DE19710286C1 - Steuereinheit für Kabinensysteme von Luftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinheit für Kabinen­ systeme von Luftfahrzeugen, mit einer zentralen Einheit zur Steuerung und Überwachung von Endgeräten, wie Lampen, Lautsprechern, Displays, Tastaturen, Sensoren und dergleichen, über ein Bussystem.

Es ist bekannt, bei Kabinensystemen in Luftfahrzeugen die elektrischen und elektronischen Steuer-, Kontroll- und Überwachungsvorgänge mit einer zentralen Einheit zu organisieren. Hierzu dienen ein oder zwei Computer, mit denen alle Endgeräte (Komponenten), die zu dem Kabinen­ system gehören, angesteuert werden. Die Verbindung zu den Endgeräten, die keine eigene "Intelligenz" auf­ weisen, erfolgt über Datenbusse. Über diese Datenbusse werden die Befehle zu den Endgeräten und bestimmte Antwortsignale von den Endgeräten zu der zentralen Ein­ heit übertragen.

Diese Konzeption hat zahlreiche Nachteile. Es sind z. B. eine Vielzahl von Verbindungsleitungen erforderlich, die alle verlegt werden müssen und das Kabinensystem insgesamt recht unflexibel im Hinblick auf System- und/oder Funktionserweiterungen machen. Außerdem sind bei einem sehr komplexen System die Zusatzkosten für Tests, Zulassung usw. sehr hoch. Auch bei der Änderung oder Ergänzung von nur kleinen Aufgaben muß immer der gesamte Test- und Zulassungsaufwand für das System er­ neut betrieben werden. Dies betrifft auch diejenigen Komponenten, die nicht modifiziert werden, da nachzu­ weisen ist, daß diese durch die anderweitige Ver­ änderung definitiv nicht betroffen sind.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinheit für Kabinensysteme der eingangs genannten Art zur Steuerung und Überwachung von Endgeräten zu schaffen, die wesentlich flexibler ist ohne daß bei einer Systemänderung oder -ergänzung die vorgenannten hohen Kosten anfallen.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß ein programmierbares, an das Bussystem anschließbares Mehrzweckmodul vorgesehen ist, das eine zentrale Recheneinheit (CPU) aufweist, und mit dem mindestens ein Endgerät unabhängig von der zentralen Einheit steuerbar ist.

Mit dieser Lösung ist es möglich, insbesondere ein­ fachere Funktionen dezentral zu steuern oder zu über­ wachen, so daß die zentrale Einheit unberührt bleibt und damit die Kosten für Test und Zulassung wesentlich geringer ausfallen.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das erfindungs­ gemäße Kabinensystem eine hohe Flexibilität insbe­ sondere im Hinblick auf Änderungen und Erweiterungen von Systemfunktionen, die mit dem Mehrzweckmodul aus­ führbar sind, bietet. Steuer-, Regel- und Überwachungs­ funktionen können auf einfache Weise in einem solchen Mehrzweckmodul integriert werden.

Ferner ist es möglich, Endgeräte mit einem Mehrzweck­ modul auch ohne zentrale Einheit in vollem Umfang be­ triebsfähig zu halten ("stand-alone"-Fähigkeit), was insbesondere bei der Verwendung von alten Programmen sinnvoll sein kann.

Ein vorhandenes Kabinensystem kann in einfacher Weise mit einem oder mehreren Mehrzweckmodulen, die univer­ sell für verschiedenste Anwendungen eingesetzt werden können, nachgerüstet werden. Programmierung und Test der Module erfolgt dabei unabhängig von der vorhandenen Umgebung. Schließlich trägt auch die kleine Bauform der Module und ihre geringe Eigenstromaufnahme zu den be­ sonderen Vorteilen des erfindungsgemäßen Kabinensystems bei.

Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiter­ bildungen der Erfindung. Danach kann das Mehrzweckmodul z. B. von der zentralen Einheit aus fernprogrammierbar sein.

Zur Ansteuerung bestimmter Endgeräte wie z. B. Lampen oder anderer Geräte mit höherem Stromverbrauch ist das Mehrzweckmodul vorzugsweise mit Treiberstufen be­ schaltet.

Das Mehrzweckmodul kann eine eigene Stromversorgungs­ einheit aufweisen, wobei auch mindestens ein Spannungsversorgungsausgang für weitere Endgeräte vor­ gesehen sein kann.

Das Mehrzweckmodul ist vorzugsweise hermetisch abge­ schlossen, so daß es unempfindlich gegen äußere mechanische Einwirkungen ist.

Zur Verringerung des Stromverbrauchs ist das Mehrzweck­ modul vorzugsweise in einer Stand-by-Betriebsart be­ treibbar, auf die z. B. durch Programmierung des Moduls umgeschaltet wird, wenn es eine bestimmte Zeitdauer inaktiv war.

Das Mehrzweckmodul kann ferner mindestens eine freipro­ grammierbare Ein-/Ausgabeschnittstelle (I/O) aufweisen, über die z. B. diskrete, analoge und digitale Daten ge­ führt werden können.

Schließlich kann das Mehrzweckmodul eine Programm- Speichereinrichtung aufweisen, in die z. B. Steuerpro­ gramme fest einspeicherbar sind.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfin­ dung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung. Die einzige Figur zeigt ein Blockschaltbild eines in einem erfindungsgemäßen Kabinensystem vorhandenen Mehr­ zweckmoduls.

Ein solches Mehrzweckmodul 10 ist über ein Busleitungs­ system 11 mit einer zentralen Einheit 12 verbunden, die in bekannter Weise zur Steuerung und Überwachung von Endgeräten, wie z. B. Lampen, Lautsprechern, Displays, Tastaturen, Sensoren usw. dient.

