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Fernwirksystem zum selektiven Ansteuern von Verbrauchern, insbesondere
in Kraftfahrzeugen Die Erfindung betrifft ein Fernwirksystem zum selektiven Ansteuern
von Verbrauchern, insbesondere in Kraft fahrzeugen, mit den Verbrauchern zugeordneten,
selektiv betätigbaren
Betriebsschaltern in einem Zentralsender
und mit einem Ringleitungssystem, das den Zentralsender und alle Verbraucher erfaßt.
und Steuerleitungen aufweist, die an eine von einer zyklisch von einem Taktgenerator
betriebenen Zählschaltung gespeiste Kodierschaltung mit den Betriebsschaltern angeschlossen
sind, wobei jeder Verbraucher mit einem Empfänger ausgestattet ist, der an das Ringleitungssystem
angeschlossen ist und der zum Ansprechen auf eine bestimmte Zählstellung innerhalb
eines Jeden Zählzyklus der Zählschaltung eingerichtet ist.
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Universell anwendbare Fernwirksysteme der genannten Art sind insbesondere
für die Belange der Meß- und Steuerungstechnik sowie der zentralen Datenverarbeitung
bei räumlich weit auseinanderliegenden Meßstellen als sogenannte Partyline-Systeme
bekanntgeworden, vgl. ELEtKTRONIK 1972, )31 ff; 1974, 545 ff. Ein speziell auf die
Gegebenheiten des Kraftfahrzeugbetriebes abgestelltes Fernwirksystem der eingangs
genannten Art ist durch die DU-OS 2 35o 891 bekanntgeworden. Dieses bekannte Fernwirksystem
weist aber nicht nur noch den Nachteil auf, innerhalb eines jeden Zählzyklus, der-
aufgrund seiner Funktion nachfolgend auch als Auswahlsteuerzyklus bezeichnet wird,
im Prinzip nur die Betätigung eines einzigen aller Betriebsschalter zuzulassen,
wodurch die Notwendigkeit einer zusätzlichen Vorrangschaltung im Hinblick auf Ansteuerung
von Verbrauchern besonderer Wichtigkeit entsteht. Insbesondere ist nachteilig bei
diesem bekannten, an sich schon auf die speziellen Belange bei der Kraftfahrzeugelektrik
abgestellten Fernwirksystem unter Verwendung eines Ringleitungssystemes,
daß
zur Realisierung der empfängerseitigen Dekodierung dieses Ringleitungssystem aus
einer Vielzahl an Steuerleitungen neben mindestens einer Taktleitung (abgesehen
von der Versorgungsleitung) besteht. Einige dieser Leitungen des Ringleitungssystems
führen ununterbrochen vom Zentralsender aus an sämtlichen vorhandenen Empfängern
vorbei, andere dieser Leitungen müssen in die Empfänger eingeschleift werden, so
daß es für Variation der an das Ringleitungssystem angeschlossenen Empfängerzahl
bzw. für Umgruppierung hinsichtlich deren räumlicher -Zuordnung des Auftrennens
bzw. Zusammenfügens von Leitungen, also der Eingriffe in das Ringleitungssystem
selbst bedarf. In dieser Erfordernis liegen aber zwangsläufig Störquellen und Betriebsunsicherheiten,
etwa aufgrund unzuverlässiger elektrischer Verbindungen oder aufgrund von Fehlschaltungen.
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Ein ebenfalls speziell für die Belange eines selektiven Ansteuerns
von Verbrauchern in Kraftfahrzeugen ausgelegtes Fernwirksystem, das wesentliche
Verbesserungen gegenüber demJenigen aus der DT-OS 2 35o 891 aufweist, wurde bereits
durch die deutsche Patentanmeldung P24 6o 917.4 vorgeschlagen. Dort besteht das
Ringleitungssystem lediglich aus der Versorgungsleitung und einer einzigen einadrigen
Steuerleitung (unter der Voraussetzung, daß der elektrische Stromkreis jeweils über
Chassis geschlossen wird), abgesehen von einer gegebenenfalls zusätzlich vorgesehenen
umlaufenden Stromschiene zur Leistungsversorging von Verbrauchern. Das selektive
Ansteuern wenigstens eines bestimmten an beliebiger Stelle an das Ringleitungssystem
angeschlossenen Verbrauchers erfolgt nach Art eines Zeitmultiplex-Betriebes, indem
innerhalb eines jeden einer Folge von Auswahlsteuerzyklen jedem selektiv anwählbaren
Verbraucher
eine bestimmte Zeit-Position zugeordnet ist. Der Zeitablauf
des Auswahlsteuerzyklus wird im Zentralsender durch eine Zählschaltung bestimmt,
die von einem Taktgenerator betrieben wird. Das Erreichen einer bestimmten Zählstellung
innerhalb eines jeden Auswahlsteuerzyklus, nach dessen Beendigung der Zählvorgang
wieder von vorne beginnt, ist wenigstens einem bestimmten Verbraucher zugeordnet.
Dieser Verbraucher ist durch eine entsprechende Zeitspanne charakterisiert, die
während des Auswahlsteuerzyklus von dessen Beginn bis zum Erreichen der bestimmten
Zählstellung der Zählschaltung verstreicht. Die einzelnen Je einer Zählstellung
zugeordneten Ausgänge der Zählschaltung wirken als Schaltimpulsausgänge, denn dann
und nur dann, wenn ein einem dieser Ausgänge nachgeschalteter Betriebsschalter geschlossen
ist, wird bei Erreichen gerade dieser Zählstellung in der Zählschaltung ein Schaltimpuls
über den geschlossenen Betriebsschalter auf die Steuerleitung ausgegeben. DerJenige
an das Ringleitungssystem angeschlossene Empfänger, dessen Zeitglied eine gerade
bei Erreichen dieser Zählstellung ablaufende charakteristische Zeit aufweist, schaltet
dann eine Koinzidenzstufe durch, wenn mit Ablauf dieser charakteristischen Zeit
vom Zeitglied ein Ausgangsimpuls abgegeben wird, während gerade der Schaltimpuls
auf der Steuerleitung ansteht. Wenn diese Koinzidenzbedingung erfüllt ist, wird
von der Koinzidenzstufe ein dem Empfänger nachgeschalteter Verbraucher angesteuert,
beispielsweise ein-oder ausgeschaltet. Bei diesem als Verbraucher bezeichneten,
selektiv angesteuerten Gerät kann es sich allerdings auch um ein Kontrollgerät handeln,
das einen bestimmten Zustand abfragt und über eine besondere Rückmeldeleitung im
Ringleitungssystem an den Zentralsender zurückmeldet.
