Steuergeräte in Kraftfahrzeugen über
Bussysteme zu vernetzen. Zur Kommunikation zwischen verschiedenen
Bussystemen kommen weiterhin so genannte Gateways zum Einsatz. Als
Gateway werden bisher die Steuergeräte für den
elektrischen Zündstartschalter, für das Kombiinstrument
oder für das Radio verwendet. Beispielsweise wird zur Kommunikation
zwischen den so genannten "Body Control"-Steuergeräten
mit den Kommunikationssteuergeräten wie Radio, Sound, Navigation,
Notruf usw. als Gateway eingesetzt.
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Die
Bussysteme sind geordnet nach den übertragbaren Datenmengen
und Geschwindigkeiten sowie deren Fehlersicherheit bei der Übertragung. Bewährt
haben sich für die Kommunikation zwischen dem Motor, dem
Getriebe und den Sicherheitssystemen wie beispielsweise ESP der
so genannte Moto-CAN(CAN C)-Bus. Zukünftig wird hierfür
ein TTP- oder Flex Ray-Protokoll verwendet.
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Die
DE 100 63 331 C2 betrifft
ein Sprachsteuerungssystem mit einer Sprachsteuerungseinheit, die
eine Sprachsteuerung zumindest einer Komponente ermöglicht,
einer Speichereinheit zum Speichern zumindest eines für
die Sprachsteuerung erforderlichen Benutzerprofils und einer ersten
Schnittstelle zur Übertragung des Benutzerprofils zu einem mobilen
Datenträger.
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Dabei
lassen sich mit der Bluetooth-Übertragungstechnik große
Datenmengen in sehr kurzer Zeit übertragen, was gegenüber
der Übertragung per Infrarotlicht Vorteile bietet. Darüber
hinaus ist auch die Übertragungsreichweite der Bluetooth-Technik
deutlich besser. Bei den sprachgesteuerten Komponenten kann es sich
auch um ein im Kraftfahrzeug installiertes Computerprogramm handeln.
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Die
Bluetooth-Technik ist keineswegs auf Computerapplikationen beschränkt.
So macht sich auch die Spielzeugindustrie diese Technik zu Nutze, beispielsweise
um Puppen und Spielzeugtiere untereinander kommunizieren und interagieren
zu lassen. Weiterhin wird die Bluetooth-Technik auch vermehrt im
Maschinen- und Anlagenbau eingesetzt, um zwischen Komponenten in
Maschinen zu kommunizieren. Beispielsweise kann CAN- oder Profibus-Kommunikation über
Bluetooth übertragen werden.
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Eine
durch die
DE 44 01
852 C1 bekannte Datenempfangsvorrichtung weist eine im
Kraftfahrzeug angeordnete Empfangseinheit auf, die ein von einem
tragbaren Codesender moduliert ausgesendetes Codesignal empfängt
und demoduliert.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Möglichkeit
zu schaffen, aufwendige Installationen im Innenraum des Kraftfahrzeugs
zu reduzieren. Insbesondere sollen die Anzahl der nach dem Stand der
Technik erforderlichen Steuereinheiten reduziert werden. Weiterhin
soll eine individuelle Anpassung der Funktionseinheiten des Kraftfahrzeugs
mit geringem Aufwand möglich sein. Weiterhin liegt der
Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zu schaffen, mit
dem die Signalübertragung individueller Funktionseinheiten
ermöglicht wird.
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Die
erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit
einer Steuereinheit gemäß den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den
Unteransprüchen 2 bis 15 zu entnehmen.
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Erfindungsgemäß ist
also eine Steuereinheit vorgesehen, bei der die Signalübertragungsstrecke drahtlos
als Bestandteil eines Datennetzwerks ausgeführt ist. Hierdurch
wird eine individuelle Ansteuerung der jeweils erforderlichen oder
gewünschten Funktionseinheiten ohne zusätzliche
Steuereinheiten realisierbar, indem ausgehend von der vorhandenen zentralen
Steuereinheit die erforderlichen Steuersignale drahtlos an die Funktionseinheiten übermittelt werden
können. Die hierzu erforderlichen Eingabeelemente für
den Benutzer können dabei in gleicher Weise ebenfalls drahtlos
zur Signalübertragung mit der Steuereinheit verbunden werden.
