DE102010042311A1

DE102010042311A1 - Verfahren zur Adressierung von Nebenstationen in einem Bussystem

Info

Publication number: DE102010042311A1
Application number: DE102010042311A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Baruschke Wilhelm; Dr. rer. nat. Rais Thomas; Dipl.-Ing. Karl (FH) Lochmahr
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2010-10-12
Filing date: 2010-10-12
Publication date: 2012-04-12
Anticipated expiration: 2030-10-13
Also published as: DE102010042311B4

Abstract

Bei einem Bussystem (1), umfassend eine Hauptstation (2) mit einer Speichereinheit (11) und einem Rechner (10), wenigstens zwei Nebenstationen (5) mit einer Schalteinrichtung, einer Steuerungseinrichtung und einem Aktuator (14), einen Bus (7) mit einer Datenleitung (8) und vorzugsweise zwei Stromleitungen (9), wobei die Nebenstationen (5) an der Datenleitung (8) in Serie bzw. Reihe angeordnet sind, sollen im Betrieb mit dem Bussystem (1) die Aktuatoren (14) zuverlässig betätigt werden können. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Schalteinrichtung (16) als eine irreversible Schalteinrichtung (16) ausgebildet ist, so dass mit der Schalteinrichtung (16) nach einem Schließen der Schalteinrichtung (16) kein Öffnen der Schalteinrichtung (16) ausführbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Adressierung von Nebenstationen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, ein Bussystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 7 und eine Kraftfahrzeugklimaanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 10.
In Kraftfahrzeugklimaanlagen werden mittels Elektromotoren bzw. Stellmotoren Luftklappen gesteuert bzw. bewegt. Dabei weist die Kraftfahrzeugklimaanlage eine Vielzahl von Luftklappen auf, welchen jeweils ein Stellmotor zugeordnet ist mit dem die Luftklappe bewegt bzw. betätigt wird. Die Stellmotoren sind mittels eines Bussystems angesteuert, das eine Hauptstation und Nebenstationen mit Stellmotoren aufweist. Zur Ansteuerung der Stellmotoren mittels der Hauptstation ist es erforderlich, dass die verschiedenen Nebenstationen jeweils an den Stellmotoren mit einer Adressierung vergeben sind, so dass beim Aussenden eines Steuersignals von der Hauptstation nur diejenige Nebenstation den ihr zugeordneten Stellmotor betätigt, für den das Steuersignal bestimmt ist. Hierfür ist es erforderlich, dass in dem Bussystem eine Adressierung der Nebenstationen vorhanden ist.
Es ist bereits bekannt, dass an jedem Stellmotor bzw. Aktuator selbst eine fest zugewiesene Adresse bzw. Adressnummer/Adresscode vorhanden ist, die in einem integrierten Mikrochip gespeichert ist. Diese Adresse wird bei der Produktion dem Aktuator zugewiesen. Dabei ist es jedoch erforderlich, dass jeder Aktuator aufgrund seiner unterschiedlichen Adresse bzw. Adressnummer bei der Herstellung eine eigene Sachnummer erhält, um ihm anschließend bei der Herstellung der Kraftfahrzeugklimaanlage entsprechend an der korrekten Stelle einzubauen, so dass ein hoher Logistikaufwand erforderlich ist. Die Aktuatoren können auch mit einem codierten Steckverbinder am Klimastrang bzw. Bus kontaktiert werden oder an einem Kabel bzw. busseitigen Stecker ist eine Elektronik mit einer festen Adresse angeordnet. Bei dieser beschriebenen Lösung mit der Adresse in dem Stecker des Aktuators oder am busseitigen Stecker wird jedoch das oben beschriebene Problem lediglich in den Stecker oder in den Kabelstrang bzw. den Bus verlagert und erfordert wiederum einen hohen Logistikaufwand bzw. eine kostspielige Elektronik am busseitigen Stecker.
Darüber hinaus ist es auch bekannt, an den Nebenstationen mit den Aktuatoren erst nach dem kompletten Einbau der Nebenstationen mit den Aktuatoren den einzelnen Nebenstationen bzw. Aktuatoren eine Adresse innerhalb des Bussystems zuzuweisen mittels einer Autoadressierung. Dabei wird durch elektrische Kennwerte die Position des Aktuators bzw. der Nebenstation am Bus bestimmt und dann von der Hauptstation bzw. dem Master die zugehörige Adresse zugewiesen. Nachteilig ist hierbei jedoch, dass an der Nebenstation bzw. dem Aktuator eine aufwendige und teure Zusatzelektronik für die Autoadressierung erforderlich ist.
