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Stand der
Technik
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Die Erfindung geht aus von einer
Vorrichtung zum Einleiten der Ansteuerung eines Schließsystems
in einem Kraftfahrzeug nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.
Herkömmlicherweise
wird ein das Schließsystem
des Kraftfahrzeugs betätigender
Verstellantrieb in Verbindung mit einem Mikroprozessor angesteuert.
Um den Ruhestrombedarf zu minimieren, befindet sich der Mikroprozessor
im abgeschalteten Zustand, wenn der Benutzer das Kraftfahrzeug betreten
und entriegeln möchte.
Bis der Mikroprozessor betriebsbereit ist, verstreicht eine gewisse
Zeitspanne, in der der Mikroprozessor den Verstellantrieb noch nicht
im Sinne eines Öffnens
ansteuern kann. Der Benutzer des Kraftfahrzeugs empfindet eine zu
lange zeitliche Verzögerung
des Öffnungsvorgangs
als störend.
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Aus der
DE 196 29 709 A1 ist eine
Schliessanlage für
ein Kraftfahrzeug bekannt. Die Schliessanlage umfasst für jede Kraftfahrzeugtür ein Türverschlusssystem,
zentrale Beeinflussungsbaugruppen zur Beeinflussung mehrerer Türverschlusssysteme und
ein Verbindungsnetzwerk zur elektronischsteuerungstechnischen Verbindung
der verschiedenen Systeme und Baugruppen. Jedes Türverschlusssystem
weist ein dezentrales Fernbedienungs-Kommunikationsmodul auf, das
es im Notfall erlaubt, das von der übrigen Schliessanlage abgekoppelte
Türverschlusssystem
einzeln zu bedienen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
schnelle Ansteuerung des Schließsystems
zu erreichen, ohne daß dabei
unkontrollierte Betriebszustände
des Schließsystems
zu Sicherheitseinbußen führen.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteile der
Erfindung
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einleiten
der Ansteuerung eines Schließsystems
in einem Kraftfahrzeug umfaßt
eine Steueranordnung, die ein Ansteuersignal für eine Endstufeneinheit eines
Verstellantriebs erzeugt. Der Verstellantrieb bewegt das Schließsystem
des Kraftfahrzeugs. Die Steueranordnung erzeugt das Ansteuersignal
in Abhängigkeit
von zumindest einem Ausgangssignal eines Bedienelements. Es sind
Umgehungsmittel vorgesehen, die in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal
des Bedienelements unter Umgehung der Steueranordnung ein Ansteuersignal
an die Endstufeneinheit abgeben. Die Umgehungsmittel bewirken eine
Einleitung des Öffnungsvorgangs
bereits während
der Zeitspanne, die die Steueranordnung für die vorbereitende Anlaufphase
benötigt.
Dadurch läßt sich
die ohne Umgehungsmittel entstehende zeitliche Verzögerung minimieren
oder vollständig
eliminieren. Sobald die beispielsweise in Form eines Mikrokontrollers
oder Mikroprozessor realisierte Steueranordnung den Normalbetrieb
erreicht, kann sie den gewünschten Öffnungsvorgang
des Schließsystems
zum Abschluß bringen.
Vorzugsweise wird der Steueranordnung bezüglich der Ansteuerung der Endstufeneinheit
Vorrang gegenüber
dem Ansteuersignal des Umgehungsmittels eingeräumt. Dadurch ist sichergestellt,
daß die
in der Steueranordnung realisierten Überwachungs-, Plausibilitäts- und
Berechtigungsfunktionen durchgeführt
werden, die den kontrollierten Abschluß der Schließfunktion
gewährleisten.
