DE4427253C2

DE4427253C2 - Verschlußsystem für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE4427253C2
Application number: DE19944427253
Authority: DE
Inventors: Peter Bartel
Original assignee: Kiekert AG
Current assignee: Kiekert AG
Priority date: 1994-07-30
Filing date: 1994-07-30
Publication date: 1996-05-23
Anticipated expiration: 2014-07-31
Also published as: DE4427253A1; US5623170A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verschlußsystem für ein Kraftfahrzeug mit je einem Kraftfahrzeugtürverschluß an jeder Kraftfahrzeugtür, einer Zentralverriegelungseinrichtung mit einem elektrischen Stellmotor in den einzelnen Kraftfahrzeugtürverschlüssen sowie einer elektrischen Steuer- und Kontrollschaltung für die Betätigung und Überwachung der Zentralverriegelungseinrichtung, die mit Steuerinformationen arbeitet und Überwachungsinformationen auf nimmt. Der Ausdruck Kraftfahrzeugtür umfaßt auch Heckklappen und Abdeckklappen für den Kraftstoffeinfüllstutzen. Der Kraftfahrzeug türverschluß kann neben den üblichen Funktionen, wie Verriegeln und Entriegeln, auch eine Diebstahlsicherungseinrichtung auf weisen. System bezeichnet im Rahmen der Erfindung ein nach einem einheitlichen Prinzip geordnetes Ganzes. Verschlußsysteme für Kraftfahrzeuge sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Das gilt auch für Kraftfahrzeugtürverschlüsse.

Bei dem bekannten Verschlußsystem, von dem die Erfindung ausgeht weist die Steuer- und Kontrollschaltung für die einzelnen Steuer- und Kontrollfunktionen separate Leitungen auf, die von den einzelnen Kraftfahrzeugtürverschlüssen zu einer Zentrale führen. Diese klassische Maßnahme, die als Verdrahtung oder Verkabelung mit "Punkt zu Punkt"-Verbindungen bezeichnet wird, verlangt nicht nur eine Vielzahl von Leitungen, sondern auch deren arbeits aufwendige Montage, wenngleich es bekannt ist, die Leitungen und angeschlossene Bauteile zu Kabelbäumen vorzumontieren. Anderer seits kennt die moderne Elektronik, auch in Verbindung mit Kraftfahrzeugen, Multiplexschaltun gen und Multiplexsysteme sowie Bus-Systeme, die es erlauben, elektrische Schaltungen gegenüber Schaltungen mit klassischer Verdrahtung oder Verkabelung zu vereinfachen (vgl. DE 34 17 956 C2, DE 41 41 504 A1). Die insoweit bekannten Maßnahmen sind nicht ohne weiteres im Zusammenhang mit Verschlußsystemen für Kraftfahrzeuge sicher einsetzbar.

Aus den Literaturstellen DE 38 36 026 C2, DE 88 15 451.3 U1 und DE 33 24 956 A1 ist jeweils ein Verschlußsystem für ein Kraftfahrzeug mit je einem Kraftfahrzeugtürverschluß an jeder Kraftfahrzeugtür, einer Zentralverriegelungseinrichtung, einer Steuer- und Kontrollschaltung für die Betätigung und Überwachung der Zentralverriegelungseinrichtung, die mit Steuerinformationen arbeitet und Überwachungsinformationen aufnimmt, wobei die Steuer- und Kontrollschaltung für die Informationsübertragung ein Bus-System aufweist und wobei das Bus-System mit Multiplexsystem-Elementen arbeitet. Aus der Literaturstelle US 49 83 947 ist in Verbindung mit einem Kraftfahrzeugtürverschluß ein Einleiter-Bus-System bekannt. Dieses Einleiter-Bus-System dient im wesentlichen der Steuerung der Innenbeleuchtung oder einer Alarmanlage des Kraftfahrzeuges, wobei die Steuerung mittels Betätigungselement des Kraftfahrzeugtürverschlusses erfolgt. Auch die insofern bekannten Verschlußsysteme befriedigen hinsichtlich der Dauerzuverlässigkeit nicht, da die Anordnung und Unterbringung der Multiplexsystem-Elemente sowie weiterer elektronischer Baugruppen nicht auf die besonderen, in der Praxis auftretenden Betriebsbedingungen von Kraftfahrzeugtürverschlüssen abgestimmt sind.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verschlußsystem für ein Kraftfahrzeug des eingangs beschriebenen Aufbaus sowie der eingangs beschriebenen Zweckbestimmung in bezug auf den elektrischen Aufbau, ohne Beeinträchtigung der Funktionssicherheit, zu vereinfachen.

