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Title:
SERVOCONTROL METHOD FOR AUTOMOTIVE WINDOW LIFTERS, SLIDING ROOFS AND/OR LOCKS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/078570
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a servocontrol method for automotive window lifters, sliding roofs and/or locks. The inventive method can be used especially in connection with bus technology. It is able to increase the availability of adjustment devices during failures of parts in a system and can reduce the risk of malfunctions at the same time. An emergency operational mode which is specificially adapted to an error scenario is activated according to said error scenario when, for instance the electronic system producing enable signals fails to work, whereby all functions or electronic signals (such as door control devices) dependent on said enable signals are placed in said emergency operational mode, enabling safety functions (such as the winding down of windows or the opening of doors) to be maintained for a specific minimum amount of time, or when an external clocking mechanism required for the functioning of the electronic system fails, the microcontroller (IC1) with its internal oscillator is operated as a clocking mechanism and the safety functions are maintained over a specific minimum time period.

Inventors:
SEEBERGER JUERGEN (DE)
UEBELEIN JOERG (DE)
AAB VOLKER (DE)
Application Number:
PCT/DE1999/001900
Publication Date:
December 28, 2000
Filing Date:
June 25, 1999
Export Citation:
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Assignee:
BROSE FAHRZEUGTEILE (DE)
SEEBERGER JUERGEN (DE)
UEBELEIN JOERG (DE)
AAB VOLKER (DE)
International Classes:
B60J7/057; E05F15/695; (IPC1-7): B60J7/057
Foreign References:
EP0869040A21998-10-07
US5574315A1996-11-12
EP0685356A11995-12-06
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1999, no. 03 31 March 1999 (1999-03-31)
None
Attorney, Agent or Firm:
MAIKOWSKI & NINNEMANN (Xantener Strasse 10 Berlin, DE)
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Claims:
Ansprüche
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 Funktio nen oder elektrischen oder elektronischen Komponenten in einen Notbetrieb übergehen, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit vom Fehlerbild ein an dieses Fehler bild spezifisch angepaßter Notfallbetrieb aktiviert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von dezentralen Elektroniken (z. B. Tür steuergeräten), die über ein BusSystem miteinander und über dieses BusSystem mit wenigstens einem zugeordneten zentralen Elektronikmodul in Verbindung stehen, wobei vom zentralen Elektronikmodul auf der Basis von Eingangs daten abhängiger Elektroniken oder Signale erzeugender Elemente (Schalter oder Sensoren) Freigabesignale für die Fensterheber, Schiebedächer und/oder die Schlösser generiert werden, und die einzelnen dezentralen Elekroni ken bei Bedarf Statusdaten an ein zentrales Elektronikmo dul weiterleiten, derart verfahren wird, daß bei Ausfall einer für die Generierung der Freigabesignale notwendi gen Elektronik (insbesondere das zentrale Elektronikmo dul) sämtliche von Freigabesignalen abhängige Funktionen oder Etektroniken (z. B. Türsteuergeräte) in einen sol chen Notlaufbetrieb übergehen, bei dem die sicherheitsre levanten 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 zentra les Elektronikmoduls oder der dezentralen Elektronik) erforderlichen externen Taktgebers (z. B. Schwingquarz) der Microcontroler (IC1) mit seinem internen Oszillator als Taktgeber weiterbetrieben wird und zumindest die sicherheitsrelevanten Funktionen (Senken der Fenster scheibe, Öffnen des Schiebedachs oder Öffnen der Türe) weiterhin für wenigstens einen definierten Mindestzei traum zur Verfügung gestellt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Notbetrieb, der auf der Basis des Ausfalls des Taktge bers einer Elektronikeinheit aktiviert wurde, jedes als gültig erkannte Signal als Notsignal interpretiert wird, d. h. : die Betätigung des Fensterheberschalters führt unabhän gig von der Richtung des Steuerbefehls immer zum Senken der Fensterscheibe, vorzugsweise zum automati schen Senken, und jede Schloßbetätigung führt unabhängig von der Rich tung des Steuerbefehls stets zum Entriegeln des Schlos ses und/oder zum automatischen Senken der Fensterschei be.