DE2843117C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Übertragungsnetz für Informationen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einem aus der US-PS 36 51 454 bekannten Übertragungs­ netz dieser Art wird der nach einem Zeitraster wieder­ holte Synchronisierimpuls von einem die Zeitschlitze der Stamminformation einzeln taktenden Oszillator geliefert. Die damit bei jedem Zeitschlitz der Stamminformation über­ tragbaren Trägerinformationen weisen eine Spannungshöhe von beispielsweise 4-6 Volt oder 0 Volt auf, wenn für die Synchronisierimpulse eine Spannungshöhe von beispiels­ weise +12 Volt vorgegeben wird zu Ermöglichung einer Vermittlung von Trägerinformationen dabei in bezug auf Meldestellen, die jeweils als eine mehrkanalige Zeitmulti­ plex-Schaltung ausgebildet sind. Die einzelnen Zeitmulti­ plex-Schaltungen sind in bezug auf das jeweilige zugeordnete Steuergerät bzw. den jeweils zugeordneten Sensor mit einer informationsspezifischen Anschlußmöglichkeit an die Sammel­ leitung versehen, womit für eine Übertragungsmöglichkeit der Trägerinformationen die Zeitmultiplex-Schaltung jeder Meldestelle noch mit einem speziellen Sender und einem speziellen Empfänger zusammengeschaltet sein muß.

Aus der DE-OS 21 65 750 ist ein gattungsähnliches Übertra­ gungsnetz bekannt, bei dem ebenfalls mittels mehrkanaliger Zeitmultiplex-Schaltungen gebildete Meldestellen jeweils einen Anschluß an zwei Sammelleitungen aufweisen, von denen die eine Sammelleitung einen nach einem Zeitraster wieder­ holten Synchronisierimpuls überträgt. Der Synchronisierim­ puls ist mit einem Zeitimpuls überlagert, um damit einzelne Zeitschlitze zu erhalten, in denen Zählimpulse einer Span­ nungshöhe kleiner als der Synchronisierimpuls vorliegen. Die zweite Sammelleitung ist andererseits für eine Über­ tragung von Trägerinformationen vorgesehen, die auch dabei zwei verschieden große Spannungshöhen aufweisen können.

Die durch den Patentanspruch 1 gekennzeichnete Erfindung löst die Aufgabe, ein Übertragungsnetz für Informationen der angegebenen Gattung derart auszubilden, daß die für die Lieferung der Trägerinformationen vorgesehenen Melde­ stellen standardisiert ausgeführt werden können und dabei für jede Meldestelle auch die Möglichkeit eines gleich­ zeitigen Anschlusses von mehreren Steuergeräten und/oder mehreren Sensoren an das Übertragungsnetz besteht.