Zur Lösung dieses technischen Problems ist Gegenstand der Erfindung ein Verschlußsystem für ein Kraftfahrzeug mit je einem Kraftfahrzeugtürverschluß an jeder Kraftfahrzeugtür, einer Zentral verriegelungseinrichtung mit einem elektrischen Stellmotor in den einzelnen Kraftfahrzeugtürverschlüssen, einer Steuer- und Kontroll schaltung für die Betätigung und Überwachung der Zentralver riegelungseinrichtung, die mit Steuerinformationen arbeitet und Überwachungsinformationen aufnimmt, - und mit den weiteren Merkmalen

1.1) die Steuer- und Kontrollschaltung weist für die Informationsübertragung ein Bus-System auf,
1.2) das Bus-System arbeitet auf Multiplexsystem-Elemente, von denen jeweils eines in den einzelnen Kraftfahrzeug türverschlüssen untergebracht ist,
1.3) zur Steuer- und Kontrollschaltung gehören für jeden Kraftfahrzeugtürverschluß ein Microcontroller, ein Motor treiber und Kontrollsensoren, die in den einzelnen Kraftfahrzeugtürverschlüssen untergebracht sind, und zwar schaltungsmäßig hinter dem Multiplex system-Element,
1.4) das Multiplexsystem-Element, der Microcontroller und der Motortreiber jedes Kraftfahrzeugtürverschlusses sind auf einer gemeinsamen Schaltungsplatine angeordnet, die in dem Kraftfahrzeugtürverschluß untergebracht ist,

wobei die Schaltungsplatine staub- und feuchtigkeitsdicht gekapselt ist.