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erkennen einer NotfalIsituation im BusSystem 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 BusSystem und bei Registrierung eines erfolglosen Versuchs, die Tür zu öffnen, die Fensterscheibe automatisch abgesenkt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erfolgfose Versuch, die Tür zu öffnen, eine vorgege bene 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 zn 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 Elektro nik von einem Schwingquarz vorgegeben wird.
10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausfall einer Elektro nik von einem sogenannten watchlog oder einem clockmo nitor überwacht wird.
11. Verfahren 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) (vorzugs weise einen Schalttransistor) zuund 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 sicherheitsrele vanten Funktion geöffnet wird, so daß die Umgehung des Microcontrolers (IC1) zur Ausführung der sicherheitsre levanten 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 seriellle 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 (zwei tes) Schaltelement (S2) die sicherheitsrelevante Funkti on (z. B. Scheibe SENKEN) in einen Automatikbetrieb (au tomatisches Absenken) überführen kann, wobei das zusätz liche Schaltelement (S2) vom Microcontroler (IC1) direkt oder über eine serielle Schnittstelle angesteu ert 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.
Description:
Verfahren zum Steuern fremdkraftbetriebener Fensterheber, Schiebedächer und/oder Schlösser in Kraftfahrzeugen Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern fremdkraftbetriebener Fensterheber oder Schlösser, insbeson- dere 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 Verstell- einrichtungen beim Ausfall von Teilen des Systems zu erhö- hen und gleichzeitig die Gefahr von Fehlfunktionen zu verringern.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, im Kraftfahrzeug zur Datenübertragung zwischen verschiedenen elektronisch gesteu- erten Einrichtungen die Bus-Technologie einzusetzen. So stehen beispielsweise die einzelnen Türsteuergeräte der Türen, über die der jeweilige Fensterheber und das jeweili- ge Schloß gesteuert werden, untereinander und mit einem zentralen elektronischen Steuerungsmodul des Kraftfahrzeugs in Verbindung. Vom zentralen Steuerungsmodul werden Freiga- besignale generiert, von denen Funktionen der Türsteuergerä- te bzw. der davon gesteuerten Verstelleinrichtungen (Fen- sterheber, 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 blok- kiert sein können, weil eine ausgefallene Elektronik nicht mehr die Daten liefern konnte, die zur Generierung der Freigabesignale notwendig waren. Infolgedessen kann es zu einer Gefährdung der Insassen eines Fahrzeugs kommen, wenn die Verstellsysteme auf Steuerbefehle nicht oder falsch reagieren. Die beschriebene Situation ist vor allem deshalb unbefriedigend, weil die technische Funkionalität der Verstellsysteme mit intakten dezentralen Elektroniken an sich 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 Ver- fahren zum Steuern fremdkraftbetriebener Fensterheber oder Schlösser, insbesondere unter Anwendung Bus-gesteuerter Türsteuergeräte zur Ansteuerung mehrerer Verstelleinrichtun- gen 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 spezifscher Notbetrieb aktiviert. Bei der Defini- tion der Funktionen des Notbetriebs, also welche Funktionen noch zugelassen, eingeschränkt verfügbar oder gesperrt sind, werden auch die dem Fehlerbild entsprechenden speziel- len 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) Verfügbar- keit von Funktionen zur Verfügung gestellt wird und anderer- seits das Verletzungsrisiko minimiert wird.

