DE19928101A1 - Verfahren zum Steuern fremdkraftbetriebener Fensterheber, Schiebedächer und/oder Schlösser in Kraftfahrzeugen - Google Patents
Verfahren zum Steuern fremdkraftbetriebener Fensterheber, Schiebedächer und/oder Schlösser in KraftfahrzeugenInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern fremdkraftbetriebener Fensterheber, Schiebedächer oder Schlösser und ist insbesondere in Verbindung mit der Bus-Technologie anwendbar. Es ist geeignet, die Verfügbarkeit der Verstelleinrichtungen beim Ausfall von Teilen des Systems zu erhöhen und gleichzeitig die Gefahr von Fehlfunktionen zu verringern. DOLLAR A Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit vom Fehlerbild ein an dieses Fehlerbild spezifisch angepaßter Notfallbetrieb aktiviert wird. Dieses kann beispielsweise derart erfolgen, daß bei Ausfall einer für die Generierung der Freigabesignale notwendigen Elektronik (insbesondere das zentrale Elektronikmodul) sämtliche von Freigabesignalen abhängigen Funktionen oder Elektroniken (z. B. Türsteuergeräte) in einen solchen Notlaufbetrieb übergehen, bei dem die sicherheitsrelevanten Funktionen (z. B. Senken der Fensterscheibe, Öffnen des Schiebedachs oder Öffnen der Türe) weiterhin für wenigstens einen definierten Mindestzeitraum zur Verfügung gestellt werden, oder daß bei Ausfall eines für den Elektronikbetrieb (des zentralen Elektronikmoduls oder der dezentralen Elektronik) erforderlichen externen Taktgebers (z. B. Schwingquarz) der Mikrocontroller (_C) mit seinem internen Oszillator als Taktgeber weiterbetrieben wird und zumindest die sicherheitsrelevanten Funktionen (Senken der Fensterscheibe, Öffnen des Schiebedachs oder Öffnen der Türe) weiterhin für wenigstens einen definierten Mindestzeitraum ...
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern fremdkraftbetriebener
Fensterheber oder Schlösser, insbesondere unter Anwendung eines Türsteuergerätes zur
Ansteuerung mehrerer Verstelleinrichtungen einer Fahrzeugtür gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1. Das Verfahren, das besonders vorteilhaft in Verbindung mit der Bus-
Technologie anwendbar ist, ermöglicht, die Verfügbarkeit der Verstelleinrichtungen beim
Ausfall von Teilen des Systems zu erhöhen und gleichzeitig die Gefahr von Fehlfunktionen
zu verringern.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, im Kraftfahrzeug zur Datentenübertragung
zwischen verschiedenen elektronisch gesteuerten Einrichtungen die Bus-Technologie
einzusetzen. So stehen beispielsweise die einzelnen Türsteuergeräte der Türen, über die
der jeweilige Fensterheber und das jeweilige Schloß gesteuert werden, untereinander und
mit einem zentralen elektronischen Steuerungsmodul des Kraftfahrzeugs in Verbindung.
Vom zentralen Steuerungsmodul werden Freigabesignale generiert, von denen Funktionen
der Türsteuergeräte bzw. der davon gesteuerten Verstelleinrichtungen (Fensterheber,
Schloß) abhängig sind.
Darüber hinaus ist bekannt, bei einem kompletten Ausfall des Bus-Systems die
Türsteuergeräte automatisch in einen Notlauf-Betrieb umzuschalten, um
sicherheitsrelevante, freigabeabhängige Funktionen weiterhin zu ermöglichen. Es hat sich
jedoch herausgestellt, daß schon beim Ausfall eines Teils der über den Bus verbundenen
Elektroniken (zentrales Modul oder dezentrale Steuergeräte) wichtige oder sogar sämtliche
Funktionen der Verstellsysteme blockiert sein können, weil eine ausgefallene Elektronik
nicht mehr die Daten liefern konnte, die zur Generierung der Freigabesignale notwendig
waren. Infolge dessen kann es zu einer Gefährdung der Insassen eines Fahrzeugs kommen,
wenn die Verstellsysteme auf Steuerbefehle nicht oder falsch reagieren. Die beschriebene
Situation ist vorallem deshalb unbefriedigend, weil die technische Funktionalität der
Verstellsysteme mit intakten dezentralen Elektroniken ansich uneingeschränkt weiterhin
vorhanden ist.