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In einer zweckmäßigen Weiterbildung umfaßt das Umgehungsmittel
einen Zeitgeber, der eine Ansteuerung der Endstufeneinheit für eine bestimmte
Zeitspanne bewirkt. Diese Zeitspanne ist vorzugsweise so bemessen,
daß bei
einer Ansteuerung des Verstellantriebs für diese Zeitspanne das Schließsystem
noch nicht vollständig
entriegelt wird. Die Ansteuerung zum Abschluß des Öffnungsvorgangs übernimmt
die Steueranordnung. Dadurch führen Manipulationsversuche
unberechtigter Personen nicht zum Entriegeln des Kraftfahrzeugs.
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In einer zweckmäßigen Weiterbildung erzeugt
die Steueranordnung ein Ansteuersignal für den Verstellantrieb im Sinne
eines Öffnens,
wenn die Steueranordnung ein Codesignal erhält, das auf eine Berechtigung
der Durchführung
des Öffnungsvorgang
schließen
läßt. Dieses
Codesignal kann beispielsweise in Verbindung mit einer Berechtigungsabfrage
erzeugt werden. So muß der
Benutzer einen Sender mitführen,
der ein Codesignal an einen im Fahrzeug angeordneten Empfänger sendet,
wobei das eingehende Signal mit einem im Fahrzeug hinterlegten Referenzcode
verglichen wird und bei Übereinstimmung
die Berechtigung bejaht wird.
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In einer zweckmäßigen Ausgestaltung erzeugt
die Steueranordnung ein Ansteuersignal für die Endstufeneinheit, das
eine Bewegung des Verstellantriebs in Verschließrichtung bewirkt, wenn das
eingehende Codesignal nicht auf eine Berechtigung schließen läßt. Damit
wird das Schließsystem
erneut in den gesicherten Zustand gebracht. Die Bewegung des Verstellantriebs
in Öffnungsrichtung,
hervorgerufen durch die Umgehungsmittel, wird wieder rückgängig gemacht.
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Die vorteilhafte Weiterbildung sieht
eine zusätzliche
Positionserfassung des Verstellantriebs vor, die ein Ausgangssignal
an die Steueranordnung liefert. Die Aktivierung der Positionserfassung
wird in der gleichen Weise wie die des Verstellantriebs in Verbindung
mit den Umgehungsmitteln vorgenommen. Damit kann die Position des
Verstellantriebs auch während
der Passivphase der Steueranordnung erfaßt werden. Nach der Hochlaufphase
der Steueranordnung liest die Steueranordnung die Positionsinformation
ein. Anhand der zur Verfügung
stehenden Ist-Position
des Verstellantriebs läßt sich
die noch zu verfahrende Strecke ermitteln, um den Öffnungsvorgang
abzuschließen
oder – bei
fehlender Berechtigung – die
ursprüngliche
Schließstellung wiederherzustellen.
Bei mangelnder Berechtigung erzeugt die Steueranordnung vorzugsweise
ein solches Ansteuersignal, so daß die eingelesene Ist-Position
des Verstellantriebs in der Gegenrichtung verfahren wird. Die Ist-Position des Verstellantriebs
wird in jedem Systemzustand sicher erfaßt.
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In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist dem
Umgehungsmittel das Ausgangssignal des Innenbedienelements zugeführt. Bei
jeder Betätigung des
Innenbedienelements erzeugt das Umgehungsmittel ein Ansteuersignal
für die
Endstufeneinheit, das eine Ansteuerung des Verstellantriebs im Sinne eines Öffnens bewirkt.
Somit ist es dem Benutzer möglich,
auch bei Ausfall der Steueranordnung von Innen eine abgeschlossene
Türe zu öffnen. Damit läßt sich
in das Konzept der Umgehungsmittel in einfacher Weise ein Notbetrieb
integrieren.
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In einer zweckmäßigen Weiterbildung hängt das
Ansteuersignal der Umgehungsmittel vom Ausgangssignal der Positionserfassung
ab. Damit kann der Verstellantrieb gezielt in eine vorgebbare, die Öffnung des
Schließsystems
einleitende Position gebracht werden. Bei geeigneter Vorgabe der
anzufahrenden Sollposition wird sichergestellt, daß auch bei veränderten
mechanischen Gegebenheiten des Schließsystems ein vordefinierter,
den Sicherheitsansprüchen
genügender
Zustand zuverlässig
erreicht wird.
