DE3003641A1 - Elektrisches steuer- oder anzeigesystem - Google Patents

Elektrisches steuer- oder anzeigesystem

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DE3003641A1
DE3003641A1 DE19803003641 DE3003641A DE3003641A1 DE 3003641 A1 DE3003641 A1 DE 3003641A1 DE 19803003641 DE19803003641 DE 19803003641 DE 3003641 A DE3003641 A DE 3003641A DE 3003641 A1 DE3003641 A1 DE 3003641A1
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Jonathan Dane
Michael Charles Sucker
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TDK Micronas GmbH
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Deutsche ITT Industries GmbH
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    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C15/00—Arrangements characterised by the use of multiplexing for the transmission of a plurality of signals over a common path
    • G08C15/06—Arrangements characterised by the use of multiplexing for the transmission of a plurality of signals over a common path successively, i.e. using time division
    • G08C15/12—Arrangements characterised by the use of multiplexing for the transmission of a plurality of signals over a common path successively, i.e. using time division the signals being represented by pulse characteristics in transmission link
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • B60R16/0315—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for using multiplexing techniques

Description

Deutsche ITT Industries GmbH 25. Januar 1980 Freiburg i. Br. · ZL/K/Es
7904075
J. Dane - 3 M. C. Sucker - 1
Elektrisches Steuer- oder Anzeigesystem
' Die Erfindung betrifft ein Zeitmultiplex-Kommunikations-System für Fernsteuerung und Fernmessung. Obgleich sie nicht darauf beschränkt sein soll, ist die Erfindung nachfolgend in Anwendung in Kraftfahrzeugen beschrieben.
Die konventionelle Methode zur Steuerung der unterschiedlichen Dienste in einem Kraftfahrzeug,- z.B. Beleuchtung, Scheibenwischer usw., besteht aus einer jeweils separaten Steuerung vom Armaturenbrett aus und aus separaten Verbindungen, welche zwischen jeder Steuervorrichtung oder jedem Meßwertgeber und einer Anzeigevorrichtung im Armaturenbrett hergestellt sind. Das führt zu komplizierten und teuren Kabelbäumen, so daß Anstrengungen gemacht worden sind, ein auf Zeitmultiplex-Prinzipen beruhendes Steuersystem herzustellen. Ein Beispiel für ein derartiges System ist der DE-OS 24 44 031 beschrieben. Die vorliegende Erfindung versucht, ein System zu schaffen, welches die gleichen Prinzipien verwendet wie die O.g. Anmeldung, jedoch wesentlich einfacher und billiger ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen oder mehrere Sender, welche über einen Signalweg mit einer Anzahl von Empfängern verbunden sind, mit einer zu kon-trollierenden Vorrichtung, mit der jeder Empfänger verbunden ist, wobei jeder derartigen Vorrichtung eine Zeitlage in einem sich wie-.