Der Ausfall von Teilen des Bus-Systems, z. B. verursacht durch Wassereinbruch, Brand oder
mechanische Einwirkungen (insbesondere Crash), kann vor allem bei unfallbedingten
Notsituation zu zusätzlichen Gefährdungen führen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Steuern
fremdkraftbetriebener Fensterheber oder Schlösser, insbesondere unter Anwendung bus
gesteuerter Türsteuergeräte zur Ansteuerung mehrerer Verstelleinrichtungen einer
Fahrzeugtür zu entwickeln, das die Verfügbarkeit der Verstelleinrichtungen beim Ausfall von
Teilen des Steuerungssystems erhöht und gleichzeitig die Gefahr von Fehlfunktionen
verringert.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1
gelöst. Die abhängigen Ansprüche geben Vorzugsvarianten der Erfindung an.
Demnach wird in Abhängigkeit vom Fehlerbild ein daran angepaßter spezifischer Notbetrieb
aktiviert. Bei der Definition der Funktionen des Notbetriebs, also welche Funktionen noch
zugelassen, eingeschränkt verfügbar oder gesperrt sind, werden auch die dem Fehlerbild
entsprechenden speziellen Risiken für Fehlfunktionen berücksichtigt. Durch diese
differenzierte Problemlösung wird einerseits erreicht, daß beim Auftreten von Ausfällen im
System einerseits noch eine vergleichsweise hohe (gewissermaßen maximierte)
Verfügbarkeit von Funktionen zur Verfügung gestellt wird und andererseits das
Verletzungsrisiko minimiert wird.
Gemäß einer Variante der Erfindung, dessen Fehlerbild vom Ausfall einer für die
Generierung der Freigabesignale notwendigen Elektronik (insbesonder das zentrale
Elektronikmodul) ausgeht, gehen sämtliche von Freigabesignalen abhängigen Funktionen
oder Elektroniken (z. B. Türsteuergeräte) in einen solchen Notlaufbetrieb über, bei dem die
sicherheitsrelevanten Funktionen (z. B. Senken der Fensterscheibe, Öffnen des
Schiebedachs oder Öffnen der Türe) weiterhin für wenigstens einen definierten
Mindestzeitraum zur Verfügung gestellt werden. Diese Verfahrensweise findet insbesondere
Anwendung bei Verwendung von dezentralen Elektroniken (z. B. Türsteuergeräten), die über
ein Bus-System miteinander und über dieses Bus-System mit wenigstens einem
zugeordneten zentralen Elektronikmodul in Verbindung stehen, wobei vom zentralen
Elektronikmodul auf der Basis von Eingangsdaten abhängiger Elektroniken oder Signale
erzeugender Elemente (Schalter oder Sensoren) Freigabesignale für die Fensterheber,
Schiebedächer und/oder die Schlösser generiert werden. Bei Bedarf leiten die einzelnen
dezentralen Elektroniken Statusdaten an ein zentrales Elektronikmodul weiter.
Bei Erkennen einer Notfallsituation im Bus-System sollte ein Schloß, das sich im Zustand
"safe" befindet, in einen anderen Zustand überführt werden. Ein solcher Schritt kann davon
abhängig gemacht werden, daß bei Erkennen einer Notfallsituation im Bus-System ein
erfolgloser Versuch, die Tür zu äffen, stattgefunden hat. Darüber hinaus kann außerdem ein
automatisches Absenken der Fensterscheibe veranlaßt werden. Die kann beispielsweise mit
der Bedingung verknüpft sein, daß der erfolglose Versuch, die Tür zu öffnen, eine
vorgegebene Mindestzeit angedauert hat, z. B. eine Sekunde lang. Zur Detektierung des
erfolglosen Versuchs, die Tür zu öffnen, kann eine Verknüpfung der Signale eines
Türgrifftasters und eines Türkontaktschalters einer Tür vorgesehen sein.
