DE3637263C2 - Verbund-Elektronik - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Steuergeräten, die im Verbund arbeiten, stellt sich zunehmend das Problem, daß sie stets hinsichtlich ihres Betriebsprogrammes aufeinander abgestimmt sein müssen. Dies ist besonders bei und für einen Programmwechsel eines Steuergeräts von Bedeutung.

Der Anschluß eines Mehrstellungs-Schalters, dessen Einstellung für die Programmauswahl mehrerer Steuergeräte maßgeblich ist, an allen diesen Steuergeräten bei gleichberechtigtem Zugriff auf die Schaltbefehle des Schalters scheidet daher aufgrund der häufig bei Kraftfahrzeugen auftretenden Störungen aus, sofern diese Schaltbefehle nur kurzzeitig vorliegen. Dieser Fall tritt bei Verwendung eines Tastschalters zunächst auf.

Ein hierarchischer Aufbau der Steuergeräte, bei dem ein Steuergerät die Information über das Arbeitsprogramm eines anderen Steuergerät anhand der Ausgangssignale dieses Steuergeräts ermittelt, scheidet ebenfalls aus, da sich in diesem Fall zeitkritische Abläufe ergeben. Die Information über einen Programmwechsel ergibt sich erst mit Verzögerung am Ausgang des Steuergeräts, während es häufig erforderlich ist, die Betriebsprogramme mehrerer Steuergeräte gleichzeitig zu verändern. Zudem bedeutet dies eine Belastung und möglicherweise sogar eine Erhöhung der Ausgangsleitungen des Steuergeräts, die aus Gründen der Schaltsicherheit bzw. der Ökonomie nicht zu vertreten ist.

Die Verwendung eines Mehrstellungs-Schalters, der in jeder Einstellung die zugehörige Leitung mit einem definierten Spannungspotential beaufschlagt, während die den übrigen Schaltstellungen zugeordneten Leitungen potentialmäßig nicht definiert sind, ist ebenfalls nicht geeignet, da derartige Leitungen für eine Datenübertragung, z.B. zwischen den verschiedenen Steuergeräten, nicht geeignet sind.

Es stellt sich somit das Problem, eine Schaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, die hinsichtlich der Zahl der verwendeten Leitungen ökonomisch ist und die Möglichkeit einer Datenübertragung über diese Leitungen ermöglicht sowie ferner eine Schaltsicherheit sowohl hinsichtlich der maßgeblichen Einstellung des Mehrstellungs-Schalters als auch bei Änderungen dieser Einstellung gewährleistet.

Dieses Problem wird durch die Erfindung dadurch gelöst, wie es im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben ist.

Wesentlich an der Erfindung ist die Kombination mehrerer Einzelmerkmale, die isoliert möglicherweise Probleme aufwerfen, in der Kombination jedoch zu einem überraschend positiven Ergebnis führen.

Es handelt sich dabei um die Verwendung von Tastschaltern, die den Vorteil einer einfachen Bedienbarkeit besitzen. Ferner gehört hierzu ein hierachischer Aufbau der Steuergeräte dergestalt, daß sich alle anderen Steuergeräte dem Primär-Steuergerät unterordnen, untereinander jedoch in der Regel gleichwertig sind. Ein evtl. Nachteil eines derartigen Aufbaus wird kompensiert durch die im Primär-Steuergerät eingangsseitig vorgesehene Speicherlogik, die in der Regel noch vor dem Programmwechsel des Primär-Steuergeräts die Information über die ggf. geänderte Einstellung des Tastschalters bleibend an die anderen Steuergeräte liefert. Der Programmwechsel der Steuergeräte kann somit, sofern erforderlich, gleichzeitig vollzogen werden. Die Information über die maßgebliche Einstellung des Tastschalters kann nicht verloren gehen. Diese Information wird mit Hilfe definierter Potentiale sämtlicher Leitungen geliefert. Damit scheidet das Problem aus, daß Leitungen potentialmäßig nicht definiert sind. Es ergibt sich damit die Möglichkeit, diese Leitungen im Rahmen eines Datenverbunds, beispielsweise zwischen den Steuergeräten, einzusetzen. Damit können ggf. gesonderte Datenleitungen entfallen.