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Gegenüber dem Stand der Technik ist bei dieser schon vorgeschlagenen
Lösung insbesondere vorteilhaft, daß das Ringleitungssystem lediglich aus den beiden
Leitern für die Versorgungsleitung und für die Steuerleitung (und gegebenenfalls
aus einem dritten Leiter für die Rückmeldeleitung) besteht, über die sämtliche in
beliebiger Folge und ohne die Erfordernis des Auftrennens des Ringleitungssystems
parallel zueinander angeschlossenenEmpfänger und damit Verbraucher selektiv vom
Zentralsender her ansteuerbar sind. Die Funktionstüchtigkeit dieser schon vorgeschlagenen
Lösung ist bereits erwiesen. Es hat sichaber gezeigt, daß für die praktische Anwendung
eines solchen Fernwirksystems die Kodierung über zeitliche Staffelung analog arbeitender
Zeit glieder unter besonders ungünstigen Bedingungen noch Probleme aufwirft. So
können bei der praktischen Realisierung die Zeiten der einzelnen Zeitglieder nicht
beliebig dicht hintereinander-gestaffelt werden, da mit Ablaufschwankungen inFolge
von Störeinflüssen auf die Schaltungen - etwa in Folge erhöhter Umgebungstemperatur
- gerechnet werden muß. Für die einzelnen, die bestimmten Empfänger und damit die
bestimmten Verbraucher charakterisierenden, Zeitglieder ist also Jeweils eine gewissene
Schwankungsbreite hinsichtlich des eingestellten Zeitablaufes zu gewährleisten.
Dadurch aber ist die dichtest-zulässige Staffelung der einzelnen charakteristischen
Zeiten begrenzt.. Dann aber lassen sich in der Praxis nicht beliebig viele Verbraucher-an
ein Fernwirksystem der genannten Art anschließen, da zwischen dem Beginn je eines
AUswahlsteuerzyklus und dem Durchschalten eines beliebigen Verbrauchers, etwa deswenigen
mit der am längsten eingestellten charakteristischen
Zeitspanne,
möglichst keine- spürbare Verzögerung auftreten soll. Denn der Bediener des Fernwirksystems,
dessen Aufmerksamkeit beim Lenken des Kraftfahrzeuges schon von den umgebenden Verkehrsbedingungen
beansprucht wird, darf nicht dadurch irritiert werden, daß erst mit spürbarer, auffallender
Verzögerung gegenüber seiner Betätigung eines einer bestimmten Funktion zugeordneten
Betriebsschalters diese Funktion auch tatsächlich eingeleitet wird.
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Aufgabe der'vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Fernwirksystem
der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß möglichst wenig separate Leitungen
im Ringleitungssystem erforderlich sind, an das eine praktisch unbegrenzte Anzahl
von Verbrauchern ohne das Erfordernis des Auftrennens des Ringleitungssystems in
beliebiger Reihenfolge angeschlossen werden kann. Die Kodierung der einzelnen Verbraucher
soll derart erfolgen, daß trotz einer großen Anzahl individuell ansteuerbarer Verbraucher
zwischen der Betätigung des zugeordneten Betriebsschalters und dem Ansprechen des
Verbrauchers bei der praktischen Anwendung dieses Fernwirksystems keine spürbare
Zeitspanne verstreicht und dennoch ein sicheres Ansprechen nur des gerade gewählten
Verbrauchers (nämlich über seinen Empfänger) erfolgt und daß diese selektive Anwahl,
ohne Erfordernis zusätzlicher Leitungen, auch mit Übermittlung zusätzlicher Information
kombinierbar ist.
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Diese-Aufgabe wird bei einem Fernwirksystem der eingangs genannten
Art dadurch gelöst, daß im Zentralsender vor dem Zähleingang der Zählschaltung eine
zwischen dem letzten Taktimpuls eines und dem ersten Taktimpuls des nächste
folgenden
Zählzyklus (Auswahlsteuerzyklus) angesteuerte und vorübergehend das Betreiben der
Zählschaltung blockierende Impülslängenformerstufe als Steuerpulsgeber vorgesehen
und als Schaltpulsgeber die selektiv betätigbaren und je an einen zugeordneten Zählausgang
der Zählschaltung angeschlossenen Betriebsschalter vorgesehen sind, von denen Jeweils
bei Betätigung eine die Breite des Schaltimpulses bestimmende Impulshaltestufe angesteuert
ist, und daß in jedem Empfänger als individuell dimensionierbares Zeitglied ein
Empfängerzähler mit ihm nachgeschalteter und auf wenigstens eine bestimmte Zählstellung
programmierbarer Dekodierschaltung einem auf die Impulslängenformerstufe abgestimmten
Steuerimpulsdiskriminator nachgeschaltet und der Dekodierungschaltung der erste
Eingang einer Koinzidenzstufe nachgeschaltet ist, auf deren zweiten Eingang der
auf der Steuerleitung momentan geführte Schaltimpuls geschaltet ist.