Das Mehrzweckmodul weist ein Businterface 13, eine CPU 14, einen Speicher 15 und eine Spannungsversorgung 16 zum Anschluß an eine Bordnetz-Gleichspannung von 28 Volt und - sofern für das betreffende Endgerät erfor­ derlich - an eine Bordnetz-Wechselspannung von 115 Volt auf, wobei es vorgesehen ist, für weitere externer Geräte von der Spannungsversorgung 16 eine geregelte Spannung von 5 Volt und eine ungeregelte Spannung von 28 Volt abzuzweigen.

Ferner sind freiprogrammierbare Ein-Ausgabeschnitt­ stellen 17 vorhanden, an die das oder die Endgeräte sowie entsprechende Einstelleinrichtungen dafür (beides nicht dargestellt) angeschlossen sind. Sofern es sich bei diesen Endgeräten z. B. um Lampen handelt, ist eine geeignete Treiberstufe (nicht dargestellt) zwischenge­ schaltet. Das Modul 10 enthält schließlich auch einen Taktsignalgenerator 19.

In einer weiteren Ausbaustufe können Audiostufen 18 vorhanden sein, die z. B. zur Ansteuerung eines Laut­ sprechers einen Digital-Analogwandler 181 und zur An­ steuerung eines Mikrofons einen Analog-Digitalwandler 182 aufweisen.

Das Mehrzweckmodul 10 ist zur Steuerung der zuge­ ordneten Endgeräte auch ohne Verbindung zur zentralen Einheit 12 betreibbar. Sofern eine Verbindung besteht, kann das Modul 10 von der zentralen Einheit 12 über das Busleitungssystem 11 und das Businterface 13 gesteuert und im Bedarfsfall auch fernprogrammiert werden.

Das Modul wird entsprechend der vorgesehenen Anwendung programmiert. Für jede mögliche Anwendung können ein oder mehrere Programme bereitgestellt werden, die ent­ weder vor dem Einbau des Moduls fest eingespeichert oder nach dem Einbau über die zentrale Einheit 12 ge­ laden und entsprechend miteinander kombiniert werden können. Das Mehrzweckmodul ist ferner vorzugsweise so programmiert, daß es sich zur Verringerung des Strom­ verbrauchs in eine Stand-by-Betriebsart ("sleep mode") schaltet, wenn es eine bestimmte Zeitdauer inaktiv war.

Die Ein-Ausgabeschnittstelle 17 ist in der Weise programmierbar, daß sowohl diskrete Werte, als auch analoge und digitale Ein-Ausgangssignale verarbeitet werden können.

Weiterhin ist es möglich, daß das Mehrzweckmodul über das Businterface 13 der zentralen Einheit 12 mitteilt, welche Endgeräte es steuert und wie es extern konfiguriert ist. Dadurch werden die an Bord befind­ lichen Datenbanken erheblich entlastet. Bei den End­ geräten kann es sich, wie schon erwähnt wurde, um Schalter, Lampen, Lautsprecher, Mikrofone, Sensoren, Displays, Tastaturen, Timer, Zähler usw. handeln.

Das Mehrzweckmodul kann auch Daten speichern und für Auswerte- und Steuerzwecke zur Verfügung stellen. Die Daten können auch an einer Test Bench auslesbar sein (für BITE, Analysen, Parameterüberwachung usw.).

Wenn das Mehrzweckmodul zusammen mit einem Programmier­ tool geliefert wird, können spezifische Anpassungen an bestimmte Umgebungen vor Ort vorgenommen werden.

Das Modul kann schließlich in ein hermetisch abge­ schlossenes und abschirmendes Gehäuse eingebaut werden, da keine externe Kühlung erforderlich ist. Es kann so­ mit nicht nur die EMV-Bedingungen in einem Luftfahrzeug ohne weiteres erfüllen, sondern ist auch gegen äußere Einwirkungen sehr widerstandsfähig, so daß es auch unter hoher mechanischer Beanspruchung zuverlässig ein­ setzbar ist.

Claims (10)

1. Steuereinheit für Kabinensysteme von Luftfahr­ zeugen, mit einer zentralen Einheit zur Steuerung und Überwachung von Endgeräten, wie Lampen, Laut­ sprechern, Displays, Tastaturen, Sensoren und der­ gleichen, über ein Bussystem, gekennzeichnet durch mindestens ein programmierbares, an das Bussystem anschließbares Mehrzweckmodul (10), das eine zentrale Recheneinheit (14) aufweist, und mit dem mindestens ein Endgerät unabhängig von der zentralen Einheit (12) steuerbar ist.

2. Steuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Mehrzweckmodul (10) von der zentralen Einheit (12) aus fernprogrammierbar ist.

3. Steuereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Mehrzweckmodul (10) zur An­ steuerung von leistungsstarken Endgeräten mit Trei­ berstufen versehen sind.

4. Steuereinheit nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrzweck­ modul (10) eine Stromversorgungseinheit (16) auf­ weist.

5. Steuereinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß das Mehrzweckmodul (10) mindestens einen Spannungsversorgungsausgang für weitere Endgeräte aufweist.

6. Steuereinheit nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrzweck­ modul (10) hermetisch abgeschlossen ist.

7. Steuereinheit nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrzweck­ modul (10) in einer Stand-by-Betriebsart betreibbar ist.

8. Steuereinheit nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrzweck­ modul (10) mindestens eine freiprogrammierbare Ein-/Ausgabeschnittstelle (I/O) (17) aufweist.

9. Steuereinheit nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrzweck­ modul (10) eine Programm-Speichereinrichtung (15) aufweist.

10. Steuereinheit nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrzweck­ modul (10) mit Audiostufen (18) beschaltet ist, die einen Digital-Analogwandler (181) und einen Analog-Digitalwandler (182) aufweisen.