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derholenden Zyklus von Zeitlagen zugewiesen ist, zu jeder Zeitlage ein Signal in Bezug auf die jeweilige Vorrichtung abgegeben werden kann, die Art jedes dieser Signale von dem von der Vorrichtung auf das Signal ausgeübten Einfluß abhängt und wobei jeder Empfänger nur die Signale des oder der Zeitlage aufnimmt-, die der über diesen Empfänger zu steuernden Vorrichtung entsprechen, dabei ist bei Feststellung eines solchen Signals durch einen solchen Empfänger eine passende Steuerung bewirkbar, welche sich an der Vorrichtung zeigt, die diesem Signal entspricht, jeder Empfänger besteht aus einer Standard-Modul-Einheit, welche das Senden oder Empfangen von 'Signalen zu einer oder mehreren Zeitlagen bewirkt, wobei jede derartige Einheit, die als Empfänger wirkt, für die Aufnahme und Aussendung von Signalen in ihrer Zeitlage oder in ihren Zeitlagen ausgestaltet ist und wobei jeder Sender aus der Modul-Einheit besteht, welche Steuersignale zu einer Zeitlage oder zu mehreren von ihnen sendet»
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch die Steuerung einer Anzahl von Vorrichtungen von einem zentralen Punkt aus, mit Sendern an dem zentralen Punkt, welche über einen einzigen Signalweg mit einer Anzahl entfernter Punkte verbunden ist, wobai an jedem dieser Punkte ein Empfänger angeordnet ist und wobei jede Rückgewinnung mit einer oder mehreren der zu steuernden Vorrichtungen verbunden ist, jeder Vorrichtung ist eine bestimmte Zeitlage in einem bestimmten Zeitlagen-Zyklus zugeordnet, wobei zu jeder Zeitlage ein diese Vorrichtung betreffendes Steuersignal gesendet wird, jedes Steuersignal ist ein 1- oder O-Signal, wobei abhängig von diesen zwei Zuständen die Steuervorrichtung angeschaltet wird und jeder Empfänger nur von einem Signal einer oder mehrerer bestimmter Zeitlagen ansprechbar ist, die passend ist zu einer zu steuernden Vorrichtung, wobei die Erkennung dieses Steuersignals von einem der Empfänger die entsprechende Steuerung an der Vorrichtung bewirkt, welcher
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das Steuersignal entspricht, jeder Empfänger besteht aus einer Standard-Modul-Einheit, welche entweder den Empfang oder die Aussendung von Steuersignalen bewirkt, wobei jede Modul-Einheit als Wiedergewinnungsmittel wirkt, welches für die Aufnahme und die Reaktion auf Steuersignale eingerichtet ist, und wobei die Steuereinrichtung an dem zentralen Punkt aus mindestens einem der Module besteht, welche als Reaktion auf Steuer-Eingangssignale Steuersignale.in Zeitmultiplex-Weise über den Signalweg sendet.
Ein wesentlicher Unterschied zwischen dem obigen System und der älteren Anmeldung besteht darin, daß nunmehr ein einziger Modul-Typ verwendet wird, welche sowohl als Sender als auch als Empfänger verwendet werden kann. Dadurch besteht der zentrale Punkt, welcher überlicherweise im Armaturenbrett angeordnet ist, aus einem oder mehreren Modulen, welche als Sender zum Senden von Signalen zum Steuern der verschiedenen Vorrichtungen, die gesteuert werden sollen, besteht und aus einem oder mehreren Modulen, welche als Empfänger für Meßwerte und andere Angaben dient. Die "Fern"-Module umfassen entsprechend Empfänger-Module, welche auf die Steuersignale reagieren, und Sende-Module, welche verschiedene ,* Angaben einschließlich Meßwertablesungen .an den zentralen Punkt senden. ·
Dieser Gebrauch nur eines einzigen Typs von Modulen führt zu einer verwendbaren Wirtschaftlichkeit aufgrund der Verminderung von erforderlichen Typen von Vorrichtungen.
Ein Ausführungsbeispiel der·Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die anhängende Zeichnung näher beschrieben.
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In der Zeichnung zeigen
Pig= 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Zeitmultiplex-Systems für den Gebrauch in Kraftfahrzeugen;
Pig„ 2 ein vereinfachtes Schema eines Moduls,, wie er in Fig. 1 verwendet wird, in der Funktion einer Empfänger-Einheit;
Fig. 3 einen Teil eines Steuer-Impuls-Zyklusses, wie er in dem System verwendet wird;
Figo 4 verschiedene Ansichten eines praktischen Ausführungsbeispiels nach dem System gemäß Fig. 1 und 2.
In Fig. 1 umfaßt die Ausstattung des zentralen Punkts im Armaturenbrett Module 1, 2, von denen der Modul 1 ein Sender ist, welcher Steuersignale über einen Signal-Multiplexweg abgibt, der alle Einheiten des Systems in einem geschlossenen Regelkreis verbindet. Modul 2 wirkt als Empfänger für die Meßwertanzeige-Signale. Ferner bestehen eine Anzahl, im vorliegenden Fall sind zwölf gezeigt, von Fern-Modulen, von denen einige als Empfänger für Steuersignale arbeiten, wohingegen andere als Sender für Meßwertanzeigen und andere Anzeigesignale dienen.
