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Die Erfindung betrifft den Bereich der Fahrzeuge und hierbei insbesondere den Bereich der Nutzfahrzeuge. Fahrzeuge weisen eine Vielzahl von Sensoren und Aktoren, beispielsweise im Bereich ihres Fahrwerks, auf. Derartige Aktoren steuern oder regeln beispielsweise Funktionen der Radaufhängung, der Lenkung oder der Bremse in Abhängigkeit von mit entsprechenden Sensoren aufgenommenen Messwerten. Zur Ansteuerung der Aktoren und zum Auslesen der Messdaten werden Ansteuermodule eingesetzt.
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Solche Ansteuermodule finden beispielsweise Einsatz in einstellbaren Luftfedersystemen. Bei solchen Luftfedersystemen sind Spiral- oder Blattfedern durch Luftfedern ersetzt, die mit Gas, wie beispielsweise Luft, füllbare Bälge umfassen, um so die Federwirkung bereitzustellen. Durch variable Gasdrücke oder variable Gasmassen der Luftfedern, sind diese einstellbar und ermöglichen zusätzliche Funktionen, wie beispielsweise eine Niveauregulierung. Bei einer Niveauregulierung kann die Bodenfreiheit eines Fahrzeugs durch Anpassen der Gasmassen angepasst werden. Eine Anpassung der Gasmassen erfolgt beispielsweise in Abhängigkeit von einem zu befahrenden Gelände oder einer Fahrzeugbeladung, also einer Fahrzeuggesamtmasse.
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Da sich das Verhalten der Luftfedern von Luftfedersystemen unmittelbar auf das Fahrverhalten eines Fahrzeugs mit dem Luftfedersystem auswirkt, unterliegen einstellbare Luftfedersysteme komplexen Regelmechanismen, um den bestmöglichen Komfort und die bestmögliche Sicherheit zu ermöglichen. Hierbei erfolgt beispielsweise eine ständige Überwachung des Abstandes zwischen Fahrzeugrahmen, Karosserie oder Karosserieteilen, wie einem Radhaus, und einer Radaufhängung. Auch die Gasdrücke der einzelnen Luftfedern werden überwacht. Eine Vielzahl von Ventilen zur radindividuellen Be- oder Entlüftung der Luftfedern wird dann in Abhängigkeit von der Überwachung angesteuert. Diese Ventile könne somit als Aktoren bezeichnet werden, die durch rad- oder achsindividuelle Ansteuermodule angesteuert werden.
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Neben der Vielzahl von Aktoren, nämlich beispielsweise Ventilen, sind somit auch eine Vielzahl von Ansteuermodulen zum Ansteuern dieser Aktoren in einem Fahrzeug angeordnet. Beispielsweise ist pro Achse eines Fahrzeugs ein Ansteuermodul vorgesehen. Die Ansteuermodule werden üblicherweise von einer übergeordneten Kontrolleinheit koordiniert. Dazu sind die Kontrolleinheit und die Ansteuermodule über einen gemeinsamen Bus verbunden. Ein Bus bezeichnet hier und im Weiteren einen Datenbus, wie beispielsweise einen CAN-Bus. Ein solcher Bus bietet den Vorteil, dass ein einzelnes Kabel oder eine einzelne Datenleitung zur Verbindung aller Module benötigt wird. Ein Verkabelungsaufwand wird demnach gegenüber einer separaten Verbindung jedes einzelnen Ansteuermoduls mit der Kontrolleinheit zum Datenaustausch reduziert.
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Die Module, insbesondere die Ansteuermodule, tauschen auf dem Bus somit mit der Kontrolleinheit Nachrichten aus, um eine koordinierte Steuerung oder Regelung der Aktoren ausführen zu können. Zur Identifikation der Herkunft der Nachrichten auf dem Bus und auch zur Identifikation der gewünschten Empfänger der Nachrichten auf dem Bus verwendet jeder Teilnehmer, der an den Bus angeschlossen ist, eine eindeutige Ansteuermodulkennung, die auch als Identifikation oder Identifikator bezeichnet werden kann. Diese Ansteuermodulkennung wird in den genannten Ansteuermodulen üblicherweise in einer Software des Ansteuermoduls hinterlegt, da eine individuelle Fertigung der Ansteuermodule für vordefinierte Anbaupositionen im Fahrzeug häufig unwirtschaftlich ist.
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Zur Hinterlegung einer Ansteuermodulkennung im Ansteuermodul sind gemäß dem Stand der Technik im Wesentlichen zwei Vorgehensweise bekannt. Gemäß der ersten Vorgehensweise werden die Ansteuermodule vor dem Einbau in ein Fahrzeug entsprechend ihrer späteren Einbauposition mit einer Ansteuermodulkennung programmiert. Hierbei ist jedoch besondere Vorsicht geboten. Die vor dem Einbau entsprechend ihrer gewünschten Position programmierten Ansteuermodule müssen nämlich auch tatsächlich an der vorgesehenen Einbauposition im Fahrzeug installiert werden. Werden die Module vertauscht, kann eine einwandfreie Funktion später nicht gewährleistet werden. Hierin besteht eine nicht zu vernachlässigende Fehlerquelle während des Fertigungsprozesses eines Fahrzeugs.
