DE10212039A1

DE10212039A1 - Drahtlose Kommunikation in Fahrzeugen

Info

Publication number: DE10212039A1
Application number: DE10212039A
Authority: DE
Inventors: Manfred Schwab
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2002-03-19
Filing date: 2002-03-19
Publication date: 2003-10-02
Also published as: EP1485275A1; US20050164672A1; JP2005529778A; WO2003078216A1; US7084748B2

Abstract

In einer Vorrichtung zur Kommunikation auf einer Kommunikationsstrecke zwischen von einem Fahrer eines Fahrzeugs betätigten Steuermitteln (18, 20, 22, 24), die Steuersignale abgeben, und Einrichtungen (4, 8) des Fahrzeugs, die Steuersignale empfangen und die Steuersignale in Reaktionen in oder an den Einrichtungen umwandeln, erfolgt die Übertragung der Steuersignale von den Steuermitteln (18, 20, 22, 24) weg und zu den Einrichtungen (4, 8) hin wenigstens auf Teilen der Kommunikationsstrecke drahtlos.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur drahtlosen Kommunikation von Einrichtungen in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Für viele Funktionen im Fahrzeug wurden und werden die mechanischen, hydraulischen oder pneumatischen Übertragungen der Aktivitäten des Fahrers, die bestimmte Reaktionen auslösen, durch elektrische Leitungen in Kombination mit elektronisch gesteuerten Aggregaten, die irgendwo im Fahrzeug "vor-Ort" angeordnet sind und die Reaktionen durchführen, ersetzt. Für diese Entwicklung werden in der Fachwelt unter dem Begriff "x by wire" beschrieben. Beispielgebend dafür seien angeführt die E-Gas-Funktion bzw. die elektronische Dieseleinspritzung, die als "Drive by wire" bezeichnet wird, der Ersatz von mechanischem Gestänge zwischen einem Schalthebel und dem Fahrzeuggetriebe, was als "Shift by wire" bezeichnet wird, oder die Möglichkeit, Verzögerungseinrichtungen des Fahrzeugs elektronisch anzusteuern, wofür sich die Bezeichnung "Brake by wire" durchgesetzt hat. Kommunikationen zwischen einzelnen Einrichtungen im Fahrzeug untereinander oder beispielsweise mit einem zentralen Fahrzeugleitrechner werden vorwiegend über eine Bus-Leitung vorgenommen, wobei der CAN-Bus bereits weite Verbreitung gefunden hat.
Neben den funktionellen Verbesserungspotentialen durch eine Entkopplung der Fahreraktionen und der Reaktionen der entsprechenden Einrichtung im Fahrzeug ist ein weiterer wichtiger Grund für diese Entwicklung die Platzersparnis, die höhere gestalterische Freiheit beim Design der Einrichtungen und deren Anordnung und mögliche Verbesserungen der Ergonomie. Elektrische Kabel sind naturgemäß kleiner, leichter, flexibler und heute meist auch billiger als entsprechende mechanische, hydraulische oder pneumatische Übertragungseinrichtungen.
Dennoch werden auch für diese elektrischen Leitungen Kabel und Stecker benötigt, die Raum beanspruchen und auch gewisse Anforderungen an die Verlegung und den Schutz vor Umwelteinflüssen stellen.