Gemäß einer weiteren Erfindungsvariante, deren Fehlerbild vom Ausfall eines für den
Elektronikbetrieb (des zentrales Elektronikmoduls oder der dezentrale Elektronik)
erforderlichen externen Taktgebers (z. B. Schwingquarz) ausgeht, wird der Microcontroler
(µC) mit seinem internen Oszillator als Taktgeber weiterbetrieben und stellt zumindest die
sicherheitsrelevanten Funktionen (Senken der Fensterscheibe, Öffnen des Schiebedachs
oder Öffnen der Türe) weiterhin für wenigstens einen definierten Mindestzeitraum zur
Verfügung. Zur Überwachung des Betriebs bzw. des Ausfalls einer Elektronik eignen sich
insbesondere sogenannte watch-dogs oder clock-monitore.
Vorzugsweise wird im Notbetrieb jedes auf der Basis des Ausfalls des Taktgebers einer
Elektronikeinheit aktivierte und als gültig erkannte Signal als Notsignal interpretiert.
Dementsprechend führt die Betätigung des Fensterheberschalters immer zum Senken,
vorzugsweise zum automatischen Senken der Fensterscheibe, unabhängig von der
Richtung des Steuerbefehls. In Analogie dazu führt jede Schloßbetätigung, unabhängig von
der Richtung des Steuerbefehls, stets zum Entriegeln des Schlosses und/oder zum
Absenken der Fensterscheibe.
Nach einer dritten Ausführungsvariante der Erfindung ist der Leistungstreiber (z. B. Relais)
zur Ansteuerung einer sicherheitsrelevanten Funktion (z. B. Senken der Fensterscheibe)
unter Umgehung des Microcontrolers direkt ansteuerbar, wobei die Versorgungsspannung
des Leistungstreibers durch den Microcontroler in Abhängigkeit von relevanten
Freigabesignalen durch ein Schaltelement (vorzugsweise einen Schalttransistor) zu- und
abschaltbar ist. Dieses Schaltelement wird im Normalbetrieb, d. h. bei Vorliegen aller
notwendigen Freigabesignale wie z. B. Zündung "EIN", durch den Microcontroler
geschlossen, so daß die Umgehung des Microcontrolers zur Ausführung der
sicherheitsrelevanten Funktion möglich ist. Andererseits wird das Schaltelement durch den
Microcontroler im Normalbetrieb und bei Vorliegen eines gültigen Befehls oder Signals zum
Sperren einer sicherheitsrelevanten Funktion geöffnet, so daß dann die Umgehung des
Microcontrolers zur Ausführung der sicherheitsrelevanten Funktion nicht möglich ist und kein
erhöhtes Diebstahlrisiko besteht. Natürlich kann bei vorheriger Detektion einer
Unfallsituation (z. B. durch Crashsensoren) auch festgelegt werden, daß auch nach dem
Abziehen des Schlüssels aus dem Zündschloß die Notlaufeigenschaften der Systeme
erhalten bleiben.
Der das Schaltelement beinhaltende elektronische Baustein und der Microcontroler
kommunizieren vorzugsweise über eine serielle Datenleitung miteinander, d. h. das Öffnen
und Schließen des Schaltelements wird durch ein serielles Datensignal veranlaßt. Darüber
hinaus kann ein zusätzliches (zweites) Schaftelement vorgesehen sein, über das der
Microcontroler die sicherheitsrelevanten Funktionen (z. B. Scheibe SENKEN) in einen
Automatikbetrieb (automatisches Absenken) überführen kann. Dabei wird das zusätzliche
Schaltelement vom Microkontroler direkt oder über eine serielle Schnittstelle angesteuert.
Der Microcontroler und die das Schaltelement beinhaltende elektronische Baueinheit können
als getrennte elektronische Bausteine ausgeführt sein oder diese sind Bestandteile eines
einzigen elektronischen Bausteins.
Nachfolgend wird die zuletzt beschriebene Erfindungsvariante anhand der Figur näher
erörtert. Sie zeigt eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Fensterhebers.
