DE10330446B4

DE10330446B4 - Vorrichtung zur Steuerung der Betriebszustände bei Steuergeräten

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Publication number: DE10330446B4
Application number: DE2003130446
Authority: DE
Inventors: Peter Dr. Herges; Volker Dipl.-Ing. Wilhelmi
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-07-05
Filing date: 2003-07-05
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2023-07-06
Also published as: DE10330446A1

Abstract

Vorrichtung zur Steuerung der verschiedenen Betriebszustände von Steuergeräten (2–12) bei einem Verkehrsmittel-Datenbus (16, 17, 19), bei dem mehrere Steuergeräte (2–12) in deren Normalbetriebszustand über den Datenbus untereinander Nachrichten austauschen, jedes Steuergerät (2–12) von einem Zentral-Steuergerät (1) über eine Steuerleitung (13, 14, 15) zur Energieeinsparung in einen Ruhezustand umgeschaltet wird, wobei das Zentral-Steuergerät (1) direkt über eine Dauerenergiequelle mit Strom versorgt wird und das Zentral-Steuergerät (1) nach Anliegen eines System-Abschaltsignals über die Steuerleitung (13, 14, 15) ein Steuersignal an die einzelnen Steuergeräte (2–12) überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Steuergeräte (2–12) als Steuergerätegruppen (2, 6, 11) von einem Gruppensteuerleitungspin des Zentral-Steuergerätes (1) gesteuert werden (S.7, Z. 4–23), das Zentral-Steuergerät (1) nach Anliegen des System-Abschaltsignals jede Steuergerätegruppe (2, 6, 11) über die jeweilige Gruppensteuerleitung zu einem unterschiedlichen Zeitpunkt in den Ruhezustand überführt, so dass die Steuergerätegruppen (2, 6, 11) eine unterschiedliche Abschaltdauer zum Herunterfahren der einzelnen Steuergeräte (2–12) in den Ruhezustand haben, wobei...

Description

Die Erfindung betrifft ein Vorrichtung zur Steuerung der verschiedenen Betriebszustände von Steuergeräten bei einem Verkehrsmittel-Datenbus, bei dem mehrere Steuergeräte in deren Normalbetriebszustand über den Datenbus untereinander Nachrichten austauschen, jedes Steuergerät von einem Zentral-Steuergerät über eine Steuerleitung zur Energieeinsparung in einen Ruhezustand umgeschaltet wird, wobei das Zentral-Steuergerät direkt über eine Dauerenergiequelle mit Strom versorgt wird und das Zentral-Steuergerät nach Anliegen eines System-Abschaltsignals über die Steuerleitung ein Steuersignal an die einzelnen Steuergeräte überträgt.

Aus der DE 196 11 944 A1 ist ein Steuergerät mit einem integrierten Schaltkreis bekannt, über den das Steuergerät an einen Datenbus angekoppelt wird. Der integrierte Schaltkreis wird vom Mikrorechner des Steuergerätes angesteuert und ermöglicht ein An- und Abschalten des zugehörigen Steuergerätes bzw. das Umschalten des Steuergerätes von einem Normalbetriebszustand in einen Standby-Betriebszustand und in einen Sleep-Zustand. Im Standby-Betriebszustand ist der Spannungsregler des Steuergeräts angeschaltet und das Steuergerät zieht einen Ruhestrom. Im Sleep-Zustand ist der Spannungsregler des Steuergerätes abgeschaltet, das Steuergerät zieht keinen Ruhestrom und das Steuergerät kann durch andere Steuergeräte geweckt werden. Bei dem beschriebenen Datenbussystem können sich die einzelnen Steuergeräte selbsttätig abschalten, beispielweise dann, wenn ein Mikrorechner über längere Zeit keine Rechenaufgaben durchgeführt hat. In diesem Fall kann sich jedes Steuergerät in den Ruhezustand, d. h. je nach Randbedingungen in den Sleep- oder den Standby-Betriebszustand schalten. Der Weckvorgang des Steuergerätes kann entwe der über einen lokalen Steuergeräteingang oder über den Datenbus erfolgen, wobei über den Datenbus eine Wecknachricht geschickt wird.