Ein Bus bezeichnet im Rahmen der Erfindung eine Verbindungs leitung für Signale, die Informationen darstellen, in der Digital technik. Der Bus verbindet die einzelnen Komponenten eines informationsverarbeitenden Systems. Man unterscheidet im allge meinen den Datenbus, den Adressbus und den Steuerbus. Der Datenbus dient zum Austausch von Daten, z. B. Meßdaten. Adressbus und Steuerbus dienen für die Übertragung von Steuer- und Quittungssignalen. Ein Bus ist dadurch gekennzeichnet, daß alle Komponenten an den Bus angeschlossen sind (im Gegensatz zu der eingangs beschriebenen klassischen Verdrahtung oder Ver kabelung in Form von "Punkt zu Punkt"-Verbindungen) Die Leitungen sind im allgemeinen bidirektional. Das bedeutet, daß Signale in mehrere Richtungen über den Bus laufen und daß sich mehrere aktive Elemente am Bus befinden können, wobei jedes aktive Element einen Datenverkehr auslösen kann. Bus-Systeme bieten den Vorteil, daß sich Komponenten flexibel anschließen lassen. Die Leistungsfähigkeit eines Bus-Systems hängt stark von der Datenübertragungsgeschwindigkeit ab. Greifen mehrere aktive Elemente auf den Bus zu, so muß eine Prioritätensteuerung diesen Zugriff regeln. Ein Bus-System ist ein System von Busleitungen, wobei diese nach Anzahl und Funktion der einzelnen Leitungen definiert sind. Die Schnittstellenbedingungen für die anzu schließenden Geräte und Bauteile richten sich nach der Definition des Bus-Systems. Eine Busleitung ist ein ein- oder mehradriges System von Steuerleitungen, an das mehrere Einrichtungen oder Stationen innerhalb eines lokalen Netzes angeschlossen sind. Die Nachrichten oder Steuerinformationen werden im Multiplexbetrieb ausgetauscht. Beim Multiplexbetrieb werden die Eingangskanäle nacheinander abgefragt und somit zeitlich hintereinander verschachtelt auf den Übertragungskanal gegeben. Im Empfänger muß eine gleiche und synchronlaufende Abtasteinrichtung die Signale an die zugehörigen Ausgänge verteilen. Eine Multiplex schaltung enthält die zur Abtastung der Eingangskanäle und zu deren Bündelung notwendigen Elemente. Diese sind z. B. gesteuerte Schalter oder Modulatoren. Beim Multiplexsystem werden die Eingangskanäle durch eine Adresse gekennzeichnet, sie sind damit bündelungsfähig. Die Bündelung besteht aus der additiven Zusammenfassung der adressierten Signale aller Eingangskanäle zum eigentlichen Signalbündel. Im Empfänger siebt der Adressdecodierer die zugehörigen Signale aus und trennt nur den Signalteil vom Bündel ab, der seiner Adresse entspricht. Am Ausgang des Multiplexsystems stehen somit die Eingangskanäle wieder zur Verfügung.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die vorstehend beschriebenen, aus der Elektronik bekannten Maßnahmen das Verschlußsystem für ein Kraftfahrzeug beachtlich vereinfachen, so daß die elektrische Steuerung und Überwachung des Verschluß systems mit wenigen Drähten verwirklicht werden kann. Die Vereinfachung geht erfindungsgemäß so weit, daß die Schaltungs platine im Kraftfahrzeugtürverschluß untergebracht werden kann, in dem sie zugleich geschützt angeordnet ist. - Es versteht sich, daß dem erfindungsgemäßen Verschlußsystem bei einem Kraft fahrzeug die Befehle, wie Verriegeln, Entriegeln, zusätzliche Diebstahlsicherungsverriegelung, Aufheben der Diebstahlsicherungs verriegelung und gegebenenfalls andere, über mechanische oder elektronische Schlüssel oder Schalter mitgeteilt werden.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung des Ver schlußsystems. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist das Bus-System als digital arbeiten des Eindraht-Bus-System mit pulsweitenmodulierten Bits ausgelegt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die für die meisten Verschlußsysteme für Kraftfahrzeuge einsetzbar ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Multiplexsystem-Elemente drei Eingänge (Buseingang, Energieeingang, Erdungseingang) sowie nach Maßgabe der Innenschaltung des Kraftfahrzeugtürverschlusses eine Mehrzahl von Ausgängen aufweisen (z. B. für Zentralver riegelungsschalter, Innenverriegelungsschalter, Schlüsselbetäti gungsschalter, Kontrollsensoren). Im allgemeinen reichen acht Ausgänge, drei für die Adresse und fünf für die verschiedenen Funktionen. Bei dem erfindungsgemäßen Verschlußsystem empfiehlt es sich, die Kontrollsensoren als berührungslos arbeitende Sensoren, z. B. als Hall-Sensoren, auszuführen, die nach Maßgabe des bekannten Hall-Effektes arbeiten.

Ob gleich erfindungsgemäß die Schaltungsplatine im Kraftfahrzeug türverschluß untergebracht ist, empfiehlt es sich, die Schaltungsplatine zusätzlich mit einer staub- und feuchtig keitsdichten Kapsel zu umgeben, aus der die Leiter entsprechend staub- und feuchtigkeitsdicht herausgeführt sind.

Es sind Verschlußsysteme bekannt, die mit Kraftfahrzeugtür verschlüssen in der Ausführungsform "Bauweise mit geschlossenem Gehäuse" arbeiten, aus welchem Gehäuse lediglich der Außenbetätigungshebel, eine Innenbetätigungsstellstange, eine Innensicherungsstellstange und die Anschlüsse für elektrische Kabel herausgeführt sind. Erfindungsgemäß ist bei solchen Verschluß systemen in der Ausführungsform mit geschlossenem Gehäuse die Schaltungsplatine, die in der beschriebenen Weise gekapselt sein kann in dem geschlossenen Gehäuse untergebracht und dadurch zusätzlich gesichert (vgl. DE 35 26 501 C2).

