DE4427254B4

DE4427254B4 - Verschlußsystem für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE4427254B4
Application number: DE4427254A
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: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2014-07-31
Also published as: DE4427254A1; US5808555A

Abstract

Verschlußsystem für ein Kraftfahrzeug mit je einem Kraftfahrzeugtürverschluß (5) an jeder Kraftfahrzeugtür (1, 2, 3, 4), einer Zentralverriegelungseinrichtung mit elektrischen Stellelementen (6), von denen jeweils eines einem Kraftfahrzeugtürverschluß (5) zugeordnet ist, und 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 (7) weist für die Informationsübertragung (9) ein Bus-System auf,
1.2) das Bus-System arbeitet auf Multiplexsystem-Elemente (11), von denen jeweils eines in den einzelnen Steuerelementen (6) untergebracht ist,
1.3) zur Steuer- und Kontrollschaltung (7) gehören für jeden Kraftfahrzeugtürverschluß (5) ein Mikrocontroller (12), ein Motortreiber (13) und Kontrollsensoren (14), die schaltungsmäßig hinter dem Multiplexsystem-Element (11) angeordnet sind,
1.4) das Multiplexsystem-Element (11), der Microcontroller (12) und der Motortreiber (13) für jeden Kraftfahrzeugtürverschluß (5) sind auf einer gemeinsamen Schaltungsplatine (15) angeordnet, die in einem Stellelement (6) untergebracht ist,
wobei die Schaltungsplatine (15) staub- und feuchtigkeitsdicht gekapselt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verschlußsystem für eine Kraftfahrzeug mit je einem Kraftfahrzeugtürverschluß an jeder Kraftfahrzeugtür, einer Zentralverriegelungseinrichtung mit elektrischen Stellelementen, von denen jeweils eines einem Kraftfahrzeugtürverschluß zugeordnet ist, und einer elektrischen Steuer- und Kontrollschaltung für die Betätigung und Überwachung der Zentralverriegelungseinrichtung, die mit Steuerinformationen arbeitet und Überwachungsinformationen aufnimmt. Der Ausdruck Kraftfahrzeugtür umfaßt auch Heckklappen und Abdeckklappen für den Kraftstoffeinfüllstutzen. Der Kraftfahrzeugtürverschluß kann neben den üblichen Funktionen, wie Verriegeln und Entriegeln, auch eine Diebstahlsicherungseinrichtung aufweisen. 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 arbeitsaufwendige Montage, wenngleich es bekannt ist, die Leitungen und angeschlossenen Bauteile zu Kabelbäumen vorzumontieren. Andererseits kennt die moderne Elektronik, auch in Verbin dung mit Kraftfahrzeugen, Multiplexschaltungen 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.

Im Rahmen der DE 38 36 026 C2 wird eine Zentralverriegelung für eine Mehrzahl separater unterschiedlicher aktiver Funktionseinheiten oder passiver mechanischer Bestandteile einer Gesamtanlage beschrieben. Bei den zu schützenden bzw. zu sichernden Anlagenteilen kann es sich u. a. auch um den Kofferraumdeckel eines Kraftfahrzeuges oder vergleichbare mechanische Aggregate handeln. Dazu ist eine Signaleingabeeinrichtung zur Ver- und Entriegelung von mit den Funktionseinheiten und/oder den mechanischen Bestandteilen gekoppelten mechanischen Sperrgliedern vorgesehen.

Die Signaleingabeeinrichtung besteht aus einem extern aktivierbaren Signalgenerator und einem Datenverarbeitungsgerät. Das Datenverarbeitungsgerät ist über eine Signalleitung mit den Funktionseinheiten und/oder den mechanischen Bestandteilen gekoppelt.