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Um die genannte Fehlerquelle auszuschließen ist eine alternative Vorgehensweise bekannt. Bei dieser Vorgehensweise werden die Ansteuermodule zunächst jeweils ohne programmierte Ansteuermodulkennung im Fahrzeug an einer beliebigen Position von mehreren Positionen, an denen jeweils ein Ansteuermodul angeordnet werden soll, installiert. Erst am Ende der Fertigung, nach der so genannten EOL, werden die Ansteuermodule über eine Programmierschnittstelle, beispielsweise der Kontrolleinheit oder einer weiteren übergeordneten Steuer- oder Regelinstanz, mit einer Ansteuermodulkennung programmiert. Diese nachträgliche Programmierung erfordert jedoch einen aufwendigen zusätzlichen Schritt bei der Inbetriebnahme eines Fahrzeugs. Zur eindeutigen Identifikation der einzelnen Ansteuermodule ist nämlich neben einem bloßen Ablauf eines Programmiervorgangs immer Einsatz von Personal nötig. Das Personal dient zur gezielten Auswahl des jeweils mit einer Ansteuermodulkennung zu programmierenden Ansteuermoduls während der Programmierung. Beispielsweise geschieht dies durch Aktivieren einer Lernprozedur mit einem Taster oder dergleichen am jeweiligen Ansteuermodul.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, den Problemen des Standes der Technik zu begegnen. Insbesondere soll das Erlernen einer eindeutigen Ansteuermodulkennung eines Ansteuermoduls, das mit mehreren weiteren Ansteuermodulen an einem gemeinsamen Bus betrieben wird, vereinfacht werden. Zumindest soll eine Alternative zum Stand der Technik vorgeschlagen werden.
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Hierzu betrifft die Erfindung ein System mit mehreren Ansteuermodulen nach Anspruch 1.
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Erfindungsgemäß wird ein System vorgeschlagen, das mehrere Ansteuermodule umfasst. Jedes der Ansteuermodule ist für mindestens einen Aktor eines Rades oder einer Achse vorgesehen, also mindestens einem Aktor eines Rades oder einer Achse eines Fahrzeugs zugeordnet. Jedes der Ansteuermodule umfasst jeweils eine Busschnittstelle zum Verbinden mit einem Bus. Ferner umfasst jedes der Ansteuermodule jeweils einen Schaltsignaleingang und einen Schaltsignalausgang. Ferner ist jedes der Ansteuermodule jeweils eingerichtet, um in einem Betriebsmodus und in einem Lernmodus betrieben zu werden. Außerdem umfasst jedes der Ansteuermodule jeweils einen Schalter. Der Schalter ist beispielsweise ein Relais, besonders bevorzugt ein Halbleiterrelais. Jedenfalls dient der Schalter zum Herstellen und Trennen einer elektrischen Verbindung zwischen dem Schaltsignaleingang und dem Schaltsignalausgang.
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Ferner ist jedes der Ansteuermodule jeweils eingerichtet, um mit dem Schalter im Betriebsmodus den Schaltsignaleingang mit dem Schaltsignalausgang leitend zu verbinden. Zudem ist der Schalter jedes der Ansteuermodule jeweils eingerichtet, um nach einem Übergang vom Betriebsmodus in den Lernmodus eine Verbindung zwischen dem Schaltsignaleingang und dem Schaltsignalausgang zu unterbrechen. Durch die Schaltsignaleingänge und die Schaltsignalausgänge der Ansteuermodule sind die Ansteuermodule in Reihe geschaltet. Anders ausgedrückt sind die Ansteuermodule in Reihe bezüglich ihrer Schaltsignaleingänge und Schaltsignalausgänge geschaltet.
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Eine Reihenschaltung der Ansteuermodule umfasst beispielsweise, im Fall, dass eine Anzahl N Ansteuermodule vorgesehen ist, dass ein erstes der Steuermodule einen Schaltausgang aufweist, der mit einem Schalteingang eines zweiten der N Ansteuermodule verbunden ist. Der Schaltausgang des zweiten der N Ansteuermodule ist dann mit dem Schaltsignaleingang eines weiteren, beispielsweise dem Nten Ansteuermodul verbunden. Der Schaltsignalausgang des Nten Ansteuermoduls bleibt unverbunden. Demnach ist vorzugsweise bei einer Anzahl von N Ansteuermodulen jeweils einer der Schaltsignalausgänge von N-1 der Ansteuermodule mit genau einem Schaltsignaleingang von N-1 Ansteuermodulen verbunden. Somit bleibt bei genau einem der N Ansteuermodule der Schaltsignalausgang unverbunden, wird also nicht mit einem Schaltsignaleingang eines der N Ansteuermodule verbunden. Bei genau einem anderen der N Ansteuermodule bleibt ein Schaltsignaleingang unverbunden, wird also nicht mit einem Schaltsignalausgang eines der N Ansteuermodule verbunden.
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Nach einem Übergang von einem Betriebsmodus in einen Lernmodus ist ein sukzessives Auswählen der Ansteuermodule zum Erlernen einer Ansteuermodulkennung möglich, indem die Ansteuermodule entsprechend ihrer Reihenschaltung nacheinander über den Schaltsignaleingang wieder eingeschaltet werden. Dieses Erlernen kann automatisiert nach einer ersten Aktivierung der Ansteuermodule oder bei Bedarf durch Anfordern eines Lernmodus erfolgen. Es ist dadurch unnötig, Ansteuermodulkennungen vorab in den Ansteuermodulen zu hinterlegen oder die Ansteuermodule manuell zum Erlernen einer Ansteuermodulkennung auszuwählen.
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Gemäß einer Ausführungsform des Systems umfasst dieses eine Kontrolleinheit mit einer Busschnittstelle. Alle Busschnittstellen der Ansteuermodule und der Kontrolleinheit sind über einen Bus miteinander verbunden. Bevorzugt ist der Bus durch die Ansteuermodule jeweils hindurchgeschleift. Das bedeutet, dass jedes Ansteuermodul jeweils einen Busschnittstelleneingang und einen Busschnittstellenausgang aufweist, wobei diese miteinander ständig leitend verbunden sind. Hierdurch lässt sich bei der Herstellung der Reihenschaltung durch die Schaltsignaleingänge und Schaltsignalausgänge gleichzeitig mit beispielsweise zwei zusätzlichen Adern für die Busschnittstelle auch eine Busverbindung der Module durch Stecken eines einzigen Eingangssteckers und eines einzigen Ausgangssteckers an jeweils jedes der Ansteuermodule herstellen.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Ansteuermodul. Das Ansteuermodul ist bevorzugt ein Ansteuermodul des Systems oder für das System. Besonders bevorzugt ist jedes der Ansteuermodule des Systems als das im Folgenden beschriebene Ansteuermodul ausgebildet.
