DE10307082A1

DE10307082A1 - Steuergerät für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10307082A1
Application number: DE10307082A
Authority: DE
Inventors: Karl Mueller; Jakob Marquardt
Original assignee: Marquardt GmbH
Current assignee: Marquardt GmbH
Priority date: 2002-02-21
Filing date: 2003-02-19
Publication date: 2003-09-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät (4) für das Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, insbesondere ein zentrales Bordnetz-Steuergerät, mit einem modularen Aufbau. Das Steuergerät (4) besitzt wenigstens zwei Module (19, 20) für jeweils eine Steuerfunktion für das Bordnetz und wenigstens einen den Steuerfunktionen zugeordneten Busanschluß (24, 25). Der Busanschluß (24, 25) ist insbesondere an einem in der Art eines Gateways ausgestalteten weiteren Modul (26) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät.
Solche Steuergeräte sind, insbesondere in Kraftfahrzeugen, zur Ausführung gewisser Steuerfunktionen angeordnet.
Steuergeräte werden in Kraftfahrzeugen über Bussysteme vernetzt, die bereits seit Jahren im Serieneinsatz sind. Zur Kommunikation zwischen verschiedenen Bussystemen kommen weiterhin sogenannte Gateways zum Einsatz. Als Gateway werden bisher die Steuergeräte für den elektrischen Zündstartschalter, für das Kombiinstrument oder für das Radio verwendet. Beispielsweise wird zur Kommunikation zwischen den sogenannten "Body Control"-Steuergeräten mit den Kommunikations-Steuergeräten, wie Radio, Sound, Navigation, Notruf usw., das Radio als Gateway eingesetzt.
Neu eingeführt wurde vor kurzem ein zentrales Steuergerät für Gateway-Funktionen, an dem alle Bussysteme angeschlossen sind. Ebenso neu ist ein zentrales Steuergerät für die Systemdiagnose. Hierbei werden die Diagnosefunktionen durch Hardware in the loop Simulation unterstützt, um die Treffsicherheit der Diagnose zu verbessern. Darüberhinaus wurde ein Steuergerät eingeführt, welches den Batteriezustand und deren Ladung erkennt. Weiterhin werden in VDI-Berichte Nr. 1646, 2001, Seiten 1033 bis 1049 Bluetooth im Auto sowie Test- und Diagnoseanwendungen beschrieben, wobei deren architektonische Einbindung in Fahrzeugnetzwerke jedoch nicht weiter behandelt wird.
Die Bussysteme sind zur Zeit geordnet nach den übertragbaren Datenmengen und Geschwindigkeiten sowie deren Fehlersicherheit bei der Übertragung. Bewährt haben sich für die Kommunikation zwischen dem Motor, dem Getriebe und Sicherheitssystemen, wie beispielsweise ESP, der sogenannte Moto-CAN (CAN C)-Bus. Zukünftig wird hierfür ein TTP- oder Flex Ray-Protokoll verwendet. Bei Info- und Kommunikationssystemen, wie Radio, Navigation, Telefon o. dgl., wird zunehmend ein Lichtleiterbus eingesetzt.
Die Realisierung vieler Einzelsteuergeräte bringt Aufwand in der Unterbringung und Befestigung, der Verpackung sowie in der Verkabelung mit sich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vielzahl der Steuergeräte für die unterschiedlichen Funktionen im Kraftfahrzeug zu verringern, insbesondere ein kostengünstiges Steuergerät zu schaffen, welches die obengenannten Funktionen beinhaltet.
Diese Aufgabe wird durch ein Steuergerät, das gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 ausgebildet ist, gelöst.
Das erfindungsgemäße Steuergerät für das Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, das insbesondere in der Art eines zentrales Bordnetz-Steuergeräts ausgestaltet ist, besitzt einen modularen Aufbau mit wenigstens zwei Moduln für jeweils eine Steuerfunktion für das Bordnetz. Weiterhin weist das Steuergerät wenigstens einen den Steuerfunktionen zugeordneten Busanschluß auf, wobei der Busanschluß bevorzugterweise an einem in der Art eines Gateways ausgestalteten weiteren Modul angeordnet ist. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Dabei bietet es sich an, daß das eine Modul die Steuerfunktion für die Wegfahrsperre und Zugangsberechtigung umfaßt. Dieses Modul kann vorteilhafterweise als Ausgangsbasis für das Steuergerät dienen, da die Zugangsberechtigung sowie auch die Wegfahrsperre (Immobilizer) ohnehin an zwei Bussysteme angeschlossen ist. Beispielsweise ist zum einen die Wegfahrsperre mit dem Motoreingriff in den sogenannten Moto-CAN und zum anderen die Zugangsberechtigung in die für die Türen- und Heckklappenfunktionen zuständigen Steuergeräten in Verbindung mit der Fernbedienung der Türenöffnung eingebunden.
