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Dokumentenidentifikation DE19505845A1 07.09.1995
Titel Steuerungsvorrichtung zum Betrieb von auf, insbesondere für den Kommunal- oder Winterdienst bestimmten Fahrzeugen befindlichen und/oder anbaubaren Zusatzaggregaten, insbesondere in Form eines Streugerätes
Anmelder Beilhack Süd Vertriebs GmbH, 83022 Rosenheim, DE
Vertreter S. Andrae und Kollegen, 83022 Rosenheim
DE-Anmeldedatum 21.02.1995
DE-Aktenzeichen 19505845
Offenlegungstag 07.09.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.09.1995
IPC-Hauptklasse E01H 1/00
IPC-Nebenklasse E01H 10/00   E01C 19/20   B60R 16/02   H02J 13/00   
Zusammenfassung Eine verbesserte Steuerungsvorrichtung zum Betrieb von auf, insbesondere für den Kommunal- oder Winterdienst bestimmten Fahrzeugen befindlichen und/oder anbaubaren Zusatzaggregaten, insbesondere in Form eines Streugerätes, besteht aus den folgenden Merkmalen:
- es ist eine Anzeige- und Bedieneinheit (3, 1) zur Einstellung der Betriebsdaten des Anbauaggregates und zur Darstellung der Betriebsdaten vorgesehen;
- dem Anbauaggregat ist ein Steuerungsmodul (5) zugeordnet;
- das Anzeige- und Bedienmodul (3, 1) ist mit dem Steuerungsmodul (5) des Anbauaggregates über einen auf dem Fahrzeug vorgesehenen Leitungs-Bus verbunden,
- der Leitungs-Bus besteht aus einem CAN-Bus (17, 17');
- zumindest einzelne der anbaubaren Module wie insbesondere das Anzeige- und Bedienmodul (3, 1) und/oder das Steuerungsmodul (5) sind über Schnittstellen bildende Steckkontakte (19) an den CAN-Bus ansteckbar.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung zum Betrieb von auf, insbesondere für den Kommunal- oder Winterdienst bestimmten Fahrzeugen befindlichen und/oder anbaubaren Zusatzaggregaten, insbesondere in Form eines Streugerätes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus dem DE 93 01 031 U1 bekannt gewordenen Bedienpult für Straßendienstfahrzeuge insbesondere für den Winterdienst ist eine Steuerungsvorrichtung bekannt geworden, mittels der beispielsweise an für den Winterdienst bestimmten Fahrzeugen angebaute Aggregate kontrolliert und entsprechend gesteuert werden können.

Dazu ist beispielsweise im Fahrerhaus des Kraftfahrzeuges ein Bedienpult untergebracht, über welches ein oder mehrere Aggregate angesteuert werden können. Das Bedienpult weist dabei bevorzugt eine mikroprozessor-unterstützte Steuerungselektronik auf. Über eine Eingabeeinrichtung über Schaltknöpfe, Einstellhebel etc. können die jeweils gewünschten Bediendaten eingestellt und verändert werden. Über eine Anzeigeeinrichtung werden alle für einen aktuellen Betrieb notwendigen Informationen wiedergegeben und dargestellt. Die Anzeigeeinheit kann dabei beispielsweise aus einem Bildschirm oder einer LCD-Anzeige bestehen.

Eine aus diesem gattungsbildenden Stand der Technik bekannt gewordene Bedienpult-Einrichtung hat sich in der Praxis sehr bewährt.

Eine Steuerungseinrichtung beispielsweise für ein Winterdienst-Streugerät ist unter anderem auch aus der EP 0 477 703 B1 bekannt geworden.

Zur Einstellung und Kontrolle der Streubildanzeige wird auch hier eine elektronische Anzeigevorrichtung benutzt, mittels der beispielsweise die eingestellte und die tatsächliche Streubreite anzeigbar ist. Kern der Steuerungsvorrichtung ist ein Steuerungs-Prozessor, an welchem einmal über einen Treiber eine Anzeigeeinrichtung und zum anderen ein Bedienungsaggregat angeschlossen ist. Über den Steuerungsprozessor wird dann ferner ein Regelungsprozessor zum Betrieb des Steuerungsaggregates angesteuert.