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Weitere zweckmäßige Weiterbildungen ergeben
sich aus weiteren abhängigen
Ansprüchen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen 1 ein Blockschaltbild und 2 ein Flußdiagramm
zum Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Eine Steueranordnung 10 steuert
eine Endstufeneinheit 12 an, die einen Verstellantrieb 14 als Teil
eines Schließsystems
eines Kraftfahrzeugs im Sinne eines Öffnens oder Schließens bestromt.
Eine Sensorik 16 erfaßt
die Position des Verstellantriebs 14 und gibt ein Ausgangssignal
sowohl an die Steueranordnung 10 als auch an eine Positionserfassung 17 ab.
Das Ausgangssignal der Positionserfassung 17 dient der
Steueranordnung 10 als Eingangssignal. Die Ausgangssignale
eines Innentürgriffkontakts 18 und
eines Außentürgriffkontakts 20 sind
jeweils sowohl der Steueranordnung 10, einem Verknüpfungsglied 22 sowie
einem Transceiver 30 eines Bussystems 32 zugeführt. Mit
dem Ausgangssignal des Verknüpfungsglieds 22 wird
ein Zeitgeber 24 angesteuert, der für eine vorbestimmte Zeitspanne
die Endstufeneinheit 12 veranlaßt, den Verstellantrieb 14 für diese
Zeitspanne im Sinne eines Entriegelns anzusteuern. Eine Spannungsversorgung 26 versorgt
das Verknüpfungsglied 22,
den Zeitgeber 24, die Positionserfassung 17, den
Transceiver 30 und einen Spannungsregler 28 mit
Energie. Der Spannungsregler 28 kann von dem Transceiver 30 aktiviert
werden und liefert dann der Steueranordnung 10 ein vordefiniertes
Spannungsniveau. In dem Kraftfahrzeug ist ein Empfänger 34 angeordnet,
der zumindest ein Signal eines Senders 36 empfängt, das über den Transceiver 30 und
das Bussystem 32 an die Steueranordnung 10 und
an das Verknüpfungsglied 22 weitergegeben
werden kann. Um dem Benutzer eine Rückmeldung über die Beendigung des Öffnungs/Schließvorgangs
zu geben, steuert die Steueranordnung 10 eine Anzeige 38 an.
Alternative Ausführungsformen
sehen eine Zuführung
des Ausgangssignals der Positionserfassung 17 an den Zeitgeber 24 und/oder
an die Endstufeneinheit 12 vor.
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Das Kraftfahrzeug befindet sich im
abgestellten Zustand. Um die Energieversorgung 26 nicht
zu belasten, befindet sich die Steueranordnung 10 im deaktivierten
Zustand, in dem der Spannungsregler 28 die Steueranordnung 10 nicht
mit der notwendigen Versorgungsspannung von beispielsweise 5 Volt versorgt.
Unter einer Steueranordnung 10 wird im folgenden ein Mikrocontroller,
ein Mikroprozessor oder ein Rechner verstanden. Im abgestellten
Zustand des Kraftfahrzeugs werden ständig die Innen- und Außentürgriffkontakte 18, 20 auf
eine Signaländerung
hin abgefragt. Anhand dieser Signaländerung wird erkannt, wenn
der Benutzer einen Öffnungs- oder
Schließvorgang
einleiten möchte.
Durch Ziehen am Außentürgriff wird
beispielsweise der Außentürgriffkontakt 20 geschlossen.
