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Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zum Betrieb eines Einsatzfahrzeuges oder von im Einsatzfahrzeug integrierten oder extern betreibbaren Zusatzaggregaten umfassend zumindest eine Konfiguriereinheit, wobei den einzelnen Zusatzaggregaten Elektronikmodule, die jeweils eine Rechenvorrichtung, umfassend einen Mikrokontroller und eine Speichervorrichtung, analoge und/oder digitale Ein-Ausgangsschnittstellen mit einem oder mehreren Anschlusskontakten, sowie ein Bussystem umfassen, zugeordnet sind.
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Um die vielfältigen und immer komplexer werdenden Aufgaben, die Einsatzfahrzeuge, insbesondere Feuerwehrfahrzeuge, haben, zu erfüllen, werden auch an die einzelnen Systemkomponenten, insbesondere Pumpen, Schaumzumischsysteme, Werfer, Tragspritzen, Ventile, usw., mit denen diese Aufgaben letztendlich erfüllt werden, immer höhere Anforderungen gestellt. Dies bringt es mit sich, dass eine immer komplexer werdende Elektro- und Steuerungstechnik Anwendung findet. Dadurch wird eine Integration neuer oder geänderter Systemkomponenten in eine bestehende Fahrzeug- oder Aggregatselektronik erschwert.
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Die
DE 36 27 300 A1 offenbart ein Digital-Steuerteil, deren Fronttafel eine Anzeigeeinrichtung umfasst, die eine Prozessvariable, einen eingegebenen Wert und eine Manipulationsvariable anzeigen kann. Durch Betätigung einer Änderungseinrichtung können diese Werte verändert werden. Nach Betätigung einer oder mehrerer Änderungseinrichtungen wird die Steuerung zu einer Funktion- oder Parameter-Einstellbetriebsart verschoben. A/D-Umsetzer dienen zum Umsetzen analoger Eingangsgrößen in Digitalsignale, die zu einer Zentraleinheit (CPU) über eine Busleitung gespeist werden. Die Zentraleinheit führt eine Rechenoperationssteuerung bzgl. der Eingangssignale aufgrund gewünschter Funktionen und Parameter aus, die in einem Speicher eingeschrieben sind. Das Steueroperationsergebnis wird von einem Wert-Ausgabeabschnitt zu einem steuernden Abschnitt (z. B. einem Steuerventil) gespeist. Ein Tafel-Steuerteil dient zum Empfangen von Signalen von Schaltern auf der Fronttafel über die Busleitung sowie zum Ausgeben dieser Signale an die Zentraleinheit.
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Die
DE 196 22 529 A1 offenbart eine Ansteuereinrichtung zum Ansteuern elektrischer und/oder elektronischer Komponenten eines Kraftfahrzeuges mit einer Zentralelektronik, der über einen Dateneingang eine Mehrzahl Daten zuleitbar ist, welche in der Zentralelektronik verarbeitbar und von der über eine gemeinsame Leitung eine Mehrzahl von Komponenten Ansteuerdaten zuleitbar sind. Die gemeinsame Leitung ist ein bidirektionaler Datenbus.
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Die
WO 01/05629 A1 offenbart ein Steuersystem für Fahrzeugkomponenten, die sich im Hinblick auf die erforderliche Spannung, Strom, Lastdauer und Energievariabilität unterscheiden. Dabei werden ein oder mehrere Interface-Module zusätzlich zu Steuereinrichtungen, wie Motor- und Wagensteuerungen, verwendet, um die Betätigung und die Energieversorgung von nicht-standardisierten Vorrichtungen, wie z. B. Motorantriebspumpen für hydraulisches Heben. Die Interface-Module werden dabei von einer elektronischen Systemsteuerung über einen seriellen Kommunikations-Link angesprochen. Jedes Interface-Modul stellt digitale und analoge Ausgänge für die daran angeschlossenen Vorrichtungen zur Verfügung.
