DE3842484A1 - Kommunikationseinrichtung fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kommunikationsein­ richtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 2.

Derartige Kommunikationseinrichtungen sind allgemein bekannt. Sie werden in der Regel als Datenbussysteme bezeichnet und weisen mehrere Datenleitung auf, über die ein Signalverkehr zwischen dem zentralen Steuergerät und peripheren elektronischen Geräten, wie beispielsweise Verbrauchern bzw. Verbraucher-ICs durchgeführt wird. Der Signalverkehr erfolgt digital. Dies gilt sowohl für die Adressierung der Peripheriegeräte mit Hilfe einer digitalen Adresse als auch für die Rückmeldung der Daten von den Peripheriegeräten zum zentralen Steuergerät.

Handelt es sich bei den Daten, die das Peripheriegerät zum Steuergerät liefert, um einen Meßwert, der vom Peripheriegerät zunächst in analoger Form bestimmt wird, so ist es erforderlich, mit Hilfe des Peripheriegeräts eine Analog-/Digital-Umsetzung vorzunehmen und das Ergebnis an das Steuergerät weiterzugeben.

Da die Peripheriegeräte einzeln oder zu Untergruppen zusammengeschlossen vorliegen, ist es gerade dann, wenn mit Hilfe der Peripheriegeräte eine Vielzahl von ana­ logen Meßwerten bestimmt und an das zentrale Steuergerät weitergegeben werden soll, erforderlich, eine Vielzahl von Analog-/Digital-Umsetzern vorzusehen. Dies ist nicht nur schaltungs- und kostenmäßig besonders aufwendig. Es bringt auch eine Vielzahl von Problemen in der Schal­ tungsabfolge mit sich, da die Analog-/Digital-Umsetzung in der Regel koordiniert mit der Adressierung des Peripheriegeräts bzw. dem Signalverkehr zwischen dem Peripheriegerät und dem zentralen Steuergerät erfolgen muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kommuni­ kationseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaf­ fen, die schaltungs- und kostenmäßig aufgebaut ist und die mit geringstmöglichem Aufwand einen Signalverkehr zwischen dem Peripheriegerät und dem zentralen Steuer­ gerät ermöglicht.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Patentanspruchs 1, sofern mit dem Peripheriegerät ein Meßwert bestimmt wird, bzw. mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 2, sofern mit dem Peripheriegerät ein Schalter gesteuert bzw. dessen Schaltzustand bestimmt wird.

Wesentlich für die Erfindung, soweit sie sich auf die Erfassung eines Meßwerts beschränkt, ist, daß mit Hilfe des Peripheriegeräts ein analoger Meßwert direkt auf die Datenleitung aufgeschaltet wird. Eine Analog-/Digital- Umsetzung ist damit nicht mehr erforderlich. Damit entfällt sowohl eine gesonderte Umsetz-Einrichtung und der zu deren Betrieb notwendige schaltungstechnische Aufwand. Nach Adressierung des Peripheriegeräts kann der analoge Meßwert unmittelbar und ohne weitere Aufberei­ tung auf die Datenleitung aufgegeben und im zentralen Steuergerät digitalisiert werden.

Das analoge Signal für den Meßwert kann mit Hilfe eines entsprechend dem Meßwert veränderlichen Widerstand gewonnen werden. Dieser kann beispielsweise an der Leitung angeschlossen werden, die mit dem Pluspol der Fahrzeugbatterie verbunden ist. Demgegenüber ergibt sich eine schaltungstechnische Vereinfachung, wenn das zentrale Steuergerät selbst einen Prüfstrom auf die Datenleitung gibt. Dieser Prüfstrom kann vorteilhafter­ weise nach Absenden der digitalen Adresse des Periphe­ riegeräts auf die Datenleitung aufgeprägt werden. Somit erfolgt die Aufnahme des Meßwertes nach Art eines Frage-/Antwort-Dialogs durch das Steuergerät selbst.

Wie bereits ausgeführt, kann der analoge Meßwert mit Hilfe eines veränderlichen elektrischen Widerstands bestimmt werden, der meßwertabhängig veränderlich ist. Wird vom zentralen Steuergerät ein Prüfstrom ausgesandt, so kann die Größe des Widerstands mit Hilfe des Span­ nungsabfalls an diesen Widerstand bestimmt werden.

