DE102009007109A1

DE102009007109A1 - Steuerschaltung für einen Datenbus

Info

Publication number: DE102009007109A1
Application number: DE102009007109A
Authority: DE
Inventors: Christoph Dahm; Thomas Dr. Rais
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2009-02-02
Filing date: 2009-02-02
Publication date: 2010-08-05

Abstract

Eine elektronische Steuervorrichtung (1) für Sensoren (11) und/oder Aktuatoren (12) einer Kraftfahrzeugklimaanlage (18) weist einen Anschluss (16) für wenigstens einen Datenbus (6) sowie ein Speichermittel (13) zur Speicherung einer Adresse (17, 22) auf. Es ist eine Aufnahmeaktivierungseinrichtung (14) vorgesehen, nach deren Betätigung eine Adresse (17, 22) in das Speichermittel (13) geschrieben werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuervorrichtung mit mindestens einem Anschluss für wenigstens einen elektronischen Datenbus und mit mindestens einem Speichermittel zur Speicherung einer Adresse. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Zuweisung einer Adresse an eine elektronische Steuervorrichtung, welche mindestens einen Anschluss für wenigstens einen elektronischen Datenbus aufweist.
In vielen Bereichen der Technik, wie beispielsweise im Kraftfahrzeugbau, hat die Anzahl von Aktuatoren und/oder Sensoren, die von einer einzelnen elektronischen Kontrolleinheit angesteuert werden bzw. Daten an diese liefern bereits eine hohe Zahl erreicht. Mit zunehmend wachsenden Komfortansprüchen kann davon ausgegangen werden, dass die Anzahl derartiger Aktuatoren oder Sensoren auch weiterhin zunehmen wird.
Um beispielsweise im Kraftfahrzeugbau die Verbindung der einzelnen elektronischen Kontrolleinheit mit den einzelnen Aktuatoren und Sensoren zu ermöglichen, ohne dass die dazu erforderliche Verkabelung (beispielsweise ein Kabelbaum) unnötig komplex wird, hat es sich zwischenzeitlich durchgesetzt einen Großteil von Aktuatoren und Sensoren mit Hilfe von elektronischen Bussystemen mit der dazugehörigen elektronischen Kontrolleinheit zu verbinden. Dies gilt insbesondere für Sensoren und Aktuatoren, welche mit nicht-sicherheitsrelevanten Systemen verknüpft sind, wie beispielsweise Aktuatoren und Sensoren für die Kraftfahrzeugklimaanlage, Fensterheber, elektrisch verstellbare Sitze und dergleichen.
Gerade im Kraftfahrzeugbau (aber auch in anderen Bereichen der Technik) ist es darüber hinaus erwünscht, dass die entsprechenden Komponenten möglichst kostengünstig sind. Dies betrifft insbesondere Komponenten, die mehrfach vorhanden sind, wie beispielsweise die elektronischen Steuerschaltungen, welche die einzelnen Aktuatoren bzw. Sensoren mit den Datenbus verbinden. Selbstverständlich müssen diese elektronischen Steuerschaltungen bzw. das Bussystem in seiner Gesamtheit auch so ausgelegt sein, dass die Montage der Gesamtanordnung (also beispielsweise des Kraftfahrzeugs bzw. der Kraftfahrzeugklimaanlage) auf einfache und kostengünstige Weise möglich ist, und zu einem späteren Zeitpunkt auch Reparaturen möglichst einfach durchgeführt werden können.
Es wurden bereits unterschiedliche Bussysteme vorgeschlagen, um die vorgenannten Ziele zu erreichen. So wurde beispielsweise in DE 43 275 37 C2 für den KFZ-Bereich ein serielles Bussystem mit einer sogenannten „Daisy-Chain-Busstruktur” vorgeschlagen. Bei derartigen Daisy-Chain-Busstrukturen wird eine Steuereinheit (Leitstation) über eine Steuerleitung mit einer Reihe von seriell an den Bus angekoppelten Teilnehmern verbunden. Die Steuereinheit aktiviert zunächst den ersten angekoppelten Teilnehmer, so dass dieser ein Datensignal abgibt. Nachfolgend werden alle weiteren Teilnehmer sukzessive nacheinander zur Übertragung ihrer Informationen aufgefordert. Problematisch bei derartigen Daisy-Chain-Busstrukturen ist, dass es mit einer zunehmenden Anzahl von Teilnehmern zu Zeitverzögerungen in der Übertragung der Sensordaten kommen kann. Derartige Zeitverzögerungen können in der Praxis durchaus problematisch werden, insbesondere wenn es auf Grund der Zeitverzögerung zu einem Überschwingen des Regelsystems kommt. Dies kann zwar gegebenenfalls durch eine künstliche Dämpfung vermieden werden. Dies führt jedoch zu einem unnötig langsamen Regelsystem. Weiterhin ist es meist problematisch, Aktuatoren und Sensoren an einen einzelnen Datenbus anzuschließen.
Möglich ist es auch, dass jedem einzelnen Teilnehmer eine individuelle Teilnehmernummer zugeteilt wird. Diese Zuteilung kann beispielsweise bei der Herstellung des entsprechenden Aktuators bzw. Sensors ab Werk vergeben werden. Auch ist es möglich, dem Aktuator über einen kodierten Steckverbinder bzw. über eine im kabelstrangseitigen Stecker integrierte Elektronik eine feste Adresse zuzuweisen. Ein derartiges Verfahren in DE 198 28 259 A1 beschrieben. Ein derartiges Vorgehen ist jedoch ebenfalls problematisch. Wenn der Aktuator ab Werk mit einer individuellen Teilnehmernummer versehen wird, ist für jeden einzelnen Teilnehmer eine eigene Sachnummer erforderlich. Bei Kraftfahrzeugen mit beispielsweise 30 Aktuatoren und 30 Sensoren werden somit 60 Sachnummern benötigt, die in der gesamten Logistikkette getrennt behandelt werden müssen. Dies führt zu erheblichen Logistikkosten. Dies betrifft nicht nur die Herstellung des Kraftfahrzeugs, sondern insbesondere die Ersatzteilversorgung, da auch hier alle Sachnummern bereit gestellt werden müssen. Dies ist entsprechend aufwändig und teuer, und wird daher in aller Regel nicht akzeptiert.