Vorteilhafterweise läßt sich wenigstens eine Empfangs- und eine Sendeantenne an dem die Steuerfunktion für die Wegfahrsperre und Zugangsberechtigung umfassenden Modul anordnen. Es kann sich dabei um HF-Antennen für die Fernbedienung mittels eines Identifikations(ID)-Gebers handeln. Ebensogut kann es sich um induktive Antennen für die "Keyless"-Funktionalität mittels des ID-Gebers sowie für die Energieübertragung zum ID- Geber handeln.
Das andere Modul kann die Steuerfunktion für die Diagnose umfassen. Für eine niedrige Ausbaustufe können im zentralen Bordnetz-Steuergerät beispielsweise die Funktionen Wegfahrsperre und Diagnose dargestellt sein. Die Diagnose kann dann weiter über die CAN-Leitung zur Telematikplattform und zum Telefon übertragen werden.
In einer weiteren Stufe kann die Batterieüberwachung integriert werden, indem ein Modul die Steuerfunktion der Batterieüberwachung enthält. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, daß von allen Netzwerken die eingeschalteten Lasten erfaßt werden. Dieses Modul vermag daher mittels der Vernetzung das Ruhestrommanagement zu übernehmen.
In einer weiteren Ausgestaltung enthält ein Modul die Steuerfunktion einer drahtlosen Signalübertragung. In dieser Version kann auch "wireless Bluetooth" integriert werden. Über die Bluetooth Antenne kann sowohl der Signalumfang des Handy als auch die Diagnoseumfänge in der Bandendeprüfling bei der Herstellung des Kraftfahrzeugs oder im Werkstattservice empfangen und rückgesendet werden. Das Handy braucht hier nicht zusätzlich in einen Halter im Kraftfahrzeug gesteckt werden, sondern kann in der Jackentasche oder Handtasche verbleiben. Es bietet sich weiterhin an, das Freisprech-Mikro an dieses Modul anzuschließen.
In Weiterbildung ist ein Busanschluß mit einer separaten Schnittstelle zur Kommunikation mit den weiteren Fahrzeug-Funktionen verbunden. Bevorzugterweise handelt es sich bei der Schnittstelle um ein Gateway in der Radio-Telematik-Plattform. In einer niedrigen Ausbaustufe kann dann auf den im vorgenannten Stand der Technik üblichen Anschluß des zentralen Gateways mit Lichtleiter verzichtet werden. Anstelle von diesem kann beispielsweise der Body CAN an die Telematik-Plattform mit integriertem Gateway angeschlossen sein. Diese Verbindung ist um ein mehrfaches kostengünstiger als eine Lichtleiterverbindung von der Telematikplattform zum zentralen Steuergerät. In dieser Ausbaustufe ist es sinnvoll, einen etwaigen Lichtleiterbus an das zentrale Bordnetz- Steuergerät anzuschließen, da die Telefonsignale direkt an die Telematik- oder Multi-Media- Plattform geleitet werden, oder auch diesen in der Radio-Telematik-Plattform anzuschließen.
Ein Mikrocontroller bearbeitet die Steuerfunktionen wenigstens zweier Module. Selbstverständlich kann ein leistungsfähiger Mikroprozessor für verschiedene Ausbaustufen alle Funktionen bearbeiten. Außerdem sind Ausführungen mit integriertem Gateway und verschiedenen Businterfaces möglich. Dadurch ist lediglich ein die Spannungsregelung, den Quarz und den Mikroprozessor enthaltendes Gehäuse notwendig, anstelle von mehreren Einzelgeräten mit der entsprechenden obengenannten Grundstruktur. Ebenso ist die Verkabelung und das Businterface nur einmal notwendig. Damit sind erhebliche Kostenersparnisse möglich. Gegebenenfalls kann dennoch ein zweiter Mikrocontroller für redundant ausgebildete Steuerfunktionen, wie für die Wegfahrsperre und/oder die Batterieüberwachung, angeordnet werden.