Diese zuletzt genannte Steuerungsvorrichtung ist lediglich zum Betrieb eines spezifischen Steuerungsaggregates vorgesehen. Kontrolle und Ansteuerung anderer Anbauaggregate wie beispielsweise Schneepflüge, Kehrmaschinen, etc. können nicht ohne weiteres an diese Steuerungsvorrichtung angeschlossen werden. Hierzu bedarf es jeweils einer neuen Anpassung an das spezifische Anbauaggregat oder aber es müssen separate Steuerungsvorrichtungen gegebenenfalls mit separaten zusätzlichen Anzeige- und Bedienungseinrichtungen vorgesehen sein.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ausgehend von dem gattungsbildenden Stand der Technik eine verbesserte Steuerungsvorrichtung zu schaffen, die gegenüber herkömmlichen Lösungen sehr viel einfacher aufgebaut ist, im praktischen Betrieb vergleichsweise robust und somit wenig störanfällig arbeitet, und die zudem einen hohen Bedienungs- und Anpassungskomfort an andere mittels der Steuerungsvorrichtung zu bedienende Anbauaggregate aufweist.

Die Erfindung wird entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mit der vorliegenden Erfindung wird auf verblüffend einfache Art und Weise eine Steuerungsvorrichtung geschaffen, die gegenüber den herkömmlichen Lösungen deutliche Vorteile aufweist.

Während beispielsweise bei bisherigen Steuerungsvorrichtungen ein entsprechendes Fahrzeug vom Anbauaggregat bis zur Steuerungselektronik und darüber hinaus zur Bedienungseingabe- und Anzeige-Einheit mit einem viele Leitungen umfassenden Kabelstrang verbunden werden mußte, ist nunmehr erfindungsgemäß vorgesehen, einen vergleichsweise einfachen Steuerungs- und Datenbus zu verwenden.

Während beispielsweise bei herkömmlichen Lösungen ein Kabelstrang auf dem Fahrzeug vorgesehen und verlegt werden mußte, der beispielsweise bis zu zwanzig einzelne elektrische Leitungen umfaßte (was natürlich zur Folge hatte, daß ein derartiger beispielsweise armdicker Kabelstrang nur vergleichsweise schwer verlegt werden konnte), wird erfindungsgemäß nunmehr ein sogenannter CAN-Bus verwendet, d. h. ein lediglich zwei Leitungen umfassender Datenbus. Bereits von daher ergibt sich, daß eine derartige Datenbus-Struktur deutliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Lösungen aufweist, da der Verkabelungsaufwand verringert ist.

Neben dem eigentlichen Zwei-Leiter CAN-Bus ist es dabei dann völlig ausreichend, beispielsweise noch ca. drei bis fünf, beispielsweise vier weitere der elektrischen Energieversorgung dienende zusätzliche Leitungen vorzusehen.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung ist dabei auch, daß an diesen CAN- Bus an mehreren geeigneten Stellen Steckverbindungen vorgesehen sein können.

So ist bevorzugt vorgesehen, daß die Bedieneinheit und/- oder die Anzeigeeinheit über eine Steckverbindung an dem CAN-Bus anschließbar ist, wobei alle Module über dem CAN- Bus gemäß dem CAN-Protokoll kommunizieren.

Ferner kann beispielsweise im Bereich des zu steuernden Anbaugerätes zumindest eine weitere Schnittstelle, d. h. eine weitere Steckverbindung vorgesehen sein. Diese eröffnet beispielsweise bei bestimmten Bedienungsmaßnahmen die Möglichkeit, daß die in der Regel im Fahrerhaus untergebrachte Bedieneinheit (und/oder Anzeige-Einheit) aus ihrer dort vorgesehenen Steckverbindung gelöst und an anderer Stelle am Fahrzeug in eine separat vorgesehene Steck-Anschlußverbindung eingesteckt und darüber wieder an den CAN-Bus angeschlossen wird. Nach entsprechendem Anschluß an der weiteren Steckverbindung ist die Ansteuerung des betreffenden Anbauaggregats, wie vom Fahrerhaus auch, durchführbar.