Zwischenzeitlich sind auch sogenannte Autoadressierungssysteme bekannt geworden, bei denen durch elektrische und/oder mechanische Kennwerte des entsprechenden Aktuators der Aktuator identifiziert werden kann, um anschließend vom elektronischen Kontrollgerät die zugehörige Adresse zugewiesen zu bekommen. Ein derartiges System ist beispielsweise in EP 1 155 885 B1 beschrieben. Bei derartigen Systemen ist es jedoch problematisch, dass die einzelnen elektronischen Steuervorrichtungen (insbesondere die elektronischen Steuervorrichtungen, die an den einzelnen Aktuatoren bzw. Sensoren vorgesehen sind) relativ aufwändig ausgeführt werden müssen. Dies ist in kostensensitiven Bereichen, wie beispielsweise dem Kraftfahrzeugbau, unerwünscht. Darüber hinaus ist es mit derartigen Systemen in der Regel problematisch, Sensoren und Aktuatoren an einen einzigen Datenbus zu koppeln. Auch dies ist entsprechend von Nachteil.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine verbesserte elektronische Steuervorrichtung vorzuschlagen, die für elektronische Datenbusse geeignet ist. Weiterhin besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein verbessertes Verfahren vorzuschlagen, mit dem einer elektronischen Steuervorrichtung bei einer Datenbusstruktur eine Adresse zugewiesen werden kann.
Es wird vorgeschlagen, eine elektronische Steuervorrichtung, insbesondere eine elektronische Steuervorrichtung für Sensoren und/oder Aktuatoren, welche mindestens einen Anschluss für wenigstens einen elektronischen Datenbus und mindestens ein Speichermittel zur Speicherung einer Adresse aufweist, derart weiterzubilden dass zumindest eine Aufnahmeaktivierungseinrichtung zur Speicherung zumindest einer Adresse in zumindest einem der Speichermittel vorgesehen ist. Dadurch kann erreicht werden, dass die Adressierung des Aktuators in der Regel nur dann erfolgen kann, wenn der Adressierungsvorgang durch ein spezifisches Signal, welches auf die Aufnahmeaktivierungseinrichtung einwirkt, freigegeben wird bzw. wurde. Insbesondere ist es möglich, dass die Speicherung der Adresse nur dann möglich ist, solange das spezifische Signal auf die Aufnahmeaktivierungseinrichtung einwirkt. Möglich ist es jedoch auch, dass eine einmal begonnene Adressierung auch dann beendet werden kann, wenn das spezifische Signal im Laufe des Adressierungsvorgangs ausbleibt. Weiterhin ist es auch möglich, dass eine Adressierung auch für eine gewisse Zeitspanne nach dem Wegfallen des spezifischen Signals möglich bleibt. Dadurch kann beispielsweise eine Adressierung auch durch kurzfristige bzw. impulsförmige spezifische Signale realisiert werden. Die Adressierung kann beispielsweise derart erfolgen, dass die elektronische Steuervorrichtung auch während bzw. im Anschluss an ein spezifisches Signal, welches auf die Aufnahmeaktivierungseinrichtung einwirkt, eine über den Datenbus ermittelte Adresse als (neue) Adresse im Speichermittel abspeichert. Die derart im Speichermittel gespeicherte Adresse kann im Folgenden als (einzige) gültige Adresse der elektronischen Steuervorrichtung (und damit für den Sensor bzw. den Aktuator) genutzt werden. Werden beispielsweise in einem Bussystem mehrere Sensoren und/oder Aktuatoren mit elektronischen Steuervorrichtungen vom vorgeschlagenen Typ versehen, so können die elektronischen Steuervorrichtungen nach dem Abschluss der Montage des Bussystems sukzessive programmiert werden, indem die einzelnen Steuervorrichtungen (bzw. deren Aufnahmeaktivierungseinrichtungen) sukzessive mit einem spezifischen Signal beaufschlagt werden, und im Anschluss danach mit der in Zukunft gültigen Adresse (beispielsweise über das Bussystem) versorgt werden. Wenn eine Mehrzahl von Aufnahmeaktivierungseinrichtungen bei einer einzelnen elektronischen Steuervorrichtung vorgesehen wird, so ist es auch möglich, dass eine einzelne elektronische Steuervorrichtung mit mehreren gültigen Adressen versehen werden kann. In diesem Zusammenhang sind jedoch auch andere Verfahrensweisen denkbar, wie beispielsweise eine Verfahrensweise, bei der auf ein einzelnes spezifisches Signal hin (normales spezifisches Signal und/oder spezielles spezifisches Signal) mehrere gültige Adressen hintereinander in das Speichermittel der elektronischen Steuervorrichtung eingespeist werden können. Von Vorteil ist bei der vorgeschlagenen elektronischen Steuervorrichtung, dass die elektronische Steuervorrichtung verhältnismäßig einfach aufgebaut werden kann (insbesondere im Vergleich zu selbsterkennenden Systemen) und dennoch ein Vorrätighalten unterschiedlicher elekt ronischer Steuervorrichtungen mit unterschiedlichen Adressen vermieden werden kann. Darüber hinaus ist die Zuweisung der Adresse relativ einfach möglich. Insbesondere ist eine Zuweisung einer Adresse auch im Rahmen eines Reparaturvorgangs bzw. Wartungsvorgangs, welcher nach einer gewissen Einsatzzeit der Gesamtanordnung erfolgt, möglich. Es wird darauf hingewiesen, dass als Adresse insbesondere auch relativ kurze Adressen möglich sind. Insbesondere ist es möglich, dass die zugewiesene Adresse einer elektronischen Steuervorrichtung mit dem Bauplatz derselben in einer Gesamtanordnung korrespondiert. Beim Beispiel einer Kraftfahrzeugklimaanlage könnte beispielsweise die Adresse 1 einer Warmluftklappe, die Adresse 2 einer Kaltluft-Bypass-Klappe, die Adresse 3 einer Fußraumklappe, die Adresse 4 einer Windschutzscheibenklappe usw. zugeordnet sein.