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Die Impulshaltestufe kann Je nach dem Aufbau des Ringleitungssystems
zur Kennzeichnung der Schaltimpulse und/oder zur Übertragung zusätzlicher Informationen
an den vom jeweiligen Betriebsschalter angesteuerten Empfänger dienen. Insbesondere
ist diese Lösung also dazu geeignet, im Gegensatz zum.
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vorbekannten, bereits auf die speziellen Belange der Kraftfahrzeugtechnik
konzipierten, Fernwirksystem das Ringleitungssystem (außer mit der Versorgungsleitung)
zum selektiven Anwählen bestimmter Verbraucher innerhalb Je eines Auswahlsteuerzyklus
nur noch mit einer einzigen Steuerleitung versehen zu brauchen, an die sowohl der
Zentralsender als auch alle Empfänger parallel zueinander in beliebiger Reihenfolge
anschließbar sind. Die Kodierung der Empfänger kann nun bei entsprechender Dimensionierung
des Taktgenerators und der Zählschaltung in beliebiger Dichte erfolgen, da keine
stetig ablaufende Zeitspanne für die Koinziaenz bedingung zum Ansprechen des selektiv
ausgewählten Verbrauchers
mehr ausgewertet wird. Vielmehr wird
der gleiche Takt, der im Zentralsender die Zählschaltung betreibt, auch auf sämtliche
Empfänger geschaltet, wo in Empfängerzählern der identische Zählvorgang während
jeden Zählzyklus der senderseitigen Zählschaltung abläuft. Das selektive Ansteuern
eines bestimmten Verbrauchers innerhalb eines jeden Auswahlsteuerzyklus erfolgt
dadurch, daß bei Erreichen der diesem Verbraucher zugeordneten Zählstellung in der
senderseitigen Zählschaltung über den zugeordneten und betätigten Betriebsschalter
die der Zählschaltung vorgeschaltete Impulshaltestufe aktiviert wird, die diesen
momentan auf die Steuerleitung gegebenen, als Schaltimpuls wirkenden Impuls gegenüber
der Länge der zuvor auf die Steuerleitung gegebenen (Takt-) Impulse beeinflußt.
Die Koinzidenzbedingung im dem bestimmten Verbraucher zugeordneten Empfänger ist
erfüllt, wenn der Empfängerzähler momentan die gleiche Zählstellung einnimmt und
außerdem die Tatsache des Anstehens eines Schaltlmpulses auf der Steuerleitung festgestellt
wird.
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Ersichtlichist es nach der Erfindung möglich, durch entsprechende
Erhöhung der Taktimpulsfolgefrequenz am Ausgang des die senderseitige Zählschaltung
ansteuernden Taktgenerators auch bei einer großen Anzahl unterschiedlicher Zähistellungen
(entsprechend einer großen Anzahl selektiv anwählbarer Verbraucher) den Auswahlsteuerzyklus
in kurzer Zeit durchlaufen zu lassen. Dadurch treten keine den Fahrzeuglenker irritierende
Verzögerungen zwischen seiner Betätigung eines bestimmten Betriebsschalters und
der
Reaktion des damit angewählten Verbrauchers auf. Wenn die Impulshaltestufe,
bei einem bevorzugten AusfuhruBgsbelspiel, zur Xennzeichnung des Schaltimpulses
durch Verlängerung dieses momentanen Zählimpulses eingeschaltet ist, dann erfolgt
zwar Je nach der Anzahl der während eines Auswahlsteuerzyklus betätigten Betriebsschalter
- in Folge Verlängerung der entsprechenden (Zähl-) Impulse - eine entsprechende
Verlängerung des Auswahlsteuerzyklus; diese fällt aber nicht störend ins Gewicht,
wenn schon die Grundlänge des Auswahlsteuerzyklus hinreichend kurz dimensioniert
-und die Verlängerung der Impulse bei-3etätigung der Betriebsschalter nicht stärker
vorgenommen wird, als für störunanfälligen Betrieb eines Impulsbreitendetektors
in den Empfängern erforderlich und zur eventuellen zusätzlichen Informationsübermittlung
betätigt.
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Die trotz minimalen schaltungstechnischen Aufwandes gegenüber der
vorbekannten Lösung eines Fernwirksystems für Kraftfahrzeuge hohe Vielfalt betriebssicherer
Einsatzmöglichkeiten erweist sich auch dadurch, daß das erfindungsgemäße Fernwirksystem
ohne weiteres durch eine Rückmeldung, wie sie etwa in der deutschen Patentanmeldung
P 24 33 o25.4 oder in der deutschen Patentanmeldung P 25 o5 679.7vorgeschlagen wurde,
erweitert werden kann, ohne daß dafür Eingriffe in den beschriebenen Mechanismus
der Auswahlsteuerung erforderlich wären.
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Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, wenigstens
einigen Betriebsschaltern eigene Impulshaltestufen mit variabler Impulshaltezeit
zuzuordnen und inden durch diese Betriebsschalter charakterisierten Empfängern Impulsbreitendetektoren
vorzusehen, die nicht nur ggf. zwischen zwei vorgegebenen Impulsbreiten zum Auffinden
des Schaltimpulses unterscheiden können, sondern ein Ausgangssignal nach Maßgabe
der tatsächlichen,
momentanen Impulsbreite abzugeben imstande sind.
Mit dieser Erweiterung kann durch kontinuierliche oder quasi-kontinuierliche Beeinflussung
der Breite bestimmter auf die Steuerleitung gegebener Impulse eine analoge oder
quasi-analoge Ansteuerung des durch den betätigten Betriebsschalter charakterisierten
Verbrauchers erfolgen, ohne daß es aufwendiger Adressen- und Informationskodierung
im Zentral sender oder weiterer Leitungen im Ringleitungssystem bedarf.