Aus der DE 196 21 272 A1 ist eine Adressierungsvorrichtung für eine Nebenstation eines seriellen Bussystems bekannt, das vorzugsweise eine Hauptstation, wenigstens zwei Nebenstationen und eine Datenleitung umfasst. Einer Steuereinrichtung ist mit der Datenleitung verbunden und eine Schaltvorrichtung ist in die Datenleitung zur nachfolgenden Nebenstation eingekoppelt, so dass die Datenleitung abhängig von einem Schaltsignal der Steuereinrichtung unterbrochen werden kann. Bei der Auswahl und Adressierung der anzusprechenden Nebenstationen bei einer Adressierung erfolgt dies hier in Abhängigkeit von der Reihenfolgenposition innerhalb der hintereinander angeordneten Nebenstationen an dem Bus. Die Nebenstationen weisen dabei Schalteinrichtungen auf und die Schalteinrichtungen sind in Reihe an der Datenleitung angeordnet, so dass bei einer geöffneten Schalteinrichtung die Datenleitung nicht ununterbrochen verläuft. Zur Adressierung einer ersten Nebenstation sind sämtliche Schalteinrichtungen geöffnet, so dass ein von der Hauptstation ausgesendetes Adresssignal mit einer Adressnummer nur die Steuerungseinrichtung in der ersten Nebenstation erreicht und dadurch eine Adressvergabe an die erste Nebenstation möglich ist. Zur Adressierung einer zweiten Nebenstation wird die erste Nebenstation aufgrund eines weiteren Signales in einen Modus gesetzt, dass die weiteren Signale von der ersten Nebenstation ignoriert und dabei die Schalteinrichtung an der ersten Nebenstation geschlossen wird, so dass ein anschließend gesendetes Adresssignal die zweite Nebenstation erreicht und von der ersten Nebenstation ignoriert wird, so dass dadurch die Adressierung der zweiten Nebenstation erreicht wird. Im Normal-Betrieb des Bussystems, d. h. dem Aussenden eines Steuersignals zum Betätigen der Motoren an den Nebenstationen, beispielsweise eine bestimmte Drehrichtung und einen bestimmten Drehwinkel des Motors, bleiben die Schalteinrichtungen an den Nebenstationen immer geschlossen, da aufgrund der erfolgten Adressierung das von der Hauptstation ausgesendete Steuersignal nur von derjenigen adressierten Nebenstation (Adress-Nummer ist in einem Speicher abgelegt) verarbeitet wird, für welche das Steuersignal bestimmt ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Adressierung von Nebenstationen, ein Bussystem und eine Kraftfahrzeugklimaanlage zur Verfügung zu stellen, bei dem im Betrieb mit dem Bussystem Aktuatoren zuverlässig betätigt werden können.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zur Adressierung von Nebenstationen in einem seriellen Bussystem und zum Betrieb des Bussystems nach der Adressierung, insbesondere in einer Kraftfahrzeugklimaanlage, mit den Schritten: Senden eines ersten Adresssignales von einer Hauptstation durch eine Datenleitung, wobei sämtliche Schalteinrichtungen der seriell an der Datenleitung angeordneten Nebenstationen geöffnet sind, so dass das erste bzw. N-te Adresssignal nur die eine Nebenstation mit der Schalteinrichtung und einer Steuerungseinrichtung erreicht, welche eine niedrigere Nummerierung aufweist als die zweite bzw. (N + 1)-te Nebenstation, Zuweisung einer ersten bzw. N-ten Adressnummer bzw. Adresscode zu der ersten bzw. N-ten Nebenstation, Schließen der Schalteinrichtung in der ersten bzw. N-ten Nebenstation, Ändern des Betriebsmodus der ersten bzw. N-ten Nebenstation, so dass wenigstens ein von der Hauptstation durch die Datenleitung geleitetes Adresssignal, welches eine niedrigere Nummerierung aufweist als das zweite bzw. (N + 1)-te Adresssignal, von der wenigstens einer Nebenstation, welche eine niedrigere Nummerierung aufweist als die zweite bzw. (N + 1)-te Nebenstation, ignoriert wird, Senden eines zweiten bzw. (N + 1)-ten Adresssignales von der Hauptstation durch die Datenleitung, wobei nur die Schalteinrichtung wenigstens einer Nebenstation, welche eine niedrigere Nummerierung aufweist als die zweite bzw. (N + 1)-te Nebenstation, geschlossen ist, so dass das zweite Adresssignal nur die wenigstens eine Nebenstation, welche die gleiche oder eine niedrigere Nummerierung aufweist als die zweite bzw. (N + 1)-te Nebenstation, erreicht und das zweite bzw. (N + 1)-te Adresssignal von der wenigstens einen Nebenstation, welche eine niedrigere Nummerierung aufweist als die zweite bzw. (N + 1)-te Nebenstation, ignoriert wird, Zuweisung einer zweiten bzw. (N + 1)-ten Adressnummer zu der zweiten bzw. (N + 1)-ten Nebenstation, vorzugsweise beim ersten Abarbeiten der obigen Schritte die Wert von N gleich 1 ist und vor jedem weiteren Abarbeiten der obigen Schritte in einem weiteren Durchlauf der Wert von N um 1 erhöht wird, wobei die wenigstens eine während der Adressierung geschlossene Schalteinrichtung der Nebenstation nach dem Schließen ständig geschlossen bleibt. Die Nummerierung ist der Wert von N oder von N + 1, d. h. eine erste Nebenstation oder ein erstes Adresssignal oder eine erste Adressierungsvorrichtung usw. weist die Nummerierung 1 auf.