Vorteilhaft ist es, wenn bei der elektronischen Steuervorrichtung zumindest eine Quittierungseinrichtung vorgesehen ist. Die Quittierungseinrichtung kann insbesondere so ausgebildet sein, dass sie ein Quittierungssignal aussendet, wenn die im Speichermittel der elektronischen Steuereinrichtung neu abgelegte Adresse angenommen wurde. Dem gegenüber kann das Quittierungssignal unterbleiben, wenn die neue Speicheradresse nicht bzw. fehlerhaft empfangen wurde. Zur Kontrolle, ob die neue Adresse fehlerfrei empfangen wurde, können beispielsweise Prüfsignale (Prüfbits und dergleichen) verwendet werden. Das Quittierungssignal kann ein einfaches Quittierungssignal sein, kann aber auch beispielsweise die Anzahl der erfolgreich abgespeicherten Adressen widerspiegeln und/oder die erfolgreich gespeicherte Adresse wiederholen und/oder eine Art Prüfzahl, welche insbesondere auf der gespeicherten Adresse basiert, darstellen. Ein Quittierungssignal kann im Übrigen auch dann ausgesendet werden, wenn ein erfolgreiches speichern der neuen Adresse nicht möglich war. Das Quittierungssignal kann ein einfaches Fehlersignal sein, oder aber auch die Ursache des Fehlers repräsentieren (beispielsweise Speicherfehler, fehlerhafte Übermittlung und dergleichen). Das Quittierungssignal kann bevorzugt auf dem Datenbus selbst ausgesendet werden. Möglich ist es aber auch, dass das Quittierungssignal über eine Spannungsversorgungsleitung und/oder eine gesonderte Leitung ausgesendet wird.
Vorteilhaft ist es, wenn zumindest eine Aufnahmeaktivierungseinrichtung anwenderaktivierbar und/oder mehrfach aktivierbar ausgeführt ist. Bei einer anwenderaktivierbaren Ansteuerung ist es möglich, dass die Adresse nicht zum Zeitpunkt der Fertigung der elektronischen Steuervorrichtung (bzw. des fertigen Sensors bzw. Aktuators) eingespeichert wird, sondern auch zu einem späteren Zeitpunkt. Beispielsweise kann die Speicherung der Adresse in einem Betrieb erfolgen, der eine Gesamtvorrichtung produziert, in der eine oder mehrere elektronische Steuervorrichtungen (bzw. Sensoren und/oder Aktuatoren) eingebaut sind. Beispielsweise kann es sich um den Hersteller einer Kraftfahrzeugklimaanlage bzw. einen Automobilhersteller handeln. Ebenfalls kann es sich aber auch um einen Reparatur- bzw. Wartungsbetrieb handeln, in dem beispielsweise eine elektronische Steuervorrichtung (bzw. Sensor und/oder Aktuator) einer Gesamtvorrichtung ausgetauscht wird. Wenn die Aufnahmeaktivierungseinrichtung mehrfach aktivierbar ausgeführt ist, ist es beispielsweise möglich, nach einem Austausch eines Sensors bzw. eines Aktuators und der anschließenden Reparatur desselben diesen erneut in eine (gegebenenfalls andere) Gesamtvorrichtung einzubauen. Der Einbauort des Sensors und/oder Aktuators kann dann vorteilhafterweise beliebig gewählt werden. Umgekehrt kann es sich aber auch als sinnvoll erweisen, wenn die elektronische Steuervorrichtung derart ausgebildet ist, dass die Aufnahmeaktivierungseinrichtung nur ein einziges Mal aktiviert werden kann. Dies kann beispielsweise dann gelten, wenn hohe Sicherheitsanforderungen gegeben sind, und eine Wartung bzw. eine Reparatur durch einen fachfremden Betrieb verhindert bzw. erschwert werden soll.
Möglich ist es, dass zumindest eine Aufnahmeaktivierungseinrichtung als extern ansteuerbare Betätigungseinrichtung insbesondere als mechanische Bestätigungseinrichtung, Schaltereinrichtung, elektrische Kontakteinrichtung, Magnetfelderkennungseinrichtung, elektrische Felderkennungseinrichtung, elektromagnetische Wechselfelderkennungseinrichtung und/oder optische Erkennungseinrichtung ausgebildet ist. Durch eine geeignete Wahl kann die Aufnahmeaktivierungseinrichtung so ausgebildet werden, dass sie optimal für die Anforderungen, die beim Einbau der elektronischen Steuervorrichtung in eine Gesamtvorrichtung insbesondere aufgrund der Gesamtvorrichtung gestellt werden, angepasst werden kann. Beispielsweise können die Anforderungen eine besonders leichte Handhabbarkeit, eine hohe IP-Schutzklasse, Wasserresistenz, Feuchtigkeitsresistenz, Sicherheit gegen unerlaubte Manipulationen, Bauraumvorgaben usw. sein. Selbstverständlich können auch mehrere Betätigungseinrichtungen gleichzeitig verwendet werden (wobei es sich nicht notwendigerweise um die oben genannten Typen handeln muss), so dass eine Aufnahmeaktivierungseinrichtung nur dann aktiviert werden kann, wenn mehrere Betätigungseinrichtungen gleichzeitig betätigt werden. Eine besonders hohe Sicherheit gegen unerlaubte Manipulationen kann auch dann erzielt werden, wenn zumindest eine Betätigungseinrichtung nur mit Hilfe einer entsprechenden Kodierung betätigbar ist (beispielsweise ein Verschlüsselungsverfahren bei einer drahtlosen und/oder drahtgebundenen Signalübertragung). Sinnvollerweise wird die Betätigungseinrichtung (bzw. die Betätigungseinrichtungen) derart ausgebildet, dass ein spezifisches äußeres Signal eindeutig erkannt werden kann, und insbesondere auch kein Übersprechen zu anderen Betätigungseinrichtungen bzw. Aufnahmeaktivierungseinrichtungen (auch anderer elektronischer Steuervorrichtungen) erfolgt.
