DE19814288A1 - System zum Betrieb eines Steuergeräts in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

System zum Betrieb eines Steuergeräts in einem Kraftfahrzeug

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein System zum Betrieb eines Steuer­ geräts in einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen der unabhän­ gigen Ansprüche.
Es ist beispielsweise bei Fahrzeugen mit Automatikgetrieben bekannt, einen vom Fahrer des Fahrzeugs betätigbaren Wählhe­ bel (Einstellungen P, R, N, D, 3, 2, 1) vorzusehen, mit des­ sen Betätigung bestimmte Betriebszustände des Getriebes vor­ gegeben werden können. Diese Betriebszustände können bei­ spielsweise die Wahl bestimmter Getriebsgänge oder die Ein­ stellung einer Arretierung des Getriebs (Park-Modus) betref­ fen. Bei Fahrzeugen mit einer elektronischen Steuerung eines Automatikgetriebes gibt es den Ansatz, den oben genannten Wählhebel durch einen mehrpoligen elektrischen Schalter (z. B. an der Lenksäule, im folgenden Wählschalter genannt) zu ersetzen und die bisher mechanisch realisierten Funktio­ nen des Wählhebels/Wählschalters elektromechanisch, z. B. durch einen Elektromotor zu realisieren.
Bei Kraftfahrzeugen ist üblicherweise ein Fahr- bzw. Zünd­ schalter vorgesehen, der vom Fahrer des Fahrzeugs zur Inbe­ triebnahme bzw. zum Abstellen des Fahrzeugs betätigt wird. Man spricht von eingeschalteter oder abgeschalteter Zündung. Bei abgeschalteter Zündung wird im allgemeinen das zugehöri­ ge elektronische Steuergerät nicht mehr mit Strom/Spannung versorgt. Betätigt der Fahrer nun bei abgeschalteter Zündung den Wählschalter, so stimmen die Position des Schalters und die durch das Steuergerät einzuleitenden Funktionen nicht mehr überein. Dies kann z. B. dann zu einer gefährlichen Si­ tuation führen, wenn der Fahrer den Wählschalter erst nach Ausschalten der Zündung in Position "P" (Parken) schaltet und dann mit der Bremswirkung/Arretierung des Getriebes rechnet. Ähnliche Effekte sind bei sog. automatisierten Handschaltgetrieben denkbar. Hierbei handelt es sich um nor­ male oder modifizierte Handschaltgetriebe, bei denen Kupp­ lungspedal und Schaltknüppel oder nur eine von beiden Vor­ richtungen durch einen elektromechanischen Antrieb ersetzt sind.
Eine Standardlösung für das obenbeschriebene Problem wäre, das Steuergerät dauernd, also auch bei ausgeschalteter Zün­ dung, mit der Fahrzeugbatterie in Verbindung zu lassen. Nachteilig wirkt sich hierbei aber die hohe Stromaufnahme eines solchen Systems aus, die, besonders bei langen Stand­ zeiten des Fahrzeugs, zu einer Entladung der Batterie führen kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine hohe Betriebssicherheit eines Steuergeräts ohne übermäßigen Energieverbrauch zu erzielen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombinationen der unab­ hängigen Ansprüche gelöst.
Vorteile der Erfindung
Wie schon erwähnt betrifft die Erfindung ein System zum Be­ trieb eines Steuergeräts in einem Kraftfahrzeug. Hierbei liegt an dem Steuergerät wenigstens ein Eingangssignal an. Der Kern der Erfindung besteht darin, daß Mittel vorgesehen sind, mittels der in Reaktion auf eine Änderung des Ein­ gangssignals das Steuergerät aktiviert wird. Durch die er­ findungsgemäße Mittel kann das Steuergerät jederzeit auf ei­ ne Änderung des Eingangssignals entsprechend reagieren.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weisen die erfindungsgemäßen Mittel eine geringere Eigenstromaufnahme auf als das aktivierte Steuergerät. Da die erfindungsgemäßen Mittel nur eine geringere Eigenstromaufnahme aufweisen und das Steuergerät mit der höheren Eigenstromaufnahme erst bei Bedarf (Änderung des Eingangssignals) aktiviert wird, er­ zielt man erfindungsgemäß eine hohe Betriebssicherheit des Steuergeräts ohne einen übermäßigen Energieverbrauch. Hierzu kann insbesondere vorgesehen sein, daß die Mittel eine be­ sonders hochohmig ausgelegte Erkennungsschaltung und/oder Schaltmittel aufweisen.
