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Die
Erfindung betrifft ein Steuerungssystem für Kraftfahrzeuge mit mehreren
funktionalen Subsystemen, insbesondere Innenraumsteuerung, Telematik,
Antriebssteuerung und Fahrwerkssteuerung, wobei jedes funktionale
Subsystem mehrere Steuergeräte
aufweist, und einem zentralen Datenbus und wobei Steuergeräte gemäß ihrer
räumlichen
Anordnung im Fahrzeug zu lokalen Modulen zusammengefasst sind.
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Moderne
Kraftfahrzeuge weisen zahlreiche elektronische Komponenten oder
Steuergeräte
auf, die beispielsweise einem funktionalen Subsystem Fahrwerksteuerung,
Antriebsteuerung, Innenraumsteuerung oder Telematik zugeordnet sind.
Die Steuergeräte
eines Subsystems sind in der Regel über das ganze Fahrzeug verteilt,
beispielsweise Steuergeräte
für die
Fahrwerksteuerung an einer Vorder- und Hinterachse oder Telematik-Steuer-geräte wie ein
Telefon im Innenraum und ein CD-Wechsler im Kofferraum. Zur Vernetzung
der einzelnen elektronischen Steuergeräte eines funktionalen Subsystems wird
jeweils ein Datenbus eingesetzt, wobei je nach Anforderung in unterschiedlichen
funktionalen Subsystemen unterschiedliche Bussysteme eingesetzt werden.
Die Busleitungen eines Subsystems erstrecken sich somit üblicher weise
durch große
Teile des Fahrzeugs. Um die Kommunikation zwischen funktionalen
Subsystemen sicherzustellen, beispielsweise um Informationen von
der Fahrwerk-steuerung an die Antriebsteuerung zu übertragen,
ist ein zentrales Gateway vorgesehen, mit dem alle Subsysteme verbunden
sind und das gleichzeitig einen Diagnosezugang darstellt. Getrennt
von der Datenübertragung erfolgt
eine Energieverteilung im Kraftfahrzeug mittels sogenannter Energiestützpunkte
oder Verteiler.
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Aus
der Veröffentlichung
R. Beck, C. Bracklo, G. Faulhaber, V. Seefried, "Backbone-Architektur: Vom zentralen
Gateway zur systemintegrierenden Kommunikationsplattform", VDI-Tagung Elektronik im
Kraftfahrzeug, September 2001, VDI-Bericht 1646, Seite 277, ist
eine Netzwerktopologie für
Kraftfahrzeuge bekannt, bei der eine übergeordnete Kommunikation
zwischen den einzelnen funktionalen Subsystemen, wie Fahrwerksteuerung,
Antriebsteuerung, Innenraumsteuerung und Telematik, auf einem zentralen
Bus stattfindet. Der zentrale Datenbus einschließlich zugeordneter Schnittstellen
zu den funktionalen Subsystemen wird als Backbone bezeichnet. Zwischen
jedem funktionalen Subsystem und dem Backbone ist eine bidirektionale
Schnittstelle vorhanden. Das Vorsehen des Backbone bietet unter
anderem die Möglichkeit,
Bedien- und Anzeigesysteme für
mehrere funktionale Subsysteme gemeinsam zu nutzen. Im Unterschied
zu der vorstehend beschriebenen Lösung mit einem zentralen Gateway
wird die Komplexität
der Schnittstellen reduziert. Der Backbone ist lokal konzentriert.
Die Steuergeräte
der unterschiedlichen funktionalen Subsysteme sind über das
gesamte Fahrzeug verteilt und, je nach Anforderung, mittels unterschiedlicher
Bussysteme miteinander verbunden.
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Aus
der deutschen Offenlegungsschrift
DE 100 44 934 A1 ist eine Vorrichtung zur
Steuerung der Betriebsabläufe
bei einem Kraftfahrzeug bekannt, bei der sämtliche Steuergeräte auf einem
gemeinsamen Träger
räumlich
zusammengefasst angeordnet sind. Die einzelnen Steuergeräte sind über einen
Kommunikationsbus miteinander verbunden. Jeder zu steuernden oder
zu regelnden Funktionseinheit ist auf dem gemeinsamen Träger ein
Steuergerät
zugeordnet. Für
den Anschluss von Sensoren und Aktuatoren an die Steuergeräte auf dem
Träger
kann ein Datenbus eingesetzt werden. Die Steuergeräte sind
somit sämtlich
lokal zusammengefasst angeordnet und lediglich Sensoren und Aktuatoren
werden unmittelbar bei den zu steuernden und zu regelnden Systemen angeordnet.