Die zu dem Primär-Steuergerät führenden Leitungen stellen somit sowohl Eingangs- (vom Tastschalter herkommend) als auch (zu den anderen Steuergeräten führende) Ausgangsleitungen dar. Dies ist unter dem Gesichtspunkt der Ökonomie besonders vorteilhaft.

Der Gedanke der Ökonomie spielt auch eine wesentliche Rolle für eine Weiterbildung der Erfindung, wie sie in Patentanspruch 2 beschrieben ist. Damit ist es möglich, bei der Grund-Betätigungsstellung des Tastschalters den Potentialzustand der maßgeblichen Leitung nicht zu verändern. Für die übrigen Betätigungsstellungen ist der geänderte Potentialzustand einer Leitung maßgeblich, der sich von dem der anderen Leitungen unterscheidet. Der Potentialzustand dieser anderen Leitungen ist gleich dem Potentialzustand, den alle Leitungen in der Grund-Betätigungsstellung des Tastschalters einnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeichnung weiter erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine Schaltung, die im Rahmen der Erfindung dazu dient, zwei Potentialzustände einer zu einem Primär-Steuergerät führenden Leitung zu definieren,

Fig. 2 eine Schaltung gem. der Erfindung, bei der mehrere Steuergeräte im Verbund geschaltet sind und

Fig. 3 den Signalverlauf auf den Leitungen von Fig. 2.

Fig. 1 zeigt das Prinzip einer Schaltung als Teil einer gesamten Schaltanordnung, mit der es möglich ist, eine Leitung 1 sowohl als Eingangsleitung für ein Primär-Steuergerät als auch als Ausgangsleitung von diesem Steuergerät zu weiteren, nicht dargestellten Steuergeräten zu verwenden. Das Steuergerät ist schematisch als µP bezeichnet. Die Leitung 1 ist über eine weiterführende Leitung 2 auf einen Eingang 3 des Steuergeräts geschaltet sowie mit einem Ausgang 4 über eine parallele Schaltung 5 verbunden. In den Leitungen 2 und 5 sind elektrische Widerstände 6 und 7 bzw. 8 und 9 angeordnet. Ferner ist die Leitung 1 über einen Widerstand 10 mit einer Spannungsquelle (nicht gezeigt) verbunden. In der Leitung 2 befindet sich ferner ein Invertierer 11 und in der Leitung 5 ein Schalttransistor 12. Ferner ist die Leitung 1 über einen Tastschalter 13 kurzzeitig auf den Potentialzustand "low" einstellbar.

Bei nicht betätigtem Tastschalter 13 ist der Schalttransistor 12 gesperrt. Die Leitung 1 befindet sich damit im Potentialzustand "high". Wird nun der Tastschalter 13 betätigt, so gelangt ein "low"-Spannungsimpuls auf den Invertierer 11, wird dort in einen "high"-Spannungsimpuls umgewandelt und gelangt auf den Eingang 3 des Steuergeräts. Dieses ist so programmiert, daß es diesen Spannungsimpuls erkennt und über seinen Ausgang 4 und die Leitung 5 den Schalttransistor 12 bleibend durchsteuert. Damit bleibt der Zustand "low" auf der Leitung 1 auch dann bestehen, wenn der Tastschalter 13 wieder in seiner Ausgangslage liegt. Das Steuergerät ist weiter so programmiert, daß es den Schalttransistor 12 nicht mehr durchsteuert, wenn auf einem weiteren Eingang, der dem Eingang 3 entspricht und der zu einer parallelen Leitung (21 oder 31) gehört, ebenfalls kurzzeitig ein "low"-Spannungsimpuls eingeht. In diesem Fall wird diese parallele Leitung durch eine entsprechende Schaltung in den "low"-Zustand bleibend versetzt und dieser Zustand der Leitung 1 aufgehoben.