Zu Beginn der Adressierung der Nebenstationen sind an dem Bussystem sämtliche Schalteinrichtungen der Nebenstationen zunächst geöffnet. Durch das sukzessive Schließen der Schalteinrichtungen kann im Rahmen der Adressierung jede Nebenstation eine Adressnummer bzw. ein Adresscode zugeordnet werden, so dass im späteren Betrieb des Bussystems beim Aussenden eines Steuersignales das Steuersignal zwar sämtliche Nebenstationen erreicht, jedoch das Steuersignal nur von derjenigen oder denjenigen Nebenstationen verarbeitet wird, für welche das Steuersignal bestimmt ist. Dadurch können die Schalteinrichtungen an den Nebenstationen im Betrieb des Bussystems ständig geschlossen sein und ein Öffnen der Schalteinrichtung im späteren Betrieb ist nicht mehr erforderlich. Die Schalteinrichtung kann somit dahingehend ausgebildet sein, dass ein Öffnen der Schalteinrichtung nach einem einmaligen Schließen nicht mehr möglich oder konstruktiv bzw. technisch ausgeschlossen ist. Dadurch kann die Schalteinrichtung in der Herstellung wesentlich preiswerter hergestellt und im Betrieb ist die Schalteinrichtung wesentlich zuverlässiger, weil nach dem einmaligen Schließen der Schalteinrichtung in den Nebenstationen diese nicht mehr zu öffnen sind und damit eine hohe Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Schalteinrichtungen in den Nebenstationen gewährleistet ist, weil im Betrieb nach der Adressierung der Nebenstationen die Schalteinrichtungen nicht mehr zu betätigen sind und lediglich die durch die Datenleitung geleiteten Steuersignale durchleiten.
Insbesondere bleibt die wenigstens eine geschlossene Schalteinrichtung während der Adressierung und im weiteren Betrieb des Bussystems ständig geschlossen.
In einer weiteren Ausgestaltung wird das Verfahren zur Adressierung der Nebenstationen für wenigstens eine weitere Nebenstationen in analoger Weise ausgeführt, indem die obigen Schritte in einem weiteren Durchlauf analog wiederholt werden.
In einer ergänzenden Ausführungsform erfolgt die Zuweisung einer Adressnummer zu einer Nebenstation, indem die Adressnummer in der Nebenstation und/oder in der Hauptstation gespeichert wird. Die Adressnummer bzw. der Adresscode wird in der Hauptstation und in der Nebenstation beispielsweise in einer Speichereinheit gespeichert. Hierzu weist die Steuerungseinrichtung der Nebenstation auch eine Speichervorrichtung zur Speicherung von Daten auf.
Vorzugsweise steuert beim Betrieb des Bussystems je eine Nebenstation einen Aktuator, z. B. ein Elektromotor zum Betätigen eines Stellorganes, z. B. einer Luftleiteinrichtung in einer Kraftfahrzeugklimaanlage, indem von der Hauptstation eine Steuersignal zum Betätigen eines oder mehrerer Stellorgane in die Datenleitung geleitet wird und das Steuersignal aufgrund der Zuweisung der Adressnummern zu den Nebenstation einer oder mehreren Nebenstationen zugeordnet wird, so dass aufgrund des Steuersignales mit einem oder mehreren Aktuatoren ein oder mehrere Stellorgane betätigt werden. Das Steuersignal enthält beispielsweise Informationen darüber, in welchem Drehwinkel und in welcher Drehrichtung der Elektromotor, insbesondere ein Stellmotor zu bewegen ist, um die Luftleiteinrichtung, z. B. eine Luftklappe, in eine vorgesehene Position innerhalb eines Luftkanales der Kraftfahrzeugklimaanlage zu bringen.