Demnach erteilt der Microcontroller (IC1) die Freigabe für die Funktion "Senken" durch
Zuschalten der Betriebsspannung (über Schaltelement S1) für die Relaisspule. Die Freigabe
wird in Abhängigkeit diverser Freigabeinformationen gebildet, die dem Tür-Steuergerät
(gestrichelt umrahmt) beispielsweise über eine Bus-Schnittstelle zugeführt werden (gemäß
der Figur ist dies ein CAN-Bus). Darüber hinaus werden Signale und Ereignisse, die auf
einen Notfall schließen lassen (z. B. Crash-Signal vom Airbag-Steuergerät) bei der
Generierung der Freigabe berücksichtigt.
Die Relaisbetriebsspannung wird erst dann wieder abgeschaltet, wenn ein definitiver Befehl
zum Sperren der Funktion "Senken" am Bus übertragen wird. Die Anordnung stellt sicher,
daß die Freigabe und Sperrung der Funktion "Senken" nur bewußt (durch ein definiertes
serielles Signal an der SPI-Schnittstelle) erfolgen kann. Zufällige Eingangssignale aufgrund
von Störeinflüssen, z. B. Feuchtigkeit in der Elektronik, können zu keiner fehlerhaften
Freigabe oder Sperrung führen. Das direkte, den Microcontroller umgehende Ansteuern des
Senken-Relais ist demnach so lange freigegeben, bis ein gültiger Sperrbefehl erkannt wird.
Tritt ein Notfall ein, z. B. Bus-Abriß bei Crash-Einwirkung oder Steuergeräteausfall bei
Wassereintritt, bleibt der Schalter S1 geschlossen, d. h. der direkte Zugriff auf die
Relaisspule des Senken-Relais bleibt (wenigstens für eine Mindestzeitdauer) freigegeben.
Dagegen wird die Funktion "Scheibe schließen" im Notfall sinnvollerweise gesperrt.
Über das zweite Schaltelement S2 können zudem Komfortfunktionen (z. B. automatisches
Öffnen der Scheibe oder Ansteuerung über Schlüsselschalter/Funk) durch den
Microcontroller eingeleitet werden.
Claims (16)
1. Verfahren zum Steuern fremdkraftbetätigter Fensterheber, Schiebedächer und/oder
Schlösser in Kraftfahrzeugen, die von wenigstens einer Elektronik angesteuert werden
und nach dem Erkennen eines Ausfalls von Teilen von Funktionen oder elektrischen
oder elektronischen Komponenten in einen Notbetrieb übergehen,
dadurch gekennzeichnet,
daß in Abhängigkeit vom Fehlerbild ein an dieses Fehlerbild spezifisch angepaßter
Notfallbetrieb aktiviert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von
dezentralen Elektroniken (z. B. Türsteuergeräten), die über ein Bus-System miteinander
und über dieses Bus-System mit wenigstens einem zugeordneten zentralen
Elektronikmodul in Verbindung stehen, wobei vom zentralen Elektronikmodul auf der
Basis von Eingangsdaten abhängiger Elektroniken oder Signale erzeugender Elemente
(Schalter oder Sensoren) Freigabesignale für die Fensterheber, Schiebedächer
und/oder die Schlösser generiert werden, und die einzelnen dezentralen Elektroniken bei
Bedarf Statusdaten an ein zentrales Elektronikmodul weiterleiten, derart verfahren wird,
daß bei Ausfall einer für die Generierung der Freigabesignale notwendigen Elektronik
(insbesonder das zentrale Elektronikmodul) sämtliche von Freigabesignalen abhängigen
Funktionen oder Elektroniken (z. B. Türsteuergeräte) in einen solchen Notlaufbetrieb
übergehen, bei dem die sicherheitsrelevanten Funktionen (z. B. Senken der
Fensterscheibe, Öffnen des Schiebedachs oder Öffnen der Türe) weiterhin für
wenigstens einen definierten Mindestzeitraum zur Verfügung gestellt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausfall eines für den
Elektronikbetrieb (des zentrales Elektronikmoduls oder der dezentrale Elektronik)
erforderlichen externen Taktgebers (z. B. Schwingquarz) der Microcontroler (µC) mit
seinem internen Oszillator als Taktgeber weiterbetrieben wird und zumindest die
sicherheitsrelevanten Funktionen (Senken der Fensterscheibe, Öffnen des
Schiebedachs oder Öffnen der Türe) weiterhin für wenigstens einen definierten