Ferner beschreibt die DE 32 44 049 C2 eine Zentralverriegelungsanlage für ein Kraftfahrzeug mit Steuerelektronik und Fernbetätigungseinrichtung. Die Fernbetätigungseinrichtung verfügt über zumindest einen als Schlüssel arbeitenden Sender und einen als Schloß arbeitenden Empfänger. Der Sender sendet bei Betätigung zum Zwecke der Entriegelung von zentral verriegelten Kraftfahrzeugtürverschlüssen ein Signal aus. Zusätzlich verfügt der Sender über eine Codiereinrichtung, in welcher ein Code mit einer abzählbaren Reihe von Codebits mit einem Anfangsbit sowie einem Endbit gespeichert ist.

Schließlich ist Gegenstand der US-PS 5 194 756 ein Kraftfahrzeug, welches mit einem verbesserten System zur Kraftfahrzeugtürverschlußkontrolle ausgerüstet ist. In diesem Zusammenhang lassen sich sämtliche bewegbaren Verschließelemente (neben dem Kraftfahrzeugtürverschluß insbesondere Fensterscheiben und möglicherweise ein Schiebedach) überwachen. Das bekannte System wird konventionell mit Hilfe eines Schaltelementes im Kraftfahrzeuginnenraum aktiviert.

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

Zur Lösung dieses technischan Problems ist Gegenstand der Erfindung ein Verschlußsystem für ein Kraftfahrzeug mit je einem Kraftfahrzeugtürverschluß an jeder Kraftfahrzeugtür, einer Zentralverriegelungseinrichtung mit elektrischen Stellelementen, von denen jeweils eines einem Kraftfahrzeugtürverschluß zugeordnet ist, und einer Steuer- und Kontrollschaltung 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 auf,
1.2) das Bus-System arbeitet auf Multiplexsystem-Elemente, von denen jeweils eines in den einzelnen Stellelementen untergebracht ist,
1.3) zur Steuer- und Kontrollschaltung gehören für jeden Kraftfahrzeugtürverschluß ein Microconiroller, ein Motortreiber und Kontrollsensoren, die schaltungsmäßig hinter dem Multiplexsystem-Element angeordnet sind,
1.4 ) das Multipilaxsystem-Element, der Microcontroller und der Motortreiber für jeden Kraftfahrzeugtürvarschluß sind auf einer gemeinsamen Schaltungsplatine angeordnet, die in dem Stellelement untergebracht ist,

wobei die Schaltungsplatine staub- und feuchtigkeitsdicht gekapselt ist.

Ein Bus bezeichnet im Rahmen der Erfindung eine Verbindungsleitung für Signals, die Informationen darstellen, in der Digitaltechnik. Der Bus verbindet die einzelen Komponenten eines informiationsverarbeitenden Systems. Man unterscheidet im allgemeinen den Datenbus, den Adressbus und den Steuerbus. Der Datenbus dient zum Austausch zum Daten, z. B. Meßdaten. Adressbus und Steuerbus dienen für die Übertragung von Stauer- und Quittungssignalen. Ein Bus ist dadurch gekennzeichnet, daß alle Komponenten an den Bus angeschlossen sind (im Gegensatz zu der eingangs beschriebenen klassischen Verdrahtung oder verkabelung 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 e 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 anzuschließenden 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 Multfplexbetrieb 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 Multiplexschaltung 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 bündelungsffähig. Die Bündelung besteht aus der additiven Zusammonfassung 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 Elektronik bekannten Maßnahmen das Verschlußsystem für ein Kraftfahrzeug beachtlich vereinfachen, so daß die elketrische Steuerung und Überwachung des Verschlußsystems mit wenigen Drehten verwirklicht werden kann. Die Vereinfachung geht erfindungsgemäß so weit, daß die Schaltungsplatine in dem Stellelement der Zentralverriegelungseinrichtung untergebracht werden kann,. in dem sie zugleich geschützt angeordnet ist. Die Stellelemente können als staub- und feuchtigkeitsdichte Kapseln ausgebildet sein und erfüllen insoweit eine Doppelfunktion. – Es versteht sich, daß dem erfindungsgemäßen Verschlußsystem bei einem Kraftfahrzeug die Befehle, wie Verriegeln, Entriegeln, zusätzliche Diebstahlsicherungsverriegelung, Aufheben der Diebstahlsicherungsverriegelung 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 Verschlußsystems. Dach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist das Bus-System als digital arbeitendes Eindraht-Bus-System mit pulsweitenmodulierten Bits ausgelegt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die für die meisten Verschlußssysteme 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, Innenverrisgelungsschalter, Schlüsselbetätigungsschalter, Kontrollsensoren ) . Im allgemeinen reichen acht Ausginge, 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.