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Aus
der deutschen Offenlegungsschrift
DE 100 08 455 A1 ist eine Vorrichtung zur
Steuerung von Betriebsabläufen
eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei der eine zentrale Steuereinheit
und Peripherieelemente vorgesehen sind. Vorgesehen ist, Standardsteuergeräte einzusetzen,
die mittels Erweiterungen an die vorgesehene Funktion angepasst
werden.
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Aus
der deutschen Patentschrift
DE
42 23 935 C2 ist ein staub- und wassergeschütztes Elektronikgerät, insbesondere
für Geländefahrzeuge,
vorgesehen, bei dem Leiterkarten auswechselbar in ein Gehäuse eingeschoben
werden können.
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Aus
der internationalen Patentveröffentlichung
WO 00/18614 ist ein Fahrzeugcomputer-Systemmodul bekannt, das ein
Gehäuse
aufweist, in dem mehrere Systemmodule des Computersystems auswechselbar
angeordnet werden können.
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Aus
der internationalen Patentveröffentlichung
WO 98/33681 ist ein Steuerungssystem für Kraftfahrzeuge bekannt, bei
dem als Funktionsmodule bezeichnete Steuergeräte gemäß ihrer räumlichen Anordnung im Fahrzeug
zu lokalen Modulen zusammengefasst werden. Die Steuergeräte eines
lokalen Moduls sind in ein gemeinsames rahmenartiges Gehäuse eingesteckt.
Sämtliche
Funktionsmodule oder Steuergeräte
sowie die lokalen Module sind mittels eines einzigen Datenbusses
miteinander verbunden. Als Anwen dungsbeispiel ist die Ansteuerung
von Komfortfunktionen im Innenraum, Außenspiegelverstellung und Türschlossansteuerung
genannt.
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Mit
der Erfindung soll ein Steuerungssystem für Kraftfahrzeuge geschaffen
werden, mit dem der Verkabelungsaufwand verringert ist und das mit
geringem Aufwand auf- bzw. abgerüstet
werden kann.
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Erfindungsgemäß ist hierzu
ein Steuerungssystem für
Kraftfahrzeuge mit mehreren funktionalen Subsystemen, insbesondere
Innenraumsteuerung, Telematik, Antriebssteuerung und Fahrwerksteuerung,
wobei jedes funktionale Subsystem mehrere Steuergeräte aufweist,
und einem zentralen Datenbus vorgesehen, bei dem Steuergeräte gemäß ihrer räumlichen
Anordnung im Fahrzeug zu lokalen Modulen zusammengefasst und die
in einem lokalen Modul zusammengefassten Steuergeräte unterschiedlichen
Subsystemen zugeordnet und mittels eines Modulbusses miteinander
verbunden sind, und bei dem jeder Modulbus mittels einer Modulschnittstelle
mit dem zentralen Datenbus verbunden ist.
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Durch
das Zusammenfassen räumlich
benachbarter Steuergeräte
zu Modulen können
die Module optimal an die räumlichen
Gegebenheiten angepasst werden. Beispielsweise entstehen bis zu
30 Module in einem Fahrzeug, wie z.B. ein Frontmodul links, ein
Frontmodul rechts, ein Heckmodul und vier Türmodule. In den Modulen sind
Steuergeräte
aus verschiedenen funktionalen Subsystemen zusammengefasst, beispielsweise
enthält
das Frontmodul Steuergeräte
aus den Bereichen Telematik, Innenraumsteuerung, Fahrwerksteuerung
und Antriebssteuerung. Eine Kommunikation zwischen den Modulen wird
durch den zentralen Datenbus und den Modulschnittstellen ermöglicht.
