DE2806677C2 - Selektiv fernbetätigbares Schaltungssystem - Google Patents

Selektiv fernbetätigbares Schaltungssystem

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Description

(a) es sind für die Stromversorgung der gesamten Stromverbraucher (SFi, AE-, mit V) und für die zu übertragende Information zur Auslösung der betreffenden Anschalteinbeit (AE) und zur Rückmeldung insgesamt nur zwei Leitungen (Lu L2) vorhanden;
(b) es sind η Schaltfunktionsgeber (SFJ) vorhanden;
(c) das Protokoll zur Informationsübermittlung ist so festgelegt, daß die Auslösung der betreffenden Anschalteinheit (AE) durch eine charakteristische Signalfolge eines der η Schaltfunktionsgeber (SFJ) erfolgt und AaQ die Rückmeldung durch eine andere charakteristische Signalfolge der betreffenden Anschalteinheit (AE) vorgenommen wird;
(d) die interne Baugruppenstromversorgung der Anschalteinheiten (AE) und/oder der Schaltfunktionsgeber (SFJ) ist so ausgelegt, daß die jeweils erforderliche Versorgungsspannung aus der zentralen Stromquelle (SPQ) gewonnen wird.
2. Schaltungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Anschalteinheit (AE) Speicherglieder aufweist, durch die der Istzustand der Schalter (Sch) speicherbar ist.
3. Schaltungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltfunktionsgeber (SFJ) und/oder die Anschalteinheiten (AE) Mikroprozessoren aufweisen.
4. Schaltungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
Jeder Schaltfunktionsgeber (SFJ) besteht aus:
(a) einem Geber (GJ) zum Eingeben bzw. Auswählen der Soll-Schaltfunktion;
(b) einem Decoder (DJ) zum Umsetzen der Soü-Schaltinformation in die charakteristische Signalfolge:
(c) einem Koppler (KJ) zwischen Geber (GJ) und Decoder (DJ);
(d) einem mit dem Decoder (DJ) verbundenen Sender (5,) zur Abgabe der charakteristischen Signalfolge auf die beiden Leitungen (L\. Li);
(e) einem Empfänger (EJ);
(f) der Baugruppenstromversorgung (BJ).
5. Schaltungssystem nach Anspruchs dadurch gekennzeichnet, daß jeder Empfänger (EJ)
(a) Informationen von allen anderen Schaltfunktionsgebern (SFJ) und von allen Anschalteinheiten (AE1) empfängt;
(b) den Informationsfluß auf den beiden Leitungen (Lu L2) erfaßt und daraus Sende- bzw. Empfangsbereitschaft ermittelt und den Zeitpunkt der Übertragung feststellt
6. Schaltungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
Jede Anschalteinheit (AE1) besteht aus:
(a) einem Decoder (D) zur Steuerung des Schalters (Sch) für den Verbraucher (V);
(b) einem Rückmelder (T?;);
(c) der Baugruppenstromversorgung (B).
Die Erfindung betrifft ein selektiv beiätigbares Schaltungssystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs
jo des Anspruchs 1.
Ein solches Schahungssystem ist als Fernwirksystem zum selektiven Ansteuern von Verbrauchern, insbesondere in Kraftfahrzeugen, bekanntgeworden (DE-OS 25 03 679). Neben (mindestens 2) Versorgungsleitungen für den mindestens einen Schaltfunktionsgeber, die Anschalteinheiten und die Verbraucher sind auch eine Taktleitung und eine Steuerieitung erforderlich. Falls Rückmeldungen erfolgen sollen, sind gegebenenfalls getrennte Rückmeldungsleitungen erforderlich. Der Aufbau des bekannten Schgltungsiyytems ist somit kompliziert und umfangreich. Ferner ist erhöhte Anfälligkeit und damit verringerte Betriebssicherheit gegeben.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Schaltungssy-
■45 stern der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es ohne großen Raumbedarf kostengünstig herstellbar ist, und zwar bei erhöhter Betriebssicherheit.
Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung wird durch die Merkmale der Unteransprüche weitergebildet.