Das erfindungsgemäße Übertragungsnetz ergibt den Vorteil, daß damit die bei einem Kraftfahrzeug sehr große Vielzahl von Informationsquellen unterschiedlicher Betriebsweisen über die gleich ausgebildeten Meldestellen an das gemein­ same Stromkabel und an die Sammelleitung anschließbar sind. Für jede Meldestelle besteht dabei eine praktisch nur durch die Ausbildung des Zählers respektive durch die Anzahl der von ihm vermittelten Zählimpulse und damit die den Zähler nachgeschaltete Vielfach-Torschaltung beschränkte Anschluß­ möglichkeit gleichzeitig von einer Vielzahl von einzelnen Informationsquellen, so daß bei einer pro Meldestelle bei­ spielsweise vorgesehenen Anschlußmöglichkeit von maximal vier Steuergeräten und zusätzlich noch maximal vier Sensoren eine mit dem Faktor acht multiplizierte Vielzahl von Informa­ tionsquellen über eine vorbestimmte Anzahl von Meldestellen an das Übertragungsnetz anschließbar ist, ohne daß für diesen Anschluß eine fehlerhafte Übertragung der Informa­ tionen zu befürchten wäre. Das Übertragungsnetz vermittelt außerdem einen überaus schnellen Informationsfluß, wobei die dem Zähler nachgeschaltete Adressiereinrichtung das Auftreten von Falschmeldungen verhindert, was insbesondere bei einer Vorgabe auch von größeren Übertragungsgeschwindig­ keiten für die über die Meldestelle vermittelten Trägerin­ formationen von Bedeutung ist. Die Möglichkeit eines Ausein­ anderhaltens der einzelnen Trägerinformationen kann dabei insbesondere durch die Vorschaltung eines Impulsdauer- Diskriminators vor die Torschaltung für die an eine Meldestelle anschließbaren Steuergeräte oder durch die Nachschaltung eines Impulsdauer-Modulators an den Tor­ schaltungen für die Sensoren äußerst effektiv mit einer zudem schaltungstechnisch sehr einfachen Maßnahme ge­ steigert werden. Der Impulsdauer-Diskriminator sollte dann zweckmäßig über eine besondere Befehl- und Bestäti­ gungsschaltung an die Steuergeräte angeschlossen werden, für die dann auch eine Schaltungsverbindung bevorzugt über einen Synchronisierdetektor an den Amplitudendis­ kriminator und an den Zähler der jeweiligen Meldestelle vorgegeben wird. Selbst wenn auch diese Schaltungsteile für eine entsprechend optimale Ausgestaltung des erfin­ dungsgemäßen Übertragungsnetzes für jede Meldestelle vor­ gesehen sind, kann dafür eine noch relativ einfache und gleichzeitig standardisierte Herstellungsmöglichkeit sichergestellt werden, die somit das erfindungsgemäße Übertragungsnetz für eine besonders kostensparende Ver­ wendung bei Kraftfahrzeugen zur Übertragung von Informa­ tionen geeignet macht, die von einer größeren Vielzahl von Informationsquellen unterschiedlicher Ausbildung ge­ liefert werden können.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Übertragungs­ netzes ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm des Übertragungsnetzes,

Fig. 2 den Schaltkreis einer Meldestelle in einer für den Anschluß von maximal vier Steuergeräten und vier Sensoren geeigneten Ausbildung und

Fig. 3 eine Impulsfolge, die sich zur Übertragung von In­ formationen über eine Sammelleitung des Übertragungs­ netzes eignet.

Das für eine Verwendung bei Kraftfahrzeugen vorgesehene Übertragungsnetz ist zunächst mit einem Stromkabel 10 gebildet, das an dem Pluspol der Fahrzeugbatterie 12 an­ geschlossen wird, die über ihren Minuspol geerdet ist. Parallel zu dem Stromkabel 10 verläuft eine Sammelleitung 14, die mit dem Stromkabel zu einem gemeinsamen Isolier­ schlauch 16 zusammengefaßt ist. Über die Sammelleitung 14 wird eine Übertragung von Informationen vermittelt, wel­ che primär eine aus einer angeschlossenen Hauptstelle 18 zugeführte Stamminformation und eine Vielzahl von Einzel­ informationen umfassen, die über eine variable Vielzahl von einzelnen Meldestellen 22 zugeführt werden. Über die Hauptstelle 18 ist ein Anschluß an einzelne Meß- und Über­ wachungsinstrumente am Armaturenbrett 20 des Kraftfahr­ zeuges hergestellt. Über die einzelnen gleich ausgebildeten Meldestellen 22 ist andererseits ein Anschluß an jeweils bis zu vier verschiedenen Steuergeräten und bis zu vier verschiedenen Sensoren hergestellt. Für die eine Melde­ stelle ist dabei nur beispielsweise ein Anschluß an die als Steuergeräte jeweils durch Betätigungsschalter betätig­ baren Schweinwerfer HL und an den Fahrtrichtungsanzeiger DL verdeutlicht sowie ein Anschluß an einen Temperatur­ sensor TS und einen Öldrucksensor PS, die andererseits einen Anschluß an die Meß- und Überwachungsinstrumente des Armaturenbrettes 20 aufweisen.