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Aus der
DE 199 44 132 A1 ist ein System zur prozessgesteuerten Übertragung von elektrischen Signalen und elektrischer Energie innerhalb eines militärischen Fahrzeugs bekannt. Dabei sind mehrere Verbraucher über ein CAN-Bussystem mit einer zentralen Verteilereinheit, in der das Bussystem integriert ist, und einer zentralen Energieversorgungseinheit verbunden. Dadurch werden ausgedehnte Steuerleitungen vermieden. Die einzelnen Verbraucher werden sternförmig über verlängerte Stichleitungen, die im selben Kabel wie die Versorgungsleitungen geführt werden, an den Bus angeschlossen. Dabei können die Teilnehmer direkt oder über ein gemeinsames Knotenelement an den Bus angeschlossen werden. Die Knoten sind dabei identisch aufgebaut und können daher jederzeit gegeneinander ausgetauscht werden. Der identische Aufbau wird dadurch erreicht, dass die Kontaktbelegung der Anschlussstecker für die Verbraucher so festgelegt wird, dass alle nötigen Signale zur Verfügung stehen und nicht zu viele Reserveleitungen offen bleiben.
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Aus der
DE 195 05 845 A1 ist ein Steuergerät für Aggregate auf für den Kommunal- oder Winterdienst bestimmten Fahrzeugen bekannt. Durch die Verwendung eines CAN-Bussystems wird eine gewisse Flexibilität hinsichtlich der Austauschbarkeit der einzelnen Anbaugerate erreicht. Dazu sind mehrere Steckverbindungen, bzw. Schnittstellen entlang des Busses vorgesehen. An diesen Schnittstellen können verschiedenen CAN-Bus geeignete Geräte, wie zum Beispiel eine Anzeigeeinheit oder Bedieneinheit, angeschlossen werden.
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Aus der
EP 0 952 704 A2 ist ein elektronisches, datenbusfähiges Fahrzeugsteuergerät bekannt. Hier wird im Fahrzeugsteuergerät ein ansteuerbares Datenprotokollgerät integriert, welches das jeweils zu benutzende Datenprotokoll aus einer vorgegebenen Menge verschiedener Protokolle variabel festlegt. Unter Datenprotokoll wird dabei die Art und Weise verstanden, in welcher zeitlichen Folge Dateninformationen transferiert werden. Über dieses Protokoll erfolgt dann die Kommunikation der einzelnen Komponenten untereinander.
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Nachteilig bei diesen aus dem Stand der Technik bekannten Systemen ist, dass Aggregate mit anderen als den ursprünglich vorgesehenen elektrischen Eigenschaften nur unter großem Aufwand oder durch tauschen kompletter Module in die existierende Elektronik integriert werden können.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Steuervorrichtung anzugeben, die flexibel auf Änderungen der einzelnen Systemkomponenten, hinsichtlich ihrer elektrotechnischen Spezifikationen, angepasst werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Elektronikmodule zum elektronischen Datenaustausch über ein gemeinsames Bussystem miteinander in Kommunikation stehen, wobei in den jeweiligen Elektronikmodulen eine Konfiguriereinheit integriert ist, die mit der im Elektronikmodul angeordneten Rechenvorrichtung kommunikationsverbunden ist und der zumindest eine Eingabeeinheit und eine Anzeigeeinheit zugeordnet ist, wobei in der Speichervorrichtung Softwarefunktionen hinterlegt sind, die über die Konfiguriereinheit den Anschlusskontakten der Ein-Ausgangsschnittstellen des Elektronikmoduls zuordenbar sind.
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Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass das verwendete Elektronikmodul, welches für das jeweilige Zusatzaggregat die zentralen Steuerungsaufgaben übernimmt, flexibel an die Funktionen und die Anschlüsse dieses Aggregats angepasst werden kann. Die erforderlichen Daten werden über eine einfach zu bedienende Konfiguriereinheit mittels einer Eingabeeinheit und eine Anzeigeeinheit eingegeben, wodurch eine einfache Parametereingabe und gleichzeitige Kontrolle dieser Eingabe möglich ist. Die im Speicher des Elektronikmoduls hinterlegten und zur Verfügung stehenden Funktionen bzw. Softwareroutinen, können durch Eingaben an der Konfiguriereinheit den gewünschten Anschlusspins des Zusatzaggregates zugeordnet werden.
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Damit wird es vorteilhaft möglich, dass bei Änderungen am Zusatzaggregat oder Austausch eines Zusatzaggregats keine neue Verkabelung und/oder keine Änderung der im Elektronikmodul gespeicherten Software oder des Elektronikmoduls selbst, notwendig wird. Weiters ist von Vorteil, dass durch die Flexibilität der Steuervorrichtung, auch nach der Auslieferung des Fahrzeuges, neue Aggregate durch Ändern der Konfiguration der Elektronikmodule, in die bestehende Steuervorrichtung integriert werden können.