Zwar zeigt die DE-AS 12 40 975 ein Schaltungssystem mit nur 2 Leitungen (deren eine offenbar durch Masse gebildet ist), jedoch wird über diese beiden Leitungen nicht auch noch die gesamte Stromversorgung bewerkstelligt. Ferner sind auch dort Schaltfunktionsgeber vorgesehen, die dem jeweiligen Empfänger fest zugeordnet sind. Jedoch werden letztere nicht über eine charakteristische Signalfolge, sondern lediglich über
no eine charakteristische Frequenz angesteuert. Es handelt sich also bei diesem Schaltungssystem um ein Frequenzmultiplex-System, bei dem jeweils ein Sender und ein Empfänger auf der gleichen Frequenz Nachrichten austauschen, wobei bei mehreren Frequenzen veischie-
h5 dene Sender/Empfänger-Paare verwendbar sind. Bei der Erfindung kann jedoch jeder Schaltfunktionsgeber mit jeder Anschalteinheit korrespondieren und zwar in beiden Richtungen (Rückmeldung). Ferner ist insbeson-
dere für die Anwendung bei Kraftfahrzeugen keine Anregung entnehmbar.
Ferner ist aus Siemens-Zeitschrift, H. 3 (März 1963), S. 132 bis 138, ein elektronisches Fernwirksystem in Magnetkerntechnik zum Fernsteuern, Fernüberwachen und Fernmessen bekanntgeworden. Insbesondere wird die Codierung der zu übermittelnden Nachricht und die auf diese Weise erreichbare Verbesserung der Betriebssicherheit diskutiert Es handelt sich dabei im wesentlichen um ein System mit einem Sender und einem Empfänger, die im Zeitmultiplex auf einem Kanal Nachrichten in nur eine Richtung übertragen. Ein Obertragungsprotokol! im Sinne der Erfindung liegt nicht vor, da bei nur einer Übertragungsrichtung eine Konfliktauflösung nicht erforderlich ist Ferner erfolgt keine Energieübertragung über die die Signale übermittelnden Leitungen. Schließlich ist auch eine Rückmeldung nicht angesprochen.
Auf die besonderen Probleme im Kraftfahrzeugbereich ist in der DE-OS 21 05 213 hingewiesen. Dort ist jedoch jedem Empfänger eine besondere Steuerleitung zugeordnet. Ferner sind zusätzlich zur Steuerleitung Versorgungs- oder Leistungsleitungen erforderlich. Schließlich wird auch eine Rückmeldung nirht angesprochen.
Das Schaltungssystem gemäß der DE-AS 12 93 898 zeigt Schalter und Empfänger sowie ein Rückmeldungsglied. Versorgungsleitungen zur Energieversorgung sind nicht dargestellt, jedoch zweifellos erforderlich. Die Steuerung erfolgt mittels einer Impulsfolge mii Impulsen unterschiedlicher Polarität, wobei jeder Empfänger einen Impuls »verschluckt«, was gegenüber der Erfindung niedrigere Betriebssicherheit bedingt da bei der Erfindung die Codierung der zu übermittelnden Nachricht in einer Folge von Zeichen erfolgt. Ferner würde der Ausfall eines Empfängers automatisch zum Ausfall aller anderen, zumindest aller folgenden anderen. Empfänger führen, da die Reihenfolge der Einheiten im Gesamtnetzwerk bestimmend ist. Ähnliches gilt für einen Rückmeldeimpuls. Zum Erreichen der Grundstellung ist ferner ein besonderes Folgekommando erforderlich.
Bei der Erfindung wird dagegen die den Schaltbetrieb auslösende Funktion und auch eine Rückmeldung über den ausgelösten Schaltbetrieb von dem jeweiligen Schaltfunktionsgeber über die gleichen Leitungen übertragen, die auch die Schaltfunktionsgeber und die Anschalteinheiten, insbesondere deren Verbraucher, mit der Stromquelle verbinden. Die Stromquelle kann eine Quelle für Gleich- oder Wechselstrom beliebigen Phasenwinkels sein. Vne Schaltfunktionsgeber und Anschalteinheiten gewinnen die Information durch Decodierung aus den gesamten über die beiden Leitungen übertragenen Signalen, wobei die Bauelemente der Schaltfunktionsgeber und Anschalteinheiten einschließlich der Verbraucher von den gleichen Leitungen versorgt werden, wozu die internen Baugruppenstromversorgungen vorgesehen sind. Solche Baugruppen und Baugruppenstromversorgiingen können, insbesondere bei Massenfertigung, kostengünstig hergestellt werden und können zumindest teilweise als beispielsweise IC oder Hybridschaltung ausgeführt werden, die lediglich zwei Kontakte nach außen zum Anschluß an die beiden Leitungen aufweisen müssen, wodurch die AusfaMqiiote bei der Fertigung erheblich herabgesetzt ist.
Ferner kann das erfindungsgemäße System auch bei bestehenden Zweileiter Stromversorgungen nachträglieh eingesetzt werden.
Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 schematisch das Prinzip des erfindungsgemäßen Schaltsystems,
Fig.2 schematisch ein Blockschaltbild einer Anschalteinheit,
Fig.3 schematisch ein Blockschaltbild eines Schaltfunktionsgebers.
Gemäß F i g. 1 sind zwischen den beiden Leitungen Li und L2 einer Spannungsquelle SPQ π Schaltfunktionsgeber SFj (/* = \,2,... n) sowie m Anschalteinheiten AE,-(/ = 1,2,... m) parallel geschaltet Die Spannungsquelle , 5 SPQ kann Energie über die Leitungen L1 und L2 in Form von Gleichstrom oder von Wechselstrom beliebiger Phasenzahl abgeben. Ober die Leitungen Li und L2 werden zusätzlich die gewünschten Schaltfunktionen von den Schaltfunktionsgebern SFj an die Anschalteinheiten AE-, übertragen. Dabei kann jeder Schaltfunktionsgeber SFj eine beliebige Anza'rl der Anschalteinheiten Af/zwischen '. und m ansteuern.
Vorteilhaft werden von den Anschalteinheiten AE-, Rückmelde-Informationen zu den Schaltfunktionsgebern SFyübertragen.
Der Nachrichtenverkehr, d. h. die Reihenfolge und Art der zu übertragenden Informationen ist dabei vorzugsweise durch ein Protokoll vorab festgelegt.
Der schematische Aufbau einer Anschalteinheit AEi, 3„ die zur Spannungsquelle SPQ paraile.1 geschaltet ist ist in F i g. 2 schematisch dargestellt
Mittels eines Decoders D1-wird die Schaltinformation, die über die Leitungen Li und L2 übertragen wird, ständig abgetastet und wird die für den jeweiligen j-, Decoder D-, und damit der jeweiligen Anschalteinheit AEi charakteristische Signalfolge erkannt und ausgewählt. Zu diesem Zweck kann der Decoder D-, Speicherglieder aufweisen, durch die der Vergleich mit der über die Leitungen Li und L2 übertragenen Schaltinformation zum Erkennen der jeweils charakteristischen Signalfolge möglich ist. Ist die für die jev eilige Anschalteinheit AEi charakteristische Signalfolge erkannt worden, wird der Schalter Sch, der Anschalteinheit AEi entsprechend der gewünschten 4-, Schaltfunktion betätigt.
Mittels eines Rückmelders Ä/wird über die Leitungen Li und L2 eine Signalfolge zu den Schaltfunktionsgebern SFj übertragen, die diesen die Durchführung der Schaltfunktion mitteilt. Der die gewünschte Schaltfunk- -,(i tion durchführende Schalter Schi kann Speicherglieder aufweisen, um den Ist-Zustand des Schalters Schi in Ausnahmesituationen festzuhalten, wie beispielsweise bei Netzausfall.
Die Anschalteinheit AE, enthält weiter einen Verbraucher V/, der durch den Schalter Schi geschaltet werden soll, d. h. rrit elektrischer Energie ·. ersorgt oder nicht versorgt werden soll.
Die Anschalteinheit AE, enthält weiter eine Baugruppen-Stromversorgung Bi, die aus der über die Leitungen bo Li und L2 von dt/ Spannungsquelle SPQ zugeführten elektrischen Energie die für die Baugruppen Dh Ri. Schi. gegebenenfalls auch Vi, benötigte elektrische Energie ableitet.
In Fig. 3 ist schematisch der Aufbau eines Schaltfunktionsgebers SF,dargestellt.
Der zwischen die Leitungen Li und L2 geschaltete Schaltfunktionsgeber 5Fy weist einen Schallgeber C,auf. der über einen Koppler K1 mit den Leitungen L1 und L2
verbunden isi. Am Schaltgeber G1 wird die gewünschte Schaltfunktion angewählt bzw. eingegeben und über den Koppler K1 einem Decoder D1 zugeführt, der aus dieser Information eine zur Übertragung über die Leitungen L], Li und zur Auslösung der gewünschten Anschalteinheit AE, geeignete Signalfolge erzeugt. Diese Signalfolge wird in einer durch ein Protokoll festgelegte vorgegebene Folge von einem Sender S1 über die Leitungen Li. Li zu allen anderen Schaltfunktionsgebern SF\ ... SF1 _ ,. SF1 t ι... SFn sowie zu allen Anschalteinheiten AE1 ... AEn übertragen. Dabei muß der Koppler K1 nicht, wie schematisch dargestellt, ein galvanischer Koppler sein, sondern kann auch anderer Art sein, wie z. B. ein optischer Koppler.
