WO2003078216A1 - Drahtlose kommunikation in fahrzeugen - Google Patents

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    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/0003—Arrangement or mounting of elements of the control apparatus, e.g. valve assemblies or snapfittings of valves; Arrangements of the control unit on or in the transmission gearbox
    • F16H61/0006—Electronic control units for transmission control, e.g. connectors, casings or circuit boards

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for wireless communication of devices in a vehicle according to the preamble of claim 1.
  • a control for a motor vehicle is known from DE 43 34 595 Cl, which transmits driver actions via a CAN bus to a transmission control and an engine control.
  • the invention has for its object to show a communication option for the communications between the input of driver actions and the reaction of vehicle devices, which eliminates the disadvantages of the prior art.
  • the transmitter device which is operated by the driver, and an electronic control device, which controls the desired action, represent an optimal solution Communication on a communication path between control means actuated by a driver of a vehicle, which emit control signals, and devices of the vehicle which receive control signals and convert the control signals into reactions in or on the devices, proposed that the transmission of the control signals away from and to the control means the devices takes place wirelessly at least on parts of the communication link.
  • translation devices are provided in the control means, which translate the control signals formed from the driver's actions into control signals which can be transmitted wirelessly according to a transmission protocol.
  • controlled devices of the vehicle provide translation devices which are suitable for translating received, wirelessly transmitted control signals according to the translation protocol into signals to which the devices react.
  • a further embodiment provides for direct wireless transmission of the control signals between the control means and the reacting devices over the entire communication path.
  • a wireless transmission of the control signals between the control means and an interposed electronic control device is provided on a first section of the communication link, which is suitable for further processing the control signals according to predefined calculation rules and control signals responding to a second section of the communication link Pass on the vehicle's facilities.
  • the second part of the communication link is designed as a wireless transmission link; in another configuration, the second part of the communication link
  • the communication section is designed as a cable section and, in yet another embodiment, the second part of the communication section is configured as a bus system, in particular as a CAN bus system.
  • Advantageous embodiments of the invention show the controlled and reacting device of the vehicle as a transmission control, in a special embodiment as a transmission control of an automatic or automated transmission.
  • the intermediate control device is designed as a central vehicle computer.
  • the figure shows an engine 2, which is controlled by an engine controller 4.
  • a transmission 6 is controlled by a transmission control 8.
  • a central vehicle computer is designated by 10.
  • a signal lever 18, a kick-down switch 20 and a drive program selector switch 22 are connected to a control device 24 by signal lines 12, 14 and 16.
  • the driver enters his commands and wishes in a known manner, for example the driving stages P, R, N, S, 1 and 2 via the selector lever 18, the request for strong acceleration via the kick-down switch 20 and the selection Zvi ⁇ rule a Economy and a sport driving program from the driving program selector 22 to the motor controller 4, the transmission controller 8, the cen- eral vehicle computer 10 and the controller 24 are antennas, 26, connected 28 30 and 32nd According to a common transmission protocol, 24 control signals are generated in the control device, which either are transmitted directly to the engine control 4 and the transmission control 8, or which are routed via the central vehicle computer 10, in which the control signals can be revised again, for which purpose they are processed electronically in accordance with predetermined calculation rules.
  • the engine control 4 can also be connected to the central vehicle computer 10 via a cable line 34 indicated here in dashes, as a result of which the entire transmission path of the communication between the control device 24 and the engine control 4 is split into two sections, a first section in which the communication is wireless takes place, and a second section in which the communication takes place via a cable line 34 or a CAN bus.

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Abstract

In einer Vorrichtung zur Kommunikation auf einer Kommunikationsstrecke zwischen von einem Fahrer eines Fahrzeugs betätigten Steuermitteln (18, 20, 22, 24), die Steuersignale abgeben, und Einrichtungen (4, 8) des Fahrzeugs, die Steuersignale empfangen und die Steuersignale in Reaktionen in oder an den Einrichtungen umwandeln, erfolgt die Übertragung der Steuersignale von den Steuermitteln (18, 20, 22, 24) weg und zu den Einrichtungen (4, 8) hin wenigstens auf Teilen der Kommunikationsstrecke drahtlos.