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Das Ansteuermodul umfasst eine Busschnittstelle zum Verbinden mit einem Bus. Der Bus bezeichnet hier einen Feldbus, also ein Bussystem, das zum Übertragen von Daten in Form von Datenpaketen, die auch Nachrichten genannt werden können, dient. Besonders bevorzugt ist der hier verwendete Bus ein CAN-Bus, nämlich ein Controller-Area-Network-Bus. Demnach ist die Busschnittstelle zum Verbinden mit dem Bus vorzugsweise eine CAN-Busschnittstelle. Ferner umfasst das Ansteuermodul einen Schaltsignaleingang und einen Schaltsignalausgang. Außerdem ist das Modul eingerichtet, um in einem Betriebsmodus und in einem Lernmodus betrieben zu werden. Das Modul weist außerdem einen Schalter auf. Der Schalter ist beispielsweise ein Relais, nämlich besonders bevorzugt ein Halbleiterrelais. Das Modul ist eingerichtet, um mit dem Schalter im Betriebsmodus den Schaltsignaleingang mit dem Schaltsignalausgang leitend zu verbinden und nach einem Übergang vom Betriebsmodus in den Lernmodus, also im Lernmodus, die Verbindung zwischen dem Schaltsignaleingang und dem Schaltsignalausgang zu unterbrechen.
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Gemäß einer Ausführungsform des Ansteuermoduls ist dieses eingerichtet, um im Lernmodus eine Kommunikation auf dem Bus mit der Busschnittstelle zu überwachen. Ferner ist das Ansteuermodul im Lernmodus eingerichtet, um eine Ansteuermodulkennung des Ansteuermoduls in Abhängigkeit von der überwachten Kommunikation einzustellen, zu hinterlegen, zu programmieren oder zu speichern.
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Wird beispielsweise durch die Überwachung festgestellt, dass bislang keine Kommunikation auf dem Bus stattfindet, erkennt das Ansteuermodul hierdurch, dass es das erste Ansteuermodul ist, das eine Ansteuermodulkennung erlernen soll. In diesem Fall wird eine Ansteuermodulkennung eingestellt, die einer ersten Ansteuermodulkennung einer Reihe von vordefinierten Ansteuermodulkennungen, beispielsweise einer Zahl 1, entspricht. Für den Fall, dass bereits Nachrichten auf dem Bus gesendet werden, überprüft das Ansteuermodul bei der Überwachung beispielsweise, welche Ansteuermodulkennungen bereits in den Nachrichten enthalten sind. Das Ansteuermodul wählt dann eine freie Ansteuermodulkennung, also eine Ansteuermodulkennung, mit der bislang keine Nachrichten auf dem Bus gesendet werden und stellt diese Ansteuermodulkennung ein. Bevorzugt ist diese Ansteuermodulkennung eine nächsthöhere Ansteuermodulkennung in der vordefinierten Reihenfolge von Ansteuermodulkennungen. Die nächsthöhere Ansteuermodulkennung entspricht der Ansteuermodulkennung mit einer niedrigsten Position in der vordefinierten Reihenfolge, mit der bislang keine Nachrichten auf dem Bus versendet werden. Ein konkretes Beispiel ist, dass ein erstes und ein zweites Ansteuermodul bereits Nachrichten auf dem Bus senden und Nachrichten vom ersten Modul die Zahl 1 als Ansteuermodulkennung und Nachrichten vom zweiten Modul die Zahl 2 als Ansteuermodulkennung tragen. Das überwachende Ansteuermodul im Lernmodus stellt fest, dass die nächsthöhere Ansteuermodulkennung die Zahl 3 ist und mit dieser Zahl 3 bislang keine Nachrichten auf dem Bus gesendet werden. Daraufhin stellt das Ansteuermodul, das im Lernmodus die Überwachung ausführt, die eigene Ansteuermodulkennung auf die Zahl 3.
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In einem darauffolgenden Schritt, nach dem Einstellen der Ansteuermodulkennung, ist das Ansteuermodul im Lernmodus eingerichtet, mit dem Schalter den Schaltsignaleingang mit dem Schaltsignalausgang leitend zu verbinden. Besonders bevorzugt wechselt das Ansteuermodul während oder unmittelbar nach dem Umschalten wieder in den Betriebsmodus und sendet selbst Nachrichten auf dem Bus mit der zuvor eingestellten oder erlernten Ansteuermodulkennung.
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Durch diese Ausführungsform ist sichergestellt, dass im Lernmodus das Ansteuermodul selbstständig eine noch freie Ansteuermodulkennung wählt und diese automatisch einstellt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Ansteuermodul eingerichtet, um nach dem Einstellen einer Ansteuermodulkennung im Lernmodus eine Nachricht, die auch Lernerfolgsnachricht genannt werden kann, mit der eingestellten Ansteuermodulkennung an eine Kontrolleinheit über die oder an der Busschnittstelle auszugeben. Ferner ist das Ansteuermodul nach dem Aussenden der Lernerfolgsnachricht eingerichtet, um eine Antwortnachricht von der Kontrolleinheit über die Busschnittstelle zu empfangen. Die Antwortnachricht umfasst eine erwartete nächste Ansteuermodulkennung. Im Fall, dass die Antwortnachricht eine andere als die zuvor eingestellte Ansteuermodulkennung umfasst, sich also die erwartete nächste Ansteuermodulkennung von der zuvor eingestellten Ansteuermodulkennung unterscheidet, ist das Ansteuermodul im Lernmodus eingerichtet, um vom Lernmodus in den Betriebsmodus zu wechseln und den zuvor genannten Schritt auszuführen, nämlich den Schaltsignaleingang mit dem Schaltsignalausgang über den Schalter leitend zu verbinden.