Auf eine umständliche Installation, insbesondere das Verlegen von
Kabeln ist demnach verzichtbar. Zudem kann die Signalübertragung
nahezu beliebig um weitere Funktionseinheiten erweitert oder beschränkt
werden.
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Dabei
wird eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung dadurch erreicht, dass die Signalübertragungsstrecke
zur drahtlosen Signalübertragung über kurze Distanz
mittels der drahtlosen Schnittstelle Bluetooth ausgeführt
ist. Hierdurch wird eine an sich bekannte Datenschnittestelle in
die Signalübertragungsstrecke integriert und ermöglicht
so die Nutzung einer Vielzahl von verfügbareren Steuerungs-,
Signalerfassungs- und Signalübertragungseinrichtungen,
sodass auch bereits vorhandene Funktionseinheiten nahezu mühelos
integriert werden können.
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Eine
andere, ebenfalls besonders Erfolg versprechende Ausgestaltung wird
auch geschaffen, indem die Signalübertragungsstrecke zur
drahtlosen Signalübertragung mittels UMTS und/oder GSM
ausgeführt ist, welche ebenfalls einen zuverlässigen Übertragungsstandard
bieten und darüber hinaus die Datenübertragung über
eine vergleichsweise große Entfernung ermöglicht.
Zugleich können so nahezu beliebige Benutzer an die Signalübertragung
angeschlossen werden.
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Dabei
könnten grundsätzlich die Signale auf Zustandsdaten
beschränkt sein. Besonders sinnvoll ist es hingegen, wenn
mittels der Signalübertragungsstrecke Signale zur Steuerung
der Funktionseinheiten übertragbar sind, um so eine unmittelbare Zuordnung
der Steuersignale zu den entsprechenden Funktionseinheiten sicherzustellen.
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Hierzu
eignen sich vor allem solche Anwendungen, bei denen die Funktionseinheiten
zur Einstellung von Komfort- und/oder Bedienfunktionen ausgeführt
sind, beispielsweise also der Sitze, der Außenspiegel oder
der Klimaanlage. Hierdurch können in einfacher Weise auch
solche Funktionseinheiten bei vorhandenen Kraftfahrzeugen ergänzt
werden, die bisher einen grundlegenden Eingriff in die Fahrzeugelektrik
erfordert haben. Außerdem können solche Funktionseinheiten
auch lediglich vorübergehend in das Kraftfahrzeug integriert
und beispielsweise zum bedarfsgerechten Einsatz bei verschiedenen Kraftfahrzeugen
vorbereitet sein.
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Insbesondere
ist auf diese Weise mittels der Signalübertragungsstrecke
die an dem Kraftfahrzeug angeordnete Steuereinheit mit einer Funktionseinheit des
Kraftfahrzeugs verbunden, die somit ohne jedwede Datenleitung oder
gar separate elektrische Energieversorgungsleitung auskommt. Eine
Anbindung an ein in dem Kraftfahrzeug vorhandenes elektrisches Energieversorgungssystem
ist hinreichend, um die Funktionsbereitschaft herzustellen, sodass die
Nachrüstung solcher Funktionselemente auch von einem Laien
problemlos durchgeführt werden kann.
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Weiterhin
hat es sich in der Praxis bereits als zweckmäßig
erwiesen, wenn mittels der Signalübertragungsstrecke Signale
zur Zustands- und/oder Funktionskontrolle der Funktionseinheiten
des Kraftfahrzeugs durch einen Benutzer übertragbar sind. Hierdurch
können dem Benutzer eine Vielzahl von Zustands- und Funktionsdaten
des Kraftfahrzeugs auch dann übermittelt werden, wenn sich
der Benutzer außerhalb des Kraftfahrzeugs aufhält.
Beispielsweise können auf diese Weise die Aktivierung einer Alarmanlage
oder die Schließfunktion eines Fensters sichergestellt
werden.
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Weiterhin
können zentral erfasste Daten an den Benutzer übermittelt
werden, wenn mittels der Signalübertragungsstrecke Signale
zwischen einem außerhalb des Kraftfahrzeugs befindlichen
Benutzer und der im Innenraum des Kraftfahrzeugs befindlichen Steuereinheit übertragbar
sind.