Das beschriebene Datenbussystem benötigt eine aufwendige Software für das Herunterfahren der einzelnen Steuergeräte und insbesondere bei Einsatz im Umfeld von Sendern ist eine erhöhte Abschirmung oder Fehlersicherheit notwendig, da EMV-Störungen (elektromagnetische Verträglichkeit) durch Veränderung von Daten in Speichermitteln des Steuergeräts zu einem vorzeitigen Abschalten oder ungewollten Einschalten der Steuergeräte führen kann. Wegen des erhöhten Aufwands in Bezug auf EMV-Abschirmung sind derartige Konzepte hauptsächlich im Bereich von teureren Luxusfahrzeugen im Einsatz.

Die EP 0 872 786 B1 zeigt ein System aus Drahtbus-vernetzten Steuergeräten mit verringertem Ruhestrombedarf. Dort ist ein Zentral-Steuergerät vorgesehen, das direkt über eine Dauerenergiequelle, d. h. über den Verkehrsmittelakkumulator, mit Strom versorgt wird. Über das Zentral-Steuergerät werden Steuergeräte über eine Steuerleitung mit Steuersignalen versorgt, die ein Ab- bzw. Anschalten der Steuergeräte bewirken. Ferner ist ein Verfahren zum Anschalten der Steuergeräte, d. h. zum Wecken der Steuergeräte über die Steuerleitung mittels eines Anschaltsignals, beschrieben. Das Anschaltsignal wird durch den Türkontakt oder eine Fernbedienung zum Öffnen und Schließen der Fahrzeugtür ausgelöst. Das beschriebene Datenbussystem hat eine wesentlich geringere Komplexität als das vorbeschriebene Datenbussystem und stellt in Bezug auf die Fehlersicherheit der Software und auf die EMV-Abschirmung eine wesentlich geringere Anforderung. Ein ungewolltes Anschalten der unterschiedlichen Steuergeräte durch EMV-Störungen oder durch Störungen in Software-Programmen ist erheblich reduziert, da lediglich im Zentral-Steuergerät eine Software zum An- und Abschalten der eingeschlossenen Steuergeräte vorhanden ist und die Steuerleitung und das Zentral-Steuergerät bzgl. EMV-Störungen besser abgeschirmt sein müssen. Dadurch ist die Fehlersicherheit bzgl. ungewollten Anschaltens der Steuergeräte reduziert, wodurch die Dauerenergiequelle, d. h.

der Fahrzeug-Akkumulator, in Bezug auf den Energieverbrauch in geringerem Umfang belastet wird.

Die DE 42 26 704 A1 beschreibt ein weckbares Datenbussystem, wobei die ringförmig gekoppelten Steuergeräte dann hochgefahren werden, wenn der Bus aktiv ist. Dieses Verfahren ist insbesondere bei optischen Datenbussen erforderlich, da zunächst der Datenbus hochzufahren ist und dann erst die Steuergeräte der Reihe nach aufgeschaltet werden. Bezüglich des Abschaltvorganges ist keine detaillierte Information offenbart.

