DE102008044776A1

DE102008044776A1 - Elektrisches Kombiinstrument in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102008044776A1
Application number: DE102008044776A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Giegold; Wolfgang Dr. Rieger; Robert Isele
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2008-08-28
Publication date: 2010-03-04
Anticipated expiration: 2028-08-29
Also published as: DE102008044776B4

Abstract

Ein elektrisches Kombiinstrument in einem Kraftfahrzeug besitzt eine Design-Leiterplatte mit darauf angeordneten analogen und/oder digitalen Anzeigeinstrumenten und/oder Antriebsmitteln, sowie eine mit der Design-Leiterplatte über eine elektrische Schnittstelle verbundene Funktions-Leiterplatte zur Ansteuerung der Anzeigeinstrumente und/oder Antriebsmittel. Dabei ist die elektrische Schnittstelle als bidirektionaler, serieller Datenbus ausgebildet; auf der Design-Leiterplatte und der Funktions-Leiterplatte ist jeweils ein Transceiver für den Datenbus angeordnet; schließlich sind die für die Ansteuerung der Anzeigeinstrumente und/oder Antriebsmittel erforderlichen spezifischen Daten vor der Inbetriebnahme von den Anzeigeinstrumenten und/oder Antriebsmitteln über den Datenbus an die auf der Funktions-Leiterplatte angeordneten Steuerelemente übermittelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Kombiinstrument gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei einem derartigen, aus der WO 97/48103 A1 bekannten elektrischen Kombiinstrumenten wird die Platzierung der Zeiger und Skalen für die Tachometer-, Tank-, Kühlmittel- und Luft-Temperatur- oder Drehzahlmesser-Anzeigen sowie für optische Warn- und Symbolfelder sowie für Flüssigkristallanzeigen über das äußere Erscheinungsbild, also das Design, festgelegt. Auf Grund der Vielzahl unterschiedlicher Kombi-Instrumentenformen, beengter Platzverhältnisse und der zunehmenden Komplexität der Fahrzeug-Bordnetzstrukturen wurde versucht, den vielfältigen Anforderungen durch einen 2-Leiterplattenaufbau des Kombiinstruments Rechnung zu tragen. Probleme ergeben sich dabei durch die elektrische Schnittstelle, die in der Regel als Steckverbindung mit einer Vielzahl von elektrischen Verbindungsleitungen ausgebildet ist.
Ein weiteres Kombiinstrument mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen ist aus der WO 2004/067310 A1 bekannt. Ein Mikroprozessor auf der Funktions-Leiterplatte empfängt die vorzugsweise über eine Datenbus-Verbindung gelieferten Signale des Bordnetzes und steuert die auf der Design-Leiterplatte angeordneten Anzeigen und/oder zugeordneten Antriebsmittel. Das oben angegebene besondere Problem beim Aufbau des Kombiinstruments mit 2 Leiterplatten in Form der elektrischen Schnittstelle mit der notwendigen Vielzahl von Verbindungsleitungen und einer entsprechenden Anzahl von Steckverbindern ist in der WO 2004/067310 A1 gesondert angesprochen. Die Zahl der Verbindungsleitungen soll durch ein Schieberregister in der Schnittstelle reduziert werden. Die Folge davon ist ein Antwortzeit-Problem, d. h. die Anzeigen reagieren insbesondere bei schnellen Veränderungen nicht in Echtzeit auf die tatsächliche Veränderung der angezeigten physikalischen Größen. Ein weiteres Problem bei schnellen seriellen Verbindungen wie bei Schieberegistern ist die abgestrahlte elektromagnetische Leistung, welche zu Störungen in Radio und/oder Telefon führt.
Zudem sind Schieberegister unidirektional. Auch reicht die Bandbreite nicht aus, um Video-Streams oder Bilder in ausreichender Geschwindigkeit übertragen zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kombiinstrument der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels dessen einfach und kostengünstig eine große Design-Vielfalt realisierbar ist.
Die Lösung der Aufgabe ergibt sich durch den Gegenstand mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Patentansprüchen.
Durch Ausbildung der elektrischen Schnittstelle als bidirektionaler, serieller Datenbus ist ein schneller Datenaustausch und ein exaktes Antwort-Zeitverhalten gewährleistet. Die Übermittlung der für die Ansteuerung der Anzeigeinstrumente und/oder Antriebsmittel erforderlichen spezifischen Daten ermöglicht, mit ein und demselben Funktions-Leiterplatte eine Vielzahl von unterschiedlichen Anzeigeinstrumente und/oder Antriebsmittel anzusteuern/zu regeln, sofern die entsprechenden Treiber und Softwareumfänge in der Funktions-Leiterplatte vorhanden sind. Zudem liefert der serielle Datenbus ein Übertragungsverfahren, welches mit äußerst niedrigen Spannungen oder Strömen arbeitet und dementsprechend wenig elektromagnetische Energie, bei gleichzeitig hoher Datenrate, abstrahlt. Im Unterschied zur WO 97/48103 A1 , in der eine Standardisierung der Design-Leiterplatte angegeben wird, ist durch die Erfindung eine Standardisierung der Steuer-Leiterplatte bei größtmöglicher Variabilität der Design-Leiterplatte ermöglicht.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen schematischen Teilquerschnitt durch ein Kombiinstrument.
In der 1 ist ein Teilquerschnitt eines Kombiinstruments 1 dargestellt. Das Kombiinstrument 1 umfasst eine Funktions-Leiterplatte 2 und eine Design-Leiterplatte 3. Auf der Funktions-Leiterplatte 2 sind beispielsweise ein Mikrocontroller 5, verschiedene Speicherbausteine 6 und 7, ein Netzteil 8, sowie ein Transceiver 9 angeordnet. Der Transceiver kann auf dem Mikrocontroller integriert werden. Über einen Datenbusanschluss 10 ist die Funktions-Leiterplatte 2 mit verschiedenen im Fahrzeug verteilten Sensoren, wie beispielsweise einem Sensor für den Öldruck, für den Kraftstoffvorrat, die Geschwindigkeit, die Drehzahl oder für die Kühlmitteltemperatur, verbunden.
Die Design-Leiterplatte 3 trägt eine vom jeweiligen Anwendungsfall abhängige Vielzahl von Ziffern-, Text-, Symbol- und/oder Zeigeranzeigen sowie Grafiken, Kontrollleuchten etc. zur optischen Warnung oder Anzeige der entsprechenden physikalischen Größen. Die für Zeigeranzeigen vorzugsweise vorgesehenen Schrittmotoren befinden sich ebenfalls auf der Design-Leiterplatte 3, sind aber im Einzelnen nicht gezeigt. Ferner befindet sich auf der Design-Leiterplatte 3 ein ASIC 11, in dem ein Transceiver 12 integriert ist und der einen Speicher für die Beschreibung der auf der jeweiligen Leiterplatte 3 angebrachten Ziffern- und/oder Zeigeranzeigen, Kontrollleuchten etc. enthält. Mit dieser Beschreibung bzw. Kodierung werden alle softwareabhängigen Elemente der Anzeigeeinheit eindeutig wiedergegeben. Diese Beschreibung umfasst beispielsweise Anzahl, Art sowie Charakteristika der Schrittmotoren für die Zeigeranzeigen, die Kennlinien für die Zeigerinstrumente, die Kennlinien für die Hinterleuchtung der Skalen, des Ziffernblattes und der Zeiger, die Anzahl und Art, sowie Verwendung der einzelnen Kontrollleuchten, Kennlinien für die Helligkeit der Kontrollleuchten, Anzahl und Art der vorhanden Displays, Kennlinien für Hinterleuchtung des Displays usw.
Durch die Aufteilung der insgesamt vorhandenen elektrischen Elemente in der erfindungsgemäßen Weise auf die Design- und die Funktions-Leiterplatte ergibt sich eine Minimierung der integrierten Peripherie auf dem Mikrocontroller, also auf der Funktions-Leiterplatte 2 und eine Verlagerung in das ASIC 11 auf der Design-Leiterplatte 3.
Die Kommunikation zwischen den beiden Leiterplatten erfolgt über einen bidirektionalen, seriellen Datenbus 13, der zwischen den beiden Transceivern 9 und 12 verläuft. Bei entsprechender Auslegung des Datenbusses 13 ist es damit sogar möglich, einen Videostream von der Funktions-Leiterplatte zur Design-Leiterplatte zu übertragen und dort mittels eines entsprechenden Displays wiederzugeben. Damit lässt sich eine dynamische Navigation mit Darstellung der räumlichen Umgebung erzielen.
Das Interface zwischen Steuer- und Anzeigeeinheit ist bidirektional. So kann jederzeit der Status der Anzeigen vom Mikrocontroller 5 zurückgelesen und ggf. korrigiert werden.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung von Steuer-Leiterplatte und Design-Leiterplatte wird eine Autokonfigurierbarkeit (Plug and Play) des gesamten Kombiinstruments erreicht. Die Standardisierung der Steuer-Leiterplatte macht es sogar möglich, sie bei anderen Anzeige-Systemen, beispielsweise einem Head-Up-Display als Steuerelektronik für die dort vorgesehenen Anzeigeelemente einzusetzen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- WO 97/48103 A1 [0002, 0007]
- WO 2004/067310 A1 [0003, 0003]

