DE19615741C2 - Vorrichtung zum Regeln und/oder Steuern von mehreren Funktionsblöcken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Regeln und/oder Steuern von mehreren Funktionsblöcken gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bereits eine gattungsgemäße Vorrichtung aus der DE 44 ­ 18 055 A1, insbesondere Fig. 2, bekannt, bei der verschiedene Funktionsblöcke, die aus elektropneumatischen Systemen bestehen (z. B. Klimaanlage, Zentralverriegelungssystem usw.), an eine elektropneumatische Busleitung angeschlossen werden. Benötigte Steuersignale werden von einer zentralen Steuerelektronik er­ zeugt und über einen elektronischen Datenbus zu den Funktions­ blöcken übertragen.

Innerhalb der Funktionsblöcke nehmen Sensoren Ist-Zustandsdaten auf. Ein elektronischer Regler bildet aus diesen und aus Soll- Zustandsdaten, die von der zentralen Steuerelektronik über den elektronischen Datenbus geliefert werden, durch einen Soll-Ist- Vergleich Stellsignale für entsprechende Stellorgane zum Stel­ len von Stellelementen.

Als nachteilig wird hierbei angesehen, daß die Regelung in den einzelnen Funktionsblöcken stattfindet und die Ist-Zustandsda­ ten nicht zentral zur Verfügung stehen. Ferner ist die Verwen­ dung eines elektronischen Busses im Hinblick auf das Fahrzeug­ gewicht und/oder die Fahrzeugausstattung nicht immer vorteil­ haft.

Zudem offenbart die DE 43 12 757 A1 eine elektronische Steuer­ einrichtung für modulartig aufgebaute Fluidverteilungsanordnun­ gen, wobei in den Fluidverteilungsanordnungen jeweils eine Steuereinheit mit den einzelnen Modulen über ein Busleitungssy­ stem verbunden ist und jedes Modul einen programmierbaren Adreßdecoder aufweist. Ferner sind Mittel zur automatischen Zu­ weisung von individuellen Adressen für die einzelnen Module vorgesehen. Eine zentrale Steuerung mehrerer Fluidverteilungs­ anordnungen wird dabei mit mehreren Steuereinheiten realisiert, wobei eine Steuereinheit als Master-Steuereinheit, welcher die anderen Steuereinheiten als Slave-Steuereinheiten untergeordnet sind, verwendet wird. Das Dokument offenbart aber keine Lösung, wie mehrere Fluidverteilungsanordnungen mit nur einer Steuer­ einheit zentral überwacht, geregelt und gesteuert werden kön­ nen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung derart weiterzubilden, daß auf einfache Art und Weise alle an­ geschlossenen Funktionsblöcke zentral überwacht, geregelt und gesteuert werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentan­ spruches 1 gelöst, wobei die Merkmale der Unteransprüche vor­ teilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen kennzeichnen.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe also dadurch gelöst, daß der bisher verwendete elektronische Bus durch einen bidi­ rektionalen optischen Bus, ersetzt wird, und daß alle Überwa­ chungs-, Regelungs- und Steuerfunktionen durch eine zentrale Steuerelektronik, die beispielsweise als Mikroprozessor ausge­ bildet ist und die Auswertung von Ist-Zustandsdaten und Gene­ rierung von Stelldaten übernimmt, durchgeführt werden, so daß auf dezentrale Regelungseinrichtungen in den Funktionsblöcken, die aus elektrofluidischen Systemen bestehen, verzichtet werden kann.

Der optische Bus übernimmt dabei die Übertragung von Daten und Adressen zwischen der zentralen Steuerelektronik und den ein­ zelnen Funktionsblöcken, wobei es sich bei den übertragenen Daten um Stelldaten und um Ist-Zustandsdaten handelt.

Eine Buskoppeleinrichtung führt eine optische/elektrische bzw. elektrische/optische Wandlung der Daten und Adressen sowie eine Bearbeitung der Adressen durch.

Die Erfindung ist im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung ein erstes Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 in schematischer Darstellung ein zweites Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 in schematischer Darstellung ein drittes Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht die Vorrichtung aus einer zentralen Steuerelektronik 2, die als Mikroprozessor ausgeführt sein kann und an die ein Bediensystem 1 angeschlossen ist. Ein optischer Bus 3, welcher in der Zeichnung als Sternbus ausge­ führt ist, prinzipiell sind aber auch andere Busstrukturen mög­ lich (siehe z. B. Fig. 3), sowie mehrere Buskoppeleinrichtungen 4, die jeweils einem der Funktionsblöcke 5.1, 5.3 zugeordnet sind, sind ebenfalls Bestandteile der Vorrichtung. Zudem gehören mehrere Funktionsblöcke 5.1, 5.3, die über elektrische Verbindungen 14 an ihre zugeordneten Buskoppeleinrichtungen 4 angeschlossen sind, zu der Vorrichtung. Die einzelnen Funk­ tionsblöcke 5.1, 5.3 sind über Fluidanschlüsse 9 an voneinander unabhängige Fluid-Druckquellen 10.1, 10.3, die als Hydraulik- und/oder Pneumatikdruckquellen ausgebildet sein können, ange­ schlossen.