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Nachfolgend wird die Einleitung eines Öffnungsvorgangs
beschrieben. Wird anhand eines Signalwechsels des Innen- oder Außentürgriffkontakts 18, 20 die
Einleitung eines Öffnungsvorgangs
erkannt (Abfrage 103), werden zwei Aktionen parallel begonnen,
einerseits der Initiierungsvorgang der Steueranordnung 10,
andererseits die Umgehungsansteuerung des Verstellantriebs 14,
Schritt 105.
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Der Transceiver 30 des Bussystems 32 aktiviert
bei einer Signaländerung
eines der Türgriffkontakte 18, 20 den
Spannungsregler 28 zur Einleitung des Initialisierungsvorgangs.
Der Spannungsregler 28 erzeugt aus der Versorgungsspannung 26 (beispielsweise
die Fahrzeugbatterie) eine bei 5 Volt liegende interne Versorgungsspannung
für die
Steueranordnung 10. Es kommt zu einem sogenannten Power-On-Reset,
der vielleicht 50 ms in Anspruch nimmt, bis die Steueranordnung 10 den
Normalbetrieb aufnehmen kann. Auch muß der Oszillator der Steueranordnung 10 in
den eingeschwungenen Zustand gebracht werden.
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Während
dieser Hochlaufzeit wird bereits der Verstellantrieb 14 unter
Umgehung der Steueranordnung 10 durch die Umgehungsmittel 22, 24, 12 im Sinne
eines Öffnens
angesteuert. Als Verknüpfungsglied 22 kommt
ein Oder-Gatter zum Einsatz. Mit einer auftretenden Flanke wird
der Zeitgeber 24 gestartet. Hierbei kann es sich beispielsweise
um eine monostabile Kippstufe handeln. Der Zeitgeber 24 steuert
die Endstufeneinheit 12 für eine vorbestimmbare Zeitdauer
an, so daß der
Verstellantrieb 14 ein Stück weit im Sinne eines Öffnens des
Schließsystems
verfahren wird. Die vorgebbare Zeitspanne des Zeitgebers 24 ist
so zu wählen,
daß der
in dieser Zeitspanne angesteuerte Verstellantrieb 14 das
Schließsystem
noch nicht vollständig
entriegelt. Der Benutzer kann somit allein über diese Ansteuerung nicht
in das Kraftfahrzeug gelangen. Diese Zeitspanne muß an die
speziellen mechanischen Gegebenheiten des Schließsystems (Verstellantrieb 14 mit
zugehöriger Schloßmechanik)
angepaßt
werden. In der Endstufeneinheit 12 ist ein Einkopplungsnetzwerk
integriert, das die Priorität
der Ansteuersignale des Zeitgebers 24 und der Steueranordnung 10 festlegt.
Es ist als Widerstandsnetzwerk ausgelegt in der Weise, daß dem Ansteuersignal
der Steueranordnung 10 Vorrang eingeräumt wird. So wird beispielsweise
trotz noch nicht abgelaufenem Zeitgeber 24 ein anstehendes
Schließsignal
der Steueranordnung 10 zur Ansteuerung des Verstellantriebs 14 im
Sinne eines Schließens
erfolgen. Bei der Endstufeneinheit 12 kann es sich um eine
H-Brücke
handeln, die den beispielsweise als Gleichstrommotor ausgeführten Verstellantrieb 14 in
beide Richtungen ansteuern kann. Um die Energieversorgung 26 durch
die Umgehungsmittel 22, 24, 12 bei abgestelltem
Fahrzeug nur gering zu belasten, kann eine – in 1 nicht dargestellte – zusätzliche An-/Abschaltung der
Energieversorgung 26 an die Umgehungsmittel 12, 22, 24 über eine
einfache Transistorstufe vorgesehen werden.
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Nachdem die Steueranordnung 10 die
Hochlaufphase abgeschlossen und den Normalbetrieb aufgenommen hat,
führt die
Steueranordnung 10 eine Plausibilitätsabfrage durch, Abfrage 107.