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung weiter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Schema eines erfindungsgemäßen Verschlußsystems,

Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab die Ansicht eines Kraftfahrzeugtürverschlusses aus dem Verschlußsystem der Fig. 1, teilweise aufgebrochen und

Fig. 3 die Schaltungsplatine aus dem Gegenstand der Fig. 2 mit ihren Funktionselementen.

Das in der Fig. 1 dargestellte Verschlußsystem ist für ein Kraftfahrzeug bestimmt. Das Kraftfahrzeug mag mit einer Fahrertür 1, einer Beifahrertür 2, einer Hintertür 3 links und einer Hintertür 4 rechts ausgerüstet sein. Es befindet sich ein Kraftfahr zeugtürverschluß 5 in jeder dieser Kraftfahrzeugtüren 1 bis 4. Die Kraftfahrzeugtürverschlüsse 5 gehören einer Zentralverriegelungs einrichtung mit einem elektrischen Stellmotor 6 in den einzelnen Kraftfahrzeugtürverschlüssen 5 an. Außerdem ist eine elektrische Steuer- und Kontrollschaltung 7 für die Betätigung und Überwachung der Zentralverriegelungseinrichtung vorgesehen, die mit Steuerinformationen arbeitet und Überwachungsinformationen aus den Kraftfahrzeugtürverschlüssen 5 aufnimmt. In dem Schema der Fig. 1 wurde angedeutet, daß die Steuerbefehle, z. B. Verriegeln, Entriegeln, Diebstahlsicherungseinrichtung eingeschaltet, Diebstahl sicherungseinrichtung aus geschaltet über elektronische Schlüssel 8 In das Verschlußsystem eingeleitet werden können, sei es über Hochfrequenz HF, sei es über Infrarot iR.

Aus der Fig. 1 entnimmt man fernerhin, daß die Steuer- und Kon trollschaltung 7 für die Informationsübertragung 9 ein Bus-System aufweist. Der Bus ist ein an sich und für sich bekanntes Bauteil in der Ausführungsform als Eindraht-Bus, von dem also einzelne Drähte 10 zu den Kraftfahrzeugtürverschlüssen 5 in den einzelnen Türen 1 bis 4 führen.

Das Bus-System 9 arbeitet auf Multiplexsystem-Elemente 11, von denen jeweils eines in den einzelnen Kraftfahrzeugtürverschlüssen 5 untergebracht ist. Beispielsweise wird dazu auf die Fig. 2 verwiesen, wo ein solches Multiplexsystem-Element 11 dargestellt wurde. Seinen Aufbau insgesamt mit den Funktionselementen erkennt man in Fig. 3. Die Fig. 3 zeigt, daß zur Steuer- und Kontrollschaltung bei jedem Kraftfahrzeugtürverschluß 5 ein Microcontroller 12, ein Motortreiber 13 und Kontrollsensoren 14 gehören, die in den einzelnen Kraftfahrzeugtürverschlüssen 5 untergebracht sind, und zwar schaltungsmäßig hinter dem Multiplexsystem-Element 11.

Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 2 und 3 entnimmt man, daß das Multiplexsystem-Element 11, der Microcontroller 12 und der Motortreiber 13 jedes Kraftfahrzeugtürverschlusses 5 auf einer gemeinsamen Schaltungsplatine 15 angeordnet sind, die in dem Kraftfahrzeugtürverschluß 5 untergebracht ist. Die Schaltungsplatine 15 mit den darauf angebrachten Schaltungs bauteilen ist staub- und feuchtigkeitsdicht gekapselt. Angedeutet wurde in der Fig. 1, daß das Bus-System 9 als digital arbeitendes Einleiter-Bus-System mit pulsweitenmodulierten Bits ausgelegt ist. Die Multiplexsystem-Elemente 11 sind im Ausführungsbeispiel mit drei Eingängen 16 versehen, dem Buseingang, dem Energieeingang und dem Erdungseingang. Die Multiplexsystem-Elemente 11 weisen nach Maßgabe der Innenschalter der Kraftfahrzeugtürverschlüsse eine Mehrzahl von Ausgängen auf, z. B. für den Zentralverriegelungsschalter, den Innenverriegelungsschalter, für Schlüsselbetätigungsschalter und Kontrollsensoren. Im Ausführungs beispiel sind acht Ausgänge 17 vorgesehen, drei für die Adresse und fünf für die verschiedenen Funktionen. Die Kontrollsensoren 14, die in der Fig. 2 angedeutet wurden, sind als berührungslos arbeitende Sensoren ausgeführt und sind daher ohne weiteres in die elektronische Schaltung integrierbar. Die Schaltungsplatine 15 mag von einer staub- und feuchtigkeitsdichten Kapsel 18 umgeben sein. Bei dem dargestellten Kraftfahrzeugtürverschluß 5 mag es sich um einen Kraftfahrzeugtürverschluß der Ausführungsform "Bauweise mit geschlossenem Gehäuse" handeln (vgl. DE 35 26 501 C2), wobei die Schaltungsplatine 15 in dem geschlossenen Gehäuse 19 untergebracht und dadurch geschützt ist. Sie kann zusätzlich in der beschriebenen Weise gekapselt sein.

Claims

1. Verschlußsystem für ein Kraftfahrzeug mit je einem Kraftfahr zeugtürverschluß (5) an jeder Kraftfahrzeugtür (1, 2, 3, 4), einer Zentralverriegelungseinrichtung mit einem elektrischen Stellmotor (6) in den einzelnen Kraftfahrzeugtürverschlüssen (5), einer Steuer- und Kontrollschaltung (7) für die Betätigung und Überwachung der Zentralverriegelungseinrichtung, die mit Steuerinformationen arbeitet und Überwachungsinformationen aufnimmt, - und mit den weiteren Merkmalen

1.1) die Steuer- und Kontrollschaltung weist für die Informationsübertragung ein Bus-System (9) auf,
1.2) das Bus-System (9) arbeitet mit Multiplex system-Elementen (11), von denen jeweils eines in den einzelnen Kraftfahrzeugtürverschlüssen (5) untergebracht ist,
1.3) zur Steuer- und Kontrollschaltung gehören für jeden Kraftfahrzeugtürverschluß (5) ein Microcontroller (12), ein Motortreiber (13) und Kontrollsensoren (14), die in den einzelnen Kraftfahrzeugtürverschlüssen (5) untergebracht sind, und zwar schaltungsmäßig hinter dem Multiplexsystem-Element (11),
1.4) das Multiplexsystem-Element (11), der Microcontroller (12) und der Motortreiber (13) jedes Kraftfahrzeugtür verschlusses (5) sind auf einer gemeinsamen Schaltungsplatine (15) angeordnet, die in dem Kraftfahrzeugtürverschluß (5) untergebracht ist,

wobei die Schaltungsplatine (15) staub- und feuchtigkeitsdicht gekapselt ist.

2. Verschlußsystem nach Anspruch 1, wobei das Bus-System (9) als digital arbeiten des Eindraht-Bus-System mit pulsweitenmodulierten Bits ausgelegt ist.

3. Verschlußsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Multiplexsystem-Elemente (11) drei Eingänge (16) sowie nach Maßgabe der Innenschaltung des Kraftfahrzeugtürverschlusses (5) eine Mehrzahl von Ausgängen (17) aufweist.

4. Verschlußsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kontrollsensoren (14) als berührungslos arbeitende Sensoren, vorzugsweise als Hall-Sensoren, ausgeführt sind.

5. Verschlußsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schaltungsplatinen (15) von einer staub- und feuchtigkeitsdichten Kapsel (18) umgeben sind.

6. Verschlußsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5 für ein Kraftfahrzeug mit Kraftfahrzeugtürverschlüssen (5), die in einem geschlossenen Gehäuse (19) untergebracht sind, aus dem lediglich der Außenbetätigungshebel, eine Innenbetätigungsstellstange, eine Innensicherungsstellstange und die Anschlüsse für ein elektrisches Kabel herausgeführt sind, wobei die Schaltungsplatine (15) in dem geschlossenen Gehäuse (19) untergebracht ist.