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Die Lernerfolgsnachricht mit der eingestellten Ansteuermodulkennung an die Kontrolleinheit dient dazu, der Kontrolleinheit mitzuteilen, dass das Ansteuermodul eine Ansteuermodulkennung eingestellt hat und insbesondere auch, welche Ansteuermodulkennung eingestellt wurde. Die Antwortnachricht dient daraufhin dem Ansteuermodul dazu, zu erkennen, dass die Lernerfolgsnachricht von der Kontrolleinheit empfangen wurde. Es wurde demnach von der Kontrolleinheit registriert, dass das Ansteuermodul eine Ansteuermodulkennung eingestellt hat. Die Kontrolleinheit signalisiert außerdem mit der Antwortnachricht, dass auf eine Einstellung eines nächsten Ansteuermoduls, signalisiert durch eine Lernerfolgsnachricht des nächsten Ansteuermoduls, gewartet wird. Eine automatische Einstellung der Ansteuermodulkennungen aller Ansteuermodule wird so mit minimalem Datenverkehr auf dem Bus während einer Lernphase oder Initialisierungsphase, die erst beendet ist, wenn das letzte Ansteuermodul vom Lernmodus in den Betriebsmodus wechselt, ermöglicht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Modul eingerichtet, um die zuvor genannten Schritte der vorliegenden Ausführungsform auszuführen, nachdem ein Schaltsignal am Schaltsignaleingang anliegt oder erkannt wird. Das Schaltsignal ist beispielsweise eine Spannung mit einem Wert, der oberhalb eines vordefinierten Schwellenwerts liegt. Somit kann ein Ansteuermodul, nachdem ein zuvor in der Reihe geschaltetes Ansteuermodul über den Schaltsignalausgang das Schaltsignal weiter zum Schaltsignaleingang des Ansteuermoduls durchschaltet, erkennen, dass dieses nun die Kommunikation auf dem Bus überwachen kann, um daraufhin eine passende Ansteuermodulkennung einzustellen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Ansteuermodul einen Versorgungseingang, um eine Versorgungsenergie für den Betrieb des Moduls aufzunehmen. Es ist alternativ möglich, das Ansteuermodul direkt über den Schaltsignaleingang mit einer Versorgungsenergie für den Betrieb des Moduls zu versorgen. In dieser alternativen Ausführungsform müsste kein Versorgungseingang vorgesehen sein. Es wurde jedoch erkannt, dass eine Schaltsignaleingangsleitung durch das Vorsehen einer zusätzlichen Versorgungsleitung zum Versorgen des Ansteuermoduls über den Versorgungseingang eine geringere Energiemenge übertragen muss und somit entlastet wird. Die Schaltsignaleingänge und Schaltsignalausgänge sowie die Schalter können so, um beispielsweise einen vergleichsweise geringeren Strom durchzuleiten, als er für eine Versorgung nötig ist, vergleichsweise klein dimensioniert werden. Die Auslegung der Schalter und entsprechender interner Leitungen des Ansteuermoduls können so kostengünstiger ausgeführt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Ansteuermodul mit mindestens einem Sensor verbunden oder weist mindestens einen Sensor auf. Alternativ oder zusätzlich ist das Ansteuermodul mit mindestens einem Aktor verbunden oder weist mindestens einen Aktor auf. Das Ansteuermodul dient somit zum Erfassen von Messwerten und zum Ansteuern eines Aktors oder mehrerer Aktoren.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Ansteuermodul eingerichtet, nach dem Einstellen der Ansteuermodulkennung einen Sensorwert eines angeschlossenen oder integrierten Sensors, der vorzugsweise eine Höhenangabe, Drehwinkelangabe, einen Wegsensorwert oder einen Drucksensorwert umfasst, besonders bevorzugt zusammen mit der Ansteuermodulkennung, an die Kontrolleinheit an der Busschnittstelle auszugeben. Ein Sensorwert, nämlich insbesondere ein aktueller Sensorwert des Ansteuermoduls, kann somit bereits im Lernmodus oder beim Abschluss des Lernmodus an die Kontrolleinheit ausgegeben werden, um dieser mitzuteilen, welchen Zustand der Sensor aufweist. Insbesondere ist so eine Initialisierung des Sensors bereits mit der ersten Nachricht des Ansteuermoduls an eine Kontrolleinheit möglich.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Ansteuermodul ein Luftfederansteuermodul zum Ansteuern mindestens eines Ventils zum Be- und/oder Entlüften einer Luftfeder. Das Ventil ist besonders bevorzugt Bestandteil des Ansteuermoduls. Ferner weist das Ansteuermodul mindestens einen Drucksensor, Höhensensor oder Wegsensor auf. Luftfedersysteme umfassen häufig mehrere Luftfederansteuermodule, die jeweils einer Achse eines Fahrzeugs zugeordnet sind. Somit ist eine Ausbildung eines Luftfederansteuermoduls als Ansteuermodul der Erfindung vorteilhaft, um eine Initialisierung des Luftfedersystems auf einfache Weise mit den genannten Vorteilen auszuführen.
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Ferner umfasst die Erfindung ein Fahrzeug mit mindestens einem Ansteuermodul gemäß einer der vorgenannten Ausführungsformen oder einem System nach einer der vorgenannten Ausführungsformen.
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Gemäß einer Ausführungsform des Fahrzeugs ist eine Schaltsignalleitung des Fahrzeugs mit einem ersten Schaltsignaleingang eines ersten von mehreren Ansteuermodulen, die in Reihe geschaltet sind, verbunden. Die Schaltsignalleitung entspricht einem oder führt ein Zündungsplus des Fahrzeugs als Schaltsignal. Das Zündungsplus des Fahrzeugs kann auch geschaltetes Plus genannt werden und ist ein Ausdruck der Kraftfahrzeugelektrotechnik. Das Zündungsplus bezeichnet den mit dem Zündschloss geschalteten elektrischen Pluspol einer Fahrzeugbatterie. Häufig wird dieser Zündungsplus auch als Klemme 15, beispielsweise nach DIN 72552, bezeichnet. Alternativ oder zusätzlich ist der Versorgungsanschluss jedes der Ansteuermodule mit einer Versorgungsleitung des Fahrzeugs, insbesondere einer direkten Plusleitung von der Batterie kommend, verbunden. Die Versorgungsleitung ist demnach die Plusleitung direkt von der Batterie, die häufig auch als Klemme 30 nach DIN 72552 bezeichnet wird.