Aus der DE 43 34 595 C1 ist eine Steuerung für ein Kraftfahrzeug bekannt, die Fahreraktionen über eine CAN-Bus an eine Getriebesteuerung und eine Motorsteuerung überträgt. Die Kommunikation zwischen den Aktionen des Fahrers und den Reaktionen der Einrichtungen im Fahrzeug wie Getriebe oder Motor geschieht dabei über Kabel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Kommunikationen zwischen der Eingabe von Fahreraktionen und der Reaktion von Fahrzeugeinrichtungen eine Kommunikationsmöglichkeit aufzuzeigen, die die Nachteile nach dem Stand der Technik beseitigt.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Für viele Übertragungsleitungen, jedenfalls wenn Signale und keine Leistungen übertragen werden sollen, stellt eine drahtlose Übermittlung der Information zwischen einem Gebergerät, das vom Fahrer bedient wird, und einem elektronischen Steuergerät, das die gewünschte Aktion steuert, eine optimale Lösung dar. Dazu wird eine Vorrichtung zur Kommunikation auf einer Kommunikationsstrecke zwischen von einem Fahrer eines Fahrzeugs betätigten Steuermitteln, die Steuersignale abgeben, und Einrichtungen des Fahrzeugs, die Steuersignale empfangen und die Steuersignale in Reaktionen in oder an den Einrichtungen umwandeln, vorgeschlagen, dass die Übertragung der Steuersignale von den Steuermitteln weg und zu den Einrichtungen hin wenigstens auf Teilen der Kommunikationsstrecke drahtlos erfolgt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind in den Steuermitteln Übersetzungseinrichtungen vorgesehen, die die aus Aktionen des Fahrers gebildeten Steuersignale nach einem Übertragungsprotokoll in drahtlos übertragbare Steuersignale übersetzen. In angesteuerten Einrichtungen des Fahrzeugs wiederum sind Übersetzungseinrichtungen vorgesehen, die geeignet sind, empfangene, drahtlos übertragene Steuersignale nach dem Übersetzungsprotokoll in Signale zu übersetzen, auf die die Einrichtungen reagieren.

Eine weitere Ausgestaltung sieht eine direkte drahtlose Übertragung der Steuersignale zwischen den Steuermitteln und den reagierenden Einrichtungen auf der gesamten Kommunikationsstrecke vor.

Bei einer anderen Ausführungsform ist auf einem ersten Teilstück der Kommunikationsstrecke eine drahtlose Übertragung der Steuersignale zwischen den Steuermitteln und einer zwischengeschalteten, elektronischen Steuereinrichtung vorgesehen, die dazu geeignet ist, die Steuersignale nach vorgegebenen Rechenregeln weiterzuverarbeiten und Steuersignale auf einem zweiten Teilstück der Kommunikationsstrecke an reagierende Einrichtungen des Fahrzeugs weiterzugeben. In einer Ausgestaltung ist der zweite Teil der Kommunikationsstrecke als drahtlose Übertragungsstrecke ausgebildet, in einer anderen Ausgestaltung ist der zweite Teil der Kommunikationsstrecke als Kabelstrecke ausgebildet und in noch einer weiteren Ausgestaltung ist der zweite Teil der Kommunikationsstrecke als Bussystem, insbesondere als CAN-Bussystem ausgebildet. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung zeigen die angesteuerte und reagierende Einrichtung des Fahrzeugs als eine Getriebesteuerung, in besonderer Ausgestaltung als Getriebesteuerung eines automatischen oder automatisierten Getriebes.