Das von der Hauptstation ausgesendete Steuersignal erreicht sämtliche Nebenstationen, weil sämtliche Schalteinrichtungen der Nebenstationen nach der Adressierung geschlossen sind. Dabei können die Steuerungseinrichtungen die in dem Steuersignal enthaltene Adressnummer mit ihrer eigenen Adressnummer vergleichen und führen eine Betätigung des Aktuators nur dann aus, wenn die in dem Steuersignal enthaltene Adressnummer mit der eigenen Adressnummer übereinstimmt. Dadurch werden nur diejenigen Nebenstationen oder diejenige Nebenstation von dem Steuersignal betätigt, für welche das Steuersignal bestimmt ist.
Erfindungsgemäßes Bussystem, umfassend eine Hauptstation mit einer Speichereinheit und einem Rechner, wenigstens zwei Nebenstationen mit einer Schalteinrichtung, einer Steuerungseinrichtung und einem Aktuator, einen Bus mit einer Datenleitung und vorzugsweise zwei Stromleitungen, wobei die Nebenstationen an der Datenleitung in Serie bzw. Reihe angeordnet sind, wobei die Schalteinrichtung als eine irreversible Schalteinrichtung ausgebildet ist, so dass mit der Schalteinrichtung nach einem Schließen der Schalteinrichtung kein Öffnen der Schalteinrichtung ausführbar ist. Die Schalteinrichtungen des Bussystems an den Nebenstationen werden somit nur bei der Adressierung geschlossen und bleiben anschließend ständig geschlossen. Dadurch kann das Bussystem besonders zuverlässig betrieben werden, weil im Betrieb des Bussystems ein Öffnen der Schalteinrichtungen der Nebenstationen nicht erforderlich ist und somit eine sehr hohe Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Schalteinrichtungen auftritt.
Zweckmäßig ist das Bussystem ein LIN-Bussystem. Vorzugsweise ist dabei an dem Bussystem die Anzahl der Datenleitungen und das Übertragungsprotokoll festgelegt.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Schalteinrichtung eine elektronische Schalteinrichtung.
Erfindungsgemäße Kraftfahrzeugklimaanlage, umfassend ein Gehäuse, ein Gebläse, vorzugsweise einen Kältemittelverdampfer zum Kühlen der Luft, vorzugsweise eine Heizeinrichtung zum Erwärmen der Luft, wenigstens einen Luftkanal zum Durchleiten von Luft, wenigstens eine Luftleiteinrichtung, z. B. eine Luftklappe oder ein Rollband, zur Steuerung der durch den wenigstens einen Luftkanal leitbaren Luftmenge, wenigstens einen Aktuator, z. B. einen Elektromotor, zum Bewegen der wenigstens einen Luftleiteinrichtung, ein Bussystem mit einer Hauptstation und Nebenstationen mit dem Aktuator und einem Bus zur Steuerung der wenigstens zwei Aktuatoren, wobei das Bussystem als ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Bussystem ausgebildet ist und/oder von dem Bussystem ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Verfahren ausführbar ist. Bei der Herstellung der Kraftfahrzeugklimaanlage brauchen den einzelnen Nebenstationen bzw. Aktuatoren somit zunächst keine gesonderten Seriennummern zugewiesen werden, so dass bei der Herstellung der Kraftfahrzeugklimaanlage zunächst identische Nebenstationen bzw. Aktuatoren an den vorgesehenen Stellen montiert werden. Erst nach der vollständigen Montage erfolgt eine einmalige Adressierung der in Reihe an der Datenleitung angeordneten Nebenstationen und nach der Adressierung ist im Betrieb der Kraftfahrzeugklimaanlage ein Öffnen der Schalteinrichtungen der Nebenstationen nicht mehr möglich, so dass dadurch eine hohe Zuverlässigkeit im Betrieb der Nebenstationen eintritt. Die Kosten bei der Herstellung der Kraftfahrzeugklimaanlage sind dabei in vorteilhafter Weise gering.
Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
1 eine vereinfachte Darstellung eines Bussystems
2 eine vereinfachte Darstellung einer Nebenstation des Bussystems gemäß 1 mit einer geöffneten Schalteinrichtung und
3 eine vereinfachte Darstellung der Nebenstation des Bussystems gemäß 1 mit der geschlossenen Schalteinrichtung.
Das in 1 dargestellte Bussystem 1 wird in Kraftfahrzeugklimaanlagen eingesetzt, um Elektromotoren 15, beispielsweise Stellmotoren, als Aktuatoren 14 anzusteuern bzw. zu betätigen, um dadurch Luftleiteinrichtungen, z. B. eine Luftklappe, in einem Luftkanal in eine vorgesehene Position zu bewegen.