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Durch die Integration der Konfiguriereinheit in das Elektronikmodul kann eine Neu- oder Umkonfiguration direkt am Modul selbst erfolgen, wodurch eine Unabhängigkeit, beispielsweise bei Fehlern oder Störungen des Bussystems, erreicht wird.
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Es ist auch vorteilhaft, dass das Elektronikmodul und die Konfiguriereinheit mit wenigstens einer Schnittstelle zur Nah- oder Fernübertragung von Signalen bzw. Daten über ein lokales oder globales Netzwerk ausgebildet ist, da dadurch ein Datenaustausch und ein Zusammenwirken verschiedener Elektronikmodule einfach möglich ist oder dadurch beispielsweise Konfigurationsdaten, die auf entsprechenden Servercomputern des Herstellers hinterlegt sind, ausgetauscht werden können.
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Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass die Konfiguriereinheit extern angeordnet und mit dem Elektronikmodul in leitungsverbundener oder in drahtloser Kommunikation steht, wodurch von einer zentralen Konfiguriereinheit, beispielsweise in der Fahrzeugkabine angeordnet, alle in der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung integrierten Elektronikmodule konfiguriert werden können. Dieses Konfigurieren kann auch über eine Funkverbindung, beispielsweise durch eine mobile Servicestation, erfolgen.
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Vorteilhaft ist es auch, wenn das Elektronikmodul durch eine elektronische Identifikationsnummer eindeutig gekennzeichnet ist, da dadurch ein gezieltes Ansprechen des gewünschten Moduls, sowie eine Konfiguration von zentraler Stelle erfolgen kann.
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Durch das Verwenden eines handelsüblichen PCs oder auch gängiger Palmtop oder Handheld-Computer zum Konfigurieren der Elektronikmodule, wird der Vorteil einer einfach aufbaubaren graphischen Bedienoberfläche und nahezu beliebiger Flexibilität im Funktionsumfang erzielt.
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Gemäß einer Weiterbildung ist es auch möglich, dass Elemente der Eingabeeinheit aus mechanischen Schaltern, insbesondere aus DIP-Schaltern, gebildet sind und dadurch durch einen Servicetechniker direkt vor Ort, ohne Zuhilfenahme von speziellen Werkzeugen, eine Neukonfiguration der Elektronikmodule durchgeführt werden kann. Außerdem bieten solche Schalter den Vorteil von größter Schaltsicherheit und sind in einem raumsparenden Gehäuse untergebracht.
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Weiters ist es auch möglich, dass die Konfiguriereinheit das Setzen von Parametern der Elektronikmodule erlaubt, wodurch eine einfache Eingabe von beispielsweise Analogwerten wie Null-Punkt, Voll-Punkt, Spreizung, einfach möglich ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass in der Speichervorrichtung des Elektronikmoduls die Parameter nullspannungssicher, insbesondere in einem EEPROM oder Flash-Speicher, hinterlegt sind. Dadurch können aggregatspezifische Parameter auch bei Stromausfall sicher im Elektronikmodul gespeichert werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Softwarefunktionen über die bestehende Busverbindung in den Rechner des Elektronikmoduls übertragen bzw. von dort gelesen werden und nullspannungssicher hinterlegt werden können. Dadurch kann ein einfaches Softwareupdate der Funktionen im Elektronikmodul durchgeführt werden.
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Erfindungsgemäß ist es auch möglich, dass in der Speichervorrichtung Parameter für ein Notlaufprogramm bei defekten Busverbindungen hinterlegt sind und somit bei einem Defekt in der Busverbindung, ein sogen. Notlaufprogramm das jeweilige Aggregat in einem betriebssicheren Zustand betreiben kann.