Obgleich erfindungsgemäß die Schaltungsplatine jeweils in einem Stellelement der Zentralverrriegelungseinrichtung untergebracht ist, empfiehlt es sich, die Schaltungsplatine zusatzlich mit einer staub- und feuchtigkeitsdichten Kapsel zu umgeben, aus der die Leiter entsprechend staub- und feuchtigkeitsdicht hereausgeführt sind. Das ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Stellelement selbst nicht als Kapsel ausgeführt ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung weiter erläutert. Es zeigen:
1 das Schema eines erfindungsgemäßen Verschlußsystems.
2 in gegenüber der 1 wesentlich vergrößertem Maßstab die Ansicht eines Kraftfahrzeugtürverschlusses aus dem Verschlußsystem der 1, teilweise aufgebrochen, mit zugeordnetem Stellelement und
3 die Schaltungsplstine aus dem Gegenstand der 2 mit ihren Funktionselementen.
Das in der 1 dargestellte Verschlulßsystem ist für ein Kraftfahrzeug bestimmt. Das Kraftfahrzeug mag mit einer Fahrertür 1, einer Beifahrertür 2, einer Hintertür 3 links und einer Hintertür 9 rechts ausgerüstet sein. Es befindet sich ein Kraftfahrzeugtürverschluß 5 in jeder dieser Kraftfahrzeugtüren F bis 4. Die Kraftfahrzeugtürverschlüsse 5 gehören einer Zentralverriegelungseinrichtung mit einem elektrischen Stellelement 6 in den einzelnen Kraftfahrzeugtürverschlüssen 5 an. Außerdem ist eine elektrische Stauer- und Kontrollschaltung 9 für die Betätigung und Überwachung der Zentralverriegelungseinrichtung vorgesehen, die mit Steuerinformationen arbeitet und Überwachungsinformationen aus den Kraftfahrzeugtürverschlüssen 5 aufnimmt. In dem Schema der 1 wurde angedeutet, daß die Steuerbefehle, z. B. Verriegeln, Entriegeln, Diebstahlsicherungseinrichtung eingeschaltet, Diebstahlsicherungseinrichtung ausgeschaltet über elektronische Schlüssel 8 in das Verschlußsystem eingeleitet werden können, sei es über Hochfrequenz HF, sei es über Infrarot iR.
Aus der 1 entnimmt man fernerhin, daß die Steuer- und Kontrollschaltung 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 bzw. den Stellelementen 6 in den einzelnan Türen 1 bis 4 führen. Die Stellelemente 6 bestehen z. B. aus Motor und Getriebe und weisen gegebenenfalls Sensoren auf.
Das Bus-System 9 arbeitet auf Multiplexsystem-Elemente 11, von denen jeweils eines in den einzelnen Stellelementen 5 untergebracht ist. Beispielsweise wird dazu auf die 2 verwiesen, wo ein solches Multiplexsystem-Element 11 dargestellt wurde. Seinen Aufbau insgesamt mit den Funktionselementen ernennt man in 3. Die 3 zeigt, daß zur Steuer- und Kontrollschaltung ein Microcontroller 12, ein Motortrieber 13 und Kontrollsensoren 14 gehören, die schaltungsmäßig hinter dem Multiplexsystem-Element 11 angeordnet sind.
Aus einer vergleichenden Betrachtung der 2 und 3 entnimmt man, daß das Multiplexsystem-Element 11, der Microcontroller 12 und der Motortreiber 13 jedes Stellelementes 6 auf einer gemeinsamen Schaltungsplatine 15 angeordnet sind, die in dem Stellelement 6 untergebracht ist. Die Schaltungsplatine 15 mit den darauf angebrachten Schaltungsbauteilen ist staub- und feuchtigkeitsdicht gekapselt. Angedeutet wurde in der 1, daß das Bus-System 9 als digital arbeitendes Einleiter-Bus-System mit pulsweitenmodulierten Bits ausgealegt ist. Die Muitiplexsystem-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 Kraftfaahrzeugtürverschlüsse 5 bzw. der Stellelemente 6 eine Mehrzahl von Ausgängen auf, z. B. für den Zentralverriegelungsschalter, den Innenvarriegelungsschalter, für Schlüsselbetätigungsschalter und Kontrollsensoren. Im Ausführungsbespieil sind acht Ausgänge 17 vorgesehen, drei für die Adresse und fünf für die verschiedenen Funktionen. Die Kontrollsensoren 14, die in der 3 angedeutet wurden, sind als berührungslos arbeitende Sensoren ausgeführt und sind daher ohne weiteres in die elektronische Schalung integrierbar. Die Schaltungsplatine 15 mag von einer staub- und feuchtigkeitsdichten Kapsel 15 umgeben sein. Das Stellelement 6 ist ein besonderes Bauteil. Es ist gehäusemäßig von dem Kraftfahrzeugtürverschluß 5 getrennt und mit diesem lediglich funktionell verbunden. Das Stellelement 6 könnte aber auch in den Kraftfahrzeugtürverschluß 5 eingebaut sein.