Jeder einzelne der Funktionsblöcke 5.1, 5.3 beinhaltet einen Sensorblock 6, der mindestens einen Sensor enthält, einen Stell­ organblock 7, der mindestens ein Stellorgan (z. B. Ventil) ent­ hält, und einen Stellelementblock 8, der mindestens ein Stell­ element (z. B. Stellantrieb) enthält.

Es ergibt sich folgende Funktionsweise:

Die zentrale Steuerelektronik 2 generiert aus vom Bediensystem 1 vorgegebenen Solldaten und aus Ist-Zustandsdaten 18, die in den Funktionsblöcken 5.1, 5.3 erzeugt werden, Stelldaten 16, die von den Funktionsblöcken 5.1, 5.3 benötigt werden.

Die Funktionsblöcke 5.1, 5.3 erhalten mit jeder Adressierung einen Befehlscode, der darüber bestimmt, ob es sich um die Stelldaten 16 handelt, die er zu übernehmen hat, oder ob es eine Aufforderung ist, die Ist-Zustandsdaten 18 über den Datenbus 3 an die zentrale Steuerelektronik 2 zu senden. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, über den Befehlscode weitere Betriebszustandsdaten der Funktionsblöcke 5.1, 5.2 abzufragen. Exemplarisch wird der Signalweg von der zentralen Steuerelektro­ nik 2 zum Funktionsblock 5.1 und zurück beschrieben.

Die Ist-Zustandsdaten 18 des Stellorganblocks 7 und/oder des Stellelementblocks 8 werden von mindestens einem Sensor des Sensorblocks 6 aufgenommen und nach der Aufforderung durch die zentrale Steuerelektronik 2 über die elektrische Verbindung 14, an die Buskoppeleinrichtung 4 weitergegeben. Dort erfolgt die elektrische/optische Wandlung und die Adressenbearbeitung, d. h. es werden Adressen 17, aus der Funktionsblockadresse und der Empfängeradresse (hier Adresse der zentralen Steuerelektronik 2) gebildet. Diese werden zusätzlich zu den Ist-Zustandsdaten 18 über den Datenbus 3 zur zentralen Steuerelektronik 2 übertragen. In der zentralen Steuerelektronik 2 erfolgt nun ein Soll-Ist- Vergleich, welcher die neuen Stelldaten 16 generiert. Diese werden sodann, gemeinsam mit den in der zentralen Steuerelektronik 2 gebildeten Adressen 17 über den Datenbus 3 zur Buskoppeleinrichtung 4 übertragen, d. h. es liegen genau adressierte Stelldaten 16 vor. Dort erfolgt die optische/elektrische Wandlung und die Adressenauswertung, d. h. die Empfängeradresse wird mit der eigenen Funktionsblockadresse verglichen und nur bei Übereinstimmung werden die nun elektri­ schen Stelldaten 16 über die elektrische Verbindung 14, an den Funktionsblock 5.1 übergeben. Im Funktionsblock 5.1 dienen die Stelldaten 16 zur Ansteuerung des Stellorganblocks 7, der den Stellelementblock 8 mit dem gewünschten Druck versorgt. An­ schließend erzeugt der Funktionsblock 5.1 neue Ist-Zustandsdaten 18 und der Vorgang beginnt erneut.

Ist die zentrale Steuerelektronik 2 als Mikroprozessor ausge­ führt, so erfolgt die Regelung bzw. Steuerung der Funktions­ blöcke 5.1, 5.3 durch Software.

Grundsätzlich besteht die Möglichkeit zur Generierung der Stell­ daten 16, Ist-Zustandsdaten 18 von mehreren Funktionsblöcken 5.1, 5.3 zu verwenden, dazu werden die eingehenden Ist-Zu­ standsdaten 18 gespeichert und der Soll-Ist-Vergleich erst nach Eingang aller notwendigen Ist-Zustandsdaten 18 durchgeführt. Außerdem können mit den gleichen Stelldaten 16 mehrere Funk­ tionsblöcke 5.1, 5.3 durch Verwendung einer gemeinsamen Adresse 18 gleichzeitig versorgt werden.

Die Möglichkeit der Druckversorgung der einzelnen Funktions­ blöcke 5.1, 5.2 und 5.3 über die entsprechenden Fluidanschlüsse 9 durch verschiedene Fluidbusse 11 und 12 ist in Fig. 2 darge­ stellt.