Sie überprüft die Berechtigung
der den Öffnungsvorgang einleitenden
Person. Diese Berechtigung kann beispielsweise durch einen vom Benutzer
mitgeführten Sender 36 nachgewiesen
werden. Der Sender 36 wird zur Aussendung eines Codesignals
veranlaßt. Sollte
die Funkstrecke zwischen Sender 36 und Empfänger 34 bidirektional
ausgelegt sein, könnte
mit Ziehen des Außentürgriffs
der fahrzeugseitig angeordnete Sender/Empfänger 34 einen Befehl
an den Sender 36 schicken, der diesen zur Rücksendung
des Codesignals veranlaßt.
Ist am Sender 36 ein Bedienelement vorgesehen, kann der
Sendevorgang des Codesignals auch durch eine Betätigung des Bedienelements erfolgen.
Das über
den Empfänger 34 eingehende
Codesignal des Senders 36 wird über das Bussystem 32, 30 an
die Steueranordnung 10 weitergeleitet. In der Steueranordnung 10 ist
auch ein Referenzcode abgelegt, mit dem das Codesignal verglichen
wird. Bei Übereinstimmung
erkennt die Steueranordnung 10 auf die Berechtigung des
den Öffnungsvorgang
einleitenden Benutzers. Der Referenzcode könnte auch in einem anderen
Steuergerät abgelegt
sein. In diesem Fall müßte an die
Steueranordnung 10 lediglich ein binäres Signal übertragen werden, ob das eingehende
Codesignal mit dem Referenzcode übereinstimmt.
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Liegt keine Berechtigung vor, macht
die Steueranordnung 10 den über die Umgehungsmittel 22, 24, 12 bereits
eingeleiteten Öffnungsvorgang
des Verstellantriebs 14 wieder rückgängig. Hierzu gibt die Steueranordnung 10 einen
Schließbefehl über die Endstufeneinheit 12 an
den Verstellantrieb 14 ab. Die Dauer des Schließbefehls
könnte
der Zeitspanne des Zeitgebers 24 entsprechen, damit sich
das Schließsystem
wieder in der definierten Ausgangsschließstellung befindet.
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Weist der Benutzer in Abfrage 107 jedoch seine
Berechtigung nach, übernimmt
die Steueranordnung 10 die weitere Ansteuerung des Verstellantriebs 14,
um den Öffnungsvorgang
des Schließsystems
zu beenden, Schritt 111. Die Umgehungsmittel 22, 24, 12 stellen
jedoch eine schnelle Einleitung des Öffnungsvorgangs sicher.
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Im Normalbetrieb wird die Position
des Verstellantriebs 14 oder die Winkeländerung einer bewegten Getriebescheibe
durch die Sensorik 16 erfaßt, an die Steueranordnung 10 weitergegeben
und von dieser aufgearbeitet. Bei der Sensorik 16 kann
es sich beispielsweise um Hall-Sensoren handeln, die abhängig von
der Bewegung des Verstellantriebs 14 Impulse liefern. Im
Normalbetrieb der Steueranordnung 10 wird die Position
des Verstellantriebs 14 durch Inkrementierung bzw. Dekrementierung
der Ausgangssignale der Sensorik 16 aktualisiert. Während der
Hochlaufphase der Steueranordnung 10 jedoch ist die beschriebene
Positionserfassung nicht möglich.
Um die Position des Verstellantriebs 14 während der
Ansteuerung durch die Umgehungsmittel 22, 24, 12,
die bereits in der Hochlaufphase der Steueranordnung 10 erfolgt,
sicher zu erfassen, ist in einer Weiterbildung die weitere Positionserfassung 17 außerhalb
der Steueranordnung 10 vorgesehen. Die Positionserfassung 17 bestimmt
aus dem zugeführten
Signal der Sensorik 16 die Position des Verstellantriebs 14.