Jedes Modul vernetzt die zugeordneten Steuergeräte mittels des Modulbusses,
der mittels der Modulschnittstelle mit dem zentralen Datenbus verbunden
ist. Die Modulschnittstelle kann auch als sogenanntes Elektronik-Zentrum bezeichnet
werden. Der zentrale Datenbus überträgt Daten
aus allen Modulen über
ein gemeinsames Protokoll und bildet somit die funktionalen Subsysteme virtuell
nach. Das erfindungsgemäße Steuerungssystem
ist zum einen flexibel und leicht erweiterbar, da zusätzliche
Steuergeräte
in den Modulen oder zusätzliche
Module leicht hinzugefügt
werden können. Die
Bildung lokaler Module erlaubt kurze Leitungslängen zwischen den Steuergeräten eines
Moduls und dem zentralen Datenbus. Darüber hinaus wird die Vormontage
von Großmodulen
vereinfacht, beispielsweise Frontend, Backend, Cockpit, Himmel, Türen oder
Motor, da im Unterschied zum Stand der Technik die Module des elektronischen
Steuerungssystems auf die Mechanik- bzw. Karosseriemodule abgestimmt
werden können.
Da ohnehin Daten von allen Steuergeräten über den zentralen Datenbus übertragen
werden, ist eine transparente Kommunikation zwischen allen beteiligten
Steuergeräten
möglich,
so dass die Verwendung von Daten eines funktionalen Subsystems in
einem anderen funktionalen Subsystem problemlos möglich ist.
Eine Aufrüstbarkeit
oder auch Abrüstbarkeit
des Steuerungssystems ist dadurch gegeben, dass sämtliche
Steuergeräte mittels
standardisierter Schnittstellen an die Modulbusse angeschlossen
sind. Auch die Modulbusse selbst sind mittels standardisierter Schnittstellen
an die Modulschnittstellen angeschlossen. Insgesamt lässt sich
eine einfache Struktur durch die Einführung von Hierarchieebenen
erreichen.
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In
Weiterbildung der Erfindung bilden die Modulschnittstellen und der
zentrale Datenbus ein Zentralmodul.
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Durch
Bildung eines Zentralmoduls wird ein vollständig modularer Aufbau aus Zentralmodul
und lokalen Modulen geschaffen, der durch Austausch einzelner Module
leicht auf- bzw. abgerüstet
oder repariert werden kann.
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In
Ausgestaltung der Erfindung ist das Zentralmodul im Bereich des
Bodens oder des Daches des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
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Auf
diese Weise können
kurze Leitungslängen
der Modulbusse realisiert werden, da die Modulschnittstellen in
räumlicher
Nähe zu
den einzelnen Modulen am Fahrzeugboden oder am Fahrzeugdach, beispielsweise
bei einem Omnibus, angeordnet werden können.
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In
Weiterbildung der Erfindung weisen die Modulschnittstellen ein Gehäuse mit
einsteckbaren und auswechselbaren elektronischen Komponenten auf.
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Die
Modulschnittstellen sind auf diese Weise skalierbar bezüglich ihrer
Rechenleistung und Ausstattung. Dadurch können die Modulschnittstellen
an die jeweiligen Erfordernisse angepasst werden, beispielsweise
können
Modulschnittstellen beim Vorsehen von Sonderausstattungen nachgerüstet werden, beim
Ausbau von Sonderausstattungen beispielsweise auch abgerüstet werden.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist jede Modulschnittstelle mit getrennten,
einsteckbaren und auswechselbaren elektronischen Komponenten für eine Schnittstelle
zum zentralen Datenbus, für
Verarbeitungs- und Steuerungsaufgaben sowie für wenigstens eine Schnittstelle
zu einem Modulbus versehen.
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Indem
die einzelnen Funktionalitäten
der Modulschnittstelle auf getrennten einsteckbaren Komponenten
vorgesehen sind, ist eine besonders gut angepasste Nachrüstung möglich. Darüber hinaus
wird auch die Reparatur erleichtert und verbilligt, da lediglich
defekte elektronische Komponenten, nicht aber die vollständige Modulschnittstelle
ausgetauscht werden müssen.
Jede Modulschnittstelle weist genau eine Schnittstelle zum zentralen
Datenbus auf. An eine Modulschnittstelle können aber mehrere Module angeschlossen
sein.
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In
Weiterbildung der Erfindung weist jede Modulschnittstelle Komponenten
zur Energieversorgung der Steuergeräte eines zugeordneten Moduls auf.
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Auf
diese Weise können
die Modulschnittstellen auch die Funktionalität der Energieversorgung übernehmen
und bilden sogenannte Elektronik-Zentren im Kraftfahrzeug.
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Vorteilhafterweise
verlaufen Energieversorgungsleitungen parallel zum zentralen Datenbus
und zum Modulbus.