Dabei ist der Funktionsblock 5.1 an den Fluidbus 11, der Funk­ tionsblock 5.3 an den Fluidbus 12 und der Funktionsblock 5.2 an den Fluidbus 11 und an den Fluidbus 12 angeschlossen.

Als Druckquelle dient dem Fluidbus 11 die Fluid-Druckquelle 10.1 und dem Fluidbus 12 die Fluid-Druckquelle 10.3.

Der Fluidbus 11 kann z. B. als Hydraulikbus und der Fluidbus 12 als Pneumatikbus ausgeführt sein.

Es können dann einzelne oder Gruppen von Funktionsblöcken 5.1, 5.2, 5.3 an den Pneumatikbus und/oder den Hydraulikbus ange­ schlossen werden. Zudem können die Fluidbusse 11 und 12 als Ringbusse ausgeführt sein.

Prinzipiell ist die Verwendung von mehr als zwei Fluidbussen und Druckquellen denkbar. Beispielsweise zwei Hydraulikbusse und ein Pneumatikbus mit den entsprechenden Druckquellen.

Die Funktionsweise wurde in den Ausführungen zur Fig. 1 be­ schrieben.

Fig. 3 zeigt ein weiters Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, bei dem der Datenbus 3 und der Fluidbus 12 als Ringbusse ausge­ führt sind. Zudem ist der Funktionsblock 15 als Druckquelle aus­ geführt und enthält keinen Stellelementblock sondern einen Fluidpumpenblock 13, der wenigstens eine Fluiddruckpumpe ent­ hält. Der Sensorblock 6 und der Stellorganblock 7 sind weiterhin vorhanden. Über die zentrale Steuerelektronik 2 wird hier die Druckzufuhr für den Fluidbus 12 geregelt.

Die Fluiddruckpumpen können als pneumatische und/oder hydrauli­ sche Pumpen ausgeführt sein.

Die Druckquelle des Fluidbus 11 ist nicht dargestellt.

Die prinzipielle Funktionsweise entspricht den Ausführungen zur Fig. 1 und Fig. 2.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Regeln und/oder Steuern von mehreren Funktionsblöcken (5.1 bis 5.n), insbesondere in Kraftfahrzeugen, bestehend aus
mindestens einer Fluiddruckquelle (10.1, 10.3; 15) durch welche die Funktionsblöcke (5.1 bis 5.n) über Fluidanschlüsse (9) versorgt werden,
fluidischen Stellelementblöcken (8), die über nach den Fluidanschlüssen (9) angeordnete elektrisch aktivierbare Stellorganblöcke (7) stellbar sind,
Sensorblöcke (6) zur Aufnahme von Ist-Zustandsdaten (18) der Stellorganblöcke (7) und/oder der von diesen gestellten Stellelementblöcke (8), welche zur Generierung von Stelldaten (16) ausgewertet und mit Soll-Daten verglichen werden, einem Datenbus (3) zur Übertragung von Daten und Adressen (17) von einer zentralen Steuerelektronik (2) zu den Funktionsblöcken (5.1 bis 5.n),
dadurch gekennzeichnet,
daß der Datenbus (3) als bidirektionaler optischer Bus ausgebildet ist, welcher auch die Ist-Zustandsdaten (18) und Adressen (17) von den Funktionsblöcken (5.1 bis 5.n) zur zentralen Steuerelektronik (2) überträgt,
wobei in der zentralen Steuerelektronik (2) die Auswertung der Ist-Zustandsdaten (18) und die Generierung der Stelldaten (16) erfolgt, welche mit den Adressen (17) von der zentralen Steuerelektronik (2) auf den Datenbus (3) gelegt werden, und
wobei jedem Funktionsblock (5.1 bis 5.n) eine Buskoppeleinrichtung (4) zugeordnet ist, durch die ein Ein- und Auskoppeln der Daten und Adressen zwischen dem Datenbus (3) und den Funktionsblöcken (5.1 bis 5.n) erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Steuerelektronik (2) aus einem Mikroprozessor besteht, welcher die Regelung und/oder Steuerung der einzelnen Funktionsblöcke (5.1 bis 5.n) über Software durchführt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenbus (3) als bidirektionaler optischer Ringbus ausgeführt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionsblöcke (5.1 bis 5.n) einzeln und unabhängig voneinander, optional auch gruppenweise, adressiert werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Fluidanschlüsse (9) an einen pneumatischen und/oder hydraulischen Fluidbus (11, 12) angeschlossen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Fluidbusse (11, 12) als Ringbus ausgeführt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Funktionsblock (15) selbst als Fluiddruckquelle ausgebildet ist.