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Besonders zweckmäßig ist es, die individuelle Impulsbreitenvariation
des mittels eines momentan betätigten Betriebsschalters ausgewählten Impulses für
zwei unterschiedliche Impulsbreiteri auszulegen, die beispielsweise einem Einschaltbefehl
und einem Ausschaltbafehl-für den diesem Betriebsschalter zugeordneten Verbraucher
entsprechen.
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Die bisher seschriebenen Ausführungsformen der Erfindung beziehen
sich auf ein Fernsteuersystem mit Ringleitungssystem, das außer einer Versorgungsleitung
lediglich eine Steuerleitung aufweist. Das den Beginn eines jeden Auswahlsteuerzyklus
charakterisierende Steuersignal wird nachfolgend einheitlich als Steuerimpuls bezeichnet,
obwohl es in der bevorzugten Realisierung aus einer Impulspause besteht. Der zum
Feststellen der Koinzidenz benötigte Schaltimpuls ist als ein verlängerter Impuls
realisiert, wobei in dem Grade der Verlängerung noch eine zusätzliche Information
enthalten sein kann. Die Erfindung läßt sich aber vorteilhaft auch bei einem schon
vorgeschlagenen Fernwirksystem für Kraftfahrzeuge anwenden, bei dem das Ringleitungssystem
auger der Versorgungsleitung und der Steuerleitung auch eine Taktleitung aufweist,
über
die nach Abklingen des Steuerimpulses zu Beginn eines Jeden Auswahlsteuerzyklus
eine äquidistante Folge von Zähltakten an alle Empfänger übermittelt wird. Der die
definierte Koinzidenzbedingung für den gerade angewählten Verbraucher hervorrufende
Schaltimpuls wird über die Steuerleitung ausgesandt (vgl. deutsche Patentanmeldung
P 25 o5 679.7 ). Bei Anwendung der Erfindung auf ein solches Fernwirksystem dient
die Variation der Breite bestimmter, durch zugeordnete Betriebsschalter definierter
Impulse dann nicht mehr (nur oder auch) als Schaltimpulskriterium, sondern lediglich
der analogen oder quasi-analogen Ansteuerung des gerade angesteuerten Verbrauchers,
weil Ja der Schaltimpuls- über die ihm separat zugeordnete Steuerleitung an die
Empfänger gelangt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachstehender
Beschreibung zweier in der Zeichnung anhand von Blocksehaltbildern dargestellter
Ausrührungsbeispiele. Es zeigt Fig. 1 ein Anwendungsbeispiel bei einem Ringleitungssystem
mit nur einer Steuerleitung neben der Versorgungsleitung, bei dem im Zentralsender
eine Impulshaltestufe zur Kennzeichnung des Schaltimpulses vorgesehen ist, Fig.
2 ein Anwendungsbeispiel der Erfindung bei einem Fernwirksystem mit einem Ringleitungssystem,
das außer der Versorgungsleitung und der Steuerleitung eine separate Taktleitung
aufweist, so daß die im Zentralsender vorgesehene
Impulshaltestufe
lediglich eine zusätzliche Betriebsinformation für den angesteuerten Verbraucher
aus sendet.
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Das in Fig. 1 dargestellte Ringleitungssystem 1o6 aus Versorgungsleitung
114 und Steuerleitung 129 ist im einzelnen, auch hinsichtlich seiner bevorzugten
gerätetechnischen Realisierung, in der deutschen Patentanmeldung P 25 o3 679.7 beschrieben.
Hinsichtlich der zweckmäßigen Erweiterung des Ringleitungssystems 106 um eine Rückmeldeleitung
145, an die wenigstens ein empfängerseitiger Rückmeldegeber 149 und im Zentralsender
11o ein Rückmeldevergleicher 144 mit nachgeschaltetem Rückmeldeanzeiger 148 angeschlossen
ist, wird ebenfalls auf die genannte Patentanmeldung sowie auf die deutsche Patentanmeldung
P 23 58 882.1 Bezug genommen. Andas Ringleitungssystem 1o6 sind neben dem Zentralsender
11o eine Vielzahl von diesem aus selektiv ansteuerbarer Empfänger 111 angeschlossen,
von denen lediglich der durch die ??Nr. Xtt gekennzeichnete Empfänger 111.4 in Fig.
1 dargestellt ist.
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Im Zentralsender 11o ist ein Taktgenerator 112 vorgesehen, der von
der Versorgungsleitung 114 aus gespeist wird.
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Alle in der Praxis üblichen Maßnahmen zur Stabilisierung von Speisespannungen
und zur Gewährleistung gewünschter Impulsformen und Impulsleistungen sind in der
Darstellung der Fig. 1 zwecks Vereinfachung fortgelassen.
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Die vom Taktgenerator 112 abgegebenen Taktimpulse steuern eine Zählschaltung
115 über deren Zähleingang 116 an. Sie bewirken, daß die Zählschaltung 115 von einer
Anfangszählstellung
bis zu einer höchst erreichbaren Zählstellung
durchzählt, woraufhin, mit Erscheinen des nächstfolgenden Taktimpulses am Zähleingang
116, am Übertragsausgang 118 ein Impuls erscheint, der die Zählschaltung 115 über
ihren Rücksetzeingang 113 in die Anfangszählstellung zurücksetzt.
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Bei der Zählschaltung 115 handelt es sich im einfachsten, in Fig.
1 dargestellten Ausführungsbeispiel um ein zum Ringzähler rückgekoppeltes Schieberegister.
D. h., in der Anfangszählstellung liegt ein Signal an der ersten Registerstelle,
die nicht als Schaltimpulsausgang 120 abgefragt wird. Mit jedem danach am Zähleingang
116 auftretenden Taktimpuls springt das Ausgangssignal des Schieberegisters (und
damit der Zählschaltung 115) um eine Registerstelle und damit von einem Schaltimpulsausgang
120 zum nächsten weiter. Ein voller derartiger Durchlauf wird als Zählzyklus oder
Auswahlsteuerzyklus bezeichnet.