Für den in Fig. 2 gezeigten Schaltkreis einer Meldestelle 22 ist eine Anschlußmöglichkeit mittels je eines Strom­ schalters SW von maximal vier Steuergeräten 1 bis 4 und eine weitere Anschlußmöglichkeit von ebenfalls maximal vier Sensoren 5 bis 8 berücksichtigt, wobei für die Sen­ soren noch die Differenzierung vorgenommen ist, daß über sie entweder Trägerimpulse zweier unterschiedlich großer Spannungshöhen oder Analogsignale zur Anlieferung an die Meldestelle kommen. Die Lieferung von Analogsignalen ist dabei für die Sensoren 5 und 8 berücksichtigt, während die Lieferung der unterschiedlich großen Spannungshöhen A und B gemäß der in Fig. 3 gezeigten Impulsfolge für die beiden anderen Sensoren 6 und 7 berücksichtigt ist. Zu der Dar­ stellung der Impulsfolge in Fig. 3 kann hier gleichzeitig angefügt werden, daß die den niedrigeren Spannungswert aufweisende Spannungshöhe A für die praktische Ausführungs­ form des Übertragungsnetzes in aller Regel dessen Erd­ spannung ist, die bei der durch die Hauptstelle 18 ver­ mittelten Lieferung der Impulsfolge außer von dem Spannungs­ wert der vorerwähnten Spannungshöhe B auch von den Span­ nungswerten zweier weiterer Spannungshöhen C und D über­ troffen wird. Bei dem Impuls der Spannungshöhe D handelt es sich dabei um einen nach einem Zeitraster wiederholten Synchronisierimpuls, der durch eine Zeitgeber-Schaltung der Hauptstelle 18 geliefert wird, wobei sich das Zeitraster nach der für das Übertragungsnetz vorgesehenen Vielzahl der Anschlußmöglichkeiten der einzelnen Meldestellen 22 bemißt und damit bei der in Fig. 1 gezeigten Ausbildung den Zeit­ folgefaktor "16" annimmt. Bei den Impulsen der Spannungs­ höhe C handelt es sich andererseits um Zählimpulse, durch welche die über die Hauptstelle 18 zugeleitete Stammin­ formation in einzelne Zeitschlitze unterteilt wird, deren Anzahl sich nach der Anzahl von Steuergeräten und/oder Sensoren richtet, die maximal an jede Meldestelle 22 an­ schließbar sind. Für die hier berücksichtigte Ausbildung der Meldestellen werden somit durch die Zählimpulse der Spannungshöhe C insgesamt acht Zeitschlitze gebildet, die somit bei jeder der zyklisch aufeinanderfolgenden Abtastun­ gen der einzelnen Meldestellen erscheinen, um für alle je­ weils angeschlossenen Informationsquellen eine Übertragungs­ möglichkeit einer jeweiligen Information an die Sammel­ leitung 14 des Übertragungsnetzes zu ergben. Zu einer Über­ tragung kommt es bei jedem Zeitschlitz immer dann, wenn durch die zugeordnete Informationsquelle einer Trägerinfor­ mation entweder der Spannungshöhe A oder der Spannungshöhe B lieferbar ist.