Vorteilhafterweise wird das zentrale Bordnetz-Steuergerät im Cockpitbereich, insbesondere in der dort befindlichen Instrumentafel, in der oberen Mittelkonsole, in der unteren Mittelkonsole o. dgl., positioniert. Zusätzlich kann das Steuergerät mit einem Ablagefach für den ID-Geber und/oder das Handy versehen sein. Zugleich kann das Ablagefach hierfür auch eine Ladestation sein.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das zentrale Bordnetz-Steuergerät trotz einer Vielzahl von Funktionen sehr kompakt ausgestaltet ist. Anstelle von bisher mehreren Steuergeräten ist nunmehr lediglich ein Steuergerät . notwendig, woraus ein geringer Platzbedarf im Kraftfahrzeug resultiert. Zudem ist das zentrale Bordnetz-Steuergerät kostengünstig. Schließlich sind auch unterschiedliche. Ausbaustufen entsprechend den angeordneten Moduln möglich. Andererseits ist das zentrale Bordnetz-Steuergerät auch in einfacher Weise um neue Funktionen erweiterbar.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 ein Kraftfahrzeug, das mit einem ein zentrales Bordnetz-Steuergerät aufweisenden Schließsystem ausgestattet ist,
Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild für das Schließsystem, insbesondere mit dessen bedienungsunabhängigen Funktionen,
Fig. 3 schematisch das Schließsystem mit dessen bedienungsabhängigen Funktionen,
Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild des zentralen Bordnetz-Steuergeräts in einer ersten Ausführungsform,
Fig. 5 ein zentrales Bordnetz-Steuergerät in einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 6 ein zentrales Bordnetz-Steuergerät in einer dritten Ausführungsform,
Fig. 7 die Ausgestaltung des Steuergeräts in perspektivischer Ansicht,
Fig. 8 das Steuergerät in einer weiteren Ausgestaltung,
Fig. 9 das Steuergerät wie in Fig. 8 mit eingelegtem ID-Geber,
Fig. 10 das Steuergerät wie in Fig. 8 mit eingelegtem Mobiltelefon,
Fig. 11 das Steuergerät in nochmals einer weiteren Ausgestaltung und
Fig. 12 das im Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordnete Steuergerät.
In Fig. 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 mit dem berechtigten Benutzer 2 zu sehen. Das Kraftfahrzeug 1 ist für die Zugangsberechtigung mit einem Schließsystem 3 als Türschließsystem versehen, das eine als ein Steuergerät ausgebildete erste Einrichtung 4 und eine zugehörige zweite Einrichtung 5 umfaßt. Die zweite Einrichtung 5 ist in der Art eines elektronischen Schlüssels, einer Chipkarte, einer Smartcard o. dgl., nachfolgend auch als ID(Identifikations)-Geber bezeichnet, ausgebildet. Die zweite Einrichtung 5 befindet sich im Besitz des berechtigten Benutzers 2, womit dieser innerhalb eines Wirkbereichs 8 bedienungsunabhängig Zugang zum Kraftfahrzeug 1 besitzt.
Die erste Einrichtung 4 besitzt wenigstens zwei Zustände, wobei im ersten Zustand eine Verriegelung und im zweiten Zustand eine Entriegelung der Autotüren 6 vorliegt. Die beiden Einrichtungen 4, 5 besitzen zu deren bestimmungsgemäßen Betrieb Mittel zum Senden und/oder Empfangen von Signalen 7. Bei wenigstens einem dieser zwischen der zweiten Einrichtung 5 und der ersten Einrichtung 4 übertragenen Signale 7 handelt es sich um ein codiertes, elektromagnetisches Betriebssignal. Das codierte Betriebssignal 7 dient zur Authentikation der zweiten Einrichtung 5. womit bei berechtigter zweiter Einrichtung 5 nach positiver Auswertung des übertragenen Betriebssignals 7 eine Änderung des Zustandes der ersten Einrichtung 4 bewirkbar ist. Das Betriebssignal 7 kann insbesondere aus mehreren Teilsignalen bestehen und in einer bidirektionalen Kommunikation zwischen den beiden Einrichtungen 4, 5 übertragen werden. Im Hinblick auf nähere Einzelheiten zur bidirektionalen Kommunikation an sich wird auch auf die DE 43 40 260 A1 verwiesen.
Die Übertragung des codierten Betriebssignals 7 erfolgt dann, wenn der berechtigte Benutzer 2 den Türgriff 10 an der Autotüre 6 betätigt oder sich dem Türgriff 10 annähert. Dadurch wird die Entriegelung der Autotüren 6 entsprechend der Keyless Entry- Funktionalität ausgelöst. Ebensogut kann die Übertragung des codierten Betriebssignals 7 auch selbsttätig ohne Mitwirkung des Benutzers 2 erfolgen, sobald dieser den Wirkbereich 8 betritt, was jedoch im folgenden nicht näher betrachtet wird. Schließt der Benutzer die Autotüren 6 von außen, so erfolgt eine selbsttätige Verriegelung der Autotüren 6. Ebensogut kann die selbsttätige Verriegelung der Autotüren 6 erfolgen, nachdem der Benutzer den Wirkbereich 8 verlassen hat.
Das Schließsystem 3 stellt weiterhin bedienungsunabhängig die Fahrberechtigung für das Kraftfahrzeug 1 fest. Hierzu bewirkt die erste Einrichtung 4 ebenfalls entsprechend den beiden Zuständen die Freigabe und/oder Sperrung eines funktionsrelevantes Bauteils des Kraftfahrzeugs 1, beispielsweise kann hier eine Freigabe und/oder Sperrung einer Wegfahrsperre, des Motorsteuergeräts o. dgl. erfolgen. Die Übertragung des codierten Betriebssignals 7 zur Authentikation der zweiten Einrichtung 5 erfolgt dann, wenn der berechtigte Benutzer 2 sich im Innenraum 51 des Kraftfahrzeugs 1 befindet und einen in Fig. 2 gezeigten Start/Stop-Schalter 9 betätigt. Dadurch wird der Start-Vorgang o. dgl. des Kraftfahrzeugs 1 entsprechend der KeylessGo-Funktionalität ausgelöst.