Das Zusammenwirken mehrerer, im Verbund geschalteter Steuergeräte und dreier Leitungen, die wie die Leitung 1 von Fig. 1 schaltbar sind, ist in Fig. 2 gezeigt.

Die Leitungen sind mit 1, 21 und 31 bezeichnet. Den Leitungen 21 und 31 sind Tastschalter 23 und 33 zugeordnet, die wie der Tastschalter 13 für die Leitung 1 ausgebildet sind. Die Tastschalter 13, 23 und 33 können zu einem kombinierten Tastschalter mit drei Betätigungsstellungen zusammengefaßt sein. In der Ausgangslage ist keiner der Tastschalter 13, 23 und 33 betätigt.

Die Steuergeräte tragen die Bezugszeichen 14, 15 und 16. Dabei handelt es sich beispielsweise beim Steuergerät 14 um das einer elektronischen Getriebesteuerung, beim Steuergerät 15 um ein Kombiinstrument und beim Steuergerät 16 um eine elektronische Motor-Leistungs-Regeleinrichtung. Das Steuergerät (14) dient als Prüfsteuergerät im Sinne von Fig. 1.

Ausgehend von einem Zustand, bei dem beispielsweise auf der Leitung 21 ein "low"-Spannungspegel und bei den Leitungen 1 und 31 ein "high"-Spannungspegel vorliegt, wird durch Betätigen des Tastschalters 13 bzw. 23 in Verbindung mit einer am Eingang des Steuergeräts 14 bei jeder der Leitungen 1, 21 und 31 vorgesehenen Schaltanordnungen entsprechend Fig. 1 die zugehörige Leitung 1 bzw. 31 bleibend auf "low"-Potential gesetzt und die Leitung 21 durch die obenbeschriebene Programmierung des Steuergeräts 14 in den "high"-Zustand zurückversetzt.

Dies ist in Fig. 3 näher gezeigt. Dabei ist im oberen Teil dieser Figur die Aufeinanderfolge von Schaltsignalen gezeigt, die mit Hilfe der Tastschalter 13, 23 und 33 erzeugt werden. Die Tastschalter 13, 33 und 23 sind der Reihe nach betätigt. Auf den Leitungen 1, 21 und 31 ergibt sich dadurch der im unteren Teil von Fig. 2 gezeigte Spannungsverlauf. Deutlich ist dabei zu erkennen, daß die Leitungen stets potentialmäßig definiert sind und vom Zustand "high" in den Zustand "low" übergehen, wenn der zugehörige Tastschalter betätigt ist bzw. vom Zustand "low" in den Zustand "high" übergehen, wenn ein anderer Tastschalter betätigt ist.

Diese definierte potentialmäßige Belegung der Leitungen 1, 21 und 31 und die im Steuergerät 14 vorgesehene Speicherlogik sorgen dafür, daß die Leitungen 1, 21 und 31 auch für eine Datenübertragung zwischen den Steuergeräten 14 bis 16 verwendet werden können und der für die Programmwahl des Steuergeräts 14 maßgebliche Zustand auch über die Betätigungszeit der Tastschalter 13, 23 und 33 hinaus eingestellt bleibt.

Die Speicherlogik kommt dabei in der Maßnahme zum Ausdruck, den angeschlossenen Schalttransistor, wie der Schalttransistor 12 von Fig. 1, bleibend durchzuschalten, bis auf einem anderen Eingang ein entsprechender Schaltbefehl eingeht. Durch diese Speicherlogik sind Synchronisationsprobleme zwischen den einzelnen Steuergeräten ausgeschlossen, da jedes der anderen Steuergeräte den Zustand der Leitungen 1, 21 und 31 bleibend erfährt.