Wenn zumindest eine Aufnahmeaktivierungseinrichtung zumindest eine Zeitschalteinrichtung aufweist, so kann es beispielsweise ermöglicht werden, dass eine Speicherung einer Adresse im Speichermittel auch dann noch über einen gewissen Zeitraum hinweg erfolgen kann, wenn das spezifische, auf die Aufnahmeaktivierungseinrichtung einwirkende Signal bereits wegge fallen ist. Dadurch kann eine Adressierung auch unter Verwendung kurzzeitiger bzw. impulsförmiger spezifischer Aktivierungssignale erzielt werden. Die Aktivierung kann auch beispielsweise automatisiert mit einem Montagevorgang gekoppelt werden. So kann beispielsweise ein Aufstecken eines Anschlusssteckers (insbesondere Datenbusanschlussstecker) auf die elektronische Steuervorrichtung ein spezifisches Signal auslösen, welches auf die Aufnahmeaktivierungseinrichtung einwirkt. Nach dem Aufstecken des Steckers kann dann über einen Zeitraum von beispielsweise 10 oder 20 Sekunden hinweg die Adresse eingespeichert werden. Im Anschluss an diesen Zeitraum ist das Speichermittel dagegen wieder „taub” geschaltet. Die Zeitschalteinrichtung kann auch so ausgeführt werden, dass trotz eines dauerhaften Anlegens eines Aktivierungssignals eine Speicherung einer Adresse nur über einen gewissen Zeitraum im Anschluss an das erstmalige Auftreten des Aktivierungssignals erfolgen kann. Selbstverständlich ist auch eine Kombination aus den erwähnten Prinzipien möglich.
Sinnvoll ist es insbesondere, wenn zumindest ein Speichermittel als nicht flüchtiger Speicher, wie insbesondere als elektronischer Speicher, Flashspeicher, EPROM und/oder EEPROM ausgebildet ist. Dadurch bleibt die Adresse auch dann gespeichert, wenn es beispielsweise zu einem Stromausfall kommt. Insbesondere im Kraftfahrzeugbereich kann es sich dabei um ein Ausschalten der Zündung und/oder um einen Defekt der Fahrzeugbatterie handeln. Auch wenn es bevorzugt ist, dass der nichtflüchtige Speicher die Adresse im Wesentlichen dauerhaft speichert, so kann es beispielsweise auch möglich sein, dass die Adresse nur über einen – vorzugsweise längeren – Zeitraum hinweg gespeichert bleibt. Hier ist beispielsweise an einige Tage, einige Wochen oder einige Monate zu denken.
Vorteilhaft kann es auch sein, wenn zumindest ein Speichermittel in einem Auslieferungszustand der elektronischen Steuervorrichtung eine Grundzustandsadresse enthält. Bei der Grundzustandsadresse kann es sich insbe sondere um eine an sich ungültige Adresse handeln, mit der signalisiert wird, dass der entsprechenden elektronischen Steuervorrichtung noch keine (gültige) Adresse zugewiesen wurde. Dadurch kann beispielsweise eine entsprechende Testelektronik bei bzw. nach der Montage der Gesamtvorrichtung feststellen, dass zumindest eine der elektronischen Steuervorrichtungen noch nicht korrekt adressiert wurde und den Monteur dazu auffordern, die Adressierung nunmehr durchzuführen. Auch ist es möglich, dass eine Ansteuervorrichtung der Gesamtanordnung den Fehler erkennt, und beispielsweise die verbleibenden elektronischen Steuervorrichtungen derart ansteuert, dass der „Ausfall” der elektronischen Steuervorrichtung (bzw. des Sensors und/oder Aktuators) nach Möglichkeit weitestgehend ausgeglichen wird.
Weiterhin wird eine Aktuatorvorrichtung und/oder eine Sensorvorrichtung vorgeschlagen, welche wenigstens eine elektronische Steuervorrichtung mit dem oben genannten Aufbau aufweist. Die entsprechende Aktuatorvorrichtung bzw. Sensorvorrichtung weist dann die bereits vorab beschriebenen Eigenschaften und Vorteile in analoger Weise auf. Insbesondere kann es sich bei der Aktuatorvorrichtung bzw. der Sensorvorrichtung um eine Aktuatorvorrichtung bzw. Sensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, bevorzugt um eine Aktuatorvorrichtung bzw. Sensorvorrichtung für die Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs handeln. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich in beliebiger Weise um ein Landfahrzeug (schienengebunden/nicht-schienengebunden), Wasserfahrzeug und/oder Luftfahrzeug handeln.
Bevorzugt ist es auch möglich, dass die Aufnahmeaktivierungseinrichtung so ausgelegt ist, dass diese nicht nur ein externes spezifisches Signal zur Aktivierung der Adressierung verarbeiten kann, sondern auch eine gegebenenfalls in diesem spezifischen Signal kodierte Adresse als neu Adresse der elektronischen Steuereinheit auswerten kann.
Weiterhin wird vorgeschlagen, eine Kraftfahrzeugklimaanlage und/oder ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer Aktuatorvorrichtung, zumindest einer Sensorvorrichtung und/oder zumindest einer elektronischen Steuervorrichtung mit dem vorab beschriebenen Aufbau zu versehen. Auch in diesem Fall weist die Kraftfahrzeugklimaanlage bzw. das Kraftfahrzeug die bereits vorab beschriebenen Vorteile in analoger Weise auf. Insbesondere kann die entsprechende Kraftfahrzeugklimaanlage und/oder das Kraftfahrzeug einfach und kostengünstig ausgebildet werden. Auch bei einer Vielzahl von unterschiedlichen Sensoren bzw. Aktuatoren ist es darüber hinaus möglich, dass die entsprechenden Sensoren bzw. Aktuatoren direkt und ohne Zeitverlust angesprochen werden können. Auch ist es möglich, dass an einem einzelnen Datenbus sowohl Sensoren, als auch Aktuatoren angelegt werden können.