Zur geringeren Eigenstromaufnahme kann vorgesehen sein, daß eine zur Energieversorgung der erfindungsgemäßen Mittel vor­ gesehene erste Energieversorgungseinrichtung eine geringere Eigenstromaufnahme aufweist als die zur Energieversorgung des Steuergeräts vorgesehene zweite Energieversorgungsein­ richtung. Es ist aber auch möglich, daß sowohl die erfin­ dungsgemäßen Mittel als auch das Steuergerät Energieversor­ gungen, beispielsweise Spannungsregler, mit ähnlich geringer Eigenstromaufnahme aufweisen. Dann kommt allerdings, wie im vorherigen Absatz erwähnt, zum Tragen, daß die durch die er­ ste Energieversorgungseinrichtung versorgten erfindungsgemä­ ßen Mittel selbst weniger Strom verbrauchen als das Steuer­ gerät.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß, wie schon erwähnt, die Mittel eine er­ ste Energieversorgungseinrichtungen aufweisen. Weiterhin ist eine zweite Energieversorgungseinrichtungen vorgesehen, mit­ tels der das Steuergerät mit Energie versorgt werden kann. In Reaktion auf eine Änderung des Eingangssignals wird dann die zweite Energieversorgungseinrichtungen zur Aktivierung des Steuergeräts aktiviert.
Es kann vorgesehen sein, daß die Aktivierung des Steuerge­ räts nur in einem Betriebszustand stattfindet, in dem das Steuergerät deaktiviert ist. Hierzu ist insbesondere ein Fahrschalter vorgesehen, durch dessen Betätigung das Steuer­ gerät in den Betriebszustand der Deaktivierung gebracht wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Mittel in Reaktion auf eine Änderung des Eingangssignals das Steuergerät eine vorgebbare Zeitdau­ er lang aktivieren. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, daß das Steuergerät in Reaktion auf eine durch die Mittel bewirkte Aktivierung eine vorgebbare Zeit lang aktiviert bleibt, den Aktivierungsstatus also steuergerätintern auf­ rechterhält. Eine weitere Alternative kann darin bestehen, daß das Steuergerät in Reaktion auf eine durch die Mittel bewirkte Aktivierung solange aktiviert bleibt, bis die durch die Änderung des Eingangssignals gewünschte Aktion durch das Steuergerät abgeschlossen ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Eingangssignal die Stellung eines, insbesondere vom Fahrer des Fahrzeugs betätigbaren, Wähl­ schalters repräsentiert. Hierbei ist insbesondere an einen in der Beschreibungseinleitung beschriebenen Wählschalter gedacht, dessen Schaltstellungen unterschiedliche, insbeson­ dere mechanische, Betriebszustände des Fahrzeuggetriebes re­ präsentieren. Diese Betriebszustände werden dann mittels des Steuergerätes eingestellt.
In einer kostengünstigen Ausgestaltung sind die erfindungs­ gemäße Mittel zusammen mit dem Steuergerät in einem Gehäuse untergebracht.
Weiterhin kann ein Fahrschalter vorgesehen sein, durch des­ sen Betätigung das Steuergerät mit der Fahrzeugbatterie ver­ bunden oder getrennt wird. In dem Zustand, in dem die Ver­ bindung zu der Fahrzeugbatterie durch den Fahrschalter un­ terbrochen ist, aktivieren die erfindungsgemäßen Mittel in Reaktion auf eine Änderung des Eingangssignals das Steuerge­ rät beziehungsweise die zweite Energieversorgungseinrich­ tung. Es ist also hierbei insbesondere daran gedacht, daß auch dann das Steuergerät auf eine Änderung des Eingangs­ signals ordnungsgemäß reagiert, wenn die eigentliche Strom-/Spannungszufuhr zu dem Steuergerät schon unterbrochen ist.
Eine Alternative oder Ergänzung zu der obenerwähnten Reali­ sation der geringen Eigenstromaufnahme der erfindungsgemäßen Mittel kann darin bestehn, daß die Mittel eine erste Ener­ gieversorgungseinrichtung aufweisen, die die Mittel zyklisch eine vorgebbare Zeitdauer lang mit Energie versorgt. Bei dieser Erfindungsvariante wird die energiesparende Aufrecht­ erhaltung der Betriebsbereitschaft des Steuergeräts dadurch erreicht, daß die erfindungsgemäßen Mittel zyklisch, also nicht andauernd, mit Energie versorgt werden.
Auch bei dieser Variante kann vorgesehen sein, daß ein Fahr­ schalter vorgesehen ist, durch dessen Betätigung das Steuer­ gerät aktiviert oder deaktiviert wird. Die zyklische Ener­ gieversorgung der Mittel findet in dem Zustand statt, in dem das Steuergerät durch den Fahrschalter deaktiviert, also im allgemeinen von der Batteriespannung abgekoppelt, ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprü­ chen zu entnehmen.
Zeichnungen
Die Figur zeigt die Schaltungsanordnung eines Ausführungsbei­ spiels.