Wie anhand der Fig. 3 zu sehen ist, läßt sich mit Hilfe des ID-Gebers 5 das Schließsystem 3 zur Zugangsberechtigung auch fernbedienbar ansteuern. Im vorliegenden Fall lassen sich die Autotüren 6 des Kraftfahrzeugs 1 fernbedienbar bis zu einer gewissen maximalen Entfernung vom Kraftfahrzeug 1 ver- und entriegeln, d. h. die Zentralverriegelung für die Autotüren 6 läßt sich so durch den Benutzer 2 betätigen.
Hierfür ist zwischen dem ID-Geber 5 und dem in Fig. 2 gezeigten Sender/Empfänger 11 ein codiertes Fernbedienungssignal 12 übertragbar. Selbstverständlich kann auch ein Sender/Empfänger 11' an sonstiger Stelle zentral im Kraftfahrzeug 1 angeordnet sein, beispielsweise am Innenspiegel 13, wie in Fig. 3 zu sehen ist. Als Fernbedienungssignale 12 werden in der Regel elektromagnetische Signale, wie Hf-Signale und/oder Infrarot-Signale o. dgl., verwendet. Die Übertragung des Fernbedienungssignals 12 ist mittels am Gehäuse des ID-Gebers 5 befindlicher, als Tasten ausgestalteter Betätigungsorgane 14 durch den Benutzer 2 auslösbar. Das übertragene Fernbedienungssignal 12 wird dann einer im Kraftfahrzeug 1 befindlichen ersten Einrichtung 4 zugeführt und nach dessen positiver Auswertung, d. h. falls es sich um die berechtigte zweite Einrichtung 5 handelt, wird ein beispielsweise in der jeweiligen Autotüre 6 befindliches Steuergerät 16, das mit der ersten Einrichtung 4 über ein Bussystem 15 in Verbindung steht, zur Ver- oder Entriegelung der Autotüren 6 angesteuert. Bei dem in Fig. 3 gezeigten ID-Geber 5 sind insgesamt drei Tasten 14 vorhanden, und zwar je eine Taste 14 zur Entriegelung und Verriegelung der Autotüren 6 sowie eine weitere Taste 14 für die Öffnung des Kofferraumdeckels.
In Fig. 3 ist weiter die im wesentlichen bedienungsabhängige Fahrberechtigung gezeigt. Hierzu wird die zweite Einrichtung 5 in ein mit einer Abdeckung 47 versehenes Ablagefach 17 der ersten Einrichtung 4 eingelegt. Hierbei kann eine kontaktlose induktive Energieübertragung von einer in Fig. 4 sichtbaren Ladestation 29 in der ersten Einrichtung 4 auf die zweite Einrichtung 5 eingeschaltet werden, so daß die für den bestimmungsgemäßen Betrieb der zweiten Einrichtung 5 benötigte Energie von der ersten Einrichtung 4 geliefert wird. Anschließend tauscht die erste Einrichtung 4 mit der im Ablagefach 17 befindlichen zweiten Einrichtung 5 das codierte Betriebssignal 7 aus, wobei es sich beispielsweise um Infrarotsignale handeln kann. Nach positiver Auswertung des übertragenen Betriebssignals 7 ist die Freigabe für die Wegfahrsperre auslösbar. Nach Freigabe der Wegfahrsperre ist die Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs 1 durch Betätigen des Start/Stop-Schalters 9 durch den Benutzer 2 ermöglicht.
Die nähere Ausbildung der in Fig. 2 lediglich schematisch gezeigten ersten Einrichtung 4 ist als Blockschaltbild näher in Fig. 4 zu sehen.
Die erste Einrichtung 4 ist als Steuergerät für das Bordnetz eines Kraftfahrzeugs 1, und zwar bevorzugterweise als zentrales Bordnetz-Steuergerät ausgebildet. Das zentrale Bordnetz- Steuergerät 4 besitzt einen modularen Aufbau und enthält wenigstens zwei Module 19, 20 für jeweils eine grundlegende Steuerfunktion für das Bordnetz. Das Modul 19 beinhaltet die Steuerfunktion für die Wegfahrsperre sowie für die Zugangsberechtigung, während das Modul 20 die Steuerfunktion der Diagnose für das Kraftfahrzeug 1 realisiert. Diese beiden von den Moduln 19, 20 realisierten Steuerfunktionen werden von einem Mikrocontroller 21 abgearbeitet, der eine Spannungsversorgung 22 und einen Quarz 23 als Peripherie besitzt. Zweckmäßigerweise bearbeitet der Mikrocontroller 21 die Steuerfunktionen sämtlicher Module, falls im Bordnetz-Steuergerät 4 noch mehr Module angeordnet sind.
