DE19733404A1 - Vorrichtung zur Signalverarbeitung in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Signalverarbeitung in einem Kraftfahrzeug. Aus der WO 96/19 361 ist eine Schaltungsanordnung für in einem Kraftfahrzeug anordbare Funktionsmodule bekannt. Funktionsmodule sind untereinander und mit einer Zentraleinheit verbunden, die Steuersignale sowohl für die Funktionsmodule als auch für Hochstromverbraucher generiert. Detailliertere Angaben zum Aufbau eines in der Nähe der Lenksäule angeordneten Funktionsmoduls sind jedoch nicht zu entnehmen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Signalverarbeitung in einem Kraftfahrzeug weist eine Signalerfassung auf, die Bediensignale von Bedienelementen erfaßt und an ein Steuergerät weitergibt. Das Steuergerät tauscht Daten durch ein Interface über einen Bus aus. Über eine Schnittstelle empfängt das Steuergerät ein Antennensignal einer Antenne und gibt ein Signal an die Antenne ab. Es erzeugt in Abhängigkeit von dem Antennensignal ein Wegfahrsperresignal. Signalerfassung, Steuergerät, Interface und Schnittstelle bilden ein Grundmodul. Dieses Grundmodul wird in unmittelbarer Nähe zu einer Lenksäule des Kraftfahrzeugs angeordnet. Lediglich über eine geringe Distanz hinweg werden die Bediensignale parallel verdrahtet dem Grundmodul zugeführt. Die Bediensignale bereitet das Steuergerät so auf, daß sie über den Bus beispielsweise an eine Zentralelektronik weitergegeben werden können. Dadurch reduziert sich zum einen der Verkabelungsaufwand. Zum anderen nimmt das Steuergerät eine weitere Funktion wahr. Es dient als Steuereinheit einer elektronischen Wegfahrsperre und erzeugt in Abhängigkeit von dem Antennensignal ein Wegfahrsperresignal. Das entsprechende Steuergerät in unmittelbarer Nähe der Lenksäule anzuordnen, ist deswegen vorteilhaft, weil sich auch die Antenne dort befindet. Die Störanfälligkeit der Wegfahrsperre läßt sich aufgrund der vergleichsweise geringen Übertragungsstrecke zwischen Steuergerät und Antenne reduzieren. Darüber hinaus können Antennenkabel eingespart werden. Die Zusammenfassung dieser Komponenten zu einem Grundmodul bietet auch aus fertigungstechnischer Hinsicht Vorteile. Eine zeitaufwendige Montage der Einzelkomponenten wird durch lediglich einen Arbeitsgang ersetzt. Das Grundmodul läßt sich mit größeren Stückzahlen fertigen, da es unabhängig von Kundenwünschen realisiert ist.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, daß das Grundmodul eine Lenksäule umschließt und/oder in einer Lenksäulenverkleidung untergebracht ist. Bei der Montage wird das Grundmodul lediglich auf die Lenksäule gesteckt und über eine normierte Kontakteinheit mit dem Lenkrad verrastet oder anderweitig befestigt. Die Montage erleichtert sich dadurch wesentlich.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, daß als Bedienelement ein Lenkstockhebel verwendet ist. Über diesen können unterschiedliche Funktionen aktiviert werden wie beispielsweise Blinker, Licht usw. Das Grundmodul nimmt in der Nähe des Lenkstockhebels dessen Bediensignale auf. Der Verkabelungsaufwand reduziert sich stark.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist über die Signalerfassung dem Steuergerät zumindest ein Sensorsignal zugeführt, das ein die Position der Lenksäule erfassender Sensor abgibt. Damit kann die über den Bus verfügbare Information beispielsweise in der Zentralelektronik oder unmittelbar im Steuergerät ausgewertet werden. Aufgrund der räumlichen Nähe des Sensors zu dem Grundmodul läßt sich der Aufwand für die Verkabelung verringern.

In einer vorteilhaften Weiterbildung erzeugt das Steuergerät ein Signal zur Rücksetzung eines Blinkers in Abhängigkeit von dem Sensorsignal. In dem Steuergerät wird die Funktion einer elektronischen Blinkerrücksetzung unter Verwendung der Position der Lenksäule realisiert. Die dezentrale Datenverarbeitung entlastet die Zentralelektronik und nutzt die von der Wegfahrsperre während der Fahrt nicht angeforderte Rechenleistung des Steuergeräts. Die Dimensionierung des Steuergeräts ändert sich dadurch nicht grundlegend.

Weitere zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.