Weiterhin wird ein Verfahren zur Zuweisung einer Adresse an eine elektronische Steuervorrichtung, welche mindestens einen Anschluss für wenigstens einen elektronischen Datenbus aufweist, vorgeschlagen, bei der die Adresse auf ein Signal hin in zumindest einer Speichervorrichtung der elektronischen Steuervorrichtung eingespeichert wird. Auch das vorgeschlagene Verfahren weist die bereits vorab im Zusammenhang mit der elektronischen Steuervorrichtung, der Aktuatorvorrichtung, der Sensorvorrichtung, der Kraftfahrzeugklimaanlage und/oder dem Kraftfahrzeug beschriebenen Eigenschaften und Vorteile in analoger Weise auf. Auch Weiterbildungen im Sinne der vorangehenden Beschreibung sind selbstverständlich möglich.
Insbesondere ist es möglich, dass die Einspeicherung der Adresse zumindest teilweise über den Datenbus erfolgt. Durch einen derartigen Aufbau ist es möglich, die Anzahl der Anschlussleitungen zu verringern, was beispielsweise geringere Montagekosten und/oder einen geringeren Einfluss gegenüber äußeren Umwelteinflüssen ergeben kann.
Darüber hinaus ist es möglich, dass bei dem vorgeschlagenen Verfahren die zur Durchführung des Verfahrens verwendete elektronische Steuervorichtung einen Aufbau aufweist, der dem oben beschriebenen Aufbau entspricht.
Weiterhin ist es möglich, das Verfahren derart durchzuführen, dass die Einspeicherung der Adresse zumindest bei einer Montage der elektronischen Steuervorrichtung an einer Gesamtvorrichtung und/oder bei einer Reparatur der Gesamtvorrichtung erfolgt. In diesem Zusammenhang ist an einen allgemeinen zeitlichen Zusammenhang zwischen der Einspeicherung der Adresse und der Montage beziehungsweise Reparatur der Gesamtvorrichtung zu denken. Beispielsweise ist es möglich, dass das spezifische Signal durch das Anstecken der elektronischen Steuervorrichtung an einen Kontaktstecker des Datenbusses erzeugt wird. Ebenso ist es denkbar, dass die Einspeicherung der Adresse(n) in einem gesonderten Schritt erfolgt, der Montage der Gesamtvorrichtung zeitlich nachfolgt. Unabhängig davon kann es mit dem vorgeschlagenen Verfahren besonders einfach sein, die Montage der Gesamtvorrichtung in der die elektronische Steuervorrichtung (bzw. mehrere elektronische Steuervorrichtungen) eingebaut werden, besonders einfach durchzuführen.
Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1: ein Ausführungsbeispiel für einen Datenbus mit einer elektronischen Kontrolleinheit, einem Sensor und einem Aktuator in einem schematischen Blockschaltbild;
2: ein Ausführungsbeispiel für ein Kraftfahrzeug mit einer Datenbusangesteuerten Kraftfahrzeugklimaanlage in schematischem Querschnitt;
3: ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Aufnahmeaktivierungseinrichtung in schematischem Querschnitt;
4: ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Aufnahmeaktivierungseinrichtung in schematischem Querschnitt;
5: ein drittes Ausführungsbeispiel für eine Aufnahmeaktivierungseinrichtung in schematischem Querschnitt;
6: ein viertes Ausführungsbeispiel für eine Aufnahmeaktivierungseinrichtung in schematischem Querschnitt;
7 ein fünftes Ausführungsbeispiel für eine Aufnahmeaktivierungseinrichtung in schematischem Querschnitt
8: eine schematische Darstellung unterschiedlicher möglicher Ansteuerregimes;
9: ein schematisches Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Speicherung einer Adresse.
In 1 ist ein einem schematischen Blockschaltbild eine elektronische Datenbusanordnung 2 dargestellt. Die elektronische Datenbusanordnung 2 weist einen Datenbus 6 auf, der insgesamt drei Leitungen 3, 4, 5 aufweist. Im vorliegend dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Datenbus 6 eine Spannungsversorgungsleitung 3, eine Masseleitung 5 und die eigentliche Datenübertragungsleitung 4 auf. Die elektronische Datenbusanordnung 2 wird von einer elektronischen Kontrolleeinheit 7 angesteuert, welche vorliegend als Einplatinencomputer 7 ausgebildet ist. Der Einplatinencomputer 7 verfügt seinerseits über mehrere Anschlussleitungen 8, über die er mit elektrischer Energie, Sensordaten, Steuerdaten und dergleichen versorgt wird.
Weiterhin sind im vorliegend dargestellten Ausführungsbeispiel am Datenbus 6 exemplarisch eine Sensoreinheit 9 und eine Aktuatoreinheit 10 angeordnet. Wie bei Datenbusanordnungen 2 üblich, sind die einzelnen Anschlusseinheiten 9, 10 jeweils parallel mit dem Datenbus 6 verbunden. Selbstverständlich kann an dem Datenbus 6 eine Mehrzahl von Sensoreinheiten 9 und/oder Aktuatoreinheiten 10 angeschlossen werden.
Die Sensoreinheit 9 weist eine elektronische Steuereinheit 1 sowie den eigentlichen Sensor 11 auf. Bei dem Sensor 11 kann es sich um eine beliebige Art von Sensor handeln, wie beispielsweise um einen Temperatursensor, einen Luftmengensensor, einen Luftdichtesensor, einen Feuchtigkeitssensor, einen Helligkeitssensor, einen Bekleidungsmesssensor oder dergleichen handeln.
In analoger Weise weist die Aktuatoreinheit 10 eine elektronische Steuereinheit 1 (welche identisch zur elektronischen Steuereinheit 1 der Sensoreinheit 9 ausgebildet sein kann) auf, an der zusätzlich der eigentliche Aktuator 12 angebracht ist. Bei dem Aktuator 12 kann es sich um eine beliebige Art von Aktuator 12, wie beispielsweise einen Elektromotor, einen Schrittmotor, ein Piezoelement, ein Thermoelement und dergleichen handeln.