Schließlich kann auch eine weitere Steckverbindung am Übergang vom Ladebereich zum Fahrerhaus am Nutzfahrzeug vorgesehen sein.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Bedien- und Anzeige-Einheit als getrennte Baueinheiten ausgebildet sind, was zum einen Vorteile bezüglich der günstigsten Positionierung der Anzeige- und Bedien-Einheit im Fahrerhaus bietet aber zum anderen auch die Möglichkeit bietet, bei Bedarf beispielsweise lediglich die Anzeigeeinheit an dem betreffenden Steckanschluß in der Fahrerkabine abzuziehen und an einem anderen CAN- Steckanschluß wiederum anzustecken.

Die eigentliche bevorzugt mikroprozessorgestützte Steuerung eines Aggregats kann beispielsweise im Falle eines Winterdienst-Streuaggregats an der rückwärtigen Seite des Fahrzeugs in unmittelbarer Nähe des anzusteuernden Streuaggregates untergebracht sein.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles, welches unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert wird.

In der Zeichnung ist schematisch eine Bedienungseinheit 1, eine Anzeigeeinheit 3 und ein vorzugsweise mikroprozessorunterstütztes Steuerungsmodul 5 dargestellt.

Angedeutet ist ferner eine Fahrerkabine 7 sowie ein das Steuerungsmodul 5 beinhaltender Steuerungskasten 9 dargestellt, der beispielsweise bei einem Winterdienst-Nutzfahrzeug im rückwärtigen Bereich auf dessen Ladepritsche (auf welcher in der Regel der Streubehälter untergebracht ist) vorgesehen sein kann.

An dem im Steuerungskasten 9 untergebrachten Steuerungsmodul 5 sind beispielsweise ein oder mehrere Ventile 11 sowie ein oder mehrere Sensoren 13 angeschlossen, die zum Betrieb des Anbauaggregates, beispielsweise eines Winterdienst-Streuaggregates benötigt werden.

Wie aus dem Blockschaltbild ersichtlich ist, sind die Bedienungseinheit 1, die Anzeigeeinheit 3 sowie das Steuerungsmodul 5 über einen gemeinsamen CAN-Bus 17 miteinander elektrisch verbunden. Beim CAN-Bus handelt es sich um einen 2-Draht-Bus, der robust und wenig störanfällig arbeitet. Dieser CAN-Bus eignet sich vor allem als generelle Busstruktur zum Betrieb unterschiedlichst anbaubarer und mittels der erläuterten Steuerungsvorrichtung steuer- und kontrollierbarer Anbauaggregate.

Neben dem in der Zeichnung dargestellten CAN-Bus ist dann in der Regel ferner noch eine weitere Fahrzeug-Verkabelung insbesondere für die Energieversorgung der Module etc. vorgesehen, die beispielsweise lediglich vier zusätzliche Adern umfaßt, so daß sich eine Fahrzeug-Verkabelung zum Betrieb der in der beigefügten Zeichnung dargestellten Steuerungsvorrichtung mit lediglich sechs Leitungen oder Adern als ausreichend erweist. Ein derart "dünner" und wenige Einzelleiter umfassender Kabelstrang oder -baum läßt sich einfach und optimal auch mit engen Krümmungsradien auf dem Fahrzeug verlegen.

In den Zeichnungen sind ferner sogenannte CAN-Steckdosen 19 dargestellt, an denen beispielsweise die Bedienereinheit 1, die Anzeigeeinheit 3 sowie das Steuerungsmodul 5 problemlos an den CAN-Bus angeschlossen und bei Bedarf wieder abgesteckt werden können.

An dem anzubauenden Aggregat schließlich kann - wie in der Zeichnung auch dargestellt ist - am Übergang der Verkabelung zur Fahrerkabine 7 ebenfalls eine CAN-Steckverbindung 21 vorgesehen sein, wodurch Vorteile bei der Verkabelung, beim Anschluß der einzelnen Aggregate sowie im Servicefall bei Reparaturarbeiten oder bei Montage und gegebenenfalls bei Ab- und Ausbau der Fahrerkabine gegeben sind.

Da, wie im gezeigten Ausführungsbeispiel, die Bedienungseinheit und die Anzeigeeinheit 1 bzw. 3 als getrennte Baugruppen und Module ausgebildet sind, wird der weitere Vorteil erzielt, daß sowohl die Anzeigeeinrichtung wie die Bedienungseinrichtung durch die getrennte Ausbildung jeweils für sich entsprechend ergonomisch im Führerhaus des Fahrzeuges untergebracht werden können. Insbesondere die Anordnung des Anzeigemoduls im Sichtfeld des Fahrers bietet den entscheidenden Vorteil einer erhöhten Verkehrssicherheit beim Ablesen voreingestellter Betriebswerte.