Es kann in diesem Zusammenhang vorteilhaft sein, den Prüfstrom in seiner Stärke vom jeweils adressierten Peripheriegerät abhängig einzustellen. Damit wird es möglich, die Dimensionen und Veränderungen des jewei­ ligen Meß-Widerstands zu berücksichtigen.

Bei der Realisierung der Erfindung kann sich insbeson­ dere dann, wenn die Peripheriegeräte in einem relativ großen Abstand vom zentralen Steuergerät angeordnet sind, ein Problem ergeben. Dieses besteht darin, daß Spannungsabfälle auf der Datenleitung einen nicht unmaßgeblichen Einfluß auf den mit dem Steuergerät bestimmten Meßwert haben. Um insbesondere in diesem Fall eine realistische Aussage über den tatsächlichen Meßwert zu erhalten, ist es vorteilhaft, wenn das Peripherie­ gerät auch einen analogen Referenzwert an das zentrale Steuergerät liefert. Dieser kann beispielsweise durch Kurzschließen des Meß-Widerstands/Sensors dargestellt werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung dargestellt.

Die in der Zeichnung dargestellte Schaltanordnung zeigt schematisch die wesentlichen Elemente der Erfindung. Es handelt sich dabei um ein zentrales Steuergerät 1, das an einer Datenleitung 2 angeschlossen ist und über diese mit Peripheriegeräten 3 und 4 verbunden ist. Der Infor­ mationsaustausch zwischen dem Steuergerät 1 und den Peripheriegeräten 3 und 4 erfolgt vom Steuergerät 1 aus digital mit Hilfe von digitalen Adressen, die vom Steuergerät 1 ausgesandt werden und die den Peripherie­ geräten 3, 4 sowie weiteren, nicht dargestellten Peri­ pheriegeräten individuell zugeordnet sind. Diese Adres­ sen werden über einen Verstärker 5 und eine nicht dargestellte Adreßsteuerung des Steuergeräts 1 auf die Datenleitung 2 gegeben. Die Peripheriegeräte 3 und 4 können auf diese Weise individuell angesprochen werden.

Das Peripheriegerät 3 liefert für eine vorgegebene Antwortzeit eine Information an das Steuergerät 1 über einen Meßwert, der mit Hilfe des Peripheriegeräts 3 bzw. durch Zusammenwirken mit dem Steuergerät 1 bestimmt wird. Hierzu dient zunächst ein elektrischer Meß-Wider­ stand 6 als Sensor, der in seinem Widerstandswert entsprechend dem Meßwert veränderlich ist. Der Wider­ standswert des Widerstands 6 wird mit Hilfe eines Meßstroms bestimmt, der vom Steuergerät 1 über einen Widerstand 7 auf die Datenleitung 2 aufgeprägt. Mit Hilfe eines Analog-/Digital-Umsetzers 8 im Steuergerät 1 wird der Spannungsabfall am Widerstand 6 bestimmt.

Hierzu dient eine Ablaufsteuerung im Peripheriegerät 3, die bei Empfang der Adresse des Peripheriegeräts 3 den Widerstand 6 über einen Schalter 8 mit der Datenleitung 2 verbindet. Damit fällt am Eingang des Umsetzers 8 eine Spannung ab, die abhängig ist vom Widerstandswert des Widerstands 6.

Insbesondere bei Peripheriegeräten, die einen großen räumlichen Abstand vom Steuergerät 1 besitzen, kann der Spannungsabfall auf der Verbindung zwischen dem Steuer­ gerät 1 und dem Peripheriegerät 3 sich deutlich zu dem Spannungsabfall addieren, wie er sich durch den Wider­ stand 6 ergibt. Um diesen erstgenannten störenden Spannungsabfall zu bestimmen, kann mit Hilfe der Ab­ laufsteuerung des Peripheriegeräts 3 unmittelbar vor oder nach dem Aufschalten des Widerstands 6 - über den Schalter 8 - auf das Steuergerät 1 ein Schalter 9 kurzzeitig geschlossen werden, der den Widerstand 6 kurzschließt. Der Schalter 9 kann auch geschlossen werden, wenn der Schalter 8 geschlossen ist. Damit aber wird mit Hilfe des Steuergeräts 1 nur der Spannungsab­ fall bestimmbar, der sich auf der Verbindung zwischen dem Steuergerät 1 und dem Peripheriegerät 3 ergibt. Dieser Spannungsabfall wird z.B. subtraktiv in Be­ ziehung gesetzt zu dem Spannungsabfall, der sich dann ergibt, wenn der Widerstand 6 nicht kurzgeschlossen ist.