Die elektronischen Steuereinheiten 1 weisen im Wesentlichen einen nichtflüchtigen Speicher 13, eine Aktivierungseinheit 14, einen Mikroprozessor 15 sowie Verbindungsleitungen 16 zur Verbindung mit dem Datenbus 6 sowie dem Sensor 11 bzw. dem Aktuator 12 auf: Der Aufbau der elektronischen Steuereinheiten 1 ist dabei in der vorliegenden 1 lediglich schematisch dargestellt.
Im Auslieferungszustand des Sensors 11 bzw. des Aktuators 12 (und damit der elektronischen Steuereinheiten 1), befindet sich im Speicher 13 eine ungültige Initialadresse 17 (vgl. 9). Anhand dieser ungültigen Initialadresse 17 kann der Einplatinencomputer 7 über den Datenbus 6 erkennen, dass eine (oder mehrere bzw. alle) elektronischen Steuereinheiten 1 noch nicht programmiert wurden. Diese Information kann natürlich auch über eine entsprechende Testelektronik ausgelesen werden, die zum Testen bei bzw. nach der Montage der elektronischen Datenbusanordnung 2 an diesen angelegt werden kann (nicht dargestellt).
Bei korrekter Montage der elektronischen Datenbusanordnung 2 wird beispielsweise nach Ausbildung der elektronischen Datenbusanordnung 2 (oder der Kraftfahrzeugklimaanlage 18 des Kraftfahrzeugs 19) vom Monteur zunächst die Aktivierungseinheit 14 der zur Sensoreinheit 9 gehörigen elektronischen Steuereinheit 1 betätigt. Solange die Aktivierungseinheit 14 betätigt wird (Anlegen eines Betätigungssignals 20; vergleiche 9), schaltet der Mikroprozessor 15 der elektronischen Steuereinheit den Speicher 13 der Steuereinheit 1 auf einen empfangsbereiten Modus. Dadurch kann vorzugsweise über den Datenbus 6 eine gültige Adresse 22 in den Speicher 13 der elektronischen Speichereinheit geschrieben werden. Sobald die Betätigung der Aktivierungseinheit 14 beendet wird, schaltet der Mikroprozessor 15 den Speicher 13 der elektronischen Steuereinheit 1 wieder in einen „tauben” Modus. Die gültige Adresse 22 kann zwar noch aus dem Speicher 13 ausgelesen werden, so dass über den Datenbus 6 die Sensoreinheit 9 gezielt von dem Einplatinencomputer 7 angesteuert bzw. abgefragt werden kann; der Inhalt des Speichers 13 kann jedoch ohne (nochmalige) Betätigung der Aktivierungseinheit 14 nicht gelöscht bzw. überschrieben werden.
Nach dem Einspielen der gültigen Adresse 22 in den Speicher 13 der Sensoreinheit 9, wird anschließend in analoger Weise der Speicher 13 der elektronischen Steuereinheit 1 der Aktuatoreinheit 10 beschrieben. Selbstver ständlich ist es ebenso möglich, dass zunächst die Aktuatoreinheit 10 und erst anschließend die Sensoreinheit 9 beschrieben werden. Bei einer größeren Anzahl von Sensoreinheiten 9 und/oder Aktuatoreinheiten 10 kann die Programmierung in beliebiger Reihenfolge erfolgen.
Die vorab beschriebene Logik zwischen Betätigung der Aktivierungseinheit 14 und Aufnahmebereitschaft des Speichers 13 entspricht der in 8a dargestellten Regime. Dabei entspricht die durchgezogene Linie dem Betätigungssignal 20, welches an die Aktivierungseinheit 14 angelegt wird. Die gestrichelt eingezeichnete Linie 21 entspricht dem Betriebsmodus 21, also dem Modus, in dem der Speicher 13 beschrieben werden kann (Signal „1”) oder dem Modus, in dem der Speicher 13 nur ausgelesen werden kann (Signal „0”). Hier sind selbstverständlich auch andere Ansteuerregimes denkbar. Beispielsweise kann eine Ansteuerlogik analog zur 8b realisiert werden. Beim Anlegen eines Betätigungssignals 20 wird der Speicher 13 zunächst in einen Betriebsmodus 21 versetzt, in dem der Speicher 13 beschrieben werden kann. Nach Ablauf einer gewissen Zeitspanne t schaltet der Betriebsmodus 21 jedoch wieder in einen Modus um, in dem der Speicher 13 nicht beschrieben werden kann. Diese Umschaltung erfolgt unabhängig davon, ob das Betätigungssignal 20 über einen längeren Zeitraum hinweg oder sogar dauerhaft angelegt bleibt, oder nicht. Wird das Betätigungssignal 20 jedoch vor Ablauf der Zeitspanne t abgeschaltet, so schaltet auch der Betriebsmodus 21 des Speichers 13 wieder auf einen nichtempfangsbereiten Betriebsmodus 21. Die Zeitspanne t kann durch eine entsprechende Programmierung des Mikroprozessors 15 vorgegeben werden.
In 8c ist ein weiteres Ansteuerregime dargestellt. Wird hier ein Betätigungssignal 20 auch nur kurzfristig angelegt, so schaltet der Speicher 13 für eine definierte Zeitdauer t in einen empfangsbereiten Betriebsmodus 21. In jedem Fall bleibt der Speicher 13 jedoch empfangsbereit, solange ein Betätigungssignal 20 anliegt.
Im Übrigen ist es auch möglich, eine Kombination der Ansteuerregimes aus 8b und c zu erzielen, so dass unabhängig von der Form des Betätigungssignals 20 eine Mindestspeicherdauer (analog zur 8c), als auch eine Höchstspeicherdauer (analog zur 8b) des Speichers 13 realisiert wird.