Beim Anbau eines anderen Anbauaggregates könnte das hierfür benötigte Steuerungsmodul 5 über eine ebenfalls an diesem Anbauaggregat vorgesehene Schnittstelle, d. h. eine CAN-Steckverbindung wiederum an der betreffenden CAN- Steckdose 19&min; angeschlossen werden.

Die an den einzelnen CAN-Schnittstellen, CAN-Steckverbindungen bzw. CAN-Steckdosen 19 anschließbaren Module wie beispielsweise die Bedieneinheit 1, das Anzeigegerät 3 aber letztendlich auch das Anschlußmodul 5 zur Steuerung eines Anbauaggregates weisen allesamt in der Regel zumindest einen sogenannten Controller auf, d. h. eine sogenannte Steuerungseinheit zum Betrieb des betreffenden Moduls. Dieser sogenannte Controller erfordert grundsätzlich nicht, daß ein zusätzlicher Mikroprozessor in dem betreffenden Modul vorgesehen ist. Die gesamte Handhabung und die Möglichkeiten der Ablaufsteuerung werden aber unter Verwendung zusätzlicher in den einzelnen Modulen vorgesehener Mikroprozessoren verbessert, weshalb bevorzugt auch die Bedieneinheit wie aber auch die Anzeigeeinheit 1 bzw. 3 neben dem Controller auch noch einen zusätzlichen Mikroprozessor aufweist.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Anzeigemodul beispielsweise so aufgebaut, daß es mit Hilfe von LED-Leuchtanzeigen (Sieben-Segmentanzeigen) dem Fahrer die Streubreite, die Streumenge sowie weitere Betriebswerte gut ablesbar dargestellt werden, beispielsweise ein Streuaggregat angebaut und über die Anlage betrieben werden soll.

Weiterhin kann beispielsweise das Anzeigemodul 3 über einen LED-Laufbalken 3&min; verfügen, der dem Fahrer als Tendenzanzeige die Streubreite und die Streubildlage anzeigt. Natürlich kann aber auch ein größeres Display zur Anzeige der entsprechenden Daten in digitalisierter Form oder in bildlicher Darstellung beinhalten. Ferner kann noch eine Schnittstelle, z. B. eine RS 232 Schnittstelle 29 am Anzeigemodul 3 vorgesehen sein.

Mittels des Eingabe- und Bedienmodul 1 können die verschiedenen gewünschten Betriebswerte insbesondere für das Anbauaggregat eingestellt werden.

Bevorzugt wird bei dem Eingabegerät eine Kombination von Bedienungstasten und Kippschaltern gewählt, um einen möglichst hohen Bedienungskomfort zu erhalten.

Die Einleitung von Funktionen wie "Streuen, Standentleeren, Arbeitsscheinwerfer EIN" werden mit Hilfe von Tasten geschaltet. Veränderungen der Streubreite, der Streumenge und Ausbringung sowie Streubildlage können beispielsweise mit Kippschaltern ausgelöst werden. Die Änderungen werden dabei jeweils stufenweise weitergeschaltet.

Bedingt durch den CAN-Bus werden Informationen, die am Bedienungsmodul 1 erzeugt werden, sowohl zum Anzeigemodul 3 als auch zum Steuerungsmodul 5 gesendet, so daß kein zeitlicher Versatz an Informationsübertragung entsteht.

Wie ausgeführt ist, erfüllt das unmittelbar auf dem Streuaggregat 9 sitzende Steuerungsmodul 5 über einen eigenen Prozessor (ebenfalls wieder mit einem vorgeschalteten Controller), der ebenfalls aufgrund der CAN-Protokolle die Ansteuerung der einzelnen Leistungslasten, wie Ventile, Pumpen, Lampen usw. schaltet.