Claims

Elektrisches Kombiinstrument in einem Kraftfahrzeug mit auf einer Design-Leiterplatte angeordnet analogen und/oder digitalen Anzeigeinstrumenten und/oder Antriebsmitteln, und mit einer über eine elektrische Schnittstelle damit verbundenen Funktions-Leiterplatte zur Ansteuerung der Anzeigeinstrumente und/oder Antriebsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Schnittstelle als bidirektionaler, serieller Datenbus ausgebildet ist, dass auf der Design-Leiterplatte und der Funktions-Leiterplatte jeweils ein Transceiver für den Datenbus angeordnet ist, und dass die für die Ansteuerung der Anzeigeinstrumente und/oder Antriebsmittel erforderlichen spezifischen Daten vor der Inbetriebnahme von den Anzeigeinstrumenten und/oder Antriebsmitteln über den Datenbus an die auf der Funktions-Leiterplatte angeordneten Steuerelemente übermittelt sind.
Elektrisches Kombiinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über den Datenbus auch ein Zeittakt-Signal eines auf der Design-Leiterplatte angeordneten Taktgebers für die Steuerelemente übermittelt wird.
Elektrisches Kombiinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Design-Leiterplatte LCD, Instrumente, Akkustikgeber, Eingabelemente und/oder Leuchtmittel angeordnet sind, und dass die für den Betrieb der LCD, Instrumente, Akkustikgeber, Eingabelemente und Leuchtmittel erforderlichen Steuer- und/oder Regelsignale von der Funktions-Leiterplatte über den Datenbus an die Design-Leiterplatte übertragen sind.