Zeichnung

Es zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild, die Fig. 2 und 3 Komponenten möglicher Ausführungsbeispiele.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Über eine Signalerfassung 16 werden Bediensignale 18, 20 an ein Steuergerät 26 abgegeben. Eine Schnittstelle 22 ermöglicht dem Steuergerät 26, ein Antennensignal 24 einer nicht dargestellten Antenne 23 zu empfangen und selbst ein Signal an die Antenne 23 abzugeben. In dem Steuergerät 26 ist ein Programmablauf für eine Wegfahrsperre 28 hinterlegt. Das Steuergerät 26 erzeugt in Abhängigkeit von dem Antennensignal 24 ein Wegfahrsperresignal 29. Das Steuergerät 26 tauscht durch ein Interface 14 Daten aus über einen Bus 12. Interface 14, Schnittstelle 22, Signalerfassung 16 und Steuergerät 26 sind von einem Gehäuse 32 umschlossen und bilden ein Grundmodul 10.

Gemäß Fig. 2 sind das Grundmodul 10, bei dem Interface 14 und Schnittstelle 22 explizit gezeigt sind, sowie eine Kontakteinheit 36 zentrisch um eine nicht dargestellte Lenksäule angeordnet. Zwischen beiden Komponenten finden sich linker und rechter Lenkstockhebel 34. Die um einen Zündschalter 42 angeordnete Antenne 23 ist über ein Kabel mit der Schnittstelle 22 und dem Bus 12 bzw. dessen Stromversorgung verbunden.

Gemäß Fig. 3 sind Lenkstockhebel 34 und Grundmodul 10 zu einer baulichen Einheit verbunden. Grundmodul 10 und Kontakteinheit 36 umschließt eine Lenksäulenverkleidung 40. Die Kontakteinheit 36 verbindet das Grundmodul 10 mit einem Lenkrad 38.

Die als Sender und Empfänger wirkende Antenne 23 ist beispielsweise um den Zündschalter 42 angeordnet. Sie ist über ein Kabel und die Schnittstelle 22 mit dem Grundmodul 10 verbunden, das die Lenksäule umschließt. In dem Steuergerät 26 ist zum einen die Funktion der Wegfahrsperre 28 realisiert. Zur Freigabe der Motorsteuerelektronik ist es notwendig, daß über eine gewisse Challange-Response-Prozedur ein ordnungsgemäßer Datenaustausch zwischen Antenne 23 und einem Transponder abläuft. Empfängt die Antenne 23 Signale des Transponders, werden diese an das Steuergerät 26 weitergegeben. Diese Signale können gegebenenfalls über eine weitere Sende-Empfangs-Prozedur verifiziert werden. In diesem Zusammenhang initiiert das Steuergerät 26 die Antenne 23, ein Signal an den Transponder zu senden, der daraufhin antwortet. Erkennt das Steuergerät 26 auf Übereinstimmung des Antennensignals 24 mit dem erwarteten Signal, so generiert es das Wegfahrsperresignal 29. Dieses Signal enthält die Information für weitere Steuergeräte wie beispielsweise das Motorsteuergerät, eine Freischaltung vorzunehmen. Hierzu gibt das Steuergerät 26 das Wegfahrsperresignal 29 durch das Interface 14 über den Bus 12 an das Motorsteuergerät ab.

Das Interface 14 stellt den Datenaustausch zwischen Bus 12 und Steuergerät 26 sicher. Die Signale sind auf das verwendete Busprotokoll hin umzusetzen.

Der Transponder ist beispielsweise im Schlüssel integriert und tauscht mit dem Steuergerät 26 Daten aus, wenn er in das Zündschloß gesteckt wird.

Der Bus 12 erlaubt einen durchgängigen Datenaustausch mit ebenfalls an dem Bus 12 angeschlossenen Steuergeräten. Über ihn könnte auch die Energieversorgung des Steuergeräts 26 realisiert sein. Neben zumindest einer Leitung für die Datenübertragung weist der Bus 12 eine weitere für die Energieversorgung auf. Die Anordnung ist gleichermaßen geeignet für hohe und niedrige Übertragungsraten.

Im Ausführungsbeispiel geben die Lenkstockhebel 34 Bediensignale 18, 20 ab. Der Benutzer verstellt über den Lenkstockhebel 34 elektrische Schalter, die daraufhin ihren Ausgangszustand ändern. Das Steuergerät 26 wertet eine diesbezügliche Signaländerung aus. Über das Bedienelement können Blinker, Standlicht, Abblendlicht, Fernlicht, Scheibenwischer und dessen Intervallschaltung in unterschiedlichen Stufen aktiviert werden. Hierauf ist das Ausführungsbeispiel jedoch nicht eingeschränkt. Denkbar wären ebenso Bedienvorgänge im Zusammenhang mit Lüftung, Heizung, Klimaanlage, Schiebedach oder Fensterheber. Diese Bediensignale 18, 20 werden einer Standardschnittstelle, beispielsweise einer RS 232 zugeführt. Die Bediensignale 18, 20 können beispielsweise durch die zentrale Elektronik ausgewertet werden. Sie stehen hier nach Einspeisung über das Steuergerät 26 und Interface 14 in dem Bus 12 zur Verfügung. Möglich wäre es jedoch auch, daß das Steuergerät 26 dezentral in Abhängigkeit von dem Bediensignal 18, 20 selbst zugehörige Stellsignale wie beispielsweise eine Ansteuerung des Blinkers und eine zugehörige Blinkanzeige erzeugt.