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Durch
eine solche Parallelität
zwischen Datenübertragung
und Energieversorgung wird zum einen eine übersichtliche Verkabelung im
Kraftfahrzeug geschaffen. Darüber
hinaus ist dadurch auch die Flexibilität des Steuerungssystems erhöht, da beim
Austauschen eines Moduls Datenleitungen und Energieleitungen gleichzeitig
ausgetauscht werden können.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens eine Modulschnittstelle
mit wenigstens einer einsteckbaren und auswechselbaren Komponente
für die
Energieversorgung der Steuergeräte
eines zugeordneten Moduls versehen.
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Durch
diese Maßnahmen
ist eine skalierbare Energieversorgung oder skalierbare Leistungselektronik
realisiert, wodurch beim Vorsehen zusätzlicher Verbraucher in einfacher
Weise die Kom ponente für die
Energieversorgung in der Modulschnittstelle ausgewechselt wird.
Um eine Energieversorgung an zusätzliche
elektrische Verbraucher anzupassen, können neben dem Austausch von
Komponenten auch zusätzliche
Komponenten für
die Energieversorgung vorgesehen werden.
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In
Weiterbildung der Erfindung weist die Modulschnittstelle Mittel
zum Erfassen der über
eine Energieleitung zu wenigstens einem Steuergerät eines zugeordneten
Moduls geführten
Energiemenge auf, das wenigstens eine Steuergerät des Moduls weist Mittel zum
Bestimmen einer vom Steuergerät und/oder
einem angeschlossen Verbraucher aufgenommenen Energiemenge und zum Übermitteln
einer Information über
die aufgenommene Energiemenge über
den Modulbus an die Modulschnittstelle auf, und die Modulschnittstelle
weist Mittel zum Vergleichen der erfassten, zu dem wenigstens einen Steuergerät des Moduls
geführten
Energiemenge und der von dem wenigstens einen Steuergerät bestimmten
aufgenommenen Energiemenge auf.
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Auf
diese Weise ist eine Leckstromerkennung in der Zuführleitung
möglich.
Dies ist insbesondere bei einem Anheben der Energieversorgungsspannung
im Kraftfahrzeug auf beispielsweise 42V von Bedeutung. Beispielsweise
können
alle Steuergeräte
oder einzelne Steuergeräte
mit hoher Energieaufnahme eines Moduls überwacht werden. Eine Bestimmung
der Stromaufnahme am Steuergerät kann
beispielsweise durch Messen oder Berechnen aus vorliegenden Daten
erfolgen. So können
in einem elektrischen Fensterheber beispielsweise Daten über die
Stromaufnahme beim Hochfahren oder Herunterfahren der Scheibe, beim
Anfahren aus den Endstellungen und dergleichen vorliegen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und
der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Steuerungssystems für ein Kraftfahrzeug
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung,
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2 eine
schematische perspektivische Ansicht einer Modulschnittstelle in
dem Steuerungssystem der 1,
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3 eine
schematische Ansicht mit Energieleitungen und Datenleitungen einer
Modulschnittstelle mit angeschlossenem Modul des Steuerungssystems
der 1 und
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4 eine
Darstellung zur Verdeutlichung von Funktionskomponenten in dem Steuerungssystem
der 1.
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In
der Darstellung der 1 ist ein Steuerungssystem 10 für ein Kraftfahrzeug
zu erkennen, das ein Zentralmodul 12 aufweist. An das Zentralmodul 12 sind
ein Frontmodul 14, ein Heckmodul 16, ein Türmodul 18 vorne
rechts, ein Türmodul 20 hinten rechts,
ein Türmodul 22 hinten
links und ein Türmodul 24 vorne
links angeschlossen.
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Das
Frontmodul 14 enthält
insgesamt vier Steuergeräte 26, 28, 30 und 32.
Die Steuergeräte 26 bis 32 sind
dabei unterschiedlichen funktionalen Subsystemen des Steuerungssystems 10 zugeordnet. So
ist das Steuergerät 26 einer
Fahrwerksteuerung, das Steuergerät 28 einer
Antriebssteuerung, das Steuergerät 30 einer
Telematik und das Steuergerät 32 einer
Innenraumsteuerung zugeordnet. Die Steuergeräte 26 bis 32 sind
zwar unterschiedlichen funktionalen Subsystemen zugeordnet, sie
befinden sich aber in räumlicher
Nähe zueinander,
beispielsweise im Bereich der Schottwand zwischen Motorraum und Innenraum.