Mit Hilfe des Peripheriegeräts 4 ist es möglich, den Zustand eines Schalters 10 zu bestimmen. Wird das Peripheriegerät 4 über seine Adresse angesprochen, so kann mit Hilfe eines Schalters 8′ entsprechend dem Schalter 8 der Schalter 10 mit dem Steuergerät 1 ver­ bunden werden. Abhängig vom Zustand des Schalters 10 wird bei Einprägen eines Prüfstroms über den Widerstand 7 ein Spannungsabfall mit Hilfe des Umsetzers 8 be­ stimmt, der charakteristisch ist für den Schaltzustand des Schalters 10. Auch hier läßt sich mit Hilfe eines Schalters 9′ entsprechend dem Schalter 9 der sich durch die Verbindung des Peripheriegeräts 4 mit dem Steuer­ gerät 1 ergebende Spannungsabfall erkennen.

Auf diese Weise ist es möglich, ohne besondere Analog-/ Digital-Umsetzung in den Peripheriegeräten einen Signal­ verkehr zwischen einem zentralen Steuergerät 1 und verschiedenen Peripheriegeräten durchzuführen. Mit Hilfe der Peripheriegeräte werden Meßwerte mit Hilfe von variablen Widerständen bzw. der Schaltzustand von Aktuatoren in Form von Schaltern bestimmt.

Da bei Kraftfahrzeugen in der Regel die als Sensoren eingesetzten Widerstände, die meßwertabhängig ihren Wert ändern, unterschiedliche elektrische Charakteristika besitzen, kann der Prüfstrom abhängig vom jeweiligen Peripheriegerät in seiner Stärke veränderlich sein. Hierzu dient der Widerstand 7, der peripheriegeräteab­ hängig verstellbar ist und somit in der Lage ist, Prüfströme unterschiedlicher Stärke aufzuprägen. Damit wird es möglich, unterschiedlichste Peripheriegeräte sequentiell anzusteuern und abzufragen. Die direkte Antwort jedes Peripheriegeräts auf die vom Steuergerät 1 ausgehende Abfrage erfolgt ohne separate Analog-/Digi­ tal-Umsetzung unmittelbar mit Hilfe des am Steuergerät 1 bestimmbaren Spannungsabfalls.

Claims (6)

1. Kommunikationseinrichtung für Kraftfahrzeuge, mit einem zentralen Steuergerät und elektronischen Peripheriegeräten, die von dem zentralen Steuer­ gerät über ein und dieselbe Datenleitung mit ihrer digitalen Adresse angesteuert sind und die ein Signal an das zentrale Steuergerät abgeben, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal charakteristisch ist für einen mit dem Peripheriegerät bestimmbaren analogen Meßwert, und daß das Peripheriegerät nach Empfang seiner Adresse den Meßwert als analoges Signal über dieselbe Datenleitung für eine vorge­ gebene Antwortzeit auf das zentrale Steuergerät aufschaltet.

2. Kommunikationseinrichtung für Kraftfahrzeuge, mit einem zentralen Steuergerät und elektronischen Peripheriegeräten, die von dem zentralen Steuer­ gerät über ein un dieselbe Datenleitung mit ihrer digitalen Adresse angesteuert sind und die ein Signal an das zentrale Steuergerät abgeben, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal charakte­ ristisch ist für den Zustand eines Schalters, der vom Peripheriegerät gesteuert ist, und daß das Peripheriegerät nach Empfang seiner Adresse den Zustand des Schalters als analoges Signal über dieselbe Datenleitung für eine vorgegebene Ant­ wortzeit auf das zentrale Steuergerät aufschaltet.

3. Kommunikationseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale Steuergerät nach Absenden der digitalen Adresse einen Prüfstrom auf die Datenleitung gibt.

4. Kommunikationseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfstrom in seiner Stärke vom jeweils adressierten Peripheriegerät abhängt.

5. Kommunikationseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwert durch einen meßwertabhängig veränderlichen elektrischen Wider­ stand definiert ist und daß das zentrale Steuer­ gerät den Spannungsabfall an diesem Widerstand bestimmt.

6. Kommunikationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Peri­ pheriegerät auch einen analogen Referenzwert an das zentrale Steuergerät liefert.