Die Energie für das System kommt von einer Batterie 4, deren positiver Pol mit einer Stromschiene verbunden ist, die alle Module des Systems versorgt; der negative Pol der Batterie ist mit Erde verbunden. Der Signal-Multiplexweg und die Stromschiene sind in Fig. 1 durch eine einzige Linie 5 dargestellt, in dem vorliegenden System sind sie jedoch separate Leiter.
Die Steuerung des Systems beruht auf einer Taktimpulsquelle, welche mit einer Digital-Uhr im Armaturenbrett verbunden ist, wie unter dem Bezugszeichen 6 gezeigt.
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Figur 3 zeigt den Abschnitt des zeitgesteuerten Impulszyklusses der Uhr für ein Modul. Dieser beginnt mit einem Gleichlaufimpuls der Amplitude D, während sich A im Ausschaltzustand. befindet, gefolgt von drei Taktimpulsen der Amplitude C zum Begrenzen der Zeitlagen innerhalb des Abschnitts des Zyklusses eines Moduls. Jedem Taktimpuls und Gleichlaufimpuls folgt ein 'Ausschaltzustand der Amplitude A oder ein Einschaltzustand der Amplitude B. Zu beachten ist der zweifache Gebrauch des Gleichlaufimpulses·: nach Wunsch^ könnten der Gleichlaufiitipuls und der Taktimpuls separat wirken.
Der gesamte Kreislauf besteht aus einer Impulskombination, wie sie in Fig. 3 für jeden einzelnen Modul gezeigt ist, nach Möglichkeit mit einigen Pausen-Zeitlagen, um eine Addition von Funktionen des Systems zu ermöglichen. Zusätzlich könnte ein zusätzlicher Gleichlaufimpuls - abgesehen von dem Takt- und dem Gleichlaufimpuls - vorgesehen werden, um den Beginn des Systemkreislaufes zu definieren; dies ist jedoch nicht dargestellt, da dies gemäß konventioneller Praxis erfolgen kann.
Jeder Schalter an dem zentralen Punkt, von dem hier angenommen wird, daß es das Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs ist, wählt bei Betrieb die der ihm zugeordneten Vorrichtung entsprechende Zeitlage unter Verwendung konventioneller elektronischer Schaltungstechniken aus. Der ausgewählten Zeitlage folgt dann ein Einschalt- oder Ausschaltzustand je nach dem Zustand, in welchen die Vorrichtung gebracht werden soll.
An einem Empfänger-Modul befindet sich für jede seiner Funktionen eine elektronische Schaltungsanordnung je nach seiner Zeitlage in dem Regelkreislauf, und diese erkennt die eintreffenden Signale und gibt das Ergebnis an die gesteuerte
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Vorrichtung weiter oder an eine Anzeigevorrichtung im Falle einer wiedergegebenen Meßwertanzeige . Bei Meßwertanzeige-Signalen ist die Amplitude des dem Gleichlauf- oder Taktimpuls folgenden Signals proportional der abzugebenden Meßwertanzeige, d.h. es ist ein analoges Signal»
Von den gezeigten Modulen wurden die Module 1 und 2 am Armaturenbrett bereits beschrieben. Der Modul I1 der sich unter der Motorhaube des Wagens befindet, ist ein Sende-Modul. Seine oberen beiden Eingänge sind variable Widerstände, deren Werte in Übereinstimmung mit dem Öldruck und der Temperatur gesetzt werden, so daß sie die Zeitlage des Moduls in Übereinstimmung mit den Werten der zu signalisierenden Kenngrößen modulierenο Die beiden anderen Schalter sind jeweils geschlossen, wenn die Rückfahrscheinwerfer und das Bremslicht am Armaturenbrett aufleuchten sollen»
Bei dem Modul 1 sind die Kontakte H für die Warnblinkanlage, R und L für den rechten und den linken Blinker, Hn für die Hupe und ST für die Seiten- oder Schlußleuchten. Der Modul 2 steuert entsprechend empfangener Analogsignale den Öldr■uckstand und die Wassertemperatur»
Die anderen Module sind Empfänger-Module für verschiedene gesteuerte Vorrichtungen wie Leuchten und Hupe.