Die DE 100 33 257 A1 beschreibt den Ein- und Abschaltvorgang von an einem Datenbus angeschlossenen Geräten. Dabei werden Abschaltsignale über den Datenbus selbst verschickt, um die Geräte abzuschalten. Dabei setzt ein Busmanager einen Softwarebefehl zum Ausschalten des Gerätes ab. Eine Aufteilung der Steuergeräte in Funktionsgruppen und die Erzeugung unterschiedlicher Abschaltzeiten pro Gruppe ist hier nicht beschrieben.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Vorrichtung zur Steuerung der verschiedenen Betriebszustände von Steuergeräten bei einem Verkehrsmittel-Datenbus derart weiterzubilden, dass der Abschaltvorgang einzelner Steuergeräte dahingehend verbessert wird, dass unterschiedliche Steuergeräte-Zugriffszeiten und damit auch eine verbesserte Energiebilanz beim Fahrzeug-Akkumulator erzielt wird. Eine weitere Aufgabe besteht darin, Ab- und Anschaltvorgänge über eine mit dem Zentral-Steuergerät verbundene Steuerleitung derart zu steuern, dass eine höhere Fehlersicherheit in Bezug auf ungewolltes Ab- bzw. Anschalten der einzelnen Steuergeräte ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Danach werden mehrere Steuergeräte als Steuergerätegruppen von einem Gruppensteuerleitungspin des Zentral-Steuergerätes gesteuert, das Zentral-Steuergerät überführt nach Anliegen des System-Abschaltsignals jede Steuergerätegruppe über die jeweilige Gruppensteuerleitung zu einem unterschiedlichen Zeitpunkt in den Ruhezustand, so dass die Steuergerätegruppen eine unterschiedliche Abschaltdauer zum Herunterfahren der einzelnen Steuergeräte in den Ruhezustand haben, wobei das Zentral-Steuergerät eine Steuergerätegruppe mit einer kurzen Abschaltdauer und eine Steuergerätegruppe mit einer längeren Abschaltdauer abschaltet und wobei in der Steuergerätegruppe mit längerer Abschaltdauer mehrere Steuergeräte zur Steuerung von Komponenten zusammengefasst sind, deren Komponenten nach dem Anliegen des System-Abschaltsignals am Zentral-Steuergerät noch für eine gewisse Zeit aktiv sind.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass bei einem Datenbussystem mit einem Zentral-Steuergerät, welches direkt über eine Dauerenergiequelle versorgt ist, und welches die übrigen Steuergeräte direkt abschaltet, eine höhere Fehlersicherheit und gleichzeitig ein verbessertes Steuergeräte-Abschaltverhalten ermöglicht wird. Einerseits werden aufgrund des Zentral-Steuergerätes weniger individuelle An- bzw. Abschaltvorgänge einzelner Steuergeräte vorgesehen, wodurch die Vielfalt der Betriebssoftware auf den einzelnen Steuergeräten verringert wird. Das System wird bzgl. der unterschiedlichen Betriebszustände weniger komplex und dadurch auch in Bezug auf die Entladung der Dauerenergiequelle, bspw. des Fahrzeug-Akkumulators, sicherer. Bei der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch auf über den Datenbus versendete Wecknachrichten verzichtet werden, da die An- bzw. Abschaltvorgänge jeweils mehrere Steuergerätegruppen betreffen, deren Steuergeräte alle gleichzeitig von einem Betriebszustand in einen nächsten Betriebszustand übergehen. Das ungewollte Anschalten von einzelnen Steuergeräten aufgrund eigener Softwareauswertung bleibt damit unterbunden.

Die An- bzw. Abschaltvorgänge werden über das Zentral-Steuergerät selbst gesteuert, was die Bereitstellung fehlersicherer Datenbussysteme erleichtert. Durch das Ansteuern verschiedener Steuergerätegruppen durch das Zentral-Steuergerät werden weniger Steuervorgänge notwendig, um eine Vielzahl von Steuergerätegruppen in unterschiedliche Betriebszustände zu versetzen. Die Steuergeräte werden jeweils zu einer Steuergerätegruppe so zusammengefasst, dass ein Abschalten dieser Steuergeräte zum gleichen Abschaltzeitpunkt erfolgen kann. Beispielsweise kann nach Anliegen eines System-Abschaltsignals, beispielsweise eines Schließanlage-Zu-Signals oder Zündung-Aus-Signals, ein Timer gesetzt werden und das Zentral-Steuergerät kann beispielsweise eine erste Steuergerätegruppe nach 3 Minuten, eine zweite Steuergerätegruppe nach 6 Minuten und eine dritte Steuergerätegruppe nach 20 Minuten abschalten.

Die Abschaltdauer unterscheidet sich bei unterschiedlichen Verkehrsmitteln. Andererseits hängt diese davon ab, wie lang eine Steuergerätegruppe nach dem System-Abschaltsignal noch aktiv sein muss. Ist das Verkehrsmittel ein Flugzeug, so werden Klimaanlagen und Bordelektronik noch einige Zeit nach dem Abschalten der Triebwerke aktiv bleiben müssen, wodurch sich die Abschaltdauer verlängert. Ist das Verkehrsmittel ein Kraftfahrzeug wird eine erste Steuergerätegruppe direkt nach dem System-Abschaltsignal herunterfahren und die notwendigen Daten rückspeichern. Diese Steuergerätegruppe kann nach sehr kurzer Abschaltdauer vom Zentral-Steuergerät über die Steuerleitung abgeschalten werden. Andere Steuergeräte, die nach dem System-Abschaltsignal, beispielsweise das Zündung-Aus-Signal des Motors, noch für eine gewisse Zeit aktiv sein müssen, wie beispielsweise ein Kühlerventilator, Innenraumbeleuchtung, Restwärmeaggregate und Telefontechnik werden in einer anderen Steuergerätegruppe zusammengefasst.