Der Schaltkreis jeder Meldestelle 22 umfaßt zunächst einen an die Sammelleitung 14 anschließbaren Eingang 24, mit dem ein Amplitudendiskriminator 28 verbunden ist. Der Amplitu­ dendiskriminatior 28 weist insgesamt vier Ausgänge zur Weiterleitung von Signalen der Spannungshöhen C, D, (C oder D) und (B oder C) auf. Wenn daher der Amplitudendiskrimina­ tor 28 entweder einen Zählimpuls der Spannungshöhe C oder einen Synchronisierimpuls der Spannungshöhe D erhält, dann werden diese Impulse einmal über einen Achtwegeschalter 30 an einen Vierbitzähler 32 weitergeleitet, der somit nur je­ den achten Impuls der über die Sammelleitung geführten Im­ pulsfolge erhält. Die vier Bits des Vierbitzählers 32 sind parallel an einer Dekodierschaltung 34 angeschlossen, die über Anschlußkabel 36 mit einer Adressiereinrichtung ver­ bunden ist. Jede Fortschaltung des Vierbitzählers 32 durch einen Synchronisierimpuls der Spannungshöhe D kann daher mittels diese angeschlossenen Adressiereinrichtung kodiert werden, womit nur bei einer Übereinstimmung mit dem vorge­ wählten Kode durch die Dekodierschaltung 34 die Lieferung eines Signales an eine Anschlußleitung 38 vorgenommen wird.

Die Dekodierschaltung 34 ist mit Ihrer Signalleitung 38 an eine Vielfach-Torschaltung angeschlossen, die mit acht parallel geschalteten Toren G 1 bis G 8 gebildet ist. Die einzelnen Tore weisen einerseits einen Anschluß an die acht Ausgänge des Achtwegeschalters 30 auf, von denen jeder für die Zeitdauer eines Zeitschlitzes freigegeben wird, wo­ mit alle Tore einer Meldestelle eine Durchschaltung hin zu der Sammelleitung 14 erfahren, sobald die betreffende Melde­ stelle mit Ihrem zugeordneten Informationsraster entsprechend dem mit der zugeordneten Adressiereinrichtung eingestellten Kode unter Vermittlung somit der Dekodierschaltung 34 ange­ wählt wird. Die vier Tore G 1 bis G 4 sind andererseits über einen vorgeschalteten Impulsdauer-Diskriminator 40 an den Amplitudendiskriminator 28 angeschlossen, um so über einzelne Anschlußleitungen 42 mit Signalen der Spannungs­ höhe B beliefert zu werden. Mit dieser Spannungshöhe B können die als bistabile Tor 26 ausgebildeten Stromschal­ ter SW der einzelnen Steuergeräte 1 bis 4 unter Vermittlung einer Befehl- und Bestätigungschaltung 44 eingeschaltet werden, deren Ausschalltung andererseits mit der Spannungs­ höhe A bewirkt wird. Entsprechende Verhältnisse liegen auch bezüglich der restlichen Tore G 5 bis G 8 vor, deren Anschluß an die Sensoren 5 bis 8 jedoch umgekehrt über ei­ nen nachgeschalteten Impulsdauer-Modulator 46 über eine Leitung 48 mit dem Amplitudendiskriminator 28 verbunden ist, so daß damit eine Fortschaltung dieser Tore durch die Zähl­ impulse der Spannungshöhe C bewirkt werden kann. Durch ei­ nen Anschluß des Impulsdauer-Modulators 46 auch an die Sammelleitung 14 ist damit sichergestellt, daß bei jeder Meldestelle alle angeschlossenen Sensoren für einen stän­ digen Informationsaustausch bereit stehen, womit beispiels­ weise ermöglicht wird, daß über die Tore G 5 und G 8 stän­ dige analoge Meldesignale der angeschlossenen Sensoren 5 und 8 beispielsweise für die Temperatur des Kühlwassers und den Öldruck an insoweit zugeordnete Überwachungsinstru­ mente am Armaturenbrett 20 angeliefert werden. Die Impuls­ dauer dieser analogen Meldesignale ist dabei dann so modu­ liert, daß ein Bruchteil des jeweiligen Zeitschlitzes durch ein Signal der Spannungshöhe B eingenommen wird, wobei die­ ser Bruchteil einen entsprechenden Bruchteil eines bestimm­ ten vollen Zeigerausschlages darstellt, der mit dem betref­ fenden Meldesignal gesteuert wird. Andererseits können die an die Sensoren 6 und 7 angeschlossenen Tore G 6 und G 7 für die Vermittlung von Rückmeldesignalen reserviert sein, mit welchen beispielsweise die unter Vermittlung der Tore G 2 und G 3 über die Befehl- und Bestätigungsschaltung 44 gesteuerten Steuergeräte 2 und 3 überwacht werden. Dabei kann das über das Tor G 6 vermittelte Rückmeldesignal ein AUS-SIGNAL folglich der Spannungshöhe A und das über das Tor G 7 vermittelte Rückmeldesignal ein EIN-SIGNAL der Spannungshöhe B sein.