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An den Übertragsausgang 118 der Zählschaltung 115 ist ferner eine
Impulslängenformerstufe 155 angeschlossen, die beim Übergang von einem zum nächstfolgenden
Auswahlsteuerzyklus für eine vorgegebene Zeitspanne das Ansteuern der Zählschaltung
115 mit Taktimpulsen aus dem Taktgenerator 112 verhindert. Diese Zeitspanne kann
etwa über eine Zählerstufe vorgegeben werden, die erst nach Vollzählen eine UND-StuSe
157 freigibt. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist das zeitbestimmende Glied für
das vorübergehende Blockieren von Takt-Impulsen eine monostabile Kippstufe 158,
die vom Übertragsimpuls der Zählschaltung 115 in ihren astabilen Schaltzustand gesetzt
wird. Nach Ablauf der astabilen Schaltzeit kippt sie in ihren stabilen Schaltzustand
zurück und gibt die UND-Stufe 157 frei. Im in Fig. 1
in der Mitte
dargestellten Impulsdiagramm entspricht diese astabile Schaltzeit, während der das
Zählen in der Zählschaltung 115 blockiert ist, der Impulspause zwischen dem Ende
der ersten und dem Anfang der zweiten Impulsfolge.
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Diese Impulspause, die also den Beginn Je eines Auswahlsteuerzyklus
definiert, wird als Steuerimpuls bezeichnet, weil alle späteren Zeitpunkte innerhalb
des Auswahlsteuerzyklus hierauf bezogen sind, wie im einzelnen in der Patentanmeldung
P 25 o5 679.7 beschrieben. Eine Kopplung zwischen der Impulslängenformerstufe 155
und dem Taktgenerator 112 bewirkt, daß während des durch die Impulspause repräsentierten
Steuerimpulses keine Taktimpulse vom Taktgenerator 112 abgegeben werden. Dadurch
wird sichergestellt, daß das Ende CLes Steuerimpulses nicht etwa in einen bereits
teilweise abgelaufenen Taktimpuls hineinfällt.
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Die Folge der im Zuge des Auswahlsteuerzyklus im Anschluß an den Steuerimpuls
an den Schaltimpulsausgängen 120 auftretenden Signale, die den jeweiligen Zählzustand
der Zählschaltung 115 repräsentieren, ist über eine ODER-Schaltung 1o9 auf die Steuerleitung
129 des Ringleitungssystems 1o6 gegeben. Die Schaltausgänge 120 einer Zählschaltung
115 weisen allerdings in der Regel jeweils solange ein Dauersignal auf, bis die
nächste Zählstellung eingenommen wird.
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Um dennoch die im Diagramm in Fig. 1 dargestellte Folge klar voneinander
unterscheidbarer Impulse auf der Steuerleitung 129 zu erhalten ist im Anschluß an
die ODER-Schaltung lo9 eine Impulsformerschaltung 128 vorgesehen, deren Wirkungsweise
unten noch erläutert wird.
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Betriebsschalter 123 sind bestimmten Schaltimpulsausgängen 120 und
damit bestimmten Zeitpunkten innerhalb eines jeden Auswahlsteuerzyklus zugeordnet.
Jeder Betriebsschalter 125 ist wenigstens einem bestimmten vom Zentralsender lio
her selektiv anwählbaren Empfänger 111 zugeordnet, im Beispiel der Fig. 1- der Betriebsschalter
125.4 dem Schaltimpulsausgang 12o, der der Zählstellung "Nr. 4" entspricht, und
dem Empfänger 111.4. Der Empfänger 111.4 soll dann und nur dann angesprochen werden,
wenn während eines Auswahlsteuerzyklus gerade zu dem Zeitpunkt, da die Zählschaltung
115 die Zählstellung "Nr. 4" einnimmt auch der Betriebsschalter 123.4 geschlossen
ist,~also der Schaltimpuls "Nr. 4" auf die Steuerleitung 129 gegeben wird.
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Beim in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel zur Erfindung dient
eine Impulshaltestufe 16o, die der Zählschaltung 115 vorgeschaltet ist, dazu, ein
Unterscheidungskriterium darüber zu liefern, ob momentan auf der Steuerleitung 129
nur ein Zählimpuls ansteht, oder ob dieser zugleich ein Schaltimpuls ist. Dieses
Unterscheidungskriterium besteht beim dargestellten Ausführungsbeispiel darin, daß
die reinen Zählimpulse kürzer sind als diejenigen, die auch Schaltimpulse sind.
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Wenn im Zentralsender der Betriebsschalter 125.4 betätigt wird, um
den Empfänger 111.4 über das Ringleitungssystem 1o6 selektiv anzusteuern, dann werden
während eines jeden Auswahlsteuerzyklus im Anschluß an den durch die Impulspause
repräsentierten Steuerimpuls zunächst kurze Zählimpulse auf die Steuerleitung 129
gegeben, bis die Zählschaltung 115 die Zählstellung 1? Nr. 4" eingenommen hat.
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Infolge Betätigung des Betriebsschalters 12).4 wird bei
Erreichen
dieser Zählstellung, wenn also am zugeordneten Schaltimpulsausgang 120 ein Ausgangssignal
ansteht, die Impulshaltestufe 160.4 angesteuert. Sie besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel
aus einer monostabilen Kippstufe 162.4, die in ihren astabilen Schaltzustand gesetzt
wird, so daß ein vor dem Zähleingang 116 der Zählschaltung 115 angeordnetes WJD-Gatter
163 das Einzählen weiterer Taktimpulse in die Zählschaltung 115 vorübergehend unterbricht.