Description

Drahtlose Kommunikation in Fahrzeugen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Ver- fahren zur drahtlosen Kommunikation von Einrichtungen in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Für viele Funktionen im Fahrzeug wurden und werden die mechanischen, hydraulischen oder pneumatischen Übertragun- gen der Aktivitäten des Fahrers, die bestimmte Reaktionen auslösen, durch elektrische Leitungen in Kombination mit elektronisch gesteuerten Aggregaten, die irgendwo im Fahrzeug "vor-Ort" angeordnet sind und die Reaktionen durchführen, ersetzt. Für diese Entwicklung werden in der Fachwelt unter dem Begriff "x by wire" beschrieben. Beispielgebend dafür seien angeführt die E-Gas-Funktion bzw. die elektronische Dieseleinspritzung, die als "Drive by wire" bezeichnet wird, der Ersatz von mechanischem Gestänge zwischen einem Schalthebel und dem Fahrzeuggetriebe, was als "Shift by wire" bezeichnet wird, oder die Möglichkeit, Ver- zögerungseinrichtungen des Fahrzeugs elektronisch anzusteuern, wofür sich die Bezeichnung "Brake by wire" durchgesetzt hat. Kommunikationen zwischen einzelnen Einrichtungen im Fahrzeug untereinander oder beispielsweise mit einem zentralen Fahrzeugleitrechner werden vorwiegend über eine Bus-Leitung vorgenommen, wobei der CA -Bus bereits weite Verbreitung gefunden hat.
Neben den funktioneilen Verbesserungspotentialen durch eine Entkopplung der Fahreraktionen und der Reaktionen der entsprechenden Einrichtung im Fahrzeug ist ein weiterer wichtiger Grund für diese Entwicklung die Platzersparnis, die höhere gestalterische Freiheit beim Design der Einrich- tungen und deren Anordnung und mögliche Verbesserungen der Ergonomie. Elektrische Kabel sind naturgemäß kleiner, leichter, flexibler und heute meist auch billiger als entsprechende mechanische, hydraulische oder pneumatische Ü- bertragungseinrichtunge .
Dennoch werden auch für diese elektrischen Leitungen Kabel und Stecker benötigt, die Raum beanspruchen und auch gewisse Anforderungen an die Verlegung und den Schutz vor Umwelteinflüssen stellen.
Aus der DE 43 34 595 Cl ist eine Steuerung für ein Kraftfahrzeug bekannt, die Fahreraktionen über eine CAN-Bus an eine Getriebesteuerung und eine Motorsteuerung überträgt. Die Kommunikation zwischen den Aktionen des Fahrers und den Reaktionen der Einrichtungen im Fahrzeug wie Getriebe oder Motor geschieht dabei über Kabel.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Kommunikationen zwischen der Eingabe von Fahreraktionen und der Reaktion von Fahrzeugeinrichtungen eine Kommunikations- öglichkeit aufzuzeigen, die die Nachteile nach dem Stand der Technik beseitigt.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Für viele Übertragungsleitungen, jedenfalls wenn Signale und keine Leistungen übertragen werden sollen, stellt eine drahtlose Übermittlung der Information zwischen einem
Gebergerät, das vom Fahrer bedient wird, und einem elektronischen Steuergerät, das die gewünschte Aktion steuert, eine optimale Lösung dar. Dazu wird eine Vorrichtung zur Kommunikation auf einer Kommunikationsstrecke zwischen von einem Fahrer eines Fahrzeugs betätigten Steuermitteln, die Steuersignale abgeben, und Einrichtungen des Fahrzeugs, die Steuersignale empfangen und die Steuersignale in Reaktionen in oder an den Einrichtungen umwandeln, vorgeschlagen, dass die Übertragung der Steuersignale von den Steuermitteln weg und zu den Einrichtungen hin wenigstens auf Teilen der Kommunikationsstrecke drahtlos erfolgt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind in den Steuermitteln Übersetzungseinrichtungen vorgesehen, die die aus Aktionen des Fahrers gebildeten Steuersignale nach einem Übertragungsprotokoll in drahtlos übertragbare Steuersignale übersetzen. In angesteuerten Einrichtungen des Fahrzeugs wiederum sind Übersetzungseinrichtungen vorgesehen, die geeignet sind, empfangene, drahtlos übertragene Steuersignale nach dem Übersetzungsprotokoll in Signale zu übersetzen, auf die die Einrichtungen reagieren. Eine weitere Ausgestaltung sieht eine direkte drahtlose Übertragung der Steuersignale zwischen den Steuermitteln und den reagierenden Einrichtungen auf der gesamten Kommunikationsstrecke vor.