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Ferner umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Anlernen von Ansteuermodulkennungen mehrerer Ansteuermodule, die insbesondere nach einer der vorgenannten Ausführungsformen ausgebildet sind. Das Verfahren umfasst zunächst das Empfangen einer Lernanfrageaufforderung von einer Kontrolleinheit durch alle Ansteuermodule über einen Bus, mit dem die Kontrolleinheit und alle Ansteuermodule jeweils über eine Busschnittstelle verbunden sind. Im nächsten Schritt umfasst das Verfahren das Umschalten der Ansteuermodule von einem Betriebsmodus in einen Lernmodus nach dem Empfangen der Lernanfrageaufforderung. Nach dem Umschalten vom Betriebsmodus in den Lernmodus erfolgt ein Unterbrechen einer Verbindung zwischen einem Schaltsignaleingang und einem Schaltsignalausgang in jedem der Ansteuermodule durch jedes der Ansteuermodule.
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Ferner umfasst das Verfahren das Empfangen eines Schaltsignals am Schaltsignaleingang eines Ansteuermoduls. Nach dem Erfassen des Schaltsignals erfolgt ein Überwachen einer Kommunikation auf dem Bus mit der Busschnittstelle durch das Ansteuermodul, das das Schaltsignal empfangen hat. Ferner wird eine Ansteuermodulkennung des Ansteuermoduls in Abhängigkeit von der überwachten Kommunikation eingestellt. Nach dem Einstellen der Ansteuermodulkennung wird dann mit dem Schalter der Schaltsignaleingang mit dem Schaltsignalausgang wieder leitend verbunden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform erwartet die Kontrolleinheit nach dem Aussenden der Lernanfrageaufforderung eine erste vordefinierte Ansteuermodulkennung. Diese Ansteuermodulkennung wird vorzugsweise als Nachricht, insbesondere als Lernerfolgsnachricht, über den Bus erwartet. Nach dem Empfangen einer ersten empfangenen Ansteuermodulkennung, insbesondere in Form einer Nachricht wie vorstehend beschrieben, prüft die Kontrolleinheit, ob die empfangene Nachricht eine Ansteuermodulkennung aufweist, die der ersten vordefinierten Ansteuermodulkennung entspricht, die hier auch als erste erwartete Ansteuermodulkennung bezeichnet wird, bzw. ob die erste empfangene Ansteuermodulkennung der ersten vordefinierten Ansteuermodulkennung entspricht. Im Fall, dass die erste empfangene Ansteuermodulkennung der ersten erwarteten Ansteuermodulkennung entspricht, also die Ansteuermodulkennungen übereinstimmen, sendet die Kontrolleinheit eine Antwortnachricht mit einer erwarteten neuen oder zweiten Ansteuermodulkennung, die unterschiedlich zur ersten erwarteten Ansteuermodulkennung ist, über den Bus aus.
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Weitere Ausführungsformen ergeben sich anhand der in den Figuren näher erläuterten Ausführungsbeispiele. Hierbei zeigen
- 1 ein System mit mehreren Ansteuermodulen und einer Kontrolleinheit,
- 2 ein als Luftfederansteuermodul ausgebildetes Ansteuermodul,
- 3 ein Fahrzeug mit einem System und
- 4 Schritte eines Verfahrens.
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1 zeigt mehrere Ansteuermodule 10 und eine Kontrolleinheit 12. Die Kontrolleinheit 12 und die Ansteuermodule 10 weisen jeweils einen Versorgungseingang 14 auf. Über den Versorgungseingang 16 erhalten die Ansteuermodule 10 jeweils ihre Versorgungsenergie 16 aus einer Fahrzeugbatterie 18 über eine Versorgungsleitung 20. Der Versorgungseingang 16 stellt vorzugsweise ein positives Potential gegenüber einem Nullpotential oder einer Erdung, der eine Verbindung mit einem Minuspol einer Fahrzeugbatterie 18 entspricht, bereit. Ein Anschluss für ein Nullpotential oder eine Verbindung zum Minuspol der Fahrzeugbatterie 18 sind zur besseren Übersicht nicht dargestellt.
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Alle Ansteuermodule 10 und die Kontrolleinheit 12 sind über einen Bus 22 zum Austausch von Daten verbunden. Der Bus 22 ist vorzugsweise ein CAN-Bus 23. Ein CAN-Bus 23 weist üblicherweise mehr als eine Leitung auf und ist hier exemplarisch durch eine Verbindungslinie dargestellt. Die Kontrolleinheit 12 sowie die Ansteuermodule 10 weisen jeweils eine Busschnittstelle 24 auf, wobei alle Busschnittstellen 24 mit dem Bus 22 verbunden sind.
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Außerdem weist jedes der Ansteuermodule 10 einen Schaltsignaleingang 26 und einen Schaltsignalausgang 28 auf. Die Ansteuermodule sind über ihre Schaltsignaleingänge 26 und Schaltsignalausgänge 28 in Reihe geschaltet. Hierzu ist ein erstes Ansteuermodul 30a mit seinem Schaltsignalausgang 28 mit einem Schaltsignaleingang 26 eines zweiten Ansteuermoduls 30b verbunden. Der Schaltsignalausgang 28 des zweiten Ansteuermoduls 30b ist mit einem Schaltsignaleingang 26 eines dritten Ansteuermoduls 30c verbunden. Der Schaltsignalausgang 28 des dritten Ansteuermoduls 30c ist unverbunden, da das dargestellte System keine weiteren Ansteuermodule 10 aufweist. Das erste Ansteuermodul 30a ist mit seinem Schaltsignaleingang 26 mit einer Schaltsignalleitung 32 mit einem Zündungsplus 34 verbunden, das beispielsweise über ein Zündschloss 36 mit der Fahrzeugbatterie 18, nämlich dem Pluspol der Fahrzeugbatterie 18, trennbar verbindbar ist.