Währenddessen erfolgt also das Weiterzählen in der Zählschaltung 115 nicht gemäß
dem bisherigen Arbeitsrtthmus des Taktgenerators 112, sondern am dem Betriebsschalter
125.4 zugeordneten Schaltimpulsausgang 120 bleibt das Ausgangssignal über eine längere
Zeitspanne anstehen. Die Tatsache des Jetzt auf der Steuerleitung 129 anstehenden
verlängerten Impulses wird im Empfänger 111.4 als Anstehen eines Schaltimpulses
ausgewertet, wie noch erläutert wird. Während der astabilen Schaltzeit der monostabilen
Kippstufe 162.4 wird zweckmäßigerweise aus den schon genannten Gründen abermals
das Abgeben von Taktimpuls sen unmittelbar am Taktgenerator 112 blockiert, wozu
auch ein entsprechendes Blockiersignal von der Impulshaltestufe 166.4 über eine
ODER-Stufe 164 auf den Taktgenerator 112 geschaltet ist.
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Die Impulsformerschaltung 128 weist eine UND-ODER-Kombination auf,
die nach Maßgabe der Taktimpulsfolge am Ausgang des Taktgenerators 112 die quasi-kontinuierliche
Signalfolge auf den Schaltimpulsausgängen 120 der Zählschaltung 115 in eine Impulsfolge
geeigneten Tastverhältnisses, vorzugsweise 1 : 1, für die Zählimpulse umsetzt.
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D. h. nur dann, wenn während je eines Auswahlzyklus im Anschluß an
den Steuerimpuls (dargestellt durch die Impulspause) an irgendeinem Schaltimpulsausgang
120 ein Signal ansteht, gibt auch die Impulsformerschaltung 128 ein Signal auf die
Steuerleitung 129 ab, das aber mit dem Ende des momentanen Taktimpulses unterbrochen
wird - es sei denn, das momentane Ausgangssignal der Zählschaltung 115 wird infolge
betätigten Betriebsschalters 123 verlängert, um als Schaltimpuls zu wirken; in diesem
Falle bewirkt ein von der angesteuerten Impulshaltestufe 160 während jener Haltezeit
abgegebenes Ausgangssignal, das auf die Impulsformerschaltung 128 gerührt ist, daß
nun trotz Endes des Taktimpulses am Ausgang des Taktgenerators 112 das Signal auf
der Steuerleitung 129 aufrechterhalten bleibt.
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In jedem der an das Ringleitungssystem 1o6 angeschlossenen Empfänger,
von denen nur der dem vierten Betriebsschalter 123.4 im Zentralsender 11o zugeordnete
Empfänger 111.4 in Fig. 1 dargestellt ist, ist ein Empfängerzähler 130, entsprechend
der senderseitigen Zählschaltung 115, enthalten. Durch entsprechende Verschaltung
der an die Zählausgänge des Empfängerzählers 150 angeschlossenen Dekodierschaltung
131 ist jeder Empfänger 111 (wenigstens) einem bestimmten Betriebsschalter 123 und
damit (wenigstens) einer bestimmten Zählstellung innerhalb eines Jeden Auswahisteuerzyklus
fest oder bei Bedarf auch umschaltbar zugeordnet. Der Empfängerzähler 150 ist an
die Steuerleitung 129 angeschlossen. Zu Beginn eines Jeden Auswahlsteuerzyklus,
der durch den Steuerimpuls in Form einer Taktimpuls-Pause angegeben list, wird der
Empfängerzähler 130
von einem seinem Rücksetzeingang 115 vorgeschalteten
Steuerimpulsdiskriminator 156 in seine Zählanfangsstellung zurückgesetzt. Das wird
vorzugsweise durch eine im Steuerimpulsdiskriminator 156 enthaltene nachtriggerbare
monostabile Kippstufe 159 realisiert, deren astabiler Schaltzustand auf eine Zeitspanne
eingerichtet ist, die zwischen der Länge der Impulspause zwischen je zwei Taktimpulsen
und der Länge der den Steuerimpuls repräsentierenden Taktimpulspause beim Übergang
von einem zum nächstfolgenden Auswahlsteuerzyklus liegt. Hinsichtlich Einzelheiten
des Zusammenwirkens zwischen dem Steuerimpulsdiskriminator 156 und dem Emfpängerzähler
150 sowie des Aufbaus geeigneter Dekodierschaltungen 131 wird auf die deutsche Patentanmeldung
P 25 o5 679.7 Bezug genommen.
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Der dem in Fig 1 auf einen Schaltimpuls "Nr. 4" programmierten Empfänger
111.4 nachgeschaltete Verbraucher 122.4 soll dann vom Zentralsender 11o her angesteuert
werden, wenn innerhalb eines Auswahl zyklus bei Erreichen der vierten Zählstellung
der senderseitigen Zähischaltung 115 der zugeordnete Betriebsschalter 123.4 betätigt
list, der vierte über die Steuerleitung 129 ausgesandte Impuls also gegenüber den
übrigen Impulsen gelängt und dadurch als Schaltimpuls charakterisiert ist. Eine
der Empfänger-Dekodierschaltung 151 nachgeschaltete Koinzidenzstufe 155 ist stets
dann vorbereitet, wenn im Anschluß an die den Steuerimpuls repräsentierende Impulspause
der vierte Impuls über die Steuerleitung 129 läuft, der Empfängerzähler 15o also
auf die vierte Zählstellung hochgezählt wurde. Um festzustellen, ob momentan dieser
vierte Impuls gelängt, also ein Schaltimpuls für
den vierten Verbraucher
122.4 ist, ist ein weiterer Eingang der Koinzidenzstufe 135 über einen Impulsbreitendetektor
161 an die Steuerleitung 129 angeschlossen. Der Impulsbreitendetektor 161 besteht
vorzugsweise im wesentlichen aus einer monostabilen Kippstufe 165. Deren Rückkippzeit
ist auf eine Zeitspanne eingestellt, die länger als die Zeitspanne zwischen den
Anstiegsflanken zweier aufeinanderfolgender ungelängter Impulse auf der Steuerleitung
129 ist. Nur dann, wenn die in der Dekodierschaltung 151 programmierte Zählstellung
erreicht ist und die monostabile Kippstufe 165 in ihren stabilen Schaltzustand zu
einem Zeitpunkt zurückkippt, da infolge momentan gelangten Impulses ein Weiterschalten
des Empfängerzählers 15o auf die nächste Zählstellung noch nicht erfolgte, ist die
Koinzidenzbedingung in der Koinzidenzstufe 135 erfüllt, der nachgeschaltete Verbraucher
122.4 wird-also angesteuert; dafür ist, wie in der Zeichnung dargestelltß der inverse
Ausgang der Kippstufe 165 abgefragt.