Wenn beispielsweise der Schalter der Hupe Hn, welcher mit einem Eingang des Moduls 1 verbunden ist, geschlossen ist, wartet der Modul auf die Zeitlage der Hupe und schaltet, wenn diese eintrifft, den Schalter in seinen Einschaltzustand., An einem zugeordneten Empfangsmodul 8 wird die neu modulierte Zeitlage erfaßt und die Erfassung dieses Einschaltzustandes betätigt die Hupe Hn. Die anderen beiden Auslässe des Moduls sind der rechte Blinker und eine der Seitenleuchten.
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Zur Vermeidung von Risiken ungenauen Betriebs aufgrund von Störungen-kann gemäß der DE-OS 24 44 031 vorgesehen werden, daß auf ein Steuersignal nur reagiert wird, wenn es in zwei aufeinanderfolgenden Kreisläufen des Systems korrekt ausgewählt worden ist.
Fig. 2 zeigt einen Sende-Modul mit einem Block 10, welcher einen besonderen integrierten Kreislauf darstellt, welcher einen Großteil der im vorliegenden System verwendeten Module vorsieht. Aus der vorhergehenden Beschreibung gehen viele der Funktionen des Kreislaufs bereits hervor und viele der Kreisl'auftechniken können auf der gleichen Grundlage verwendet werden wie die entsprechende Schaltungsanordnung in der obengenannten DE-OS. Dieser Modul ist mit der Leistungsschiene 11 und der Signalleitung 12 verbunden und hat einige Auslässe 13, je einen pro zu sendender Funktion, zwei von ihnen sind Einschalt- bzw. Ausschaltzustände, während die anderen beiden Analogfunktionen sind.
Die Zuordnung der verschiedenen Zeitlagen zu den Funktionen verwendet vier Auslaßleitungen 14, welche - wie. die Leitungen 13 - über einen Leitungsverbinder 15 zu einem auswechselbaren gedruckten Schaltkreis führen. Diese letztere sieht eine Verbindung zu den Vorrichtungen vor, deren Bedingungen signalisiert werden sollen.
Wenn der Modul ein Sende-Modul ist, ist seine Stromverbindung 17.mit dem auswechselbaren Schaltkreis verbunden. Die beiden anderen Verbindungen sind eine weitere Energieverbindung 18 und die Erde-Verbindung des Systems 19. Bei einem Empfangs-Modul ist die Verbindung 17 nicht verbindbar.
Der auswechselbare Schaltkreis 16 befindet sich auf einer Grundplatte 20, die in den Leitungsverbinder 15 eingesteckt
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werden kann, und die Adressenverbindungen 14 sind entsprechend der erforderlichen Adresse mit Erde verbunden.
Wie ersichtlich, werden alle Eingangssignale, ob analog oder digital, in die Universal-Module eingespeist, von denen jeder eine reine Einlaßvorrichtung ist, d.h. ein Sender, wenn der Eingangssignal-Umwandlungskontaktstift mit Energie verbunden ist, wie das in Fig„ 2 dargestellt ist. Wenn es sich um eine "Ausgangs"-Vorrichtung handelt, d,h. um einen Empfänger, ist der Kontaktstift nicht mit Energie verbunden. Weiterhin werden zwei verschiedene Formen einer auswechselbaren Schaltkreisanordnung für die Empfänger-Module verwendet. In dem Vorstufenmodul sind die Verbindungen der flexiblen Schaltung wie in Fig. 2 gezeigt, nur die Energieverbindung 18 ist nicht mit dem Auslaß verbunden. Für das Endstufenmodul sind die Verbindungen 13, von denen jede·nun ein Auslaß ist, mit einem einfachen Transistorchip versehen, welches als Leistungsverstärker ■wirkt.