Die Positionserfassung 17 kann als Zähler ausgeführt sein, der in Abhängigkeit
von den inkrementellen Signalen der Sensorik 16 inkrementiert
oder dekrementiert wird. Ebenso könnte auch ein Integrator vorgesehen
sein, dessen analoge Ausgangsspannung ein Maß ist für die Position des Verstellantriebs 14.
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Gelangt die Steueranordnung 10 in
den Normalbetrieb, liest sie das Ausgangssignal der Positionserfassung 17 ein.
Das nach Abschluß der
Hochlaufphase anstehende Ausgangssignal der Positionserfassung 17 ist
ein Maß für den Verfahrweg
des Verstellantriebs 14, den dieser während der die Steueranordnung 10 umgehenden
Ansteuerung zurückgelegt
hat. Erkennt die Steueranordnung 10 in Abfrage 107,
daß keine Öffnungsberechtigung
vorliegt, steuert sie den Verstellantrieb 14 solange im
Sinne eines Schließens
an, bis die von der Positionserfassung 17 angezeigte Strecke
wieder rückgängig gemacht
worden ist. Das Schließsystem
befindet sich wieder in der vordefinierten Ausgangsstellung. Die zusätzliche
Positionserfassung 17 stellt sicher, daß die Position des Verstellantriebs 14 zu
jeder Zeit bekannt ist, auch wenn sich die Steueranordnung 10 noch
in der Hochlaufphase befindet.
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In einer weiteren alternativen Ausgestaltung ist
die Positionserfassung 17 Teil der Umgehungsmittel 12, 22, 24.
In einer ersten Variante hängt
die Zeitspanne des Zeitgebers 24 von dem Ausgangssignal der
Positionserfassung 17 ab. Dadurch kann die Zeitspanne der
vorläufigen Öffnungsansteuerung
des Verstellantriebs 14 so bemessen werden, daß eine bestimmte
Position des Verstellantriebs 14 erreicht werden soll.
In einer zweiten Variante wird das Ausgangssignal der Positionserfassung 17 mit
einer Soll-Position
verglichen, wobei der Verstellantrieb 14 nur angesteuert
wird, wenn er noch nicht die vorgebbare Soll- Position erreicht hat. Die Positionserfassung 17 liefert
das entsprechende Ansteuersignal direkt an die Endstufeneinheit 12.
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In einer alternativen Ausgestaltung
werden die Umgehungsmittel 22, 24, 12 zur
vollständigen Ausführung des Öffnungsvorgangs
genutzt. Dadurch kann ein Notbetrieb realisiert werden, wenn die
Steueranordnung 10 ausgefallen ist. Das Verknüpfungsglied 22 ist
hierbei so ausgelegt, daß lediglich
eine wiederholte Betätigung
des Innentürgriffkontakts 18, nicht
jedoch des Außentürgriffkontakts 20 zu
einem wiederholten Start des Zeitgebers 24 führt. Eine
wiederholte Betätigung
des Innentürgriffkontakts 18 steuert
den Verstellantrieb 14 für die im Zeitgeber 24 vorgegebene
Zeitdauer immer wieder im Sinne eines Öffnens an, solange bis sich
das Schließsystem
im entriegelten Zustand befindet. Eine wiederholte Betätigung des
Außentürgriffkontakts 20 jedoch
führt nicht zum
vollständigen
Entriegeln des Schließsystems, sondern
leitet in der bereits beschriebenen Art und Weise den Öffnungsvorgang
nur ein.
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Anstelle der Türgriffkontakte 18, 20 könnte die
Einleitung des Öffnungsvorgangs
auch über
den Sender 36 angestoßen
werden, wenn der Benutzer ein Öffnen-Bedienelement
des Senders 36 betätigt. Das
entsprechende Signal gelangt über
den Transceiver 30 und das Bussystem 32 an das
Verknüpfungsglied 22.
Die weitere Einleitung des Öffnungsvorgangs
läuft ab
wie bereits beschrieben.