Das System-Abschaltsignal wird bei einem Verkehrsmittel bevorzugt durch ein Schließanlage-Aus, ein Motor-Aus- oder ein Zündung-Aus-Signal erzeugt. Das System-Abschaltsignal kann aber auch durch das Schließen der Türen oder durch einen anderen Vorgang vorgesehen werden. Das System-Abschaltsignal wird beispielsweise über den Datenbus zum Zentral-Steuergerät übertragen. Daraufhin können Steuergeräte zum Ansteuern des Motors und Getriebes sofort heruntergefahren werden. Dies kann einerseits durch einen Abschaltvorgang bei einer Steuergerätegruppe für die Motorsteuerung erfolgen oder diese Steuergerätegruppe wird direkt durch das Zündung-Aus-Signal und über einen Halbleiterschalter vom Bordnetz getrennt. Die anderen Steuergeräte, die nach dem System-Abschaltsignal noch eine gewisse Zeit aktiv sein müssen, werden in Steuergerätegruppen mit einer längeren Abschaltdauer zusammengefasst und nach Abschalten der letzten Komponente gemeinsam heruntergefahren.

Bei Weiterbildung der Erfindung werden die Steuergeräte aufgrund eines System-Anschaltsignals über eine direkt mit den Steuergeräten oder deren Spannungsversorgungsmittel verbundene Anschaltleitung unabhängig vom Zentral-Steuergerät eingeschaltet. Im Gegensatz zum Abschalten erfolgt bevorzugt der Vorgang nicht über die Steuerleitung, sondern beim Anliegen des System-Anschaltsignals wird jedes Steuergerät direkt eingeschaltet. Dies kann dadurch erfolgen, dass die Spannungsversorgung jedes Steuergerätes über einen Halbleiterschalter direkt eingeschaltet wird. Die Steuerung des Einschaltvorgangs kann, jedoch muss nicht, durch das Zentral-Steuergerät erfolgen. Das Anschaltsignal kann ein Schließanlage-Ein, ein Motor-Ein- oder ein Zündung-Ein-Signal sein, welches direkt oder unter Zwischenschaltung einer Logik-Schaltung über den Halbleiterschalter die einzelnen Steuergeräte anschaltet. Al ternativ dazu können auch bestimmte Steuergerätegruppen über die Signalleitungen zum Anschalten angesteuert werden.

Bevorzugt wird das Steuersignal zum Abschalten einer Steuergerätegruppe vom Zentral-Steuergerät zumindest streckenweise über dieselbe Steuerleitung zur Steuergerätegruppe übertragen. Die Steuerleitung für eine erste Steuergerätegruppe mit kurzer Einschaltdauer ist an einen ersten Steuerleitungs-Pin des Zentral-Steuergeräts angekoppelt und die Steuerleitung verzweigt sich am Ende, so dass alle Steuergeräte dieser Steuergerätegruppe mit der Steuerleitung elektrischen Kontakt haben. An einem weiteren Steuerleitungs-Pin des Zentral-Steuergeräts ist eine Steuerleitung für eine Steuergerätegruppe mit längerer Abschaltdauer verbunden und die Steuerleitung verzweigt sich am Ende, um mit sämtlichen Steuergeräten dieser Steuergerätegruppe verbunden zu sein. Auf diese Weise ist für eine größere Steuergerätegruppe zur elektrischen Ankopplung lediglich eine Einzelleitung notwendig, so dass lediglich eine geringe Anzahl von Steuerleitungen im Fahrzeug verlegt sind. Anstatt der endseitigen Verzweigung der Steuerleitung kann die Steuerleitung auch zum ersten Steuergerät und von diesem zu einem weiteren Steuergerät usw. bis zum letzten Steuergerät geführt sein.

Bei einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung steuert das Zentral-Steuergerät zusätzlich eine Schließanlage und/oder eine elektronische Diebstahl-Warnanlage an. Das Zentral-Steuergerät ist derart vorgesehen, dass dieses, wenn ein System-Anschaltsignal vorliegt, die Steuergeräte aktiv schaltet.