In einer alternativen Ausführung ist vorgesehen, das Lenkrad 38 mit einer Kontakteinheit 36 zu verbinden. Entsprechende Signale werden durch ein Interface dem Grundmodul 10 zugeführt. Kontakteinheit 36 und Grundmodul 10 sind über standardisierte Steckverbindungen miteinander zu kontaktieren.

Ist der Zündschalter 42 als elektronischer Schlüssel ausgebildet, so läßt sich dessen Ausgangssignal über die Signalerfassung 16 dem Steuergerät 26 zuführen. Bei einer Berücksichtigung dieses Signals im Programm der Wegfahrsperre 28 erhöht sich die Diebstahlsicherheit zusätzlich.

Das Interface 14 des Grundmoduls 10 kann auch für eine elektromotorische Lenksäulenverstellung verwendet werden. Ansteuerung und Positionserfassung des Verstellantriebs erfolgen ebenfalls über das Grundmodul 10. Gewünschte Einstellungen lassen sich entweder in dem Steuergerät 26 selbst oder in einem über den Bus 12 verbundenen Steuergerät ablegen. Ein zusätzlicher Speicher kann entfallen.

Eine weitergehende Integration von Lenkradheizung, Lenkstockhebel 34, Kontakteinheit 36 und Lenksäulenverkleidung 40 in dem Grundmodul 10 vereinfacht die Montage.

Als weitere Realisierungsalternative ist in dem Steuergerät 26 eine elektronische Blinkerrückstellung realisiert. Hierzu sind Sensoren um die Lenksäule anzuordnen, die die relative Lage der Lenksäule zu einem Bezugspunkt erfassen. Ein solches Sensorsystem könnte beispielsweise aus zwei um 90° versetzten Hallsensoren bestehen, die gegenüber der Lenksäule fest angeordnet sind. Sie erfassen Magnetfeldänderungen aufgrund von Relativbewegungen eines Mehrfachmagnetrings, der mit der Lenksäule fest verbunden ist. Damit läßt sich auf die jeweilige Stellung der Lenksäule schließen. Das Steuergerät 26 erfaßt die Position der Lenksäule beim Setzen des Blinkers. Werden bestimmte Winkelbereiche der Lenksäule überstrichen, generiert die Steuerelektronik 26 dann ein Signal zum Rücksetzen des Blinkers, wenn bestimmte näher zu definierende Bestimmungen bezüglich der Winkelverhältnisse erfüllt sind. Andere Winkelerfassungssysteme sind ebenfalls denkbar. Die Signale der Sensorsysteme werden ebenfalls der Signalerfassung 16 zugeführt und analog zu der Vorgehensweise bei den Bediensignalen 18, 20 weiterverarbeitet.

Als weitere Bedienelemente 34 sind insbesondere solche in Betracht zu ziehen, die in unmittelbarer räumlicher Nähe des Lenkrades 38 angeordnet sind. Die Bediensignale eines Tempomats, Radiofernbedienung, Hupe oder Navigationssteuerung lassen sich bevorzugt von der Signalerfassung 16 erfassen und an das Steuergerät 26 weitergeben, um die angesteuerten Funktionen auszulösen.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Signalverarbeitung in einem Kraftfahrzeug, mit einer Signalerfassung (16), die Bediensignale (18, 20) von Bedienelementen (34) erfaßt und an ein Steuergerät (26) weitergibt, wobei das Steuergerät (26) Daten durch ein Interface (14) über einen Bus (12) austauscht, über eine Schnittstelle (22) ein Antennensignal (24) einer Antenne (23) empfängt, ein Signal an die Antenne (23) abgibt und in Abhängigkeit von dem Antennensignal (24) ein Wegfahrsperresignal (29) erzeugt, und wobei Signalerfassung (16), Steuergerät (26), Interface (14) und Schnittstelle (22) ein Grundmodul (10) bilden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundmodul (10) in unmittelbarer Nähe zu einer Lenksäule angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundmodul (10) die Lenksäule umschließt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerfassung (16), das Steuergerät (26), das Interface (14) und die Schnittstelle (22) von einem Gehäuse (32) umschlossen sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Bedienelement ein Lenkstockhebel (34) verwendet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne (23) um einen Zündschalter (42) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über die Signalerfassung (16) dem Steuergerät (26) zumindest ein Sensorsignal zugeführt ist, das ein die Position der Lenksäule erfassender Sensor abgibt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensor ein Hallsensor und/oder ein Lenkwinkelsensor verwendet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (26) ein Signal zur Rücksetzung eines Blinkers in Abhängigkeit von dem Sensorsignal erzeugt.