Das Bussystem 1 umfasst eine Hauptstation 2 bzw. einen Master 3 mit einem Rechner 10 und einer Speichereinheit 11, der vorzugsweise in eine Klimaanlagensteuerung 4 der nicht dargestellten Kraftfahrzeugklimaanlage integriert ist. Ferner umfasst das Bussystem 1 eine Vielzahl von Nebenstationen 5 bzw. Slave 6, von denen in 1 nur drei Nebenstationen 5 dargestellt sind. Ein Bus 7 des Bussystems 1 umfasst eine Datenleitung 8 und zwei Stromleitungen 9. Mittels der beiden Stromleitungen 9 werden die Nebenstationen 5 mit elektrischer Energie versorgt. Jede Nebenstation 5 umfasst den Elektromotor 15 als Aktuator 14 und eine Adressierungsvorrichtung 12. Die Adressierungsvorrichtungen 12 sind dabei in Reihe bzw. seriell an der Datenleitung 8 angeordnet. An der Datenleitung 8 in Richtung von der Hauptstation 2 kommend, tritt somit eine erste Nebenstation 5.1 mit der Nummerierung 1 auf, darauffolgend die Nebenstation 5.2 mit der Nummerierung 2 und darauffolgend wiederum die Nebenstation 5.3 mit der Nummerierung 3. In analoger Weise sind in den entsprechenden Nebenstationen 5 auch entsprechend die Aktuatoren 14 und die Adressiervorrichtungen 12 angeordnet, in der ersten Nebenstation 5.1 ist somit die Adressierungsvorrichtung 12.1 und der Aktuator 14.1 angeordnet.
In 2 und 3 ist die Nebenstation 5.1 vergrößert dargestellt. Die Nebenstation 5.1 umfasst wie bereits beschrieben die Adressierungsvorrichtung 12.1. Dabei umfasst die erste Adressierungsvorrichtung 12.1 der ersten Nebenstation 5.1 eine erste Schalteinrichtung 16.1 und eine erste Steuerungseinrichtung 13.1. Die nachfolgenden weiteren zweiten, dritten und zusätzlichen Nebenstationen 5 sind analog ausgebildet. Dabei umfasst die Steuerungseinrichtung 13 neben einem nicht dargestellten Rechner oder Mikrocontroller auch eine nicht dargestellte Speichereinheit zur Speicherung von Daten. In 2 ist die Schalteinrichtung 16.1 in einem geöffneten Zustand dargestellt und in 3 ist die Schalteinrichtung 16.1 der ersten Nebenstation 5.1 in einem geschlossenen Zustand dargestellt.
Bei der Herstellung der nicht dargestellten Kraftfahrzeugklimaanlage werden die Nebenstationen 5, welche identisch ausgebildet sind und bei der Montage zunächst noch keine Adressnummern aufweisen, an den dafür vorgesehenen Positionen innerhalb der Kraftfahrzeugklimaanlage am Gehäuse angeordnet und befestigt und an den Aktuatoren 14 werden Luftleiteinrichtungen, z. B. jeweils eine Luftklappe, angeordnet, so dass von dem Aktuator 14 die Luftklappe bewegt und betätigt werden kann. Dabei sind bei der Montage der Kraftfahrzeugklimaanlage zunächst sämtliche Schalteinrichtungen 16 in dem geöffneten Zustand gemäß 2. Zur Adressierung der Nebenstationen 5 des Bussystems 1 nach der Montage der Nebenstationen 5, so dass ein adressiertes Bussystem 1 gemäß 1 an der Kraftfahrzeugklimaanlage vorhanden ist, sendet die Hauptstation 2 ein Adresssignal durch die Datenleitung 8. Dieses erste Adresssignal mit der Nummerierung 1 erreicht zunächst nur die erste Steuerungseinrichtung 13.1 der ersten Nebenstation 5.1, weil sämtliche Schalteinrichtungen 16 der Nebenstationen 5 geöffnet sind. Dieses erste Adresssignal enthält eine erste Adressnummer bzw. Adressnummer mit der Nummerierung 1 und die Adressnummer wird in der Steuerungseinrichtung 13.1 gespeichert. Der konstruktive Aufbau der Kraftfahrzeugklimaanlage, d. h. die Anordnung in Reihe der Nebenstationen 5 an der Datenleitung 8, sind dabei in der Speichereinheit 11 der Hauptstation 2 hinterlegt, so dass dadurch in der Hauptstation 2 bekannt ist, welche Nebenstation 5 die erste Nebenstation 5.1 ist, weil es sich um die Nebenstation 5 handelt, welche als erstes auf das erste Adresssignal reagiert. Dabei sendet nach der Speicherung der ersten Adressnummer in der ersten Steuerungseinrichtung 13.1 die erste Steuerungseinrichtung 13.1 ein Bestätigungssignal zurück an die Hauptsstation 2. Nach diesem Senden des Bestätigungssignales wird die Steuerungseinrichtung 13.1 in einen Betriebsmodus umgeschaltet, so dass die erste Steuerungseinrichtung 13.1 beim Aussenden eines weiteren Adresssignales von der Hauptstation 2 aus durch die Datenleitung 