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Zudem
können gemäß einer weiteren praxisnahen
Ausführungsform mittels der Signalübertragungsstrecke
individuelle Sonderfunktionen des Kraftfahrzeugs einstellbar sein,
sodass sich auf diese Weise beispielsweise Einsatz- oder Behördenfahrzeuge
mit einem vergleichsweise geringen Aufwand auf der Basis gewöhnlicher
Serienfahrzeuge aufbauen lassen. Diese können ebenso einfach
nach Ablauf einer Nutzungsdauer in den Zustand des Serienfahrzeugs
zurückgebaut werden.
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Eine
andere, ebenfalls besonders Erfolg versprechende Abwandlung wird
dann erreicht, wenn mittels der Signalübertragungsstrecke
außerhalb des Kraftfahrzeugs erfasste Signale zu der Steuereinheit übertragbar
sind. Hierdurch können beispielsweise bei Einsatz- oder
Behördenfahrzeugen am Einsatzort ermittelte Daten direkt
an die Steuereinheit des Kraftfahrzeugs übertragen werden.
Der Benutzer kann so auch außerhalb des Kraftfahrzeugs
mit der zentralen Steuereinheit kommunizieren und alle Funktionalitäten
nutzen.
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Eine
andere, ebenso zweckmäßige Abwandlung wird dann
erreicht, wenn mittels der Signalübertragungsstrecke Signale
zu Service- und/oder Reparaturzwecken übertragbar sind.
Hierdurch kann also eine Ferndiagnose des Fahrzeugzustands durchgeführt
werden und das Kraftfahrzeug rechtzeitig vor Eintritt eines Schadens
in eine Werkstatt gerufen werden. Hierzu erhält der Benutzer
beispielsweise auf einem Display der Armaturentafel einen entsprechenden
Hinweis. Service- oder Wartungsarbeiten können so bedarfsgerecht
durchgeführt werden.
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In ähnlicher
Weise kann gemäß einer weiteren besonders zweckmäßigen
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung mittels der Signalübertragungsstrecke
die Software der Steuereinheit aktualisiert werden. Hierdurch können
so also auch die Funktionalitäten der Steuereinheit geändert
bzw. aktualisiert werden, ohne dass hierzu ein Aufenthalt des Kraftfahrzeugs
in einer Servicestation erforderlich ist.
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Eine
andere, ebenso praxisnahe Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung wird dann erreicht, wenn mittels der Signalübertragungsstrecke erfasste
akustische und/oder optische Zustandssignale des Innenraums des
Kraftfahrzeugs übertragbar sind. Hierdurch kann eine Innenraumüberwachung beispielsweise
für ein Taxi ebenso wie eine Diebstahl- bzw. Einbruchschutzeinrichtung
realisiert werden, die zudem weitgehend geschützt gegen
Manipulationen ist.
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Der
Benutzer könnte eine Übersicht der relevanten
Daten auf einem mitführbaren Display erhalten. Besonders
einfach ist es hingegen, wenn die Signale dem Benutzer mittels eines
Headsets übertragbar sind, sodass dieser in seiner Bewegungsfreiheit nicht
eingeschränkt ist. Zugleich wird dadurch ein möglicher
Verlust der Empfangsstation weitgehend ausgeschlossen. Vielmehr
wird er laufend mit den von ihm gewünschten Informationen
versorgt, ohne dass diese Informationsübertragung mit einer
unerwünschten Ablenkung des Benutzers verbunden ist.
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Die
zweitgenannte Aufgabe, ein Verfahren zur Steuerung von Funktionseinheiten
eines Kraftfahrzeugs mittels einer Steuereinheit zu schaffen, wird
dadurch erreicht, dass mittels einer drahtlosen Signalübertragungsstrecke
Signale zwischen der Steuereinheit und Funktionseinheiten des Kraftfahrzeuges übertragen
werden. Hierdurch wird es erstmals möglich, die im Kraftfahrzeug
vorhandenen Funktionseinheiten unabhängig von einer entsprechenden
Verkabelung zu betreiben. Vielmehr werden die Funktionseinheiten
drahtlos angesteuert. Zugleich können auch die Eingabeeinheiten
für den Benutzer mittels einer drahtlosen Signalübertragungsstrecke
mit der Steuereinheit verbunden sein, sodass eine nahezu beliebige
individuelle, auch nachträgliche Ergänzung ermöglicht
wird. Die Eingabeeinheiten können hierzu beispielsweise
als Touchscreen ausgeführt sein.