Diesen grundlegenden Steuerfunktionen ist wenigstens ein Busanschluß 24, 25 zugeordnet. Vorliegend handelt es sich um einen Busanschluß 24 für den sogenannten Moto-CAN (CAN C)-Bus sowie um einen Busanschluß 25 für den sogenannten Body-CAN (CAN B)-Bus. Der CAN C-Bus ist vor allem mit dem Motor, dem Getriebe, der Fahrdynamiksteuerung und dem Kombünstrument verbunden. Der mit kleineren Baudraten arbeitende CAN B-Bus verbindet beispielsweise die gesamte Innenraum-, die Dach, die Tür- und die Heck- Elektronik im Kraftfahrzeug 1. Der Busanschluß 24, 25 für den CAN B- sowie CAN C-Bus ist an einem in der Art eines integrierten Gateways ausgestaltetem weiteren Modul 26 im Bordnetz-Steuergerät 4 angeordnet. Dem Modul 26 sind für die Busanschlüsse 24, 25 dem Stand der Technik entsprechende und daher nicht weiter eingezeichnete Bus- Interfaceschaltungen vorgeschaltet.
An dem die Steuerfunktion für die Wegfahrsperre und Zugangsberechtigung umfassenden Modul 19 ist wenigstens eine Empfangs- und eine Sendeantenne 27, 28 angeordnet. Es handelt sich dabei zum einen um eine HF-Funkantenne 27 für die Fernbedienung, die mittels des ID-Gebers 5 durch den Benutzer 2 entsprechend der obigen Beschreibung bedient wird. Zum anderen handelt es sich um eine induktive Antenne 28 für die "Keyless"-Funktionalität, und zwar um eine induktive Antenne 28 für die Überwachung des Innenraums 51 (siehe Fig. 2) auf das Vorhandensein des ID-Gebers 5 bei der Ausführung der KeylessGo-Funktion. Schließlich befindet sich im Ablagefach 17 eine mit dem Modul 19 verbundene Spule 29 für die induktive Energieübertragung zum ID-Geber 5, so daß insbesondere auch bei leerer Batterie des ID-Gebers 5 dessen Betrieb gewährleistet ist. Die Spule 29 kann auch Bestandteil einer Ladestation sein, wo ein Akku im ID-Geber 5 nachgeladen werden kann. Ebensogut kann ein Mobiltelefon 41 (siehe Fig. 10) zu diesem Zweck in der Ladestation 29 aufgenommen sein.
Ein Busanschluß 25, nämlich derjenige für den CAN B-Bus, ist mit einer separaten Schnittstelle 31 zur Kommunikation mit den weiteren Fahrzeug-Funktionen verbunden. Bei der Schnittstelle 31 handelt es sich um ein Gateway 32 in der Radio-Telematik-Plattform 30. In der Radio-Telematik-Plattform 30 befindet sich der weitere Anschluß 33, und zwar im Gateway 32, an einen Lichtleiter-Bus. Somit kann der CAN B-Bus über das Gateway 32 in der Radio-Telematik-Plattform 30 mit dem Lichtleiter-Bus kommunizieren, was eine besonders kostengünstige Lösung darstellt. In der Radio-Telematik-Plattform 30 sind das Radio und das Telefon, wobei sich das Handy in einem separaten Halter befinden kann, mit entsprechender Verkabelung untereinander verbunden. An den Lichtleiter-Bus können beispielsweise Sound, CD-Wechsler, Notruf und gegebenenfalls ein fest installiertes Telefon angeschlossen sein.
Das Modul 20 für die Realisierung der Steuerfunktion der Diagnose ist mit einer Diagnoseleitung 34 über eine Steckaufnahme 35 für die Prüfung in der Produktion des Kraftfahrzeugs 1 und in der Werkstatt verbindbar.
In einer weiteren Ausführung nach Fig. 5, besitzt das zentrale Bordnetz-Steuergerät 4 ein weiteres Modul 36, das die Steuerfunktion der Batterieüberwachung enthält. Das Modul 36 besitzt eine Verbindung zur Batterie 37 sowie zu einem Strommeßelement 38. Zusätzlich wird über eine Leitung 39 die Spannung zugeführt und gemessen. Flankierend zu diesen Meßeingängen wird dem Modul 36 über die Netzwerke das Einschalten der Verbraucher mit deren aufgenommenen Lasten gemeldet. Dadurch kann das Modul 36 mittels einer entsprechenden Berechnung den Ladezustand der Batterie 37 erfassen. Das Modul 36 kann mittels dieser Vernetzung zusätzlich das Ruhestrommanagement übernehmen. Anhand der direkten Verbindung zum Modul 19 für die Wegfahrsperre kann ermittelt werden, ob das Kraftfahrzeug 1 still steht oder fährt, was ergänzend für das Ruhestrommanagement durch das Modul 36 herangezogen werden kann. Das Signal des Start-Schalters 9 wird über das Modul 26 in die Vernetzung übertragen und aktiviert dann das Startrelais oder bei einem integrierten Starter-Generator den Pulswechselrichter.