Bei einem Datenbussystem, welches aus verschiedenen Datenbussen aufgebaut ist, beispielsweise ein Motor-Datenbus, ein Innenraum-Datenbus und ein Telematik-Datenbus, können die Steuergerätegruppen entsprechend den Datenbussystemen aufgeteilt sein. Beispielweise können die Steuergeräte des Motor-Datenbusses unverzüglich nach dem Abschaltsteuersignal, beispielsweise Zündung-Aus-Signal heruntergefahren werden, so dass eine geringe Abschaltdauer vorgesehen ist. Andererseits können diese Steuergeräte auch gleichzeitig mit dem Zündung-Aus-Signal abgeschalten werden, was aber nur dann möglich ist, wenn diese Motor-Steuergeräte keine Daten in Speichermittel rückspeichern müssen.

Bezogen auf ein Kraftfahrzeug kann bei einer Ausführungsform beim Anliegen eines Zündung-Ein-Signals eine Zwangsschaltung, beispielsweise ein Halbleiterschalter, die einzelnen Steuergeräte direkt an die Batteriespannung legen bzw. schalten. Dadurch ist gewährleistet, dass bei einem Zündung-Ein-Signal, d. h. bei einem System-Einschaltsignal, die ausgewählten Steuergeräte unmittelbar hochgefahren werden, um betriebsbereit zu sein. Nach einem System-Abschaltsignal, ein Zündung-Aus-Signal, erfolgt bei einer Steuergerätegruppe die Speicherung von Daten innerhalb von einer Speicherdauer in dafür vorgesehene Speichermittel und nach Ablauf dieser Speicherdauer werden die betroffenen Steuergeräte abgeschaltet. Die anderen Steuergerätegruppen werden abhängig von deren Funktion zu verschiedenen Abschaltdauern vom Bordnetz getrennt.