Die integrierte Schaltungseinheit enthält eine Schwellenwertschaltung, welche durch Verwendung von Vielweg-Signaltechniken vorgenommen wird, und ist so angeordnet, daß jedes Signal von weniger als 3 Volt nicht festgestellt wird, um für eine Störsicherheit zu sorgen. Ein Signal von 9 Volt wird als "An"-Signal für einen digitalen Eingang oder völlig an für einen analogen Eingang betrachtet. Darüber hinaus haben Spannungen von mehr als 9 Volt bis zu 12 Volt (die übliche Spannung von Kraftfahrzeugbatterien) keine Wirkung. Diese Toleranz ermöglicht einen Kontaktwiderstand für Eingangsschalter.
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f.A).
/Ib
Figur 4 zeigt die praktische Ausgestaltung der Module des oben beschriebenen Systems. Der zentrale Bestandteil jedes Moduls ist ein zentraler Block 25, welcher aus einer Kunststoffeinkapselung einer integrierten Schaltkreiseinheit 10 gemäß Fig, 2 besteht. Dieser Block hat an seinen Enden quer verlaufende Nuten 26 für automatische Montagewerkzeuge und längsverlaufende Nuten 28, 29 entlang seiner Oberseite für das Zweifachkabel 30, welches die Leistungsschiene und den Signalweg bildet. Die obere Fläche weist ebenfalls die Isolierung durchdringende Klemmkontakte 31,32 zum Unterbrechen der Isolation zwecks Herstellung eines • Kontakts mit dem .Zweifachkabel 30 auf. Der obere Abschnitt hat Nuten zur Aufnahme des Zweifachkabels und Querschlitze zur Aufnahme der Stifte, die die die Isolation durchdringenden Klemmkontakte 31,32 bilden. Weiterhin hat der Block 25 drei hochstehende Zungen 34, die von Schlitzen 35 im oberen Abschnitt 33 aufgenommen werden.
Der Modul hat auch ein Grundelement 36, welches einen Metalleinsa'tz 37 aufweist, welcher die Erdung herstellt, wenn das Grundelement montiert wird, z.B. durch Schrauben an der Fahrzeugkarosserie. Dieses Grundelement trägt eine Anzahl von Transistorchips 38, die in Epoxid eingebettet sind. Es weist ebenfalls die Isolierung durchdringende Klemmkontakte 39 auf. .
Bei Gebrauch wird der auswechselbare Schaltkreis, wie er mit 40 bezeichnet ist, auf dem Grundelement 36 angeordnet, welches dann auf dem Block 25 montiert wird. Der Block 25 hat Schlitze für die Aufnahme der Kontaktstifte wie z.B. die Kontaktstifte 39, und eine Erhebung 41 für eine Spannungsentlastung des auswechselbaren Schaltkreises. Zum Zusammenbau des Moduls wird das Grundelement 36 auf dem Block 25 angeordnet unter Zwischenfügung des auswechselbaren Schaltkreises 40 und dann der obere Abschnitt 33 über den beiden Kabeladern 30 befestigt. Das Ganze wird dann von einer
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Haltefeder 42 zusammengehalten.
In einem System, in welchem die Transistorschaltung sich insgesamt im Block 25 befindet, sindkeine Chips 38 auf dem Grundelement vorgesehen.