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Dabei
erfolgt vorzugsweise eine Codierung der mittels der Signalübertragungsstrecke übertragbaren
Signale, um eine zuverlässige und gegen äußere
Störeinflüsse geschützte Signalübertragung
zu erreichen.
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Eine
in der Praxis bereits erprobte Ausgestaltung des Verfahrens wird
dann erreicht, wenn die Signale über kurze Distanz mittels
der drahtlosen Schnittstelle Bluetooth übertragen werden,
wodurch standardisierte Schnittstellen genutzt und eine Vielzahl
von nahezu beliebigen Funktionseinheiten angeschlossen werden können.
Alternativ wird die Reichweite erweitert, wenn die Signale mittels
UMTS und/oder GSM übertragen werden.
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Im
Innenraum ermöglichen solchen Ausgestaltungsformen des
Verfahrens, bei dem die Signale zur Steuerung der Funktionseinheiten
insbesondere zur Einstellung von Komfort- und/oder Bedienfunktionen übertragen
werden, eine schnelle und zuverlässige Ansteuerung beliebiger
Ausstattungselemente, die hierzu keinerlei zusätzliche
Verkabelung erfordern. Vielmehr können diese Ausstattungs-
bzw. Einrichtungselemente auch nachträglich bedarfsweise ergänzt
werden.
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Dabei
können mittels der Signalübertragungsstrecke Signale
zur Zustands- und/oder Funktionskontrolle der Funktionseinheiten
des Kraftfahrzeugs durch einen Benutzer übertragen werden,
welcher somit in die Lage versetzt wird, die Steuerung der Funktionseinheiten
von einer beliebigen Position innerhalb und außerhalb des
Kraftfahrzeugs zu übernehmen.
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Zudem
können so auch außerhalb des Kraftfahrzeugs erfasste
Signale zu der Steuereinheit übertragen werden, welche
bei Einsatzfahrzeugen zugleich als Basisstation und Leitstelle für
erfasste Daten außerhalb des Kraftfahrzeugs dient.
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Außerdem
können Signale zu Service- und/oder Reparaturzwecken oder
zur Aktualisierung der Software übertragen werden, um so
nicht nur die Serviceintervalle individuell abstimmen zu können, sondern
darüber hinaus eine jederzeit abrufbare oder auch automatisierte
Aktualisierung bereitstellen zu können.
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Durch
eine Codierung der mittels der Signalübertragungsstrecke übertragbaren
Signale kann ein Missbrauch ebenso wie unerwünschte äußere
Störungseinflüsse vermieden werden.
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Die
Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen
zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon
in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese
zeigt in einer Prinzipdarstellung in
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1 eine
Steuereinheit für einen Fahrersitz eines Kraftfahrzeugs;
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2 die
Steuereinheit gemäß 1 mit einer
zusätzlichen drahtlosen Signalübertragungsstrecke;
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3 die
Steuereinheit gemäß 1 mit einer
zusätzlichen Bedieneinheit an dem Fahrersitz;
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4 die
Steuereinheit gemäß 3 mit einer
zusätzlichen drahtlosen Signalübertragungsstrecke
zur Zustands- und Funktionskontrolle;
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5 die
Steuereinheit gemäß 4 mit einer
zusätzlichen drahtlosen Signalübertragungsstrecke
mit einer weiteren individuellen Bedieneinheit;
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6 die
Steuereinheit gemäß 4 mit einer
zusätzlichen drahtlosen Signalübertragungsstrecke
für Servicezwecke.
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Die
erfindungsgemäße Steuereinheit 1 wird nachfolgend
anhand der 1 bis 6 näher
dargestellt, wobei die Steuereinheit 1 einer als Fahrersitz ausgeführten
Funktionseinheit 2 eines nicht weiter dargestellten Kraftfahrzeugs
zugeordnet ist.