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Zugleich wird bei vorhandener Koinzidenzbedingung vom Ausgang der
Koinzidenzstufe 155 eine Rückmeldesperre 146 freigegeben, so daß von einem Rückmeldegeber
149 im Falle des Vorhandenseins einer Rückmeldeleitung 145 (siehe oben) eine Information
an einen zugeordneten Rückmeldeanzeiger 148 im Zentralsender llo übermittelt werden
kann.
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Um die Koinzidenzbedingung im zugeordneten Empfänger 111 zu erfüllen
ist jedem Betriebsschalter 123 im Zentralsender ile eine Impulshaltestufe 16o zugeordnet.
In Fig. 1 oben ist eine gemeinsame Impulshaltestufe 16o.x vorgesehen, wobei der
Zusatz .x" zum Ausdruck bringen soll, daß sie nicht nur einem bestimmten Betriebsschalter
125 zugeordnet ist, wie bei der nachstehend beschriebenen Variante; sie wird über
ein ODER-Gatter 119 jeweils dann angesteuert,
was zu einer Längung
des momentan auf die Steuerleitung 129 gegebenen Impulses führt, wenn bei Erreichen
einer Zählstellung der senderseitigen Zählschaltung 115 der diesem als Schaltimpulsausgang
120 wirkenden Zählausgang nachgeschaltete Betriebsschalter 123 betätigt ist und
das Ausgangssignal der Zählschaltung auf den Eingang der Impulshaltestufe 16o.x
gibt.
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Allerdings ist in Fig. 1 für den vierten Betriebsschalter 123.4 eine
separate Impulshaltesture 160.4 vorgesenen, die gegenüber der vorgenannten die Besonderheit
aufweist, ein Stellglied 166 zu enthalten. Wenn das zeitbestimmende Bauteil der
Impulshaltestufe 160.4, wie in Fig. 1 angegeben, im bevorzugten Ausführungsbeispiel
eine monostabile Kippstufe 162 ist, dann handelt es sich beim Stellglied 166 beispielsweise
um einen einstellbaren Widerstand, der die Rückkippzeit dieser monostabilen Kippstufe
162 in ihren stabilen Schaltzustand bestimmt. Das Maß der Längung des innerhalb
eines Jeden Auswahlsteuerzyklus bei Betätigung des Betriebsschalters 123.4 über
die Steuerleitung 129 an alle Empfänger 111 und insbesondere den zugeordneten Empfänger
111.4 gesandten Impulses läßt sich also über das Stellglied 166 - sei es von Hand,
sei es automatisch über hier angeschlossene Meß- oder Steuergeräte - bestimmen.
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Damit enthält bei dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
die Längung des Jeweiligen Impulses innerhalb eines Auswahlsteuerzyklus nicht nur
die Information über die Tatsache, daß er einen Schaltimpuls darstellt, sondern
auch noch eine zusätzliche Information, die im angesteuerten Empfänger 111.4 gesondert
ausgewertet werden kann. Dazu ist
dem Empfänger 111.4 ein Impulsbreitenumsetzer
167 nachgeschaltet, der etwa als Integrator aufgebaut ist und ein Analogsignal ausgibt,
das nach Maßgabe der Längung des Schaltimpulses schwankt. Diese Schwankung des Analogsignales
am Ausgang des Impulsbreitenumsetzers kann zur zusätzlichen Beeinflussung des Verbrauchers
122.4 herangezogen werden, etwa zur kontinuierlichen Einstellung der Drehzahl eines
Motors.
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Für diese zusätzliche Auswertung des Schaltimpulses mittels eines
Impulsbreitenumsetzers 167 ist die Rückkippzeit der monostabilen Kippstufe 165 im
Impulsbreitendetektor 161 auf die kürzeste vorkommende Verlängerung eines Impulses
eingestellt, wonach die Koinzidenzbedingung am Eingang der Koinzidenzstufe 135,
nach Rückkippen dieser monostabilen Kippstufe 165 in ihren stabilen Schaltzustand,
erst durch den Übergang auf die nächste Zählstellung im Empfänger zähler 150 (aufgrund
des nächstfolgenden Impulses im Anschluß an den gelängten oder Schaltimpuls 3 wieder
aufgehoben wird.
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Es kann ohne weiteres auch vorgesehen sein, gemäß einer zweckmäßigen
Weiterbildung der Erfindung mehrere Impulshaltestufen lóo mit unabhängig voneinander
einstellbaren Impulshaltezeiten, also mit jeweils eigenen Stellgliedern 166, für
verschiedene Betriebsschalter 125 vorzusehen. Da während jedes Auswahlsteuerzyklus
auch mehrere Betriebsschalter 123 betätigt werden können und da innerhalb Jedes
Auswahlsteuerzyklus alle Zählstellungen der senderseitigen Zählschaltung 115 (und
damit auch alle Empfängerzähler lDo) einmal durchgezählt werden, da andererseits
der
Ubergang von einer Zählstellung zur nächsten erst nach Ende des - gegebenenfalls
gelängten - Impulses mit Eintritt des nächstfolgenden Impulses erfolgt, weisen die
Auswahisteuerzyklen nun schwankende Länge auf.