Ausführungsbeispiel
Im folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen dargestellt werden.
In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel zu der erfindungs­ gemäßen Idee dargestellt. Hierzu ist mit dem Bezugszeichen 1 eine Schaltung gemäß der Erfindung gezeigt, die zwischen dem eingangs schon beschriebenen Wählschalter 7 und dem Steuer­ gerät 6 geschaltet ist. Sowohl die Schaltung 1 als auch das Steuergerät 6 werden durch die Fahrzeugbatterie 11 mit Ener­ gie versorgt. Die eigentliche Strom- bzw. Spannungsversor­ gung des Steuergeräts 6 ist in der Figur als Spannungsregler 61 im Steuergerät 6 skizziert. Mit dem Bezugszeichen 12 und 13 ist der eingangs erwähnte Fahr- bzw. Zündungsschalter be­ zeichnet. Durch das vom Fahrer betätigbare Zündschloß 12 wird mittels des Signals S3 der Schalter 13 im Fahrbetrieb geschlossen, das Steuergerät 6 ist damit direkt mit der Fahrzeugbatterie (Pluspol) verbunden (DIN-Bezeichnung: Klem­ me 15). Durch Öffnen des Schalters 13 wird die Strom/Spannungszufuhr zum Steuergerät 6 zunächst unterbro­ chen. Mit dem Bezugszeichen 8 sind sonstige Ein-/Ausgänge des Steuergeräts 6 markiert.
Die Schaltung 1 beinhaltet eine Spannungsversorgung 2 mit geringer Eigenstromaufnahme sowie eine dadurch versorgte Vorrichtung 3, die, bei ebenfalls geringem Stromverbrauch, in der Lage ist, relevante Veränderungen am Wählschalter 7 zu erkennen. Erkennt die Vorrichtung 3 solche relevanten Än­ derungen, beispielsweise ein Übergang zu dem "Park"-Modus des Getriebes, so wird das Steuergerät 6 für eine begrenzte Zeit über einen elektronischen Schalter oder ein Relais 4 mit der Batterie, unter Umgehung des Zündschalters 13, ver­ bunden (Dauerplus, DIN-Bezeichnung Klemme 30). Das Steuerge­ rät 6 wird damit eingeschaltet.
Ein geringer Stromverbrauch der Vorrichtung 3 kann bei­ spielsweise dadurch erreicht werden, daß die Schaltung be­ sonders hochohmig ausgeführt ist und nur ein sehr geringer Strom über den Wählschalter 7 fließt.
Eine andere Möglichkeit, um eine geringe Eigenstromaufnahme zu realisieren, besteht darin, den Schalter 7 bzw. die ge­ samte Schaltung 1 zyklisch, das heißt in bestimmten Zeitab­ ständen, kurzzeitig zu bestromen und abzufragen, ob sich die Stellung des Wählschalters 7 geändert hat.
Wird das Steuergerät 6 in Reaktion auf eine Änderung der Stellung des Wählschalters 7 durch Schließen des Schalters 4 mit Energie versorgt, so kann das Steuergerät 6 feststellen, ob zwischen der vorher eingestellten beziehungsweise momen­ tan vorliegenden mechanischen Position im Getriebe und der Wählschalterstellung eine Diskrepanz besteht.
Falls eine solche Diskrepanz festgestellt wird, so wird ver­ anlaßt, daß die Bestromung des Steuergerätes 6 fortgesetzt (Leitung d) und die mechanische Position angepaßt wird. Nach Abschluß dieser Aktion kann das Steuergerät 6 wieder in den Ruhemodus gehen. Das Steuergerät 6 kann zur Kontrolle der Eigenbestromung den gleichen Schalter 4 wie die erfindungs­ gemäße Schaltung 1 verwenden.
Die Leitung d ist also die Kontrolleitung des Steuergeräts 6 für den Schalter 4 und 5. Die in der Figur gestrichelt ein­ gezeichnete zweite Leitung kann zur Kontrolle des Signals S1 durch das Steuergerät 6 verwendet werden.
Um eine Rückbestromung anderer Steuergeräte durch die ge­ schaffene Verbindung zwischen dem beiden Versorgungspfaden a und b (Klemme 15 und Klemme 30) zu verhindern, ist es sinn­ voll, einen weiteren Schalter 5 einzuführen, der gegenphasig zum erstgenannten Schalter 4 funktioniert und den Versor­ gungspfad a (Klemme 15-Zuleitung) zum Steuergerät 6 unter­ bricht.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, daß der Spannungsregler 61 wie in der Figur eingezeichnet über zwei Dioden mit der Fahrzeugbatterie 11 verbunden ist.
Die erfindungsgemäße Schaltung 1 und das Steuergerät 6 kön­ nen aus Kostengründen in einem einzigen Gehäuse 10 inte­ griert werden.