Eine längere Abschaltdauer wird bei einer Steuergerätegruppe vorgesehen, die Steuergeräte zur Steuerung des Kühlerventilators oder einer Restwärmeverwertung vorgesehen sind, da der Kühlerventilator noch längere Zeit nach dem Zündung-Aus-Signal weiterläuft und das dazugehörende Steuergerät betriebsbereit bleiben muss. In einer anderen Steuergerätegruppe sind Steuergeräte zur Steuerung der Türen eines Schiebedachs oder einer Sicherungsrelaisbox vorgesehen, die während einer kürzeren Abschaltdauer herunterfahren, so dass hier nach dem Zündung-Aus-Vorgang eine Zeit von beispielweise 3 bis 20 Minuten vorgesehen ist. Dabei kann noch überprüft werden, ob die Tür bereits einmal geöffnet wurde oder ein Schließen des Schiebedachs bereits erfolgt ist, was entsprechend die Abschaltdauer verlängern oder verkürzen kann. Eine dritte Steuergerätegruppe beinhaltet Steuergeräte, die vom Fahrer individuell einstellbar sein können und deren Abschaltdauer, beispielweise über das Fahrerinformationssystem eingestellt werden kann. Beispielweise kann vorgesehen sein, dass die Steuergerätegruppe mit dem Telefonsteuergerät nicht oder erst nach einer Zeit von 1 Stunde in den Ruhezustand übergeht.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann das An- bzw. Abschaltsteuersignal über dieselbe Steuerleitung zu den Steuergruppen übertragen werden, wobei es sich dabei um ein binäres Steuersignal handelt, so dass das Anschaltsteuersignal vorliegt, wenn das Steuersignal den binären Signalzustand einnimmt und das Abschaltsteuersignal vorliegt, wenn das Steuersignal den anderen binären Signalzustand einnimmt.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die untergeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung zur erfindungsgemäßen Vorrichtung zu verweisen. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung
1 eine Ansicht der verschiedenen über jeweils einen Datenbus verbundenen Steuergeräte, die über das Zentral-Steuergerät angesteuert werden und
2 die Ansicht eines einzelnen Steuergerätes mit der Steuerleitung, dem Mikrorechner und einer Endstufenschaltung, die ein Verfahren zur Steuerung der ver schiedenen Betriebszustände des Steuergeräts ermöglichen.
Die Vorrichtung zur Steuerung der verschiedenen Betriebszustände bei Steuergeräten weist ein Zentral-Steuergerät 1, zu einer Steuergerätegruppe 2 zusammengefasste Steuergeräte 3, 4, 5 und zu einer weiteren Steuergerätegruppe 6 zusammengefasste Steuergeräte 7, 8, 9 und 10 auf. Eine dritte Steuergerätegruppe 11 weist ein einzelnes Telefonsteuergerät 12 auf. Zwischen dem Zentral-Steuergerät 1 und der ersten Steuergerätegruppe 2 ist eine erste Steuerleitung 13 vorgesehen. Zwischen dem Zentral-Steuergerät 1 und der zweiten Steuergerätegruppe 6 ist eine zweite Steuerleitung 14 vorgesehen. Zwischen dem Zentral-Steuergerät 1 und der dritten Steuergerätegruppe 11 ist eine dritte Steuerleitung 15 vorgesehen, wobei die Steuerleitungen 13, 14, 15 jeweils separat zueinander verlaufen. Die Steuerleitungen 13, 14, 15 sind zumindest während dem Abschaltvorgang der Steuergeräte 3 bis 11 aktiv, können aber auch beim Anschalten der Steuergeräte 3 bis 11 aktiviert sein.
Lediglich beispielhaft sind die Steuergeräte 3 bis 5 über einen Telematik-Datenbus 16 miteinander zum Austausch von Nachrichten verbunden und die Steuergeräte 7 bis 10 können über einen Innenraum-Datenbus 17 miteinander verbunden sein. Auch das Zentral-Steuergerät 1 kann über eine Steuerleitung 19 bzw. einen Datenbus verbunden sein und mehrere Datenbusse 16, 17, 19 sind mit einem Gateway 18 gekoppelt, der einen Nachrichtentransfer zwischen dem Datenbussystem 16, 17, 19 zulässt. Die Kopplung über die Datenbussysteme 16, 17, 19 kann aber auch in jeder beliebigen anderen Form erfolgen. Es kann auch lediglich ein einziger Datenbus, beispielsweise ein CAN-Datenbus, die verschiedenen Steuergeräte miteinander verbinden. Dem Zentral-Steuergerät 1 zugeordnet ist ein Uhren-IC 20 oder ein Timer, so dass das Zentral-Steuergerät 1 beim Abschaltvorgang der Steuergeräte 1 bis 12 bestimmte vorgegebene Abschaltdauern einhalten kann.