In nochmals einer weiteren Ausführung nach Fig. 6, ist ein zusätzliches Modul 40 vorgesehen, das die Steuerfunktion für eine drahtlose Signalübertragung enthält. Bevorzugterweise handelt es sich dabei um die standardisierte "wireless Bluetooth"- Übertragung. Mit Hilfe des Moduls 40 kann beispielsweise ein Mobiltelefon 41 an einem geeigneten beliebigen Ort im Kraftfahrzeug 1 abgelegt sein. Zum Telefonieren wird ein Bedienfeld 42 genutzt, welches an den CAN B-Bus angeschlossen sein kann. Das zentrale Bordnetz-Steuergerät 4 besitzt weiterhin einen Anschluß für ein Mikrofon 43. Über das als Freisprecheinrichtung benutzte Mikrofon 43 und die Radio-Lautsprecher, die über die Telematik-Plattform 30 aktiviert werden, ist dann die gesamte Telefonverbindung hergestellt. Zur Übertragung der Telefonsignale sollte der Lichtleiter- oder Kommunikationsbus mit der Multimedia- und Telematik-Plattform 30 verbunden sein. Üblicherweise ist der Lichtleiter-Bus als Ringbus ausgebildet. Anstelle des Lichtleiter-Bus kann auch ein kupferbasierender Hochgeschwindigkeits-Bus, beispielsweise der standardisierte Firewire-Bus eingesetzt werden.
Die Multimedia-Telematik-Plattform 30 beinhaltet neben Radio, Navigation, TV noch große Displays und mehrere Bedienfelder. In dieser komplexen Ausbaustufe kann es zweckmäßig sein, zusätzlich zum zentralen Mikrocontroller 21 einen nicht weiter gezeigten, zweiten Mikrocontroller vorzusehen. Damit können wichtige Steuerfunktionen, beispielsweise solche die für das Liegenbleiben des Kraftfahrzeugs 1 relevant sind, wie die Wegfahrsperre und/oder die Batterieüberwachung, redundant ausgebildet werden.
Mittels Bluetooth können über das Modul 40 auch andere Signale übertragen werden, beispielsweise solche für die Diagnose. Bei der Bandendeprüfung in der Produktion des Kraftfahrzeugs 1 oder auch in der Werkstatt muß dann nicht mehr das Prüfgerät mittels der Diagnoseleitung 34 angeschlossen und somit an das Kraftfahrzeug 1 gebracht werden, womit lediglich ein Kraftfahrzeug 1 getestet werden kann. Vielmehr können dann mittels Bluetooth mehrere Kraftfahrzeuge 1 parallel geprüft werden, wobei insbesondere keine Diagnoseleitung 34 notwendig ist. Im übrigen ist es vorteilhaft, wenn die Diagnose- Funktionen in einem Rechner bearbeitet werden.
Der Bluetooth-Chipsatz im Modul 40 kann zumindest teilweise vom zentralen Mikrocontroller 21 unterstützt werden, indem dieser Chipsatz mit dem zentralen Mikrocontroller 21 kommuniziert. Der Chipsatz kann eine gemeinsame Spannungsversorgung mit dem zentralen Mikrocontroller 21, jedoch gegebenenfalls einen getrennten, nicht weiter gezeigten Oszillator besitzen.
Desweiteren besteht die Möglichkeit, das Mikrofön 43 zur Sprachbedienung im Kraftfahrzeug 1 zu nutzen. Hierfür kann die Sprachbedienung im zentralen Bordnetz- Steuergerät 4, beispielsweise im Modul 40, integriert sein. Gegebenenfalls hat dies eine entsprechende hohe Integrationsdichte der dort verwendeten Bauelemente, beispielsweise "chip on silicon", zur Folge.
Eine Ausgestaltung des Steuergerätes 4 zur Realisierung wenigstens einer Steuerfunktion für das Bordnetz des Kraftfahrzeugs 1 ist in perspektivischer Ansicht näher in Fig. 7 zu sehen. Das Steuergerät 4 besitzt ein Gehäuse 44 mit einer Blende 45 und ein im Gehäuse 44 befindliches Ablagefach 17, das über eine Öffnung 46 in der Blende 45 für den Benutzer 2 zugänglich ist. Die Öffnung 46 ist mit einer Abdeckung 47 versehen, die beispielsweise als Klappe gemäß Fig. 7, Schieber gemäß Fig. 8 o. dgl. ausgestaltet ist. Das Ablagefach 17 dient der Aufnahme für ein der Steuerfunktion zugeordnetes, mobiles Steuerteil, wie für den ID- Geber 5, für ein Mobiltelefon 41 o. dgl., wobei in Fig. 9 der ID-Geber 5 und in Fig. 10 das Mobiltelefon 41 in das Ablagefach 17 eingelegt ist. Obwohl es sich bei dem Steuergerät 4 um ein beliebiges Steuergerät im Kraftfahrzeug 1 handeln kann, ist in dieser Art, wie bereits weiter oben erwähnt, bevorzugterweise das modular aufgebaute zentrale Bordnetz- Steuergerät 4 ausgestaltet, das mit wenigstens zwei Moduln 19, 20 für jeweils eine Grund- Steuerfunktion für das Bordnetz und mit wenigsten einem den Steuerfunktionen zugeordneten Busanschluß 24, 25 ausgestattet ist.