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Claims (3)

  1. Patentansprüche
    / 1 ο^Elektrisches Steuer- oder Anzeigesystem, g e k e η η zeichnet durch einen oder mehrere Sender, welche über einen Signalweg (5,12) mit einer Anzahl von Empfängern verbunden sind, mit einer zu steuernden Vorrichtung, mit der jeder Empfänger verbunden ist, wobei jeder derartigen Vorrichtung eine Zeitlage in einem sich wiederholenden Zyklus von Zeitlagen zugewiesen ist, zu jeder Zeitlage ein Signal in Bezug auf die jeweilige Vorrichtung abgegeben werden kann, die Art jedes dieser Signale von dem von der Vorrichtung auf das Signal ausgeübten Einfluß abhängt und wobei jeder Empfänger nur die Signale des oder der Zeitlage aufnimmt, die der über diesen Empfänger zu steuernden Vorrichtung entsprechen, dabei ist bei' Feststellung eines solchen Signals durch einen solchen Empfänger eine passende Steuerung bewirkbar, welche sich an der Vorrichtung zeigt, die diesem Signal entspricht, jeder Empfänger besteht aus einer Standard-Modul-Einheit (1,2), welche das Senden oder Empfangen von Signalen zu einer oder mehreren Zeitlagen bewirkt, wobei jede derartige Einheit (2), die als Empfänger wirkt, für die Aufnahme und Aussendung von Signalen in ihrer Seitlage oder in ihren Zeitlagen ausgestaltet ist und wobei jeder Sender aus der Modul-Einheit (1) besteht, welche Steuersignale zu einer Zeitlage oder zu mehreren von ihnen sendet.
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  2. 2. Elektrisches Steuersystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Steuerung einer Anzahl von Vorrichtungen von einem zentralen Punkt aus, mit Sendern (T) an dem zentralen Punkt, welche über einen einzigen Signalweg (5,12) mit einer Anzahl entfernter Punkte verbunden ist, wobei an jedem dieser Punkte ein Empfänger (2) angeordnet ist und wobei jede Rückgewinnung mit einer oder mehreren der zu steuernden Vorrichtungen verbunden ist, jeder Vorrichtung ist eine bestimmte Zeitlage in einem bestimmten Zeitlagen-Zyklus zugeordnet, wobei zu jeder Zeitlage ein diese Vorrichtung betreffendes Steuersignal gesendet wird, jedes Steuersignal ist ein 1- oder O-Signal, wobei abhängig von diesen zwei Zuständen die. Steuervorrichtung angeschaltet wird und jeder Empfänger (2) nur von einem Signal einer oder mehrerer bestimmter Zeitlagen ansprechbar ist, die passend ist zu einer zu steuernden Vorrichtung, wobei die Erkennung dieses Steuersignals von einem der Empfänger (2) die entsprechende Steuerung • an' der Vorrichtung bewirkt, welcher das Steuersignal entspricht, jeder Empfänger (2) besteht aus einer Standard-Modul-Einheit, welche entweder den Empfang oder die Aussendung von Steuersignalen bewirkt, wobei jede Modul-Einheit als Wiedergewinnungsmittel wirkt, welches für die Aufnahme und die Reaktion auf Steuersignale eingerichtet ist, und wobei die Steuereinrichtung an dem zentralen · Punkt aus mindestens einem der Module besteht, welche als Reaktion auf Steuereingangssignale Steuersignale in Zeitmultiplex-Weise über den Signalweg (5,12) sendet.
  3. 3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Punkt ein oder mehrere Empfänger-Modul-Einheiten (2) für die Aufnahme von Anzeigesignalen von entfernten Punkten aufweist, an denen ein oder mehrere Sender-Module (1). bestehen.-
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    ο System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Sende-Modul-Einheiten (1) analoge Signale für zumindest eine ihrer Vorrichtungen sendet, wobei das korrespondierende Empfangsmodul (2) ein oder mehrere Meßgeräte steuert.
    5, System nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalweg (5,12) ein einziger Signalweg ist, welcher mit allen Empfängern (2) und Sendern (1) in einem geschlossenen Regelkreis verbunden ist.
    6ο System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze i chnet, daß die Stromversorgung über eine separate Stromschiene (11) geleitet wird, welche parallel zum Signalweg (5,12) verläuft.
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