Das erfindungsgemäße System kann derart ausgestaltet sein, dass entweder sämtliche Steuergeräte im Ruhezustand heruntergefahren sind und nur das Zentral-Steuergerät 1 aktiviert ist. Andererseits kann auch vorgesehen sein, dass über eine sehr lange Zeit sämtliche Steuergeräte 1 bis 12 einen gewissen Ruhestrom ziehen. Im Ruhezustand verbrauchen beispielsweise das Zentral-Steuergerät und die Uhr 5 mA und jedes einzelne weitere Steuergerät 0,1 mA pro Steuergerät. Dadurch ist gewährleistet, dass bei heruntergefahrenem Datenbussystem die gesamte Ruhestromaufnahme am Verkehrsmittel bei maximal 10 mA liegt. Dadurch können Standzeiten von mehr als 3 Monate erreicht werden, ohne dass der Fahrzeug-Akkumulator entladen ist. Erst bei längerer Standzeit, beispielsweise nach 2 Monaten, schalten sich die Steuergeräte in den Sleep-Zustand, bei dem keine Ruhestromaufnahme erfolgt, wobei wegen der Weckfähigkeit zumindest ein Steuergerät im Standby-Betrieb sein wird.
Das Zentral-Steuergerät 1 ist bei einer Ausführungsform mit der Tür-Schließanlage und mit der elektronischen Diebstahl-Warnanlage gekoppelt. Diese Komponenten können auch im Zentral-Steuergerät integriert sein. Das dargestellte System ist besonders fehlersicher in Bezug auf Abschalten und Anschalten von Steuergeräten 3 bis 12. Ein ungewolltes Ab- oder Anschalten durch Softwarefehler oder durch EMV-Störungen kann bei der vorgegebenen Struktur auf ein Minimum reduziert werden.
Die Steuerleitungen 13, 14, 15 sind dafür vorgesehen, die Steuergeräte 3 bis 12 abzuschalten. Dazu kann die Steuerleitung 13, 14, 15 jeweils auf den Steuer-Pin eines Steuergeräts 3 bis 12 gelegt sein und direkt das Steuergerät 3 bis 12 herunterfahren, wenn ein Abschaltsignal an den Steuerleitungen 13, 14, 15 anliegt. Die Steuerleitungen 13, 14, 15 können aber auch mit der Spannungsversorgungsschaltung jedes Steuergerätes 3 bis 12 verbunden sein und über einen Halbleiterschalter die Spannungsversorgung der jeweiligen Steuergeräte 3 bis 12 abschalten. Darüber hinaus kann aber auch nur die Spannungsversorgung für die Endstufen oder den Mikrorechner separat abgeschalten werden und es kann alternativ zum Halbleiterschalter eine Relaisschaltung vorgesehen sein.
Eine Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass dann, wenn beim Verkehrsmittel die Zündung eingeschaltet wird, sämtliche Steuergeräte automatisch hochgefahren werden. Dazu ist unabhängig vom Datenbus und direkt mit der Spannungsversorgung der einzelnen Steuergeräte 3 bis 12 jeweils ein Halbleiterschalter, insbesondere ein zweistufiger Transistorschalter in Spiegelschaltung, vorgesehen, um die einzelnen Steuergeräte 3 bis 12 anzuschalten. Der Abschaltvorgang der einzelnen Steuergeräte 3 bis 12 wird, wie bereits beschrieben, zu unterschiedlichen Abschaltzeiten erfolgen. Dazu werden die Steuergeräte 3 bis 12 in verschiedene Steuergerätegruppen 2, 6, 11 eingeteilt, wobei jede Steuergerätegruppe 2, 6, 11 zu einem unterschiedlichen Abschaltzeitpunkt heruntergefahren wird. Steuergeräte, die beispielsweise Komponenten steuern, welche nach dem Abschalten der Zündung noch aktiv sind, werden in einer Steuergerätegruppe 6 zusammengefasst und zu einem sehr späten Abschaltzeitpunkt, beispielsweise nach 20 Minuten ab dem Abschalten der Zündung, heruntergefahren. Beispielsweise Motorsteuergeräte können mit dem Zündung-Aus-Signal sofort abgeschaltet werden und sind dazu in einer anderen Steuergerätegruppe zusammengefasst. Schließlich sind beispielweise Telematik-Steuergeräte in einer Steuergerätegruppe 11 zusammengefasst, die in einer speziell einstellbaren Abschaltdauer heruntergefahren werden, nachdem Steuergerätedaten in einem Speichermittel zuvor abgespeichert werden.
In 2 ist noch das Steuergerät 3 dargestellt, welches mit einem Mikrorechner 20 und einer Endstufenschaltung 21 sowie einem Spannungsregler 22 ausgestattet ist. Der Spannungsregler 22 wird über den Verkehrsmittel-Akkumulator mit der Batteriespannung U_Batt versorgt und wandelt diese in die Spannung V_CC um, um den Mikrorechner 20 mit der entsprechenden Spannung zu versorgen. Über die Steuerleitung 13 wird ein Halbleiterschalter 23 angesteuert, um den Spannungsregler direkt von der Batteriespannung zu trennen, um das System in den Ruhezustand zu überführen. Der Halbleiterschalter 23 kann aber auch nur den Spannungsregler in einen Ruhezustand überführen, so dass ein Standby-Modus eingestellt ist. Der Mikrorechner 20 steuert eine Endstufenschaltung 21 an, die die einzelnen Komponenten, beispielsweise Aktoren, direkt ansteuert. Die Endstufenschaltung 21 wird im Ruhezustand heruntergefahren, so dass entweder gar keine oder nur eine sehr geringe Ruhestromaufnahme erforderlich ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erzeugt eine besonders fehlersichere Betriebsweise des gesunden Datenbussystems mit den angeschlossenen Steuergeräten, verhindert ein ungewolltes Ein- oder Ausschalten der einzelnen Steuergeräte durch EMV-Störsignale und erzielt einen besonders geringen Ruhestrom für das gesamte Datenbussystem.