Schließlich ist in der Zeichnung nur beispielhaft dargestellt, daß über einen Zweigbus 17&min; (CAN-Bus) eine weitere Schnittstelle 25 vorgesehen sein kann. Es handelt sich dabei um eine CAN-Schnittstelle zum Anstecken eines sogenannten "Parametrisierungs-Moduls", mit welchem die zum Betrieb eines betreffenden anbaubaren Aggregates 9 benötigten Grundparameter einstellbar sind, wie beispielsweise Gewicht, Dichte, Feuchtigkeit des Streumittels etc . . Wenn die Eingabe fertigt erfolgt ist, kann durch Drücken einer sogenannten Schalttaste "Quit" die eingegeben Werte "quittiert" werden, womit die Eingabe beendet ist.

Schließlich ist in der Zeichnung noch ein weiterer Steckanschluß 19&min;&min; nur beispielhaft gezeigt. Bei Bedarf könnte jederzeit z. B. die Bedieneinheit 1 von dem betreffenden CAN-Steckanschluß abgesteckt und an den separat vorgesehenen weiteren CAN-Steckanschluß 19&min;&min; angesteckt werden. Derartige weitere Steckanschlüsse können an mehreren Stellen des Fahrzeuges vorgesehen sein, um dort je nach Bedarf die Bedieneinheit und/oder gegebenenfalls auch die Anzeigeeinheit anzustecken.


Anspruch[de]
  1. 1. Steuerungsvorrichtung zum Betrieb von auf, insbesondere für den Kommunal- oder Winterdienst bestimmten Fahrzeugen befindlichen und/oder anbaubaren Zusatzaggregaten, insbesondere in Form eines Streugerätes, mit den folgenden Merkmalen
    1. - es ist eine Anzeige- und Bedieneinheit (3, 1) zur Einstellung der Betriebsdaten des Anbauaggregates und zur Darstellung der Betriebsdaten vorgesehen;
    2. - dem Anbauaggregat ist ein Steuerungsmodul (5) zugeordnet;
    3. - das Anzeige- und Bedienmodul (3, 1) ist mit dem Steuerungsmodul (5) des Anbauaggregates über einen auf dem Fahrzeug vorgesehenen Leitungs-Bus verbunden,
  2. gekennzeichnet durch die weiteren folgenden Merkmale
    1. - der Leitungs-Bus besteht aus einem CAN-Bus (17, 17&min;);
    2. - zumindest einzelne der anbaubaren Module wie insbesondere das Anzeige- und Bedienmodul (3, 1) und/oder das Steuerungsmodul (5) sind über Schnittstellen bildende Steckkontakte (19) an den CAN-Bus ansteckbar.
  3. 2. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der CAN-Bus (17, 17&min;) als Zwei-Drahtbus ausgebildet ist.
  4. 3. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem CAN-Bus (17) noch ca. drei bis fünf weitere, insbesondere vier weitere vor allem der Energieversorgung dienende Leitungen vorgesehen sind.
  5. 4. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiadrige CAN-Bus und die Energieversorgungsleitung zu einem weniger als sieben, vorzugsweise sechs Leitungsdrähte umfassenden Kabelstrang verbunden auf dem Fahrzeug verlegt sind.
  6. 5. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedieneinheit (1) und die Anzeigeeinheit (3) als getrennte Module ausgebildet sind, die über eine separate Steckverbindung (19) am CAN-Bus (17) anschließbar sind.
  7. 6. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine weitere Schnittstelle in Form eines Steckanschlusses (19&min;&min;) vorgesehen ist, worüber insbesondere die Bedieneinheit (1) oder die Anzeigeeinheit (3) an anderer Stelle am Fahrzeug an den CAN-Bus (17) ansteckbar ist.
  8. 7. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die an den CAN-Bus ansteckbaren Module (1, 3, 5) jeweils über einen Controller für die Ablaufsteuerung verfügen.
  9. 8. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der an dem CAN-Bus (17) anschließbaren Module (1, 3, 5), insbesondere das Steuerungsmodul (5) für das Anbauaggregat (9), über einen eigenen Mikroprozessor verfügen.
  10. 9. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der CAN-Bus zumindest über eine Schnittstelle (21) und Steckverbindung am Leitungsübergang von der Fahrerkabine zum Ladebereich verfügt.
  11. 10. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ferner zumindest eine weitere Schnittstelle (25) zum Anschluß eines Parametrisierungs-Moduls vorgesehen ist, worüber spezifische CAN-Betriebsdaten zum Betrieb des Anbauaggregates eingebbar sind.






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