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Zu
erkennen ist in der 1 eine erste Signalübertragungsstrecke 3 zur
Signalübertragung eines von einem Benutzer einer Bedieneinheit 4 ausgelösten
Signals an die Steuereinheit 1 sowie eine zweite Signalübertragungsstrecke 5 zur Übertragung der
Signale von der Steuereinheit 1 an eine Schnittstelle 8.
Die Schnittstelle 8 ist ihrerseits mit einer weiteren baugleichen
Schnittstelle 8 zur Betätigung der als Fahrersitz
ausgeführten Funktionseinheit 2 durch eine Funkstrecke
verbunden.
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Gemäß der
in der 2 gezeigten Variante erfolgt die Signalübertragung
zwischen den beiden Schnittstellen 8 ebenfalls mittels
einer drahtlosen Signalübertragungsstrecke 5,
sodass die Einbindung nahezu beliebiger Funktionseinheiten 2 in
das Datennetzwerk mit sehr geringem Aufwand realisierbar ist.
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Bei
einem in der 3 gezeigten Ausführungsbeispiel
ist die Bedieneinheit 4 redundant einerseits beispielsweise
an einer nicht dargestellten Türverkleidung angeordnet
und andererseits unmittelbar an der zu betätigenden Funktionseinheit 2 lösbar
angeordnet und hierzu portabel ausgeführt. Beide Signalübertragungsstrecken 3, 5 sind
drahtlos als Bestandteil des Datennetzwerks ausgeführt
und mittels der Schnittstelle 8 verbunden.
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Ergänzend
zeigt die 4 noch eine Ausgestaltung, bei
der mittels der beiden Signalübertragungsstrecken 5 nicht
nur Steuersignale an das Funktionseinheit 2 übermittelt,
sondern von der Funktionseinheit 2 insbesondere mittels
Sensoren erfasste Zustands- oder Funktionssignale an die Steuereinheit 1 übertragen
werden können. Dabei sind alle Signalübertragungsstrecken
drahtlos ausgeführt und erlauben so eine beliebige Anordnung
aller Komponenten in dem Fahrzeug.
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Dabei
ist die Erfindung nicht nur auf Standardfunktionen beschränkt.
Vielmehr ist in der 5 beispielhaft die Einbindung
von Sonderfunktionen dargestellt, die mittels zusätzlicher
Bedieneinheiten 4 von dem Benutzer ausgewählt
werden können. Diese zusätzlichen Bedieneinheiten 4 sind
dabei unabhängig von der zu steuernden Funktion in einer
beliebigen Position in dem Fahrzeug positionierbar. Die Signalübertragung
erfolgt wahlweise mittels einer drahtgebundenen Signalübertragungsstrecke 3 oder mittels
einer drahtlosen Signalübertragungsstrecke 5.
Dabei sind problemlos auch solche individuellen Bedieneinheiten 4 realisierbar,
die von einer Person mitgeführt werden können,
um so Funktionseinheiten 2 verschiedener Fahrzeuge entsprechend
persönlicher Anforderungen bedienen zu können.
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Darüber
hinaus zeigt die 6 eine Abwandlung, bei der die
Steuereinheit 1 mit einer zusätzlichen drahtlosen
Signalübertragungsstrecke 5 zur Übertragung
von Signalen einer Außenstation zu Service- und Reparaturzwecken
ausgestattet ist. Von dieser Außenstation können
beispielsweise auch über eine vergleichsweise große
Entfernung von der Steuereinheit 1 gespeicherte Signale
ausgelesen und entsprechende Antwortsignale an die Steuereinheit übermittelt 1 werden.
Selbstverständlich können auf diese Weise auch
solche Signale an die Steuereinheit 1 übermittelt
werden, die von dem Benutzer in der Umgebung des Fahrzeugs erfasst
werden, wie dies beispielsweise bei Einsatzfahrzeugen der Sicherheits-
und Rettungsdienste oftmals sinnvoll sein kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10063331
C2 [0007]
- - DE 4401852 C1 [0010]