Claims

Vorrichtung zur Steuerung der verschiedenen Betriebszustände von Steuergeräten (2–12) bei einem Verkehrsmittel-Datenbus (16, 17, 19), bei dem mehrere Steuergeräte (2–12) in deren Normalbetriebszustand über den Datenbus untereinander Nachrichten austauschen, jedes Steuergerät (2–12) von einem Zentral-Steuergerät (1) über eine Steuerleitung (13, 14, 15) zur Energieeinsparung in einen Ruhezustand umgeschaltet wird, wobei das Zentral-Steuergerät (1) direkt über eine Dauerenergiequelle mit Strom versorgt wird und das Zentral-Steuergerät (1) nach Anliegen eines System-Abschaltsignals über die Steuerleitung (13, 14, 15) ein Steuersignal an die einzelnen Steuergeräte (2–12) überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Steuergeräte (2–12) als Steuergerätegruppen (2, 6, 11) von einem Gruppensteuerleitungspin des Zentral-Steuergerätes (1) gesteuert werden (S.7, Z. 4–23), das Zentral-Steuergerät (1) nach Anliegen des System-Abschaltsignals jede Steuergerätegruppe (2, 6, 11) über die jeweilige Gruppensteuerleitung zu einem unterschiedlichen Zeitpunkt in den Ruhezustand überführt, so dass die Steuergerätegruppen (2, 6, 11) eine unterschiedliche Abschaltdauer zum Herunterfahren der einzelnen Steuergeräte (2–12) in den Ruhezustand haben, wobei das Zentral-Steuergerät (1) eine Steuergerätegruppe (2, 6, 11) mit einer kurzen Abschaltdauer und eine Steuergerätegruppe (2, 6, 11) mit einer längeren Abschaltdauer abschaltet und wobei in der Steuergerätegruppe (2, 6, 11) mit längerer Abschaltdauer mehrere Steuergeräte (2–12) zur Steuerung von Komponenten zusammengefasst sind, deren Komponenten nach dem Anliegen des System-Abschaltsignals am Zentral-Steuergerät (1) noch für eine gewisse Zeit aktiv sind.
Vorrichtung zur Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Steuergerätegruppe (2, 6, 11) eines der Steuergeräte (2–12) zur Steuerung des Kühlerventilators oder einer Restwärmeverwertung und in einer zweiten Steuergerätegruppe (2, 6, 11) eines der Steuergeräte (2–12) zur Steuerung der Türen, eines Schiebedachs oder einer Sicherungsrelaisbox angesteuert wird.
Vorrichtung zur Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrorechner zumindest eines Steuergerätes durch das Abschaltsignal abgeschaltet wird, während die Endstufe dieses Steuergerätes langandauernd zumindest im Standby-Modus oder in einem Ruhezustand mit verringerter Stromaufnahme verbleibt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das System-Abschaltsignal bei einem Verkehrsmittel durch ein Schließanlage-Zu, ein Motor-Aus- oder ein Zündung-Aus-Signal erzeugt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuergeräte (2–12) aufgrund eines System-Anschaltsignals über eine direkt mit den Steuergeräten (2–12) oder deren Spannungsversorgungsmittel verbundene Anschaltleitung unabhängig vom Zentral-Steuergerät (1) eingeschaltet werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersignal zum Abschalten einer Steuergerätegruppe (2, 6, 11) vom Zentral-Steuergerät (1) zumindest stre ckenweise über dieselbe Steuerleitung (13, 14, 15) zur Steuergerätegruppe (2, 6, 11) übertragen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentral-Steuergerät (1) zusätzlich eine Schließanlage und/oder eine elektronische Diebstahl-Warnanlage ansteuert.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das System-Anschaltsignal durch ein Schließanlage-Auf, ein Motor-Ein- oder ein Zündung-Ein-Signal erzeugt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuergerätegruppe (2, 6, 11) zur Steuerung eines Motors sofort heruntergefahren wird, wenn ein Abschaltsteuersignal anliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer dritten Steuergerätegruppe (2, 6, 11) eines der Steuergeräte (2–12) zur Steuerung des Telefon oder des Fahrerinformationssystems angesteuert wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschalt- oder Anschaltsteuersignal ein binäres Signal auf den Steuerleitungen ist, welches im Anschaltzustand einer Steuergerätegruppe (2, 6, 11) den einen Signalwert und im Ausschaltzustand einer Steuergerätegruppe (2, 6 bzw. 11) den anderen Signalwert einnimmt.