Mindestzeitraum zur Verfügung gestellt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Notbetrieb, der auf der
Basis des Ausfalls des Taktgebers einer Elektronikeinheit aktiviert wurde, jedes als
gültig erkannte Signal als Notsignal interpretiert wird, d. h.:
- - die Betätigung des Fensterheberschalters führt unabhängig von der Richtung des Steuerbefehls immer zum Senken der Fensterscheibe, vorzugsweise zum automatischen Senken, und
- - jede Schloßbetätigung führt unabhängig von der Richtung des Steuerbefehls stets zum Entriegeln des Schlosses und/oder zum automatischen Senken der Fensterscheibe.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erkennen einer
Notfallsituation im Bus-System ein Schloß, das sich im Zustand "safe" befindet, in einen
anderen Zustand überführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erkennen einer
Notfallsituation im Bus-System und bei Registrierung eines erfolglosen Versuchs die Tür
zu öffen, die Fensterscheibe automatisch abgesenkt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erfolglose Versuch, die
Tür zu öffnen, eine vorgegebene Mindestzeit angedauert haben muß, z. B. eine Sekunde
lang, bevor ein automatisches Senken der Fensterscheibe erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erfolglose
Versuch, die Tür zu öffnen, durch Verknüpfung der Signale eines Türgrifftasters und
eines Türkontaktschalters einer Tür erkannt wird.
9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Taktfrequenz der Elektronik von einem Schwingquarz vorgegeben wird.
10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Ausfall einer Elektronik von einem sogenannten watch-dog oder einem clock-monitor
überwacht wird.
11. Vefahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungstreiber (z. B.
Relaisspule) zur Ansteuerung einer sicherheitsrelevanten Funktion unter Umgehung des
Microcontrolers (IC1) direkt ansteuerbar ist, wobei die Versorgungsspannung des
Leistungstreibers durch den Microcontroler (IC1) in Abhängigkeit von relevanten
Freigabesignalen durch ein Schaltelement (S1) (vorzugsweise einen Schalttransistor) zu-
und abschaltbar ist.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (S1)
durch den Microcontroler (IC1) im Normalbetrieb, d. h. bei Vorliegen aller notwendigen
Freigabesignale, wie z. B. Zündung "EIN", geschlossen wird, so daß die Umgehung des
Microcontrolers (IC1) zur Ausführung der sicherheitsrelevanten Funktion möglich ist.
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (S1)
durch den Microcontroler (IC1) im Normalbetrieb und bei Vorliegen eines gültigen
Befehls oder Signals zum Sperren einer sicherheitsrelevanten Funktion geöffnet wird, so
daß die Umgehung des Microcontrolers (IC1) zur Ausführung der sicherheitsrelevanten
Funktion nicht möglich ist.
14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der das Schaltelement
(S1) beinhaltende elektronische Baustein (IC2) und der Microcontroler (IC1) über eine
serielle Datenleitung miteinander kommunizieren, d. h. das Öffnen und Schließen des
Schaltelements (S1) wird durch ein serielles Datensignal veranlaßt.
15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Microcontroler (IC1)
über ein zusätzliches (zweites) Schaltelement (S2) die sicherheitsrelevante Funktion
(z. B. Scheibe SENKEN) in einen Automatikbetrieb (automatisches Absenken)
überführen kann, wobei das zusätzliche Schaltelement (S2) vom Microkontroler (IC1)
direkt oder über eine serielle Schnittstelle angesteuert wird.
16. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Microcontroler (IC1)
und die das Schaltelement (S1, S2) beinhaltende elektronische Baueinheit (IC2)
getrennte elektronische Bausteine sind oder daß diese Bestandteil eines einzigen
elektronischen Bausteins sind.
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