Die Steuergeräte 26 bis 32 sind
mittels eines ersten Modulbusses 34 miteinander verbunden.
Der Modulbus 34 verbindet die Steuergeräte 28 bis 32 des
Frontmoduls 14 auch mit einer ersten Modulschnittstelle 36 im
Zentralmodul 12.
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Das
Heckmodul 16 weist ebenfalls vier Steuergeräte 38, 40, 42 und 44 auf,
die unterschiedlichen funktionalen Subsystemen des Steuerungssystem 10 zugeordnet
sind. Das Steuergerät 38 ist
der Fahrwerksteuerung, das Steuergerät 40 der Innenraumsteuerung
und die Steuergeräte 42 und 44 sind
der Telematik zugeordnet. Beispielsweise übernimmt das Steuergerät 38 eine
Bremssteuerung an der Hinterachse, das Steuergerät 40 übernimmt
die Steuerung eines Sonnenschutzrollos an der Heckscheibe, das Steuergerät 42 stellt
einen CD-Wechsler für
ein Radiogerät
und das Steuergerät 44 einen
CD-Wechsler für
ein Navigationssystem dar. Die Steuergeräte 38 bis 44 des
Heckmoduls 16 sind mittels eines zweiten Modulbusses 46 miteinander
und mit einer zweiten Modulschnittstelle 48 verbunden.
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Das
Türmodul 18 vorne
rechts ist mittels eines dritten Modulbusses 50 mit einer
dritten Modulschnittstelle 52 verbunden, und das Türmodul 20 hinten
rechts ist mittels eines vierten Modulbusses 54 mit einer
vierten Modulschnittstelle 56 verbunden. Neben dem Frontmodul 14 ist
auch das Türmodul 24 vorne
links mittels eines fünften
Modulbusses 60 mit der ersten Modulschnittstelle 36 verbunden.
Neben dem Heckmodul 16 ist das Türmodul 22 hinten links mittels
eines sechsten Modul-busses 58 mit der zweiten Modulschnittstelle 48 verbunden.
Die Modulschnittstellen 36, 48, 52 und 56 kommunizieren
mittels eines zentralen Datenbusses 62 miteinander.
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Das
Zentralmodul 12 mit den Modulschnittstellen 36, 48, 52 und 56 ist
im Bodenbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet. Gemäß der Darstellung der 1 können die
Modulschnittstellen 36, 48, 52 und 56 jeweils
im Eckbereich eines Innenraumbodens des Kraftfahrzeugs angeordnet
sein. Auf diese Weise können
die Leitungslängen
der Modulbusse 34, 46, 50, 54, 58 und 60 kurz
gehalten werden, da sich die Modulschnittstellen 36, 48, 52 bzw. 56 bereits
in der räumlichen
Nähe des
Frontmoduls 14 und des Türmoduls 24 vorne links,
den Türmoduls 22 hinten
links und des Heckmoduls 16, des Türmoduls 20 hinten
rechts bzw. des Türmoduls 18 vorne
rechts befinden.
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Wie
an der Darstellung der 1 gut zu erkennen ist, ist die
Aufteilung der Geräte
des Steuerungssystems 10 in die Module 14 bis 24 an
Karosseriemodulen orientiert. So kann das Frontmodul 14 beispielsweise
mit dem Vorbau einer Kraftfahrzeugkarosserie vormontiert werden.
Nach dem Verbinden des Vorbaus mit dem Karosseriekörper muss
lediglich noch der erste Modulbus 34 in die Modulschnittstelle 36 eingesteckt
werden. In gleicher Weise können
die Türmodule 18 bis 24 mit
den jeweiligen zugeordneten Türen
vormontiert werden. Nach dem Montieren der Türen müssen dann nur die jeweils zugeordneten
Modulbusse in die zugeordneten Modulschnittstellen eingesteckt werden.
Dies gilt in gleicher Weise für
das Heckmodul 16.