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In jedem der Ansteuermodule ist ein Schalter 38 vorgesehen, mit dem der Schaltsignaleingang 26 mit dem Schaltsignalausgang 28 trennbar oder verbindbar ist. Der Schalter 38 ist über einen Prozessor 40 des Ansteuermoduls 10 ansteuerbar. Ferner ist mit dem Prozessor 40 auch der Bus 22 verbunden. Wird über den Bus 22 eine Nachricht von der Kontrolleinheit 12 an die Ansteuermodule 10 gesendet, die einer Lernanfrageaufforderung 42 entspricht, so wird diese vom Prozessor 40 jedes der Ansteuermodule 10 empfangen und jeweils der Schalter 38 geöffnet, so dass eine Verbindung zwischen den jeweiligen Schaltsignaleingängen 26 und den jeweiligen Schaltsignalausgängen 28 getrennt ist. Dies ist in 1 dargestellt, so dass die Ansteuermodule 10 sich in diesem Zustand in einem Lernmodus 44 befinden. In Bezug auf die spätere 4 wird dieser Lernmodus 44 genauer beschrieben, wobei weiter Nachrichten 46, die auch Datenpakete 47 genannt werden können, wie beispielsweise eine Lernerfolgsnachricht 48 oder eine Antwortnachricht 49 ebenfalls über den Bus 22 übertragen werden.
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2 zeigt eine detailliertere aber dennoch schematische Darstellung eines Ansteuermoduls 10, das als Luftfederansteuermodul 50 ausgebildet ist. Das Luftfederansteuermodul 50 umfasst die Busschnittstelle 24, die mit dem Prozessor 40 verbunden ist. Der Prozessor 40 empfängt über die Busschnittstelle 24 Nachrichten 46 und sendet Nachrichten 46 mit einer eindeutigen in einem Speicher 41 des Prozessors hinterlegten Ansteuermodulkennung 220 aus. Der Prozessor 40 steuert den Schalter 38, der den Schaltsignaleingang 26 mit dem Schaltsignalausgang 28 verbinden oder eine Unterbrechung oder Trennung der Verbindung erzeugen kann. Vorliegend ist der Schalter 38 geschlossen, so dass sich das dargestellte Ansteuermodul 10 gegenüber einem Lernmodus 44, bei dem der Schalter 38 geöffnet wäre, in einem Betriebsmodus 39 befindet.
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Ferner ist der Prozessor 40 mit einer Vielzahl weiterer Komponenten des Ansteuermoduls 10 verbunden. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Prozessor 40 mit zwei Sensorschnittstellen 52 verbunden, an die jeweils ein Sensor 54 angeschlossen ist. Die Sensoren 54 sind hier Wegsensoren 56. Derartige Wegsensoren 56 liefern Wegsensorwerte 58, die einen Abstand beispielsweise zwischen einer Radaufhängung und einem Chassis eines Fahrzeugs umfassen. Der Prozessor 40 kann diese Abstandswerte, die auch Höhenwerte 60 genannt werden können, über die Busschnittstelle 24 am Bus 22 ausgeben, um diese der Kontrolleinheit 12 zuzuführen.
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Ferner ist der Prozessor 40 mit drei Ventilen 62, 64, 68 verbunden, die Bestandteil des Ansteuermoduls 10 sind. Der Prozessor 10 dient zum Ansteuern der Ventile 62, 64, 68, wenn über die Busschnittstelle 24 eine Nachricht 46 von der Kontrolleinheit 12 empfangen wird, die ein Ansteuern eines oder mehrerer der Ventile 62, 64, 68 verlangt. Die drei Ventile 62, 64, 68 sind als elektropneumatische Ventile ausgebildet.
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Eines der Ventile 62, 64, 68, das im Weiteren als erstes Ventil 62 bezeichnet wird, ist als 3/2-Wege-Ventil ausgebildet. Hierbei weist das erste Ventil 62 einen Eingang 70 auf, mit dem eine Druckquelle, insbesondere eine Druckluftquelle, verbindbar ist. Der Eingang 70 ist hierzu über eine Druckluftleitung 72 zu einer Außenseite 74 des Gehäuses 76 des Ansteuermoduls 10 geführt und bildet hier einen Druckluftanschluss 78. Weiterhin ist ein Ausgang 80 am ersten Ventil 62 vorgesehen, der ebenfalls über eine Druckluftleitung 82 zur Außenseite 74 des Gehäuses 76 geführt ist. An der Außenseite 74 des Gehäuses 76 ist ein Schalldämpfer 84 am Ende der Druckluftleitung 82 angeordnet.
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In der dargestellten Stellung, also des dargestellten Zustands oder Schaltzustands des ersten Ventils 62, kann so über eine an den Druckluftanschluss 78 angeschlossene Druckquelle Luft mit einer Durchflussmenge 86 durch das erste Ventil 62 hindurch zu den Ventilen 64, 68 geführt werden. Das erste Ventil 62 weist hierzu in seiner dargestellten Stellung, nämlich seiner Durchlassstellung 88, einen Durchlassquerschnitt 90 auf.