In 2 ist in einer schematischen Ansicht ein möglicher Einsatz für die in 1 dargestellte elektronische Datenbusanordnung 2 gezeigt. Im vorliegend nur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel wird die elektronische Datenbusanordnung 2 für die Klimaanlage 18 eines Kraftfahrzeugs 19 verwendet. Sowohl die Kraftfahrzeugklimaanlage 18 als auch das Kraftfahrzeug 10 sind an sich bekannt und in der vorliegenden 2 nur schematisch dargestellt. Die Kraftfahrzeugklimaanlage 18 verfügt über eine Mehrzahl von Sensoreinheiten 9 sowie Aktuatoreinheiten 10 (in 2 ist jeweils nur eine einzelne Sensoreinheit 9 bzw. Aktuatoreinheit 10 dargestellt). Mit Hilfe der Datenbusanordnung 2 kann der Einplatinencomputer 7 über den vorliegend dreiadrig ausgeführten Datenbus 6 sämtliche Aktuatoren 10 ansteuern bzw. von sämtlichen Sensoreinheiten 9 die von diesen gewonnenen Daten abfragen. Erkennt dabei der Einplatinencomputer 7, dass sich beispielsweise der Messwert einer einzelnen Sensoreinheit 9 besonders stark geändert hat, so kann in der Folge durch die eindeutige, im entsprechenden Speicher 13 der elektronischen Steuereinheit 1 gespeicherten Adresse 22 die Sensoreinheit 9 gezielt und insbesondere häufiger als die anderen Einheiten 9, 10 angesprochen werden. Entsprechendes gilt für die Aktuatoreinheiten 10. Dadurch ist es möglich, besonders schnelle und präzise Regelantworten zu erzielen. Insbesondere können die Regelantworten gegenüber sogenannten Daisy-Chain-Systemen deutlich beschleunigt werden.
In den 3 bis 7 sind unterschiedliche Ausbildungsformen für Aktivierungseinheiten 14 jeweils in schematischer Querschnittsdarstellung dargestellt. Möglich ist es insbesondere auch, mehrere Aktivierungseinheiten 14 für eine einzelne elektronische Steuereinheit 1 vorzusehen. Dadurch ist es beispielsweise möglich, ein versehentliches Aktivieren eines Speichers 13 zu erschweren bzw. weitgehend zu verhindern.
In 3 ist ein erstes Beispiel für eine Aktivierungseinheit 14a dargestellt. Im in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Aktivierungseinheit 14a als einfacher Schaltkontakt 23 ausgeführt. Bei Betätigung des Schaltkontakts wird die Verbindung zwischen einem Schaltstift 24 und einer Schaltfeder 25 geschlossen, so dass vom Mikroprozessor 15 der elektronischen Steuereinheit 1 eine Betätigung der Aktivierungseinheit 14a registriert wird. Um eine ungewollte Betätigung des Schaltkontakts 23 zu vermeiden, ist der Schaltkontakt hinter einer Gehäusewand 26 angeordnet. In der Gehäusewand 26 ist eine kleine Öffnung 27 vorgesehen. Durch die Öffnung 27 kann eine Betätigungsstift 28 eingeführt werden, der schlussendlich die Schaltfeder 25 gegen den Schaltstift 24 drückt, und dadurch den Schaltkontakt 23 schließt.
In 4 ist eine weitere mögliche Ausführungsform einer Aktivierungseinheit 14b dargestellt. Vorliegend weist die Aktivierungseinheit 14b zwei Elektrodenflächen 29 auf, welche flüssigkeitsdicht (bevorzugt gasdicht) in die Gehäusewand 26 eingegossen sind. Die Elektrodenflächen 29 stehen über entsprechende Verbindungsleitungen 16 mit dem Mikroprozessor 15 der elektronischen Schalteinheit 1 in Verbindung. Die Betätigung der Aktivierungseinheit 14 erfolgt durch eine externe, steckerartige Einheit 30, welche zwei vorstehende, elektrisch leitfähige Stifte 31 aufweist. Die beiden Stifte 31 der externen Einheit 30 sind vorliegend miteinander kurzgeschlossen. Denkbar wäre es jedoch auch, eine elektronische Schaltung vorzusehen (beispielsweise einen bestimmten Widerstand) um beispielsweise eine nicht autorisierte Betätigung des Aktivierungselements 14 zu unterbinden. Der Mikroprozessor 15 muss dann natürlich derart ausgebildet werden, dass dieser nur dann ein Beschreiben des Speichers 13 freigibt, wenn zwischen den beiden Elektrodenflächen 29 ein korrekter Widerstand anliegt. Um die Sicherheit gegenüber unerlaubter Manipulation zu erhöhen, können aber auch weitergehende Maßnahmen, wie beispielsweise die Anwendung von Kodierungsverfahren umgesetzt werden.
Unabhängig von der konkreten Ausführung der steckerartigen Einheit 30 wird vom Monteur die Aktivierungseinheit 14b dadurch aktiviert, dass die Stifte 31 der externen Einheit 30 auf die Elektrodenflächen 29 der Aktivierungseinheit 14b aufgesetzt werden.
In 5 ist eine Modifikation der in 4 dargestellten Aktivierungseinheit 14b dargestellt. In der vorliegend dargestellten Aktivierungseinheit 14c ist nur eine einzelne Elektrodenfläche 29 vorgesehen, welche in die Gehäusewand 26 eingebettet ist. Dazu korrespondierend weist die externe Einheit 30 nur einen einzelnen vorstehenden Stift 31 auf. Der elektrische Kontakt wird ausgehend vom vorstehenden Stift 31 über die externe Einheit 30, die Kabelverbindung 32, die Stromversorgung des Einplatinencomputers 7, die Masseleitung 5 des Datenbusses 6 und den Mikroprozessor 15 zur Elektrodenfläche 29 geführt.