Durch die Befehl- und Bestätigungsschaltung 44 werden in Verbindung mit einem vorgeschalteten Synchronisierdetektor 50 die einzelnen Signale bzw. Informationen der verschie­ denen Spannungshöhen auseinander gehalten. Der Synchroni­ sierdetektor 50 weist dafür einen Anschluß an den Amplitu­ dendiskriminator 28 auf, über den er mit den Synchronisier­ impulsen der Spannungshöhe D beliefert wird. Weiterhin ist der Synchronisierdetektor 50 über einen Anschluß 52 mit dem Vierbitzähler 32 verbunden, womit sichergestellt wird, daß nur dann in der an die Befehl- und Bestätigungsschal­ tung 44 angeschlossenen Ausgangsleitung 54 des Synchroni­ sierdetektors 50 ein Signal erscheint, wenn der Vierbit­ zähler durch die ebenfalls durch den Amplitudendiskrimina­ tor 28 vermittelte Belieferung mit einem Synchronisierim­ puls der Spannungshöhe D auf Null zurückgestellt worden ist. Die Befehl- und Bestätigungsschaltung 44 ist im übrigen mit vier Kanälen versehen, über welche die Tore G 1 bis G 4 an die bistabilen Tore 26 der Steuergeräte 1 bis 4 angeschlos­ sen sind. Jeder dieser Kanäle ist zweckmäßig mit einem rück­ stellbaren Speicher, wie beispielsweise einem bistabilen Multivibrator, gebildet, der das aus dem zugeordneten Tor erhaltene Meldesignal für einen Vergleich mit einem nach­ folgenden Meldesignal durch einen Komparator speichert, um so nur bei einer festgestellten Gleichheit der aufeinander­ folgenden Meldesignale des zugeordneten Tores über ein wei­ teres Tor den an den betreffenden Kanal der Befehl- und Be­ stätigungsschaltung angeschlossenen Stromschalter zu betä­ tigen. Für jeden Kanal der Befehl- und Bestätigungsschaltung 44 ist im übrigen neben einem Anschluß an den Synchronisier­ detektor 50 auch noch ein Anschluß mit einer Ausgangsleitung 64 des Impulsdauer-Diskriminators 40 vorgesehen, womit einer­ seits durch den Anschluß aller Kanäle der Befehl- und Be­ stätigungsschaltung 44 an den Synchronisierdetektor 50 die Ausführung von Befehlen an die einzelnen Steuergeräte 1 bis 4 verhindert wird, sobald ein Synchronisierfehler in dem Übertragungsnetz auftreten sollte, während andererseits die sichere Ausführung der Befehle durch diesen Anschluß an den Impulsdauer-Diskriminator 40 gesichert ist.