Andererseits überwacht ein Empfänger E1 den Nachrichtenverkehr bzw. den Informationsfluß auf den Leitungen L], Li und ermittelt daraus eine Sende- und Empfangsbereitschaft sowie Zeitpunkte zur zulässigen Übertragung auf den Leitungen L„ L2. Der Empfänger E1 empfängt darüber hinaus Rückmeldungen von den Anschalteinheiten AE].. .AEm
Weiter weist der Schaltfunktionsgeber SF1 ähnlich den Anschalteinheiten AE1 eine Baugruppen-Stromversorgung B1 auf, durch die aus der von der Spannungsquelle SPQ zugeführten elektrischen Energie für die jeweiligen Baugruppen K1, D1. S1, E1, G1 benötigte elektrische Energie (Strom, Spannung) abgeieitet wird.
Mittels des erfindungsgemäßen Schaltsystems kann durch geeignete Codierung der von den Schaltfunktionsgebern SF1 abgegebenen Information durch deren Decodierung bei Übereinstimmung mit einer vorgegebenen Signalfolge mindestens eine Anschalteinheit AE, ausgelöst und damit der jeweils zugeordnete Verbraucher V, geschaltet werden. Vorteilhaft is! dabei sowohl zur Übertragung der Schaltinformation als auch zur Zufuhr der benötigten elektrischen Energie ein einziges Leitungspaar L], Li erforderlich, wodurch insbesondere bei räumlich getrennter Anordnung von Schaltfunktionsgebern SF1 und Anschalteinheiten /\£",die Verdrahtungsarbeit erheblich herabgesetzt isi. Dadurch kann
-, der Materialaufwand erheblich verringert werden, der bei herkömmlicher Verdrahtung sehr groß sein kann.
Daher ist die Erfindung überall dort anwendbar, wo eine sonst aufwendige Verdrahtung zu hohem Materialaufwand und/oder hoher Verdrahtungsarbeit führt, d. h.
ίο auch dort, wo bisher aus diesen Gründen derartige Schallungssysteme als unwirtschaftlich nicht verwendet werden.
Die Erfindung ist beispielsweise bei der Verdrahtung in Kraftfahrzeugen verwendbar, wobei außerdem eine
ΙΊ zuverlässige Rückmcldeinformation dem Kraftfahrzeugführer ohne zusätzliche Verdrahtung zugeführt werden kann.
Weiter ist die Erfindung auch in ausbaubaren Systemen anwendbar, beispielsweise bei einer elektri-
»o sehen Spielzeugeisenbahn, deren Aufbau ohne Verdrahtungs-Mehraufwand auf mehrere gleichzeitig betreibbare Lokomotiven vergrößert werden kann, wobei sich der Betreiber auch entfernt vom System befinden kann. Schließlich ist das erfindungsgemäße Schaltungssy-
?i stern auch von Versorgungsunternehmen zum Ausgleich von Last-Tälern verwendbar. Beispielsweise können abhängig von Last-Tälern Verbraucher, wie z. B. Waschm?Schinen oder dergleichen, von einer Zentrale aus in Betrieb gesetzt werden, die sich an beliebigen
ίο Stellen des Versorgungsnetzes befinden, ohne daß eine zusätzliche Leitungsverlegung erforderlich ist. Die Zentrale und die in Frage kommenden Verbraucher müssen lediglich mit den erfindungsgemäß ausgestalteten Schaltfunktionsgebern und/oder Anschalteinheiten
j5 versehen sein.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Schaltungssystem, bei dem von einer Stromquelle versorgte Verbraucher aufgrund von durch eine Signalfolge gebildeten Schaltinformationen von mindestens einem Schaltfunktionsgeber selektiv fernbetätigbar sind, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei der Schaltfunktionsgeber und m Anschalteinheiten, die zumindest überwiegend als elektronische Bauelemente ausgebildet sind, zwischen den von der Stromquelle zu den Verbrauchern führenden Leitungen parallel geschaltet sind und wobei jede Anschalteinheit zusätzlich zum jeweiligen Verbraucher und den ihn schaltenden Schalter einen Decoder enthält, der die über die Leitungen nach vorgegebenem Protokoll übertragene Information abtastet und der bei Empfang der für die jeweilige Schalteinheit bestimmten Information den Schalter auslöst und eine Rückmeldung an den mindestens einen Schaltfunktionsgeber abgibt, gekennzeichnet QU r c h die Gesamtheit der folgenden Merkmale:
DE2806677A 1978-02-16 1978-02-16 Selektiv fernbetätigbares Schaltungssystem Expired DE2806677C2 (de)

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