In 6 ist eine weitere mögliche Ausführungsform einer Aktivierungseinheit 14d in schematischem Querschnitt dargestellt. Vorliegend weist die Aktivierungseinheit 14d einen Magnetfeldsensor 33 auf (beispielsweise einen REED-Kontakt) auf. Dieser Magnetfeldsensor 30 kann durch das Einschalten einer Magnetfeldspule 34 aktiviert werden. Die Gehäusewand 26 kann dabei durchgängig ausgeführt werden. Denkbar wäre es auch, dass anstelle eines Magnetfeldsensors 33 eine Leiterschleife vorgesehen wird, die durch ein von einem Impulsgeber erzeugtes elektromagnetisches Wechselfeld aktiviert wird. Um den Bauteilaufwand zu reduzieren, kann insbesondere eine ohnehin in einer Sensoreinheit 9 oder Aktuatoreinheit 10 vorhandene Leiterschleife oder Spule als Aktivierungseinheit Verwendung finden, wobei neben dem Magnetfeld wie oben beschrieben auch ein elektrisches Feld bzw. elektromagnetisches Wechselfeld denkbar ist.
In 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Aktivierungseinheit 14e dargestellt. Die Aktivierungseinheit 14e weist einen in eine Steckkontaktbuchse 35 integrierten Tastkontakt 37 auf. Der Tastkontakt 37 der Steckkontaktbuchse 35 wird durch Einstecken eines Steckkontaktsteckers 36 in die Steckkontaktbuchse 35 betätigt. Der Tastkontakt 37 bleibt dabei solange betätigt, solange sich der Steckkontaktstecker 36 in der Steckkontaktbuchse 35 befindet. Über das Steckkontaktpaar 35, 36 kann beispielsweise der Datenbus 6 (Stromversorgungsleitung 3, Datenkabel 4, Massekabel 5) mit der elektronischen Steuereinheit 1 verbunden werden. In Kombination mit der in 7 dargestellten Aktivierungseinheit 14e bietet sich insbesondere ein Steuerregime gemäß 8c (oder eine Kombination aus den Steuerregimes gemäß 8b und c) an.

1: Elektronische Steuereinheit
2: Elektronische Datenbusanordnung
3: Stromversorgungskabel
4: Datenkabel
5: Massekabel
6: Datenbus
7: Einplatinencomputer
8: Anschlussleitungen
9: Sensoreinheit
10: Aktuatoreinheit
11: Sensor
12: Aktuator
13: Speicher
14: Aktivierungseinheit
15: Mikroprozessor
16: Verbindungskabel
17: Initialadresse
18: Kraftfahrzeugklimaanlage
19: Kraftfahrzeug
20: Betätigungssignal
21: Betriebsmodus
22: Gültige Adresse
23: Schaltkontakt
24: Schaltstift
25: Schaltfeder
26: Gehäusewand
27: Öffnung
28: Betätigungsstift
29: Elektrodenfläche
30: Steckerartige externe Einheit
31: Stifte
32: Kabelverbindung
33: Magnetfeldsensor
34: Magnetfeldspule
35: Steckkontaktbuchse
36: Steckkontaktstecker
37: Tastkontakt

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

- DE 4327537 C2 [0005]
- DE 19828259 A1 [0006]
- EP 1155885 B1 [0007]

Claims

Elektronische Steuervorrichtung (1), insbesondere elektronische Steuervorrichtung (1) für Sensoren (11) und/oder Aktuatoren (12), mit mindestens einem Anschluss (16) für wenigstens einen elektronischen Datenbus (6) und mit mindestens einem Speichermittel (13) zur Speicherung einer Adresse (17, 22), gekennzeichnet durch zumindest eine Aufnahmeaktivierungseinrichtung (14) zur Speicherung zumindest einer Adresse (17, 22) in zumindest einem der Speichermittel (13).
Elektronische Steuervorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Quittierungseinrichtung (15) vorgesehen ist.
Elektronische Steuervorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Aufnahmeaktivierungseinrichtung (14) anwenderaktivierbar und/oder mehrfach aktivierbar ausgeführt ist.
Elektronische Steuervorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Aufnahmeaktivierungseinrichtung (14) als extern ansteuerbare Betätigungseinrichtung, insbesondere als mechanische Betätigungseinrichtung (28, 30, 37), Schaltereinrichtung (23, 37), elektrische Kontakteinrichtung (29, 31), Magnetfelderkennungseinrichtung (33), elektrische Felderkennungsein richtung, elektromagnetische Wechselfelderkennungseinrichtung und/oder optische Erkennungseinrichtung ausgebildet ist.
Elektronische Steuervorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Aufnahmeaktivierungseinrichtung (14) zumindest eine Zeitschalteinrichtung (8b, c) aufweist.
Elektronische Steuervorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Speichermittel (13) als nichtflüchtiger Speicher, wie insbesondere als elektronischer Speicher, Flash-Speicher, EPROM und/oder EEPROM ausgebildet ist.
Elektronische Steuervorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Speichermittel (13) in einem Auslieferungszustand der elektronischen Steuervorrichtung (1) eine Grundzustandsadresse (17) enthält.
Aktuatorvorrichtung (10) und/oder Sensorvorrichtung (9), insbesondere Aktuatorvorrichtung (10) und/oder Sensorvorrichtung (9) für ein Kraftfahrzeug (19), bevorzugt Aktuatorvorrichtung (9) und/oder Sensorvorrichtung (10) für die Klimaanlage (18) eines Kraftfahrzeugs (19), gekennzeichnet durch wenigstens eine elektronische Steuervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Kraftfahrzeugklimaanlage (18) und/oder Kraftfahrzeug (19), gekennzeichnet durch zumindest eine Aktuatorvorrichtung (10) nach Anspruch 8, zumindest eine Sensorvorrichtung (9) nach Anspruch 8 und/oder zumindest eine elektronische Steuervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Verfahren zur Zuweisung einer Adresse (17, 22) an eine elektronische Steuervorrichtung (1), welche mindestens einen Anschluss (16) für wenigstens einen elektronischen Datenbus (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Adresse (17, 22) auf ein Signal (20) hin in zumindest einer Speichervorrichtung (13) der elektronischen Steuervorrichtung (1) eingespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspeicherung der Adresse (17, 22) zumindest teilweise über den Datenbus (6) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspeicherung der Adresse (17, 22) zumindest bei einer Montage der elektronischen Steuervorrichtung (1) an einer Gesamtvorrichtung (9, 10, 18, 19) und/oder bei einer Reparatur der Gesamtvorrichtung (9, 10, 18, 19) erfolgt.