Mit dem vorbeschriebenen Übertragungsnetz ist es möglich, über die dabei vorgesehenen sechzehn Meldestellen 22 ins­ gesamt 64 verschiedene Steuergeräte zu steuern und weitere 64 Sensoren zu überwachen. Wenn für jedes Informations­ raster eine Zeitspanne von beispielsweise 8 ms eingehalten wird, dann wird folglich eine Gesamtperiode von 128 ms er­ halten. Da bei der vorerwähnten Ausbildung der einzelnen Kanäle der Befehl- und Bestätigungsschaltung 44 jeweils zwei aufeinanderfolgende Meldesignale für die Freigabe von Be­ fehlen an die Steuergeräte benötigt werden, beträgt damit die maximale Verzögerungszeit für deren Ein- oder Ausschal­ ten nur 256 ms, während gleichzeitig bei den durch die einzelnen Sensoren betätigten Meß- und Überwachungsinstru­ menten eine alle 128 ms wiederholte Anzeige erfolgt. Die für die einzelnen Meldestellen verwirklichte gleiche Aus­ bildung kann mit Maßnahmen der gedruckten Schaltkreistech­ nik äußerst kostensparend ausgeführt werden, wobei mit einer Unterbringung dieser gedruckten Schaltungen in standardisier­ ten Gehäusen, die durch Anschlußstifte an den mit dem Strom­ kabel 10 und der Sammelleitung 14 gebildeten Isolierschlauch 16 anschließbar sind, auch eine einfache Anschlußmöglichkeit einer so großen Vielzahl von Steuergeräten und Sensoren an ein derart ausgebildetes Übertragungsnetz geschaffen ist.

Claims (3)

1. Übertragungsnetz für Informationen in der Verwendung bei Kraftfahrzeugen zur Übertragung von Informationen an eine variable Anzahl von durch Betätigungsschalter betätigbaren Steuergeräten und/oder von einer variablen Anzahl von an Meß- und Überwachungsgeräte angeschlossenen Sensoren, mit einer zur Übertragung der Information vorgesehenen Sam­ melleitung, in der ein nach einem Zeitraster wiederholter Synchronisierimpuls einer in einzelne Zeitschlitze unter­ teilten Stamminformation geführt wird, die bei jedem Zeit­ schlitz Trägerinformation von zwei verschieden großen Spannungshöhen kleiner als die Spannungshöhe des Synchroni­ sierimpulses übertragen kann, wobei die Trägerinformationen von an ein gemeinsames Stromkabel und an die Sammelleitung angeschlossenen Anschluß-Meldestellen für die Steuergeräte und/oder die Sensoren geliefert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitschlitze der Stamminformation durch Zählimpulse einer vierten Span­ nungshöhe (C) einer der Vielzahl von an jede Meldestelle (22) anschließbaren Steuergeräten (1 bis 4) und/oder Sen­ soren (5 bis 8) entsprechenden Vielzahl gebildet sind und daß jede Meldestelle (22) gleich ausgebildet ist und einen über eine Amplitudendiskriminator (28, 30) an die Sammel­ leitung (14) angeschlossenen Zähler (32) für die Synchroni­ sierimpulse (D) und eine auf eine bestimmte Adresse der betreffenden Meldestelle (22) einstellbare, dem Zähler (32) nachgeschaltete Adressiereinrichtung (34, 36) umfaßt, wobei dem Zähler (32) eine mit den Trägerinforma­ tionen (A, B) schaltbare Vielfach-Torschaltung (G ₁ bis G ₈) für die an jede Meldestelle angeschlossene Vielzahl von Steuergeräten (1 bis 4) und/oder Sensoren (5 bis 8) nach­ geschaltet ist.

2. Übertragungsnetz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Torschaltun­ gen (G ₁ bis G ₄) für die Steuergeräte (1 bis 4) ein Im­ pulsdauer-Diskriminator (40) vorgeschaltet und den Tor­ schaltungen (G ₅ bis G ₈) für die Sensoren (5 bis 8) ein Impulsdauer-Modulator (46) nachgeschaltet sind.

3. Übertragungsnetz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsdauer- Diskriminator (40) an die Steuergeräte (1 bis 4) über eine Befehl- und Betätigungsschaltung (44) angeschlossen ist, die über einen Synchronisierdetektor (50) zwei weitere An­ schlüsse an den Amplitudendiskriminator (28, 30) und den Zähler (32) aufweist.