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In
der Darstellung der 2 ist beispielhaft die erste
Modulschnittstelle 36 dargestellt, die ein sogenanntes
Elektronik-Zentrum bildet. Die Modulschnittstelle 36 weist
ein Gehäuse 64 auf,
dessen oberer Abschnitt lediglich gestrichelt dargestellt ist. Innerhalb
des Gehäuses 64 sind
die elektronischen Komponenten der Modulschnittstelle 36 angeordnet. Der
zentrale Datenbus 62 sowie eine Energieleitung 66 sind
in das Gehäuse 64 geführt. Zum
Anschließen von
Modulbussen bzw. Energieleitungen zu den Steuergeräten eines
Moduls ist ein von der Außenseite
des Gehäuses 64 zugänglicher
elektrischer Steckverbinder 68 vorgesehen. Der zentrale
Datenbus 62 ist mit nicht dargestellten Leiterbahnen und Steckkontakten
auf einer Basisplatte 70 verbunden. In die Steckkontakte
der Basisplatte 70 sind mehrere kartenartige elektronische
Komponenten 72, 74, 76, 78, 80, 82 und 84 eingesteckt.
Ebenfalls nicht dargestellte Leiterbahnen und Steckkontakte der
Basisplatte 70 sind mit der Energieleitung 66 und
mit den Komponenten 72 bis 84 verbunden. Die Basisplatte 70 weist
somit zum einen Steckkontakte und zum anderen eine Verdrahtung auf,
um eine Signal- und Energieverteilung zwischen den Komponenten 72 bis 84 sowie
eine Verbindung zu ein- bzw. ausgehenden Daten- bzw. Energieleitungen
zu übernehmen.
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Die
einzelnen Funktionalitäten
der Modulschnittstelle 36 sind auf die eingesteckten Komponenten 72 bis 84 verteilt.
So wird mittels der Komponente 72 eine Schnittstelle zum
zentralen Datenbus 62 realisiert. Die Komponenten 74, 76 und 78 stellen Rechenleistung
für die
Signalverarbeitung und Steuerung zur Verfügung. Durch die Komponenten 80, 82 und 84 ist
jeweils eine Schnittstelle zu einem Modulbus realisiert. Infolgedessen
können
an die Modulschnittstelle 36 bis zu drei Modulbusse angeschlossen
werden.
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Die
Energieleitung 66 ist mit drei Leistungselektronikkomponenten 86, 88 und 90 verbunden. Jede
der Komponenten 86, 88 und 90 übernimmt
die Energieversorgung jeweils eines Moduls, das mit der Modulschnittstelle 36 verbunden
ist. Die Leistungselektronikkomponenten 86, 88 und 90 sind
ebenfalls einsteckbar in der Modulschnittstelle 36 vorgesehen. Es
ist festzuhalten, dass gemäß der Erfindung
Datenleitungen und Energieleitungen parallel zueinander verlaufen.
Dies ist beispielsweise an der Leitung für den zentralen Datenbus 62 und
der Energieleitung 66 zu erkennen. Ausgehend von der Basisplatte 70 laufen
insgesamt drei Datenleitungen 92, 94 und 96 zu dem
elektrischen Steckverbinder 68, wobei jede der Datenleitungen 92 bis 96 für die Verbindung
mit jeweils einem anzuschließenden
Modulbus vorgesehen ist. Ausgehend von den Leistungselektronikkomponenten 86, 88 bzw. 90 verläuft jeweils
eine Energieleitung 102, 100 bzw. 98 zu
dem elektrischen Steckverbinder 68. Über die Energieleitungen 102, 100 und 98 wird
die Energieversorgung jeweils eines der Modulschnittstelle 36 zugeordneten
Moduls übernommen.
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Die
Darstellung der 3 zeigt schematisch die Modulschnittstelle 36 mit
dem angeschlossenen Frontmodul 14. Zur Vereinfachung der
Darstellung sind lediglich drei Steuergeräte 26, 28 und 30 in
dem Frontmodul 14 dargestellt. Die Modulschnittstelle 36 ist
mit dem zentralen Datenbus 62 und der Energieleitung 66 verbunden.
Die Steuergeräte 26, 28 und 30 des
Frontmoduls 14 werden mittels mehrerer Energieleitungen 104 von
der Modul schnittstelle 36 mit Energie versorgt. Wie bereits
beschrieben wurde, sind die Steuergeräte 26, 28 und 30 mittels
des ersten Modulbusses 34 mit der Modulschnittstelle 36 verbunden.
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In
der Modulschnittstelle 36 sind Mittel vorgesehen, um die über die
Energieleitungen 104 an die einzelnen Steuergeräte 26, 28 und 30 geführte Energiemenge
zu bestimmen. Beispielsweise kann die jedem der Steuergeräte 26 bis 30 zugeführte Energiemenge
gemessen werden. Zweckmäßigerweise
wird hierzu bei konstanter Spannung von beispielsweise 42V lediglich
der über
die Energieleitungen 104 fließende Strom gemessen und abgespeichert.