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Es ist aber auch möglich, dass in den Elektronikmodulen Mittel zum Wiederherstellen einer Auslieferungskonfiguration vorhanden sind und es dadurch einfach möglich ist, beispielsweise bei Fehlbedienungen oder fehlerhafter Eingabe von Parametern, die Auslieferungskonfiguration des Herstellers wieder herzustellen. Vorteilhaft ist es auch, dass das Bussystem durch ein Feldbussystem, insbesondere einen CAN-Bus, gebildet ist und die Topologie des Bussystems linear ist, da Feldkomponenten Wartung, Diagnose und Kontrolle auf sich selbst anwenden können, bidirektionale Kommunikation und Kommunikation mit anderen Feldkomponenten unterstützen, sowie der Verkabelungsaufwand und dadurch die Kosten erheblich reduziert werden können.
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Weiters ist es möglich, dass die Steuerleitungen und die Versorgungsleitungen des Bussystems getrennt geführt sind und dadurch auch Verbraucher, die aufgrund ihrer Leistungsaufnahme stärker dimensionierte Versorgungsleitungen benötigen, angeschlossen werden können.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Daten der Elektronikmodule ausschließlich durch eine autorisierte Stelle festlegbar und/oder veränderbar sind und dadurch Fehlfunktionen oder Schäden vermieden werden können.
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Schließlich ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, dass die Anzeigeeinheit durch LEDs gebildet ist, was den Vorteil einer kostengünstigen Realisierung der Konfiguriereinheit bietet.
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Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung soll mit den nachfolgenden Ausführungsbeispielen und anhand von Figuren näher erläutert werden.
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Es zeigen:
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1 ein Einsatzfahrzeug mit am Dach angeordneten Zusatzaggregaten und einem Anhänger, mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung, in Seitenansicht;
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2 erfindungsgemäße Steuervorrichtung mit zwei unterschiedlichen Elektronikmodulen mit gemeinsamen Bussystem, als Blockschaltbild;
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3 schematische Darstellung des Konfigurierens.
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Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
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In 1 ist eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung 1 in einem integriert Einsatzfahrzeug 2, beispielsweise einem Feuerwehrfahrzeug, mit am Dach angeordneten Zusatzaggregaten 3 und einem Anhänger 4 in Seitenansicht dargestellt. Auf oder in dem Einsatzfahrzeug 2 können verschiedene Zusatzaggregate 3, beispielsweise Pumpen, Kompressor-, Hydraulik-, Stromaggregate und Ähnliches angeordnet sein. Unter Zusatzaggregate 3 werden im Folgenden ebenso verschiedenste Ausrüstungsgegenstände, wie Werfer, Tragspritzen, Beleuchtungseinrichtungen, Schaumzumischsysteme, Warn- bzw. Signaleinrichtungen, Lüfter, Leitern usw. verstanden. Des weiteren zeigt 1 einen mit einer Kupplungsvorrichtung zur lösbaren Verbindung mit dem Einsatzfahrzeug 2 angekuppelten Anhänger 4, der ebenso mit verschiedenen Zusatzaggregaten 3, insbesondere Generatoren zur Stromerzeugung, Löschmittelpumpen oder Lüftern ausgestattet sein kann.
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Den einzelnen Zusatzaggregaten 3 sind Elektronikmodule 5 zugeordnet, die zum elektronischen Datenaustausch über ein gemeinsames Bussystem 6, miteinander in Kommunikation stehen. Das Bussystem 6 wird erfindungsgemäß durch ein Feldbussystem, insbesondere einen CAN (Contoller Area Network) – Bus, gebildet. Dabei verfügt jedes Elektronikmodul 5 über CAN Eingangs- und Ausgangsschnittstellen, wie durch Kommunikationsschnittstellen 8 in 2 dargestellt.
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Dem Elektronikmodul 5 kommt die Funktion eines CAN-Knotenelements zu, an das die verschiedenen Zusatzaggregate angeschlossen werden. Die Topologie des Bussystems 6 ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform linear, also in Busstruktur ausgeführt. Es ist erfindungsgemäß aber ebenso denkbar, dass das Bussystem 6 beispielsweise ring- oder sternförmig ausgebildet ist. Ebenso besteht die Möglichkeit redundante Busleitungen zur Erhöhung der Ausfallsicherheit einzusetzen. Die Datenleitungen werden aufgrund der hohen Ströme und der damit verbundenen Störfelder die einzelne Zusatzaggregate benötigen bzw. hervorrufen, bevorzugt getrennt von den Versorgungsleitungen geführt. Die CAN-Technologie bietet unter anderem die Vorteile einer erprobten Technik, einfacher Verkabelung und sicheren Übertragung. Das Bussystem 6 kann jedoch auch durch andere Systeme, beispielsweise durch ein LON (Local Operating Network), Profibus (Process Field Bus), ASI (Actuator Sensor Interface), Interbus-S, FIP (Flux Information Processus, Factory Instrumentation Protocol) gebildet sein.