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Das stört aber nicht, da jeder Auswahlsteuerzyklus vom vorangehenden
durch den durch eine Impulspause definierten Steuerimpuls bestimmt ist, der nach
dem Rücksetzen der senderseitigen Zählschaltung 115 auch alle Empfänger zähler 15o
in ihre Anfangszählstellung zurücksetzt.
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Komplikationen können aus dieser variablen Länge des Jeweiligen Auswahlsteuerzyklus
also nicht entstehen.
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Komplikationen können aber auch nicht daraus entstehen, daß außer
den kurzen Impulsen auf der Steuerleitung der lange Steuerimpuls und wenigstens
ein langer Schaltimpuls Je Auswahlsteuerzyklus auftreten. Denn der Steuerimpuls
ist hier definiert durch eine Impuls-Pause, während der Schaltimpuls definiert ist
durch das längere Anstehen eines Impulses. Unabhängig von der Tatsache der unter
schiedlichen Auswertung mittels des Steuerimpulsdiskriminators 156 zum Auffinden
des Steuerimpulses und des Impulsbreitendetektors 161 zum Auffinden des Schaltimpulses
kann also als zusätzliches Unterscheidungskriterium (in Fig. 1 nicht eingezeichnet)
eine Logikstufe vorgesehen sein, die zwischen dem längeren Vorhandensein und dem
längeren Ausbleiben eines Signales unterscheidet und dementsprechend die anderen
Auswerteschaltungen freigibt bzw. sperrt, was zu einer zusätzlichen Sicherheit gegen
etwaige Störeinflüsse führt.
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Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 bezieht sich auf den erfindungsgemäßen
Einsatz einer Impulshaltestufe 16o vor der senderseitigen Zählschaltung 115 bei
Fernwirksystemen der hier betrachteten Art, die, insbesondere wie in der deutschen
Patentanmeldung P25 o5 679.7 beschrieben, ein Ringleitungssystem 1o6 aufweisen,
das außer einer Versorgungsleitung 114, einer Steuerleitung 129 und-gegesenenfalls
einer Rückmeldeleitung 145 auch eine Takt leitung 117 aufweist. Die Taktleitung
117 führt zu Beginn eines jeden Auswahlsteuerzyklus den Steuerimpuls in Form einer
Impulspause und daraufhin eine äquidistante Folge von die Empfänger zähler 130 ansteuernden
Zählimpulsen; unabhängig davon führt die Steuerleitung nur durch Betätigung von
Betriebsschaltern 125 hervorgerufene Schaltimpulse, die mit den zugeordneten Zählimpulsen
(in Fig. 2: nur. 4) einsetzen, aber auch kürzer als jene sein können. Die Funktion
des Im.pulsbreitendetektors (161 in Fig. 1) ist in die Koinzidenzstufe 135 verlagert,
die einerseits an den Ausgang derDekodierschaltung 151 und andererseits unmittelbar
an die Steuerleitung 129 angeschlossen ist.
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Der Einsatz der Impulshaltestufe 160.)T vor der senderseitigen Zählschaltung
115 beschränkt sich also in diesem Fall auf Realisierung einer Längenvariation des
Schalt impulses mittels des Stellgliedes 166, die in zugeordneten Empfängern 111
mitteils eines Impulsbreitenumsetzers 167 ausgewertet wird, wie oben in Zusammenhang
mit Fig. 1 beschrieben.
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Anstatt in der Impulshaltestufe 160 ein variables Steilglied 166 vorzusehen,
können Betriebsschaltern 125 auch solche mit unterschiedlich
eingestellten
Stellgliedern 166 zugeordnet sein, die dann mittels des Impulsbreitenumsetzers 167
im diesem Betriebsschalter 125 zugeordneten Empfänger 111 nicht zu veränderlichen
Steuerungsvorgängen sondern zur Auslösung bestimmter vorgegebener Funktionen führen.
Als bevorzugtes Anwendungsbeispiel dieser Realisierungsmöglichkeit der Erfindung
ist in Fig. 2 angegeben, daß der.
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Betriebsschalter 123.4 zwei unterschiedliche Schaltstellungen aufweist,
in denen jeweils die Abfrage des zugeordneten Zahlausganges der Zählschaltung 115
erfolgt, aber denen unterschiedliche Längen des Schaltimpulses infolge unterschiedlicher
Einstellung des Stellgliedes 16 zugeordnet sind. Diese beiden unterschiedlichen
Längen werden im zugeordneten Empfänger 111.4 durch Abfrage des Impulsbreitenumsetzers
157 mit einer Schwellwertstufe 168 zum Einschalten (bei kurzem Schaltimpuls) bzw.
iederausschalten (bei langem Schaltimpuls) des Verbrauchers 122.4 über eine Hal'sestufe
169 ausgewertet. Dadurch ist ein echter Schalterbetrieb des Verbrauchers 122.4 erzielt,
während andernfalls die Ansteuerung des Verbrauchers 122.4 nur während des Anstehens
der Koinzidenzbedingung am Eingang der Koinzidenzstufe 155 des Empfängers 111 zu
einem den Verbraucher 122 ansteuernden Signal führt.
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Hinsichtlich zweckmäßiger Ausgestaltung der senderseitigen Zählschaltung
115 und der Empfängerzähler 130 im Falle einer Vielzahl an einzelnen Zählschritten,entsprechend
selektiver Ansteuerbarkeit einer Vielzahl unterschiedlicher Verbraucher 122 am Ringleitungssystem
106,sowie hinsichtlich zweckmäßiger Ausgestaltung der Betriebsschalter
125
im Zentralsender 11o wird ebenfalls auf die deutsche Patentanmeldung P 25 o3 679.7
Bezug genommen, deren Einsatzmöglichkeit durch Anwendung dervorliegenden Erfindung,
nämlich durch Verwendung impulsbreitengesteuerter Schaltimpulse, noch wesentlich
verbessert wird.
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- Ansprüche -