Bei einer anderen Ausführungsform ist auf einem ersten Teilstück der Kommunikationsstrecke eine drahtlose Übertra- gung der Steuersignale zwischen den Steuermitteln und einer zwischengeschalteten, elektronischen Steuereinrichtung vorgesehen, die dazu geeignet ist, die Steuersignale nach vorgegebenen Rechenregeln weiterzuverarbeiten und Steuersignale auf einem zweiten Teilstück der Kommunikationsstrecke an reagierende Einrichtungen des Fahrzeugs weiterzugeben. In einer Ausgestaltung ist der zweite Teil der Kommunikations- strecke als drahtlose Übertragungsstrecke ausgebildet, in einer anderen Ausgestaltung ist der zweite Teil der Kommu- nikationsstrecke als Kabelstrecke ausgebildet und in noch einer weiteren Ausgestaltung ist der zweite Teil der Koπtmu- nikationsstrecke als Bussystem, insbesondere als CAN-Bus- system ausgebildet. Vorteilhafte Ausführungsformen der Er- findung zeigen die angesteuerte und reagierende Einrichtung des Fahrzeugs als eine Getriebesteuerung, in besonderer Ausgestaltung als Getriebesteuerung eines automatischen oder automatisierten Getriebes.
In einer Ausgestaltung schließlich ist die zwischengeschal- tete Steuereinrichtung als ein zentraler Fahrzeugrechner ausgebildet .
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Die Figur zeigt einen Motor 2, der von einer Motorsteuerung 4 gesteuert wird. Ein Getriebe 6 wird von einer Getriebesteuerung 8 gesteuert. Mit 10 ist ein zentraler Fahrzeugrechner bezeichnet. Durch Signalleitungen 12, 14 und 16 sind ein Wählhebel 18, ein Kick-down-Schalter 20 und ein Fahrprogramm-Wählschalter 22 an eine Steuereinrichtung 24 angeschlossen. Über diese Bedienungselemente gibt der Fahrer in bekannter Weise seine Befehle und Wünsche ein, beispielsweise die Fahrstufen P, R, N, S, 1 und 2 über den Wählhebel 18, die Anforderung einer starken Beschleunigung über den Kick-down-Schalter 20 und die Auswahl zwi¬ schen einem Economy- und einem Sport-Fahrprogramm über den Fahrprogramm-Wahlschalter 22. An die Motorsteuerung 4, die Getriebesteuerung 8, den Zent- ralen Fahrzeugrechner 10 und die Steuereinrichtung 24 sind jeweils Antennen, 26, 28, 30 und 32 angeschlossen. Nach einem gemeinsamen Übertragungsprotokoll werden in der Steuereinrichtung 24 Steuersignale generiert, die entweder di- rekt an die Motorsteuerung 4 und die Getriebesteuerung 8 übertragen werden, oder die über den Zentralen Fahrzeug- rechner 10 geleitet werden, in dem die Steuersignale noch einmal überarbeitet werden können, wozu sie nach vorgegebe- nen Rechenregeln elektronisch verarbeitet werden. Die Motorsteuerung 4 kann auch über eine hier in Strichen angedeutete Kabelleitung 34 mit dem zentralen Fahrzeugrechner 10 verbunden sein, wodurch die gesamte Übertragungsstrecke der Kommunikation zwischen der Steuereinrichtung 24 und der Motorsteuerung 4 in zwei Teilstücke aufgespaltet wird, ein erstes Teilstück, in dem die Kommunikation drahtlos erfolgt, und ein zweites Teilstück, in dem die Kommunikation über eine Kabelleitung 34 bzw. einen CAN-Bus erfolgt .
Wird nun beispielsweise vom Fahrer der Kick-down- Schalter 20 betätigt, erfolgt eine aufgearbeitete Signalweitergabe an die Getriebesteuerung 8, die gegebenenfalls eine Veränderung des Übersetzungsverhältnisses herbeiführt
Bezugs zeichen
2 Motor
4 MotorSteuerung
6 Getriebe
8 Getriebesteuerung
10 Fahrzeugrechner
12 Signalleitung
14 Signalleitung
16 Signal1eitung
18 Wählhebel
20 Kick-down-Schalter
22 Fahrprogramm-WählSchalter
24 Steuereinrichtung
26 Antenne
28 Antenne
30 Antenne
32 Antenne
34 Kabelleitung