Ist das Kraftfahrzeug 1 mit einer KeylessGo-Funktionalität ausgestattet, so bietet es sich an, den Start/Stop-Schalter 9 für deren Bedienung am Steuergerät 4 anzuordnen. Hierfür ist in der Blende 45 eine haptisch optimierte Taste des Start/Stop-Schalters 9 integriert.
In Fig. 10 ist das Mobiltelefon 41 im Ablagefach 17 zu sehen. Hier kann aus Gründen des Diebstahlschutzes die Abdeckung 47 elektrisch bzw. elektromagnetisch verriegelbar und/oder elektromotorisch bewegbar ausgebildet sein. Diese Ent- und Verriegelung bzw. Bewegung erfolgt über einen Code und kann parallel zur Öffnung und/oder Schließung der Autotüren 6 bei der Zugangsberechtigung betätigt werden. Gegebenenfalls kann die Abdeckung 47 auch ein Schloß zur mechanischen Ent- und Verriegelung aufweisen.
Am Steuergerät 4 kann ein Bedienblock 42 für das Telefon angeordnet sein. Zweckmäßigerweise kann der Bedienblock 42 in die Abdeckung 47 integriert sein, wie in Fig. 11 zu sehen ist. Eine derartige Ausgestaltung eignet sich besonders gut für die Bluetooth-Ausführung des Mobiltelefons 41, womit dann zur Kosteneinsparung auf dessen Aktivierung und Bedienung über eine Spracheingabe verzichtet werden kann.
Bevorzugterweise weist das Ablagefach 17 eine in Fig. 4 gezeigte elektrische Ladestation 29 für das mobile Steuerteil auf. Ergänzend kann der Ladezustand und/oder die Ladenotwendigkeit des mobilen Steuerteils ermittelt und dieser über Funk vom mobilen Steuerteil zu einer zentralen Empfangsstation im Steuergerät 4 übermittelt werden. Anschließend wird der Ladezustand vom Steuergerät 4 über die Busvernetzung zur Anzeige im Kombünstrument in der Instrumententafel 48, in einem zentralen Display 52 in der Mittelkonsole 49 o. dgl. im Kraftfahrzeug 1 übermittelt (siehe Fig. 12). So kann der Benutzer 2 darauf hingewiesen werden, bei nicht ausreichendem Ladezustand das mobile Steuerteil in das Ablagefach 17 einzulegen, um damit dessen rechtzeitiges Nachladen an der Ladestation 29 zu gewährleisten. Der kontaktlos arbeitenden Energieübertragung in der elektrischen Ladestation 29 kann zusätzlich eine Signalübertragung zwischen dem mobilen Steuerteil und dem Steuergerät 4 überlagert sein. Beispielsweise kann diese Signalübertragung dann für den Austausch des Betriebssignals 7 dienen, falls es sich bei dem mobilen Steuerteil um den in das Ablagefach 17 eingelegten ID-Geber 5 handelt.