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Die Elektronikmodule 5 übernehmen die zentralen Steuerungs- und Regelungsaufgaben der angeschlossenen Zusatzaggregate 3. Dazu gehört beispielsweise das Ansteuern von Ventilen, Pumpen und Relais, Mengen- und Durchflussregelung bzw. Messung, Erfassung von Taster- und Kontaktzuständen bzw. Betriebszuständen und deren logische Verknüpfung und Auswertung bzw. Anzeige, Steuerung des gesamten Datenflusses unter Einhaltung von Busprotokollen, Steuerung der Kommunikation über eine Funkstrecke, Verarbeitung von Benutzereingaben, optische und akustische Anzeige von Betriebszuständen sowie die Energieversorgung bzw. Verteilung der einzelnen Aggregate. Dazu sind entsprechende Softwarefunktionen im Elektronikmodul 5 hinterlegt. Weiters können über beispielsweise elektrische, magnetische, optische oder thermische Sensoren interessierende Signale oder Zustände durch das Elektronikmodul 5 verarbeitet und ausgewertet werden. Die Sensoren müssen dabei nicht im Elektronikmodul 5 integriert sein, sondern können damit zum Datenaustausch in leitungsverbundener oder berührungsloser Kommunikation stehen.
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Des weiteren kann durch das Elektronikmodul 5 die Umwandlung der Eingangs- bzw. Ausgangssignale in Analog- bzw. Digitalwerte oder umgekehrt durchgeführt werden. Auch ist eine Filterung bzw. Aufbereitung oder Anpassung der einzelnen Signale an die spezifischen Eigenschaften und Anforderungen des Zusatzaggregats 3 möglich.
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Die einzelnen Elektronikmodule 5 sind sowohl in ihrem hardwaremäßigen, als auch in ihrem softwaremäßigen Aufbau nicht ident ausgeführt, sondern sind an das jeweilige Zusatzaggregat 3, bzw. an den Einbau-Ort des Zusatzaggregats 3, bzw. an den Einbau-Ort im Zusatzaggregat 3 angepasst. Berücksichtigung kann dabei beispielsweise die mechanische Belastung, die auf das Elektronikmodul 5 einwirkt, finden. Auch hohe Temperaturbelastung oder elektromagnetische Felder werden durch entsprechende Abschirmungen berücksichtigt. Die Anpassung erfolgt beispielsweise auch dahingehend, dass für Zusatzaggregate 3 mit höherer Leistungsaufnahme, die elektronischen Bauelemente, beispielsweise Relais oder Leistungstransistoren, entsprechend höher dimensioniert sind, oder im Gegenzug bei geringeren Anforderungen geringer dimensioniert werden können, was Kosten einspart. Ebenso können schnellere Schaltzeiten oder Verarbeitungszeiten der angesteuerten Zusatzaggregate 3 durch Verwendung entsprechend schnellerer elektronischen Bauteile berücksichtigt werden.
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Die im Anhänger 4 integrierten und einem Zusatzaggregat 3 zugeordneten Elektronikmodule 5 werden zum Datenaustausch über entsprechend flexible und stabile Leitungen mit dem Bussystem 6 des Einsatzfahrzeuges 2 verbunden. Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung ist auch eine drahtlose Funkverbindung möglich. Die Verbindung dient zur Integration des Anhängers 4 in die gesamte Steuervorrichtung 1. Da die einzelnen Elektronikmodule 5 jedoch unabhängig voneinander arbeiten können und somit die im Anhänger 4 integrierten Einheiten und Module eine eigenständige Steuervorrichtung 1 bilden, ist es erfindungsgemäß auch möglich, den Anhänger 4 und dessen Zusatzaggregate 3 unabhängig vom Einsatzfahrzeug 2 zu betreiben, bzw. die Funktionalität der Steuervorrichtung 1 zu nutzen.
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Weiters besteht natürlich auch die Möglichkeit Zusatzaggregate 3 direkt an das Bussystem 6 anzukoppeln.