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Die Ventile 64, 68 sind in ihrer dargestellten Stellung, nämlich in ihrer Schließstellung 92 geschlossen. Das Ventil 64 wird im Weiteren als zweites Ventil 64 bezeichnet und das Ventil 68 wird im Weiteren als drittes Ventil 68 bezeichnet. Werden die Ventile 64, 68 durch Ansteuern mit dem Prozessor 40 umgeschaltet, so kann die über das erste Ventil 62 bereitgestellte Druckluft durch eine Druckluftleitung 94, die von einem Ausgang 96 des ersten Ventils 62 zu Eingängen 98, 100 des zweiten Ventils 64 und des dritten Ventils 68 geführt wird, durch das zweite Ventil 64 sowie das dritte Ventil 68 hindurchfließen und an Ausgängen 102, 104 des Ansteuermoduls 10 herausfließen. Das zweite Ventil 64 weist hierzu einen zweiten Durchlassquerschnitt 106 und das dritte Ventil 68 einen dritten Durchlassquerschnitt 108 auf. An den Ausgängen 102, 104 ist jeweils eine Luftfeder 105 eines Luftfedersystems 153 anschließbar.
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Weiter ist in einer Durchlassstellung des zweiten Ventils 64 und des dritten Ventils 68, die hier nicht dargestellt ist, durch Umschalten des ersten Ventils 62 in eine nicht dargestellte Ablassstellung des ersten Ventils 62 eine Druckluft durch das erste Ventil 62 und durch die Druckluftleitung 82 aus den Luftfedern ablassbar. Hierzu ist der Schalldämpfer 84 vorgesehen, um die Geräuschentwicklung beim Entlüften der Luftfeder 105 zu reduzieren. In der dargestellten Schließstellung 92 des zweiten Ventils 64 und des dritten Ventils 68 ist über in das Anschlussmodul 10 integrierte Drucksensoren 110, 112 ein Luftdruck in den Luftfedern 105, die mit den Ausgängen 102, 104 verbunden sind, messbar.
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Ein mit diesen Drucksensoren 110, 112 erfasster Drucksensorwert 114 lässt sich über den Prozessor 40, wie auch die bereits genannten Wegsensorwerte 58 in einer Nachricht eines Busses 22 umsetzen und über die Busschnittstelle 24 ausgeben. Ferner steuert der Prozessor 40 über Ansteuersignale 116 die Ventile 62, 64, 68 an.
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3 zeigt ein Fahrzeug 150, das drei Achsen 152 mit jeweils zwei Rädern 154 aufweist. Das Fahrzeug 150 weist ein System 250 auf, das auch als Luftfedersystem 153 ausgebildet sein kann. Jeder der Achsen 152 ist jeweils ein Ansteuermodul 10 zugeordnet. Das Ansteuermodul 10 ist mit einer Kontrolleinheit 12 über einen Bus 22 verbunden, um Daten in Form von Nachrichten 40, die auch Datenpakete 47 genannt werden können, auszutauschen. Ferner ist jedes der Ansteuermodule 10 mit zwei Sensoren 156 verbunden, wobei jeder Sensor genau einem Rad 154 zugeordnet ist. Ferner ist jedem Rad 154 neben dem Sensor 156 ein Aktor 158 zugeordnet, wobei jeweils zwei Aktoren 158 einer Achse 152 mit dem der Achse 152 zugeordneten Ansteuermodul 10 verbunden sind. Ferner sind die Ansteuermodule 10, wie bereits in 1 dargestellt, mit einer Fahrzeugbatterie 18 verbunden und mit ihren Schaltsignaleingängen 26 und den Schaltsignalausgängen 28 in Reihe geschaltet, wobei ein erster Schaltsignaleingang 26 eines ersten Ansteuermoduls 30a mit einem Zündungsplus 34 verbunden ist. Vom Zündungsplus 34 kann so das erste Ansteuermodul 30a, auch wenn es sich im Lernmodus 44 befindet, ein Schaltsignal 160 empfangen.
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4 zeigt die Schritte eines Verfahrens 180 zum Anlernen von Ansteuermodulkennungen mehrerer Ansteuermodule 10. In einem Schritt 200, der beispielsweise bei einer ersten Inbetriebnahme eines Fahrzeugs 150 erfolgt, sind alle Ansteuermodule 10 in einem Betriebsmodus 39. Im Schritt 202 fordert die Kontrolleinheit 12 durch Aussenden einer Lernanfrageaufforderung 42 als Nachricht 46 auf dem Bus einen Übergang der Ansteuermodule 10 vom Betriebsmodus 39 in einen Lernmodus 44 auf. Außerdem wird im Schritt 204 eine erwartete Ansteuermodulkennung in der Kontrolleinheit 12 auf eine erste erwartete Ansteuermodulkennung eingestellt. Im Schritt 206 empfangen alle Ansteuermodule 10 die Lernanfrageaufforderung 42 und schalten im Schritt 208 vom Betriebsmodus 39 in den Lernmodus 44 um. Im Schritt 210 sind durch das Umschalten alle Schaltsignalausgänge 28 der Ansteuermodule 10 getrennt von den Schaltsignaleingängen 26 der Module.
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Ein erstes Ansteuermodul 30a der Ansteuermodule 10 bekommt im Schritt 212 ein Schaltsignal 160 über seinen Schaltsignaleingang 26. Im Schritt 214 überwacht dann dieses Ansteuermodul 10, nämlich das erste Ansteuermodul 30a, eine Kommunikation auf dem Bus 22. Im Schritt 216 stellt das erste Ansteuermodul 30a fest, dass keine Kommunikation, also keine Nachricht auf dem Bus 22, gesendet wird. Daraufhin lernt das Ansteuermodul 10 im Schritt 218 eine erste vordefinierte Ansteuermodulkennung 220, und sendet diese Ansteuermodulkennung 220 im Schritt 222 zusammen mit Wegsensorwerten 58, die von einem Wegsensor 56, der mit dem ersten Ansteuermodul 30a verbunden ist, aufgenommen wurden, an die Kontrolleinheit 12. Im Schritt 224 empfängt die Kontrolleinheit 12 die erste Ansteuermodulkennung 220 und vergleicht diese im Schritt 226 mit der ersten erwarteten Ansteuermodulkennung aus Schritt 204. Im Schritt 228 werden die empfangenen Wegsensorwerte 58 in eine Liste für das erste Ansteuermodul 30a eingetragen. Daraufhin stellt im Schritt 230 die Kontrolleinheit 12 die erwartete Ansteuermodulkennung auf eine zweite erwartete Ansteuermodulkennung und sendet im Schritt 232 die nächste erwartete Ansteuermodulkennung auf dem Bus aus. Im Schritt 234 erkennt das Ansteuermodul 10, das zuvor die erste vordefinierte Ansteuermodulkennung 220 erlernt hat, dass eine Nachricht mit einer anderen als der erlernten Ansteuermodulkennung 220 auf dem Bus 22 gesendet wird. Das erste Ansteuermodul 30a schaltet daraufhin im Schritt 236 wieder zurück in den Betriebsmodus 39. Im Schritt 238 wird gleichzeitig der Schalter 38 des ersten Ansteuermoduls 30a geschlossen, um den Schaltsignaleingang 26 mit dem Schaltsignalausgang 28 zu verbinden. In dem Betriebsmodus 39 sendet nun das erste Ansteuermodul 30a, das zuvor die Ansteuermodulkennung 220 erlernt hat, im Schritt 240 regelmäßig Nachrichten gekennzeichnet durch seine Ansteuermodulkennung 220 auf dem Bus 22 aus.