8 dieses weitere Adresssignal ignoriert. Außerdem wird die erste Schalteinrichtung 16.1 an der ersten Nebenstation 5.1 geschlossen. Dabei kann das erste Adresssignal auch bereits ein Steuersignal enthalten, welches in der Steuerungseinrichtung 13.1 bewirkt, dass der Betriebsmodus der ersten Steuerungseinrichtung 13.1 auf ein Ignorieren von Adresssignalen umgeschaltet wird und die Schalteinrichtung 16 geschlossen wird, ohne dass das Senden des Bestätigungssignales von der ersten Steuerungseinrichtung 13.1 erforderlich ist. Abweichend hiervon kann nach dem Senden des Bestätigungssignales von der ersten Steuerungseinrichtung 13.1, d. h. nach der erfolgten Adressierung der ersten Steuerungseinrichtung 13.1 bzw. der ersten Nebenstation 5.1, von der Hauptstation ein weiteres Signal gesendet werden, welches das entsprechende Umschalten des Betriebsmodus der ersten Steuerungseinrichtung 13.1 und das Schließen der ersten Schalteinrichtung 16.1 bewirkt.
Nach der abgeschlossenen Adressierung der ersten Nebenstation 5.1 wird von der Hauptstation 2 ein zweites bzw. (N + 1)-tes Adresssignal mit der Nummerierung 2 (Nummerierung 2 ist N = 1 + 1; N ist auf 1 gesetzt) durch die Datenleitung 8 gesendet. Dabei wird dieses zweite Adresssignal aufgrund der Änderung des Betriebsmodus der ersten Nebenstation 5.1 von der ersten Steuerungseinrichtung 13.1 ignoriert und aufgrund der geschlossenen ersten Schalteinrichtung 16.1 gelangt das zweite Adresssignal zu der zweiten Nebenstation 5.2, weil die zweite Schalteinrichtung 16.2 der zweiten Nebenstation 5.2 geschlossen ist. Die nachfolgende Adressierung bzw. Verarbeitung des zweiten Adresssignales in der zweiten Nebenstation 5.2 erfolgt in analoger Weise zu der ersten Nebenstation 5.1.
Zur Adressierung der dritten Nebenstation 5.3 wird von der Hauptstation 2 ein drittes Adresssignal mit der Nummerierung 3 (Nummerierung 3 ist N = 2 + 1; N ist auf 2 gesetzt, d. h. um 1 erhöht bezüglich des vorhergehenden Durchlaufes) ausgesendet. Beim Aussenden des dritten Adresssignales sind die Schalteinrichtungen 16.1 und 16.2 geschlossen und die erste und zweite Steuerungseinrichtung 13.1 und 13.2 ignoriert aufgrund ihres Betriebsmodus das dritte Adresssignal, so dass bei der dritten Nebenstation 5.3 wie oben beschrieben in analoger Weise die Adressierung erfolgt. Für nachfolgende weitere Nebenstationen 5 wird dieser Vorgang in analoger Weise wiederholt ausgeführt, so dass am Ende des Adressierungsverfahrens sämtliche Nebenstationen 5 des Bussystems 1 adressiert sind.
Im Betrieb des Bussystems 1 bzw. der nicht dargestellten Kraftfahrzeugklimaanlage übernimmt der Rechner 10 der Hauptstation 2 die Koordination der verschiedenen Nebenstationen. Soll beim Betrieb der Kraftfahrzeugklimaanlage beispielsweise eine dem zweiten Elektromotor 15.2 zugeordnete Luftklappe bewegt werden, wird von der Hauptstation 2 ein Steuersignal mit derjenigen Adressnummer ausgesendet, welche die Adressnummer der zweiten Nebenstation 5.2 entspricht. Die in den Steuerungseinrichtungen 13 hinterlegten Programme verarbeiten dabei dieses Steuersignal und vergleichen die Adressnummer mit der Adressnummer der entsprechenden Nebenstation 5. Dabei führt nur die zweite Nebenstation 5.2 den in dem Steuersignal hinterlegten Befehl aus, z. B. das Bewegen der Luftklappe in eine bestimmte Drehrichtung um einen bestimmten Drehwinkel. Das aus der Hauptstation 2 ausgesendete Steuersignal erreicht dabei sämtliche Steuerungseinrichtungen 13, weil sämtliche Schalteinrichtungen 16 nach der vorgenommenen Adressierung geschlossen sind und im Betrieb des Bussystems 1 ständig geschlossen bleiben. Ein Öffnen der Schalteinrichtungen 16 ist dabei nicht erforderlich, aufgrund der vorgenommenen Adressierung der verschiedenen Nebenstationen 5 beim Aussenden des Steuersignales von der Hauptstation 2 aufgrund der Adressnummer in dem Steuersignal nur diejenige Nebenstation 5 bzw. diejenige Nebenstationen 5 den Befehl des Steuersignales ausführen, für welche der Steuersignal bestimmt ist. Die Steuerungseinrichtungen 13 können somit aufgrund der in ihnen abgespeicherten Steuerungsprogramme die Aktuatoren 14 betätigen.