Claims

Verschlußsystem für ein Kraftfahrzeug mit je einem Kraftfahrzeugtürverschluß (5) an jeder Kraftfahrzeugtür (1, 2, 3, 4), einer Zentralverriegelungseinrichtung mit elektrischen Stellelementen (6), von denen jeweils eines einem Kraftfahrzeugtürverschluß (5) zugeordnet ist, und 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 (7) weist für die Informationsübertragung (9) ein Bus-System auf, 1.2) das Bus-System arbeitet auf Multiplexsystem-Elemente (11), von denen jeweils eines in den einzelnen Steuerelementen (6) untergebracht ist, 1.3) zur Steuer- und Kontrollschaltung (7) gehören für jeden Kraftfahrzeugtürverschluß (5) ein Mikrocontroller (12), ein Motortreiber (13) und Kontrollsensoren (14), die schaltungsmäßig hinter dem Multiplexsystem-Element (11) angeordnet sind, 1.4) das Multiplexsystem-Element (11), der Microcontroller (12) und der Motortreiber (13) für jeden Kraftfahrzeugtürverschluß (5) sind auf einer gemeinsamen Schaltungsplatine (15) angeordnet, die in einem Stellelement (6) untergebracht ist, wobei die Schaltungsplatine (15) staub- und feuchtigkeitsdicht gekapselt ist.
Verschlußsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bus-System als digital arbeitendes Eindraht-Bus-System mit pulsweitenmodulierten Bits ausgelegt ist.
Verschlußsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die MultiplexSystem-Element (11) drei Eingänge (16) (Bus-Eingang, Energieeingang, Erdungseingang) sowie nach Maßgabe der Innenschaltung des Stellelementes (6) bzw. des Kraftfahrzeugtürverschlusses (5) eine Mehrzahl von Ausgängen (17) aufweist (z. B. für Zentralverriegelungsschalter, Innenverriegelungsschalter, Schlüsselbetätigungsschalter, Kontrollsensoren).
Verschlußsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollsensoren (14) als berührungslos arbeitende Sensoren ausgeführt sind.
Verschlußsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Kontrollsensoren (14) um Hallsensoren handelt.
Verschlußsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsplatine (15) jeweils von einer staub- feuchtigkeitsdichten Kapsel (18) umgeben sind.