Die Steuergeräte 26, 28 und 30 bestimmen
jeweils den von ihnen bzw. einem angeschlossenen Verbraucher aufgenommenen
Strom. Dies kann entweder durch eine Strom-messung in dem jeweiligen
Steuergerät, durch
Berechnung oder durch Zugreifen auf abgelegte Daten realisiert werden.
Beispielsweise kann im Falle eines Fensterhebers der aufge-nommene Strom
gemessen oder anhand der aktuellen Betriebs-situation des Fensterhebers
aus abgespeicherten Daten bestimmt werden. So sind beispielsweise
Stromwerte für
das Anfahren aus einer Endstellung, die normale Aufwärtsbewegung,
die normale Abwärtsbewegung
und dergleichen abgelegt. Die Steuergeräte 26, 28 und 30 übermitteln
den von ihnen bestimmten Stromwert über den Modulbus 34 an die
Modulschnittstelle 36. In der Modulschnittstelle 36 werden
die Stromwerte, die über
die Energieleitungen 104 an die einzelnen Steuergeräte 26, 28 und 30 geleitet
wurden, mit den Stromwerten verglichen, die die Steuergeräte 26, 28 und 30 über den
Modulbus 34 zurückgemeldet
haben. Weichen diese beiden Stromwerte voneinander ab, kann auf
einen Kriech- oder Leckstrom in den Energieleitungen 104 geschlossen
und eine Warnmeldung ausgegeben werden. Überschreitet der Kriech- oder
Leckstrom vorgegebene Werte, kann auch eine Abschaltung erfolgen.
Insbesondere bei höheren
Betriebsspannungen, beispielsweise 42V, stellt eine solche intelligente Absicherung
der Stromkreise einen erheblichen Vorteil dar. Beispielsweise muss
ein Stromkreis für
einen elektrischen Fensterheber mit einer Schmelzsicherung abgesichert
werden, die auch eine erhöhte Stromaufnahme,
beispielsweise beim Losbrechen einer vereisten Scheibe, verkraftet.
Bei höherer
Betriebsspannung, wie 42V, kann ein Leckstrom durch einen teilweisen
Kurzschluss in den Energieleitungen 104 dadurch Ausmaße annehmen,
die bereits einen Fahrzeugbrand auslösen können. Diese Gefährdungspotentiale
können
mit der Erfindung vermieden werden.
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Die
Darstellung der 4 verdeutlicht die Funktionskomponenten
des Zentralmoduls 12, die vollständig oder teilweise mittels
Software realisiert werden können.
Das Zentralmodul 12 stellt eine zentrale Verarbeitungseinheit 104 sowie
mehrere Gateways 106, 108 und 110 zur
Verfügung.
Für jedes
an dem Zentralmodul angeschlossene Bussystem ist ein Gateway 106, 108 oder 110 vorzusehen.
In dem in der 4 dargestellten Fall können somit
drei unterschiedliche Bussysteme an das Zentralmodul 12 angeschlossen
werden. Beispielsweise können
unter Bezugnahme auf die 1 die Modulbusse 50, 54, 58 und 60 zum
Anschließen
der Türmodule 18, 20, 22 und 24 ein
erstes Bussystem bilden. Der Modulbus 34 zum Anschließen des
Frontmoduls 14 bildet ein zweites Bussystem und der Modulbus 46 zum
Anschließen
des Heckmoduls 16 bildet ein drittes Bussystem. Jedes Gateway 106, 108 und 110 übersetzt das
Protokoll des hieran angeschlossenen Bussystems, so dass alle Informationen
von der zentralen Verarbeitungseinheit 104 verstanden und
bearbeitet werden können.
Für ausgehende
Informationen von der zentralen Verarbeitungseinheit 104 wird
ebenfalls ein Gateway benötigt,
das die Informationen von der zentralen Verarbeitungseinheit 104 in
das Protokoll des jeweils angeschlossenen Bussystems übersetzt. Da
die angeschlossenen Module in der Regel bidirektional kommunizieren,
sind die Gateways 106, 108 und 110 jeweils
bidirektional ausgelegt. Zwischen den Gateways 106, 108 und 110 und
der zentralen Verarbeitungseinheit 104 wird ein internes
Protokoll verwendet, das durch die Doppelpfeile 112 angedeutet
ist.