Gemäß einer Variante der Erfindung, dessen Fehlerbild vom Ausfall einer für die Generierung der Freigabesignale notwendigen Elektronik (insbesondere das zentrale Elektro- nikmodul) ausgeht, gehen sämtliche von Freigabesignalen abhängigen Funktionen oder Elektroniken (z. B. Türsteuergerä- te) in einen solchen Notlaufbetrieb über, bei dem die sicherheitsrelevanten Funktionen (z. B. Senken der Fenster- scheibe, Öffnen des Schiebedachs oder Öffnen der Türe) weiterhin für wenigstens einen definierten Mindestzeitraum zur Verfügung gestellt werden. Diese Verfahrensweise endet insbesondere Anwendung bei Verwendung von dezentralen Elek- troniken (z. B. Türsteuergeräten), die über ein Bus-System miteinander und über dieses Bus-System mit wenigstens einem zugeordneten zentralen Elektronikmodul in Verbindung ste- hen, wobei vom zentralen Elektronikmodul auf der Basis von Eingangsdaten abhängiger Elektroniken oder Signale erzeugen- der Elemente (Schalter oder Sensoren) Freigabesignale für die Fensterheber, Schiebedächer und/oder die Schlösser generiert werden. Bei Bedarf leiten die einzelnen dezentra- len Elektroniken Statusdaten an ein zentrales Elektronikmo- dul 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 öffnen, stattgefunden hat. Darüber hinaus kann außer- dem ein automatisches Absenken der Fensterscheibe veranlaßt werden. Dies kann beispielsweise mit der Bedingung ver- knüpft 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 dezentralen Elektronik) erforder- lichen externen Taktgebers (z. B. Schwingquarz) ausgeht, wird der Microcontroler mit seinem internen Oszillator als Taktgeber weiterbetrieben und stellt zumindest die sicher- heitsrelevanten 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 Elek- tronik 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 Fensterheberschal- ters immer zum Senken, vorzugsweise zum automatischen Senken der Fensterscheibe, unabhängig von der Richtung des Steuerbefehls. In Analogie dazu führt jede Schloßbetäti- gung, 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 si- cherheitsrelevanten Funktion (z. B. Senken der Fensterschei- be) unter Umgehung des Microcontrolers direkt ansteuerbar, wobei die Versorgungsspannung des Leistungstreibers durch den Microcontroler in Abhängigkeit von relevanten Freigabe- signalen durch ein Schaltelement (vorzugsweise durch einen Schalttransistor) zu-und abschaltbar ist. Dieses Schalt- element 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 sicherheits- relevanten 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) Schaltelement 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 Microcontroler 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 Erfindungsvarian- te anhand der Zeichnungsfigur näher erörtert. Sie zeigt eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Fensterhe- bers.

Ein Microcontroller IC1 ist über eine Widerstands/Kondensa- tor-Schaltung R1, R2, Cl an eine Spannungsquelle Vcc und über einen Tastschalter T1 an Massepotential angeschlossen.

Der Microcontroller IC1 erteilt die Freigabe für die Funkti- on"Senken"durch Zuschalten der Betriebsspannung +12V über das Schaltelement S1 für die Relaisspule RS. Die Freigabe wird in Abhängigkeit diverser Freigabeinformationen gebil- det, die dem Tür-Steuergerät TSG beispielsweise über eine Bus-Schnittstelle zugeführt werden (gemäß der Figur ist dies ein CAN-Bus mit den Leitungen CAN-high und CAN-low).

Darüber hinaus werden Signale und Ereignisse, die auf einen Notfall schließen lassen (z. B. Crash-Signal vom Airbag-Steu- ergerät) bei der Generierung der Freigabe berücksichtigt.

Die Relaisbetriebsspannung wird erst dann wieder abgeschal- tet, 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 Elek- tronik, können zu keiner fehlerhaften Freigabe oder Sper- rung führen. Das direkte, den Microcontroller IC1 umgehende Ansteuern des Senken-Relais ist demnach so lange freigege- ben, bis ein gültiger Sperrbefehl erkannt wird.

Tritt ein Notfall ein, z. B. Bus-Abriß bei Crash-Einwirkung oder SteuergeräteausfaIl bei Wassereintritt, bleibt der Schalter Sl geschlossen, d. h. der direkte Zugriff auf die Relaisspule RS des Senken-Relais bleibt (wenigstens für eine Mindestzeitdauer) freigegeben. Dagegen wird die Funkti- on"Scheibe schließen"im Notfall sinnvollerweise gesperrt.

Über das zweite Schaltelement S2 können zudem Komfortfunk- tionen (z. B. automatisches Öffnen der Scheibe oder Ansteue- rung über Schlüsselschalter oder über Funkfernsteuerung) durch den Microcontroller IC1 eingeleitet werden.