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In 2 ist die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 1 mit zwei unterschiedlichen Elektronikmodulen 5, mit gemeinsamen Bussystem 6 als Blockschaltbild dargestellt.
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Es sei festgehalten, dass beide Elektronikmodule 5 nicht ident ausgeführt sein müssen, sondern wie schon in 1 beschrieben, an den Einsatzort und -zweck angepasst. In 2 wird dies durch unterschiedlich breite Ein- Ausgangsschnittstellen 7 angedeutet. Beide Elektronikmodule 5 sind über die Schnittstellen 8 und das gemeinsame Bussystem 6 miteinander leitungsverbunden. Die erforderlichen Energiequellen sind hier nicht dargestellt.
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Über die Ein-Ausgangsschnittstellen 7 werden die Zusatzaggregate 3 angesteuert, bzw. werden Signale von den Zusatzaggregaten 3 empfangen. Diese Signale können sowohl analoger wie auch digitaler Art sein. Die Pinbelegung der Steckkontakte der Ein-Ausgangsschnittstelle 7 kann je nach Art des daran angeschlossenen Zusatzaggregates 3 unterschiedlich sein.
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Eine Rechenvorrichtung 9, umfassend eine Speichervorrichtung 10 und einen Mikrokontroller 11, steuert die gesamte Datenverarbeitung, sowohl die Kommunikation über das Bussystem 6, also auch die Zuordnung der in der Speichervorrichtung 10 hinterlegten Softwarefunktionen zu den einzelnen Hardwarepins der Ein- Ausgangsschnittstelle 7. Die Speichervorrichtung 10 kann durch einen Flash-Speicher, ein EPROM, EEPROM und andere Schreib- und Lesespeicher gebildet werden. Dadurch sind die Daten auch bei Stromausfall sicher gespeichert.
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Die in der Speichervorrichtung 10 hinterlegten Softwarefunktionen müssen erfindungsgemäß nicht in allen Elektronikmodulen 5 ident vorhanden sein, bzw. müssen nicht alle Softwarefunktionen in allen Modulen hinterlegt sein. Neben der Basis-Applikationssoftware, die für die grundlegende Funktionalität, beispielsweise die Kommunikation über das Bussystem 6 oder Ein-Ausgabeprotokolle oder ähnliches, der Elektronikmodule 5 verantwortlich sind, sind gewisse Softwarefunktionen-Gruppen in der Rechenvorrichtung 9 hinterlegt. Die Applikationssoftware ist soweit ausgebildet, dass sie auch einen Betrieb des Elektronikmoduls 5, bzw. des Zusatzaggregates 3, bei defekter Busverbindung erlaubt. Sogenannte Notlaufprogramme betreiben im Störfall die Zusatzaggregate 3 in einem betriebssicheren Zustand. Die Softwarefunktionen-Gruppen sind an den jeweiligen Einsatzzweck des Elektronikmoduls 5 angepasst. So würden beispielsweise gewisse Softwarefunktionen in einem Elektronikmodul 5, welches für den Einsatz in Werfern vorgesehen ist, in einem solchen Modul für die Steuerung eines Lichtmastes nicht hinterlegt sein.
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Das Zuweisen dieser Softwarefunktionen an die Pins der Ein-Ausgangsschnittstelle 7 erfolgt durch eine Konfiguriereinheit 12, die zumindest eine Eingabeeinheit 13 und eine Anzeigeeinheit 14 umfasst. So können beispielsweise die gewünschten Softwarefunktionen bzw. Steuerfunktionen des Zusatzaggregates 3 an die hardwareseitig vorgegebenen Pins des Steckkontaktes der Ein-Ausgangsschnittstelle 7 zugewiesen werden. Ebenso können beispielsweise elektrische Messsignale an den Pins, den passenden Softwarefunktionen und somit einer Auswertung zugeführt werden. Die aktuelle Konfiguration eines Elektronikmoduls 5 kann mittels der Konfiguriereinheit 12 jederzeit aus der Speichervorrichtung 10 ausgelesen und mittels der Anzeigeeinheit 14 dargestellt werden. Ebenso ist ein Ändern der Konfiguration jederzeit möglich. Die Rechenvorrichtung 9 prüft die aktuelle Konfiguration auf Fehler, beispielsweise ob Pins der Ein-Ausgangsschnittstelle 7 doppelt belegt sind oder analoge Signale einer digitalen Auswertung zugeführt werden oder umgekehrt und ähnliches. Im Fehlerfalle wird der Benutzer über beispielsweise die Anzeigeeinheit 14 darüber informiert.