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Vorrichtung zur Kommunikation auf einer Kommunika- tionsstrecke zwischen von einem Fahrer eines Fahrzeugs betätigten Steuermitteln (18, 20, 22, 24), die Steuersignale abgeben, und Einrichtungen (4, 8) des Fahrzeugs, die Steuersignale empfangen und die Steuersignale in Reaktionen in oder an den Einrichtungen umwandeln, dadurch g e - k e n n z e i c h n e t , dass die Übertragung der Steuersignale von den Steuermitteln (18, 20, 22, 24) weg und zu den Einrichtungen (4, 8) hin wenigstens auf Teilen der Kommunikationsstrecke drahtlos erfolgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass in den Steuermitteln Übersetzungseinrichtungen vorgesehen sind, die die aus Aktionen des Fahrers gebildeten Steuersignale nach einem Übertragungsprotokoll in drahtlos übertragbare Steuersignale über- setzen und dass in angesteuerten Einrichtungen (4, 8) des
Fahrzeugs Übersetzungseinrichtungen vorgesehen sind, die geeignet sind, empfangene, drahtlos übertragene Steuersignale nach dem Übersetzungsprotokoll in Signale zu übersetzen, auf die die Einrichtungen (4, 8) reagieren.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c hn e t , dass eine direkte drahtlose Übertragung der Steuersignale zwischen den Steuermitteln (18, 20, 22, 24) und den reagierenden Einrichtun- gen (4, 8) auf der gesamten Kommunikationsstrecke vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass auf einem ersten Teilstück der Kommunikationsstrecke eine drahtlose Übertragung der Steuersignale zwischen den Steuermitteln (18, 20, 22, 24) und einer zwischengeschalteten, elektronischen Steuereinrichtung (10) vorgesehen ist, die dazu geeignet ist, die Steuersignale nach vorgegebenen Rechenregeln weiterzuverar- beiten und Steuersignale auf einem zweiten Teilstück der Kommunikationsstrecke an reagierende Einrichtungen (4, 8) des Fahrzeugs weiterzugeben.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der zweite Teil der Kommunikationsstrecke als drahtlose Übertragungsstrecke ausge- bildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der zweite Teil der Kommunikationsstrecke als Kabelstrecke (34) ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der zweite Teil der Kommunikationsstrecke als Bussystem, insbesondere als CAN-Bus- syste ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die angesteuerte und reagierende Einrichtung des Fahrzeugs eine Getriebesteuerung (8) ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die angesteuerte Einrichtung des Fahrzeugs die Getriebesteuerung (8) eines automatischen oder automatisierten Getriebes (6) ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die zwischengeschaltete Steuereinrichtung ein zentraler Fahrzeugrechner (10) ist.
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