Das Steuergerät 4 bzw. das modular aufgebaute zentrale Bordnetz-Steuergerät 4 befindet sich im Innenraum 51 des Kraftfahrzeugs 1, derart daß das Ablagefach 17 für den Benutzer 2 gut zugänglich ist. Bevorzugt ist daher dessen Anordnung im Cockpit des Kraftfahrzeugs 1, insbesondere in der dort befindlichen Instrumentafel 48, was mit dem Steuergerät 4a in Fig. 12 dargestellt ist. Gleichermaßen geeignet ist die Anordnung in der oberen Mittelkonsole 49 entsprechend dem Steuergerät 4b, in der unteren Mittelkonsole 50 gemäß dem Steuergerät 4c o. dgl., was ebenfalls in Fig. 12 zu sehen ist. Ebenso ist auch eine Anordnung des Steuergerätes 4 in der Autotüre 6, beispielsweise in der Türverkleidung, der Armlehne o. dgl. möglich, was jedoch nicht weiter gezeigt ist.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der Schutzrechtsansprüche. So kann ein derartiges Steuergerät nicht nur im Kraftfahrzeug eingesetzt werden. Es ist auch eine Verwendung bei vernetzten Maschinen, Anlagen o. dgl., beispielsweise an einer Werkzeugmaschine, möglich. Bezugszeichen-Liste 1 Kraftfahrzeug
2 Benutzer
3 Schließsystem
4 (erste) Einrichtung/Steuergerät/zentrales Bordnetz-Steuergerät
4a, b, c Steuergerät
5 (zweite) Einrichtung/ID-Geber
6 Autotüre
7 Signal/Betriebssignal
8 Wirkbereich
9 Start/Stop-Schalter
10 Türgriff
11, 11' Sender/Empfänger
12 Fernbedienungssignal
13 Innenspiegel
14 Taste (an zweiter Einrichtung)
15 Bussystem
16 Steuergerät (in der Autotüre)
17 Ablagefach (in erster Einrichtung)
18 Ladestation
19 Modul (für Wegfahrsperre, Zugangsberechtigung)
20 Modul (für Diagnose)
21 Mikrocontroller
22 Spannungsversorgung
23 Quarz
24 Busanschluß (CAN C)
25 Busanschluß (CAN B)
26 Modul (für Busanschluß)
27 HF-Antenne
28 induktive Antenne
29 Spule/Ladestation
30 Telematik-Plattform
31 Schnittstelle (an Telematik-Plattform)
32 Gateway (in Telematik-Plattform)
33 Anschluß (zu Lichtleiter-Bus)
34 Diagnoseleitung
35 Steckaufnahme
36 Modul (für Batterieüberwachung)
37 Batterie
38 Strommeßelement
39 Leitung
40 Modul (für drahtlose Signalübertragung)
41 Mobiltelefon
42 Bedienfeld/Bedienblock
43 Mikrofon
44 Gehäuse (von Bordnetz-Steuergerät)
45 Blende
46 Öffnung
47 Abdeckung
48 Instrumententafel
49 obere Mittelkonsole
50 untere Mittelkonsole
51 Innenraum (von Kraftfahrzeug)
52 Display

Claims

1. Steuergerät für das Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, insbesondere zentrales Bordnetz- Steuergerät, mit einem modularen Aufbau, mit wenigstens zwei Moduln (19, 20) für jeweils eine Steuerfunktion für das Bordnetz, und mit wenigstens einem den Steuerfunktionen zugeordneten Busanschluß (24, 25), wobei insbesondere der Busanschluß (24, 25) an einem in der Art eines Gateways ausgestalteten weiteren Modul (26) angeordnet ist.

2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Modul (19) die Steuerfunktion für die Wegfahrsperre und/oder Zugangsberechtigung und insbesondere das andere Modul (20) die Steuerfunktion für die Diagnose umfaßt.

3. Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Modul (36) die Steuerfunktion der Batterieüberwachung enthält, wobei insbesondere dieses Modul (36) mittels einer Vernetzung das Ruhestrommanagement übernimmt.

4. Steuergerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Modul (40) die Steuerfunktion einer drahtlosen Signalübertragung, insbesondere als "wireless Bluetooth"-Übertragung enthält.

5. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Busanschluß (25) mit einer separaten Schnittstelle (31) zur Kommunikation mit den weiteren Fahrzeug-Funktionen verbunden ist, wobei es sich vorzugsweise bei der Schnittstelle um ein Gateway (32) in der Radio-Telematik-Plattform (30) handelt, und wobei weiter vorzugsweise in der Radio-Telematik-Plattform (30) der weitere Anschluß (33) an einen Lichtleiter-Bus erfolgt.

6. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Empfangs- und eine Sendeantenne an dem die Steuerfunktion für die Wegfahrsperre und/oder Zugangsberechtigung umfassenden Modul (19) angeordnet ist, insbesondere HF-Antennen (27) für die Fernbedienung mittels eines Identifikations(ID) Gebers (5) und/oder induktive Antennen (28) für die "Keyless"-Funktionalität mittels des Identifikations(ID)-Gebers (5) sowie Energieübertragung zum Identifikations(ID)-Geber (5).

7. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mikrocontroller (21) die Steuerfunktionen wenigstens zweier Module (19, 20), insbesondere sämtlicher Module (19, 20, 36, 40) bearbeitet, und daß gegebenenfalls ein zweiter Mikrocontroller für redundant ausgebildete Steuerfunktionen, wie für die Wegfahrsperre und/oder die Batterieüberwachung, angeordnet ist.

8. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Steuergerät (4) ein Anschluß für ein Mikrofon (43) angeordnet ist.

9. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sprachbedienung des Kraftfahrzeugs (1), insbesondere mittels des Mikrofons (43), im Steuergerät (4), beispielsweise in einem der Module (40), integriert ist.

10. Kraftfahrzeug mit einem modular aufgebauten Steuergerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (4) im Cockpit, insbesondere in der dort befindlichen Instrumentafel (48), in der oberen Mittelkonsole (49), in der unteren Mittelkonsole (50), in der Autotüre (6) o. dgl. angeordnet ist.