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Zur eindeutigen Identifikation der Knoten, bzw. der Elektronikmodule 5 sind diese durch elektronische Identifikationsnummern eindeutig gekennzeichnet. Es trägt also in der gesamten Steuervorrichtung 1 jedes Elektronikmodul 5 seine eigene, eindeutige Nummer und kann somit auch eindeutig adressiert bzw. angesprochen werden. Die Konfiguriereinheit 12 kann direkt auf dem Elektronikmodul 5 integriert sein. Dies bietet den Vorteil, dass eine Neu- oder Umkonfiguration direkt am Elektronikmodul 5 selbst erfolgen kann, wodurch eine Unabhängigkeit, beispielsweise bei Fehlern oder Störungen des Bussystems 6, erreicht wird.
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Teile der Eingabeeinheit 13 können dabei durch sogen. DIP (Dual Inline Package) – Schalter gebildet sein. Dadurch kann ein Servicetechniker ohne Zuhilfenahme spezieller Werkzeuge eine Konfiguration des Elektronikmoduls 5 durchführen. In Verbindung mit der Anzeigeeinheit 14, die beispielsweise durch ein graphikfähiges Display gebildet sein kann, ist ein sicheres und einfaches konfigurieren des Elektronikmoduls 5 möglich. Die Anzeigeeinheit 14 kann gemäß einer Ausführungsvariante auch durch einfache LEDs realisiert werden, wobei im Falle von beispielsweise 8 Schaltern schon 8 LEDs für eine eingängige Bedienbarkeit genügen. Durch weitere Eingabeelemente der Eingabeeinheit 13, beispielsweise Taster, können Bestätigungen der Eingabe, Löschen der Eingabe, Weiterschalten zur nächsten Funktion oder ähnliches ausgeführt werden.
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Gemäß einer Ausbildung der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 1 ist es auch möglich, dass die Konfiguriereinheit 12 extern vom Elektronikmodul 5 angeordnet ist, beispielsweise in der Fahrerkabine oder an anderen gut zugänglichen Stellen im Einsatzfahrzeug 2. Dabei ist es durchaus möglich, dass die Konfiguriereinheit 12 am Elektronikmodul 5 verbleibt, die externe Konfiguriereinheit 12 also zusätzlich angeordnet ist. Bei dieser externen Anordnung wird eine zentrale Konfiguration beliebiger in der Steuervorrichtung 1 integrierter Elektronikmodule 5 einfach möglich. Die Konfiguriereinheit 12 wird dann über die Schnittstelle 8 in das Bussystem 6 eingebunden. Durch Wahl der gewünschten Modulnummer, bzw. der dem Elektronikmodul 5 zugewiesenen elektronische Identifikationsnummer, mittels der Eingabeeinheit 13, wird das Elektronikmodul 5 für den Konfigurationsvorgang ausgewählt und kann danach die gewünschte Softwarefunktion, durch Eingabe einer entsprechenden Nummer, einem oder mehreren der gewünschten Pins der Ein-Ausgangsschnittstellen 7 zugeordnet werden. Zur visuellen Kontrolle bzw. zur Benutzerführung dient die Anzeigeeinheit 14.
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Es ist erfindungsgemäß möglich, dass die Konfiguriereinheit 12 durch eine mobile elektronische Recheneinheit, beispielsweise einen Palmtop, Handheld-Computer oder einen PC, gebildet ist. Dies bietet die Möglichkeit eine leistungsfähige und einfach zu bedienende Benutzeroberfläche einzusetzen. Die Kommunikation mit dem Einsatzfahrzeug 2 kann dabei sowohl leitungsverbunden, als auch über eine Funkstrecke erfolgen. Dabei wir die Konfiguriereinheit 12 über die Schnittstelle 8 mit dem Bussystem 6 verbunden. Im Falle einer Kommunikation über eine Funkstrecke überträgt die Konfiguriereinheit 12 die Daten mittels einer Antenne 15 an eine Sende-/Empfangseinheit 16, die mit dem Bussystem 8 leitungsverbunden ist und das gewünschte Elektronikmodul 5 anspricht.