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Durch Schließen des Schalters im Schritt 238 bekommt das nächste Ansteuermodul 10 im Schritt 242 am Schaltsignaleingang 26 ein Schaltsignal 160. Im Schritt 244 stellt das nächste Ansteuermodul 10 fest, dass Nachrichten 46 mit einer Ansteuermodulkennung 220 des ersten Ansteuermoduls 30a auf dem Bus 22 gesendet werden und lernt im Schritt 246 eine hiervon unterschiedliche Ansteuermodulkennung 220, nämlich beispielsweise eine Ansteuermodulkennung 220, die in einer vordefinierten Reihenfolge die nächste Ansteuermodulkennung 220 ist. In den darauffolgenden Schritten wiederholen sich die Schritte von Schritt 222 an jedoch für die darauffolgenden Ansteuermodule 10, bis alle Ansteuermodule 10 zurück in den Betriebsmodus 39 geschaltet haben. Das Erlernen der Ansteuermodulkennungen 220 wird dann im Schritt 248 abgeschlossen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Ansteuermodule
- 12
- Kontrolleinheit
- 14
- Versorgungseingang
- 16
- Versorgungsenergie
- 18
- Fahrzeugbatterie
- 20
- Versorgungsleitung
- 22
- Bus
- 23
- CAN-Bus
- 24
- Busschnittstelle
- 26
- Schaltsignaleingang
- 28
- Schaltsignalausgang
- 30a
- erstes Ansteuermodul
- 30b
- zweites Ansteuermodul
- 30c
- drittes Ansteuermodul
- 32
- Schaltsignalleitung
- 34
- Zündungsplus
- 36
- Zündschloss
- 38
- Schalter
- 39
- Betriebsmodus
- 40
- Prozessor
- 41
- Speicher
- 42
- Lernanfrageaufforderung
- 44
- Lernmodus
- 46
- Nachrichten
- 47
- Datenpakete
- 48
- Lernerfolgsnachricht
- 49
- Antwortnachricht
- 50
- Luftfederansteuermodul
- 52
- Sensorschnittstelle
- 54
- Sensor
- 56
- Wegsensor
- 58
- Wegsensorwerte
- 60
- Höhenwert
- 62
- erstes Ventil
- 64
- zweites Ventil
- 68
- drittes Ventil
- 70
- Eingang
- 72
- Druckluftleitung
- 74
- Außenseite
- 76
- Gehäuse
- 78
- Druckluftanschluss
- 80
- Ausgang
- 82
- Druckluftleitung
- 84
- Schalldämpfer
- 86
- Durchflussmenge
- 88
- Durchlassstellung
- 90
- Durchlassquerschnitt
- 92
- Schließstellung
- 94
- Druckluftleitung
- 96
- Ausgang
- 98
- Eingang
- 100
- Eingang
- 102
- Ausgang
- 104
- Ausgang
- 105
- Luftfeder
- 106
- Durchlassquerschnitt
- 108
- Durchlassquerschnitt
- 110
- integrierter Drucksensor
- 112
- integrierter Drucksensor
- 114
- Drucksensorwert
- 116
- Ansteuersignal
- 150
- Fahrzeug
- 152
- Achse
- 153
- Luftfedersystem
- 154
- Rad
- 156
- Sensor
- 158
- Aktor
- 160
- Schaltsignal
- 180
- Verfahren
- 200
- Ansteuermodule im Betriebsmodus
- 202
- Aussenden Lernanfrageaufforderung
- 204
- Einstellung Ansteuermodulkennung
- 206
- Empfang Lernanfrageaufforderung
- 208
- Umschalten in Lernmodus
- 210
- Trennung Schaltsignalausgänge von Schaltsignaleingängen
- 212
- Erfassen Schaltsignal
- 214
- Überwachung Kommunikation
- 216
- Feststellung keine Kommunikation
- 218
- Lernen einer ersten vordefinierten Ansteuermodulkennung
- 220
- Ansteuermodulkennung
- 222
- Übersendung Ansteuermodulkennung
- 224
- Empfang Ansteuermodulkennung
- 226
- Vergleich Ansteuermodulkennung
- 228
- Eintrag Wegsensorwerte in eine Liste
- 230
- Umstellung auf zweite Ansteuermodulkennung
- 232
- Aussendung zweite Ansteuermodulkennung
- 234
- Erkennen anderer Ansteuermodulkennung
- 236
- Umschalten in Betriebsmodus
- 238
- Schließung Schalter
- 240
- Aussendung Nachrichten
- 242
- Erhalt Schaltsignal
- 244
- Feststellung Aussendung Nachrichten
- 246
- Erlernen unterschiedlicher Ansteuermodulkennungen
- 248
- Abschluss Erlernen Ansteuermodulkennungen
- 250
- System