In einer Ausgestaltung schließlich ist die zwischengeschaltete Steuereinrichtung als ein zentraler Fahrzeugrechner ausgebildet.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Die Figur zeigt einen Motor 2, der von einer Motorsteuerung 4 gesteuert wird. Ein Getriebe 6 wird von einer Getriebesteuerung 8 gesteuert. Mit 10 ist ein zentraler Fahrzeugrechner bezeichnet. Durch Signalleitungen 12, 14 und 16 sind ein Wählhebel 18, ein Kick-down-Schalter 20 und ein Fahrprogramm-Wählschalter 22 an eine Steuereinrichtung 24 angeschlossen. Über diese Bedienungselemente gibt der Fahrer in bekannter Weise seine Befehle und Wünsche ein, beispielsweise die Fahrstufen P, R, N, S, 1 und 2 über den Wählhebel 18, die Anforderung einer starken Beschleunigung über den Kick-down-Schalter 20 und die Auswahl zwischen einem Economy- und einem Sport-Fahrprogramm über den Fahrprogramm-Wahlschalter 22.
An die Motorsteuerung 4, die Getriebesteuerung 8, den Zentralen Fahrzeugrechner 10 und die Steuereinrichtung 24 sind jeweils Antennen, 26, 28, 30 und 32 angeschlossen. Nach einem gemeinsamen Übertragungsprotokoll werden in der Steuereinrichtung 24 Steuersignale generiert, die entweder direkt an die Motorsteuerung 4 und die Getriebesteuerung 8 übertragen werden, oder die über den Zentralen Fahrzeugrechner 10 geleitet werden, in dem die Steuersignale noch einmal überarbeitet werden können, wozu sie nach vorgegebenen Rechenregeln elektronisch verarbeitet werden. Die Motorsteuerung 4 kann auch über eine hier in Strichen angedeutete Kabelleitung 34 mit dem zentralen Fahrzeugrechner 10 verbunden sein, wodurch die gesamte Übertragungsstrecke der Kommunikation zwischen der Steuereinrichtung 24 und der Motorsteuerung 4 in zwei Teilstücke aufgespaltet wird, ein erstes Teilstück, in dem die Kommunikation drahtlos erfolgt, und ein zweites Teilstück, in dem die Kommunikation über eine Kabelleitung 34 bzw. einen CAN-Bus erfolgt.
Wird nun beispielsweise vom Fahrer der Kick-down- Schalter 20 betätigt, erfolgt eine aufgearbeitete Signalweitergabe an die Getriebesteuerung 8, die gegebenenfalls eine Veränderung des Übersetzungsverhältnisses herbeiführt. Bezugszeichen 2 Motor
4 Motorsteuerung
6 Getriebe
8 Getriebesteuerung
10 Fahrzeugrechner
12 Signalleitung
14 Signalleitung
16 Signalleitung
18 Wählhebel
20 Kick-down-Schalter
22 Fahrprogramm-Wählschalter
24 Steuereinrichtung
26 Antenne
28 Antenne
30 Antenne
32 Antenne
34 Kabelleitung

Claims

1. Vorrichtung zur Kommunikation auf einer Kommunikationsstrecke zwischen von einem Fahrer eines Fahrzeugs betätigten Steuermitteln (18, 20, 22, 24), die Steuersignale abgeben, und Einrichtungen (4, 8) des Fahrzeugs, die Steuersignale empfangen und die Steuersignale in Reaktionen in oder an den Einrichtungen umwandeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Steuersignale von den Steuermitteln (18, 20, 22, 24) weg und zu den Einrichtungen (4, 8) hin wenigstens auf Teilen der Kommunikationsstrecke drahtlos erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Steuermitteln Übersetzungseinrichtungen vorgesehen sind, die die aus Aktionen des Fahrers gebildeten Steuersignale nach einem Übertragungsprotokoll in drahtlos übertragbare Steuersignale übersetzen und dass in angesteuerten Einrichtungen (4, 8) des Fahrzeugs Übersetzungseinrichtungen vorgesehen sind, die geeignet sind, empfangene, drahtlos übertragene Steuersignale nach dem Übersetzungsprotokoll in Signale zu übersetzen, auf die die Einrichtungen (4, 8) reagieren.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine direkte drahtlose Übertragung der Steuersignale zwischen den Steuermitteln (18, 20, 22, 24) und den reagierenden Einrichtungen (4, 8) auf der gesamten Kommunikationsstrecke vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem ersten Teilstück der Kommunikationsstrecke eine drahtlose Übertragung der Steuersignale zwischen den Steuermitteln (18, 20, 22, 24) und einer zwischengeschalteten, elektronischen Steuereinrichtung (10) vorgesehen ist, die dazu geeignet ist, die Steuersignale nach vorgegebenen Rechenregeln weiterzuverarbeiten und Steuersignale auf einem zweiten Teilstück der Kommunikationsstrecke an reagierende Einrichtungen (4, 8) des Fahrzeugs weiterzugeben.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil der Kommunikationsstrecke als drahtlose Übertragungsstrecke ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil der Kommunikationsstrecke als Kabelstrecke (34) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil der Kommunikationsstrecke als Bussystem, insbesondere als CAN-Bussystem ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die angesteuerte und reagierende Einrichtung des Fahrzeugs eine Getriebesteuerung (8) ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die angesteuerte Einrichtung des Fahrzeugs die Getriebesteuerung (8) eines automatischen oder automatisierten Getriebes (6) ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischengeschaltete Steuereinrichtung ein zentraler Fahrzeugrechner (10) ist.