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Es ist weiters möglich, dass die Applikationssoftware, also die Basisfunktionalität und die speziell auf den Einsatzzweck des Elektronikmoduls 5 abgestimmten Softwarefunktionen, über das bestehende Bussystem 6 mittels der Konfiguriereinheit 12 in die einzelnen Elektronikmodule 5 bzw. in deren Rechenvorrichtung 9 übertragen werden kann. Dadurch können sowohl bei der Erstinbetriebnahme eines Elektronikmoduls 5, als auch bei Softwareupdates und Revisionen, die Softwarefunktionen schnell und sicher übertragen werden.
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Mittels der Konfiguriereinheit 12 kann auch eine Parametereingabe zum Betrieb der Zusatzaggregate 3 erfolgen. So ist es möglich, Werte für beispielsweise maximale Drehzahl, maximaler Druck, setzen von Nullpunkten, Vollpunkten, Spreizung usw. zu definieren. Diese Parameter werden nullspannungssicher in der Speichervorrichtung 10 hinterlegt. Ein Auslesen oder Update dieser Parameter ist jederzeit über das Bussystem 6 mittels der Konfiguriereinheit 12 möglich. Zusätzlich besteht die Möglichkeit mit der Konfiguriereinheit 12 einen Auslieferungszustand einzustellen, bei dem alle Parameter einen vom Hersteller voreingestellten Wert erhalten. Ebenso können Systemparameter der Steuervorrichtung 1, beispielsweise die zur Datenkommunikation verwendete Baudrate, eingestellt werden.
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Zu Servicezwecken ist es möglich, mittels der Konfiguriereinheit 12 die zum Betrieb der Steuervorrichtung 1 nötigen Busdaten zu lesen, zu schreiben bzw. zu simulieren. So können bestimmte Betriebszustände getestet werden bzw. kann ein noch nicht eingebautes Zusatzaggregat 3 bzw. dessen Elektronikmodul 5 schon im Vorfeld überprüft und getestet werden.
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Es ist weiters möglich, dass durch Vorkehrungen die softwareseitig durch entsprechende Passwortabfragen oder hardwareseitig durch beispielsweise Codeschlüsseln oder Dongles oder ähnlichem realisiert sind, nur autorisierte Stellen bzw. Personen, Daten des Elektronikmoduls 5 festlegen und/oder verändern kann. Dadurch wird eine unsachgemäße Bedienung bzw. Verwendung der Steuervorrichtung 1 verhindert.
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In 3 ist das Zuweisen der verschiedenen Softwarefunktionen an die Hardware-Pins einer Ein-Ausgangsschnittstelle 7 schematisch dargestellt.
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Die in der Rechenvorrichtung 9 des Elektronikmoduls 5 integrierte Speichervorrichtung 10 enthält unter anderem die Softwarefunktionen, hier zur Illustration mit f1 bis f7 dargestellt. Die Konfiguriereinheit 12, hier in das Elektronikmodul 5 integriert dargestellt, wird mittels der Eingabeeinheit 13 und der Anzeigeeinheit 14 bedient. Durch das Konfigurieren mittels der Konfiguriereinheit 12 werden im Mikrokontroller 11 die gewünschten Softwarefunktionen den Hardwarepins der Ein- Ausgangsschnittstelle 7 zugewiesen. Dadurch kann das Elektronikmodul 5 bzw. dessen Ein- Ausgangsschnittstelle 7 der Pinbelegung des Zusatzaggregats 3 individuell angepasst werden. Die Erklärung dazu sowie weitere Detailausführungen sind der Beschreibung zu entnehmen.
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Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis der Steuervorrichtung diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steuervorrichtung
- 2
- Einsatzfahrzeug
- 3
- Zusatzaggregat
- 4
- Anhänger
- 5
- Elektronikmodul
- 6
- Bussystem
- 7
- Ein-Ausgangsschnittstelle
- 8
- Schnittstelle
- 9
- Rechenvorrichtung
- 10
- Speichervorrichtung
- 11
- Mikrokontroller
- 12
- Konfiguriereinheit
- 13
- Eingabeeinheit
- 14
- Anzeigeeinheit
- 15
- Antenne
- 16
- Sende-/Empfangseinheit