Ferner sind Laufzeitprobleme bei der Änderung des maßgeblichen Programms ebenfalls nicht zur erwarten, da jede Programmänderung, beispielsweise des Steuergeräts 14, noch vor ihrer Realisierung anhand des dafür maßgeblichen Spannungszustands an den Eingangsleitungen 1, 21 und 31 den anderen Steuergeräten mitgeteilt wird. Diese Steuergeräte benötigen zum Erkennen des Potentialzustands keinerlei Speicherlogik, sondern lediglich eine Erkennungslogik, da die Speicherlogik des Steuergeräts 14 für die bleibende Einstellung des relevanten Spannungszustands auf den Leitungen 1, 21 und 31 sorgt.

Der beschriebene Ausgangszustand, der nach dem Spannungszustand "low" auf der Leitung 21 gekennzeichnet ist und bei dem das Steuergerät 14 beispielsweise ein Betriebsprogramm I einstellt, kann vorgegeben sein und bei Einschalten der Zündanlage des Kraftfahrzeugs vorliegen. Durch Betätigen der Tastschalter 13 und 33 werden dann weitere Betriebsprogramme II bzw. III eingestellt, bis schließlich durch Betätigen des Tastschalter 23 das Ausgangs-Betriebsprogramm I erneut eingestellt wird.

Die Steuergeräte 15 und 16 erkennen das am Steuergerät 14 eingestellte Betriebsprogramm und führen im Falle des Steuergeräts 15 eine entsprechende Anzeige und im Falle des Steuergeräts 16 eine Einstellung des Betriebszustands der Brennkraftmaschine entsprechend durch. Dabei ist das Steuergerät 16 lediglich an den Leitungen 1 und 21 angeschlossen, da nur die Betriebsprogramme I und II des Steuergeräts 14 vom Steuergerät 16 berücksichtigt werden müssen.

Anstelle der in Fig. 2 gezeigten identischen Ausbildung der zwischen den Leitungen 1, 21 und 31 und dem Steuergerät 14 vorgesehenen Schaltung, die entsprechend Fig. 1 ausgebildet sein kann, ist es auch möglich, eine der Leitungen ohne die durch den Schalttransistor 12 realisierte Speicherfunktion auszuschalten. Die Eingangslogiken der anderen Steuergeräte sind dann so auszubilden, daß sie den Ausgangszustand, bei dem sich dann alle Leitungen auf denselben "high"-Potential befinden, einem Betriebsprogramm des Steuergeräts 14 zuordnen und die anderen Betriebsprogramme des Steuergeräts 14 anhand des potentialmäßigen Unterschieds der mit einer Speicherfunktion ausgestatteten anderen Leitungen erkennen.

Claims (2)

1. Schaltung für mehrere im Verbund arbeitende Steuergeräte eines Kraftfahrzeugs, die unterschiedliche Steuerprogramme durchführen abhängig von der Einstellung einer Schalteinrichtung mit der Zahl der möglichen Schaltstellungen gleicher Zahl von angeschlossenen Leitungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung, aus mehreren, der Anzahl der Leitungen (1, 21, 31) entsprechend Tastschaltern (13, 23, 33) besteht, daß die Leitung (1, 21, 31) an einem Primär-Steuergerät (14) angeschlossen sind, daß das Primär-Steuergerät eine Speicherlogik besitzt derart, daß nach Einstellen einer Arbeitsstellung eines Tastschalters (13, 23, 33) die zugehörige Leitung (1, 21, 31) in einem definierten Potentialzustand übergeht, während die übrigen Leitungen ein davon unterschiedliches jedoch untereinander gleiches Potential einnehmen, daß die anderen Steuergeräte (15, 16) ebenfalls an Leitungen (1, 21, 31) angeschlossen sind und daß das zugehörige Potential für die Auswahl ihrer Arbeitsprogramme maßgeblich sind.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einstellen des Tastschalters in einer Grund-Betätigungsstellung der Potentialzustand aller Leitungen (1, 21, 31) gleich ist.