Tritt im Betrieb des Bussystems 1 bzw. der Kraftfahrzeugklimaanlage ein Schaden an einer Nebenstation 5, beispielsweise dem Aktuator 14, auf, ist die Nebenstation 5 auszutauschen. Hierbei ist es nicht erforderlich, dass eine erneute Adressierung durchgeführt wird, welche auch nicht möglich ist, weil die Schalteinrichtungen 16 nicht mehr geöffnet werden können. Hierzu ist lediglich die defekte Nebenstation 5 auszutauschen und in der neuen Nebenstation 5, welche eingebaut wird, die entsprechende Adressnummer abzuspeichern und zu hinterlegen, welche der bisherigen Nebenstation 5 entspricht. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, auch bei einem Schaden an einer Nebenstation 5 das Bussystem 1 weiterhin betreiben zu können und ein Austausch einer Nebenstation 5 ist problemlos mit einem geringen Serviceaufwand möglich.
Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen Bussystem 1 und der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugklimaanlage wesentliche Vorteile verbunden. Bei der Herstellung der Kraftfahrzeugklimaanlage ist keine aufwendige Logistik und Zuordnung von unterschiedlichen Sachnummern zu den verschiedenen Nebenstationen 5 erforderlich und es ist auch keine aufwendige Elektronik an den Nebenstationen 5 erforderlich mit jeweils hohen Kosten.
Im Betrieb der Kraftfahrzeugklimaanlage bzw. des Bussystems 1 tritt eine hohe Zuverlässigkeit auf, weil Schäden an den Schalteinrichtungen 16 im Wesentlichen ausgeschlossen sind, weil nach der Adressierung und dem einmaligen Schließen der Schalteinrichtungen 16 ein Öffnen der Schalteinrichtungen 16 im Betrieb des Bussystems 1 und der Kraftfahrzeugklimaanlage nicht erforderlich ist.
Bezugszeichenliste

1: Bussystem
2: Hauptstation
3: Master
4: Klimaanlagensteuerung
5: Nebenstation
6: Slave
7: Bus
8: Datenleitung
9: Stromleitungen
10: Rechner
11: Speichereinheit
12: Adressierungsvorrichtung
13: Steuerungseinrichtung
14: Aktuator
15: Elektromotor
16: Schalteinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19621272 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Adressierung von Nebenstationen (5) in einem seriellen Bussystem (1) und zum Betrieb des Bussystems (1) nach der Adressierung, insbesondere in einer Kraftfahrzeugklimaanlage, mit den Schritten: – Senden eines ersten Adresssignales von einer Hauptstation (2) durch eine Datenleitung (8), wobei sämtliche Schalteinrichtungen (16) der seriell an der Datenleitung (8) angeordneten Nebenstationen (5) geöffnet sind, so dass das erste bzw. N-te Adresssignal nur die wenigstens eine Nebenstation (5) mit der Schalteinrichtung (16) und einer Steuerungseinrichtung (13) erreicht, welche eine niedrigere Nummerierung aufweist als die zweite bzw. (N + 1)-te Nebenstation (5), – Zuweisung einer ersten bzw. N-ten Adressnummer zu der ersten bzw. N-ten Nebenstation (5), – Schließen der Schalteinrichtung (16) in der ersten bzw. N-ten Nebenstation (5), – Ändern des Betriebsmodus der ersten bzw. N-ten Nebenstation (5), so dass wenigstens ein von der Hauptstation (2) durch die Datenleitung (8) geleitetes Adresssignal, welches eine niedrigere Nummerierung aufweist als das zweite bzw. (N + 1)-te Adresssignal, von der wenigstens einer Nebenstation (5), welche eine niedrigere Nummerierung aufweist als die zweite bzw. (N + 1)-te Nebenstation (5), ignoriert wird, – Senden eines zweiten bzw. (N + 1)-ten Adresssignales von der Hauptstation (2) durch die Datenleitung (8), wobei nur die Schalteinrichtung (16) wenigstens einer Nebenstation (5), welche eine niedrigere Nummerierung aufweist als die zweite bzw. (N + 1)-te Nebenstation (5), geschlossen ist, so dass das zweite bzw. (N + 1)-te Adresssignal nur die eine Nebenstation (5), welche die gleiche oder eine niedrigere Nummerierung aufweist als die zweite bzw. (N + 1)-te Nebenstation (5), erreicht und das zweite Adresssignal von der wenigstens einen Nebenstation (5), welche eine niedrigere Nummerierung aufweist als die zweite bzw. (N + 1)-te Nebenstation (5), ignoriert wird, – Zuweisung einer zweiten bzw. (N + 1)-ten Adressnummer zu der zweiten bzw. (N + 1)-ten Nebenstation (5), – vorzugsweise beim ersten Abarbeiten Schritte der Wert von N gleich 1 ist vor jedem weiteren Abarbeiten der obigen Schritte der Wert von N um 1 erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine während der Adressierung geschlossene Schalteinrichtung (16) der Nebenstation (5) nach dem Schließen ständig geschlossen bleibt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine geschlossene Schalteinrichtung (16) während der Adressierung und im weiteren Betrieb des Bussystems (1) ständig geschlossen bleibt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahrens zur Adressierung der Nebenstationen (5) für wenigstens eine weitere Nebenstationen (5) in analoger Weise ausgeführt wird, indem die Schritte gemäß Anspruch 1, insbesondere des Oberbegriffes, analog wiederholt werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuweisung einer Adressnummer zu einer Nebenstation (5) erfolgt, indem die Adressnummer in der Nebenstation (5) und/oder in der Hauptstation (2) gespeichert wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Betrieb des Bussystems (1) je eine Nebenstation (5) einen Aktuator (14), z. B. ein Elektromotor (15), zum Betätigen eines Stellorganes, z. B. einer Luftleiteinrichtung in einer Kraftfahrzeugklimaanlage, steuert, indem von der Hauptstation (2) eine Steuersignal zum Betätigen eines oder mehrerer Stellorgane in die Datenleitung (8) geleitet wird und das Steuersignal aufgrund der Zuweisung der Adressnummern zu den Nebenstation (5) einer oder mehreren Nebenstationen (5) zugeordnet wird, so dass aufgrund des Steuersignales mit einem oder mehreren Aktuatoren (14) ein oder mehrere Stellorgane betätigt werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersignal eine oder mehrere Adressnummern derjenigen Nebenstation (5) oder Nebenstationen (5) enthält, für welche das Steuersignal bestimmt ist.
Bussystem (1), umfassend – eine Hauptstation (2) mit einer Speichereinheit (11) und einem Rechner (10), – wenigstens zwei Nebenstationen (5) mit einer Schalteinrichtung (16), einer Steuerungseinrichtung (13) und einem Aktuator (14), – einen Bus (7) mit einer Datenleitung (8) und vorzugsweise zwei Stromleitungen (9), wobei – die Nebenstationen (5) an der Datenleitung (8) in Serie bzw. Reihe angeordnet sind, durch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (16) als eine irreversible Schalteinrichtung (16) ausgebildet ist, so dass mit der Schalteinrichtung (16) nach einem Schließen der Schalteinrichtung (16) kein Öffnen der Schalteinrichtung (16) ausführbar ist.
Bussystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bussystem (1) ein LIN-Bussystem ist.
Bussystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (16) eine elektronische Schalteinrichtung (16) ist.
Kraftfahrzeugklimaanlage, umfassend – ein Gehäuse, – ein Gebläse, – vorzugsweise einen Kältemittelverdampfer zum Kühlen der Luft, – vorzugsweise eine Heizeinrichtung zum Erwärmen der Luft, – wenigstens einen Luftkanal zum Durchleiten von Luft, – wenigstens eine Luftleiteinrichtung, z. B. eine Luftklappe oder ein Rollband, zur Steuerung der durch den wenigstens einen Luftkanal leitbaren Luftmenge, – wenigstens einen Aktuator (14), z. B. einen Elektromotor (15), zum Bewegen der wenigstens einen Luftleiteinrichtung, – ein Bussystem (1) mit einer Hauptstation (2) und Nebenstationen (5) mit dem Aktuator (14) und einem Bus (7) zur Steuerung des wenigstens einen Aktuators (14), dadurch gekennzeichnet, dass das Bussystem (1) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9 ausgebildet ist und/oder von dem Bussystem (1) ein Verfahren gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 6 ausführbar ist.