Bei der Verwendung der Erfindung bleibt das Steuergerät 6 in Aktionsbereitschaft, ohne einen untragbar hohen Stromver­ brauch bei ausgeschalteter Zündung zu haben.
Über die Signalleitung c, die bei einer Integration in einem Gehäuse, innerhalb des Gehäuses geführt ist, wird die Infor­ mation I3 bzgl. der Stellung des Wählschalters 7 dem Steuer­ gerät 6 übermittelt.
Die Informationsleitung d (Signal I1) sagt dem über den Schalter 4 eingeschalteten Steuergerät 6, daß es wegen einer detektierten Wählschalterbewegung eingeschaltet wurde. Al­ ternativ oder ergänzend könnte eine solche Information I2 auch von dem Schalter 5 ausgehen.

Claims (11)

1. System zum Betrieb eines Steuergeräts (6) in einem Kraft­ fahrzeug mit wenigstens einem Eingangssignal (I3), das an dem Steuergerät anliegt, und Mitteln (2, 3, 4), mittels der in Reaktion auf eine Änderung des Eingangssignals (I3) das Steuergerät (6) aktiviert wird.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung des Steuergeräts (6) nur in einem Betriebszu­ stand stattfindet, in dem das Steuergerät (6) deaktiviert ist, wobei insbesondere ein Fahrschalter (12) vorgesehen ist, durch dessen Betätigung das Steuergerät (6) in den Be­ triebszustand der Deaktivierung gebracht wird.
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel eine erste Energieversorgungseinrichtung (2) aufwei­ sen und eine zweite Energieversorgungseinrichtung (61) vor­ gesehen ist, mittels der das Steuergerät (6) mit Energie versorgt werden kann, wobei in Reaktion auf eine Änderung des Eingangssignais (I3) die zweite Energieversorgungsein­ richtungen (61) zur Aktivierung des Steuergeräts (6) akti­ viert wird.
4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (2, 3, 4) eine geringere Eigenstromaufnahme aufweisen als das Steuergerät (6), wobei insbesondere vorgesehen ist, daß die Mittel eine besonders hochohmig ausgelegte Erken­ nungsschaltung (3) und/oder Schaltmittel (4) aufweisen.
5. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Energieversorgungseinrichtung (2) eine geringere Ei­ genstromaufnahme aufweisen als die zweite Energieversor­ gungseinrichtung (61).
6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Mittel (2, 3, 4) in Reaktion auf eine Änderung des Eingangssignals (I3) das Steuergerät (6) eine vorgebbare Zeitdauer lang aktivieren oder
  • - das Steuergerät in Reaktion auf eine durch die Mittel (2, 3, 4) bewirkte Aktivierung eine vorgebbare Zeit lang ak­ tiviert bleibt oder
  • - das Steuergerät in Reaktion auf eine durch die Mittel (2, 3, 4) bewirkte Aktivierung solange aktiviert bleibt, bis die durch die Änderung des Eingangssignals (I3) gewünsch­ te Aktion durch das Steuergerät abgeschlossen ist.
7. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangssignal (I3) die Stellung eines, insbesondere vom Fahrer des Fahrzeugs betätigbaren, Wählschalters (7) reprä­ sentieren, wobei insbesondere vorgesehen ist, daß die Stel­ lungen des Wählschalters (7) unterschiedliche, insbesondere mechanische, Betriebszustände des Fahrzeuggetriebes repräsen­ tieren, wobei diese Betriebszustände mittels des Steuergerä­ tes (6) eingestellt werden.
8. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (2, 3, 4) zusammen mit dem Steuergerät (6) in einem Gehäuse (10) untergebracht sind.
9. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fahrschalter (12) vorgesehen ist, durch dessen Betä­ tigung das Steuergerät (6) mit der Fahrzeugbatterie (11) verbunden oder getrennt wird, wobei in dem Zustand, in dem die Verbindung zu der Fahrzeugbatterie (11) durch den Fahr­ schalter (12) unterbrochen ist, die Mittel (2, 3, 4) in Re­ aktion auf eine Änderung des Eingangssignals (I3) das Steu­ ergerät und/oder die zweite Energieversorgungseinrichtung (61) aktivieren.
10. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel eine erste Energieversorgungseinrichtung (2) aufwei­ sen, die die Mittel (3, 4) zyklisch eine vorgebbare Zeitdau­ er lang mit Energie versorgt.
11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fahrschalter (12) vorgesehen ist, durch dessen Betätigung das Steuergerät (6) aktiviert oder deaktiviert wird, und die zyklische Energieversorgung der Mittel (3, 4) in dem Zustand stattfindet, in dem das Steuergerät (6) durch den Fahrschal­ ter (12) deaktiviert ist.
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