DE3103884C2 - - Google Patents
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- DE3103884C2 DE3103884C2 DE3103884A DE3103884A DE3103884C2 DE 3103884 C2 DE3103884 C2 DE 3103884C2 DE 3103884 A DE3103884 A DE 3103884A DE 3103884 A DE3103884 A DE 3103884A DE 3103884 C2 DE3103884 C2 DE 3103884C2
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- G—PHYSICS
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Fernwirksystem zum selektiven Ansteu
ern von Verbrauchern, insbesondere in Kraftfahrzeugen, nach der Gat
tung des Patentanspruchs 1.
Aus der GB-PS 14 27 133 ist bereits ein derartiges Fernwirksystem be
kannt, welches speziell für die Belange eines selektiven Ansteuerns
von Verbrauchern in Kraftfahrzeugen ausgelegt ist und bei dem weitere
Verbraucher an beliebiger Stelle eines Ringleitungssystems angeschlos
sen sowie von entsprechenden Betriebsschaltern über eine digitale Mul
tiplexsteuerung geschaltet werden können. Bei diesem Fernwirksystem
ist in einem Ringleitungssystem eine Versorgungsleitung und eine Steu
erleitung vorgesehen, auf die von einer zentralen Sendestation aus
gehende Takt-, Synchronisier- und Steuersignale enthaltende zyklische
Impulsfolgen für verschiedene Verbraucher und ihnen zugeordnete Emp
fangsstationen gegeben werden. Außerdem übertragen die zyklischen Im
pulsfolgen noch Rückmeldesignale über den Schaltzustand der Verbrau
cher. Die Übertragung der verschiedenen Signale erfolgt dabei über
unterschiedlich breite sowie unterschiedlich hohe Taktimpulse. Der
Nachteil derartiger Steuersignale besteht insbesondere darin, daß
durch die verschiedenartigen Informationsinhalte einzelner Taktimpulse
die Übertragung störanfällig und ungenau wird. Eine fehlerhafte Über
tragung oder Erfassung der Amplitudenhöhe führt somit zwangsläufig zu
Fehlinformationen, so daß derartige Fernwirksysteme zur Steuerung
sicherheitsrelevanter Einrichtungen in Kraftfahrzeugen ungeeignet sind.
Des weiteren ist aus der DE-OS 28 38 137 ein Fernwirksystem bekannt,
dessen Übertragungszyklen mit je 128 Takten arbeitet, wobei jeder Takt
eine Serie von Impulsperioden aufweist, deren erster Teil Befehlsim
pulse und deren anschließender zweiter Teil Rückmeldeimpulse enthält.
Zur Unterscheidung werden für die Befehls- und Rückmeldeimpulse unter
schiedliche Frequenzen verwendet und die Impulszahl stellt dabei je
weils eine bestimmte Funktion oder Rückmeldung dar. Derartige Systeme
erfordern eine sehr hohe Zykluszeit, d. h., sie sind relativ träge und
daher für schnell anzusprechende Funktionen bzw. für Regel- und Steu
erzwecke mit rascher Anderung der Eingangs- und Ausgangsgrößen nicht
verwendbar.
Es ist daher erforderlich, ein Fernwirksystem zu entwickeln, welches
eine sichere digitale Signalübertragung ermöglicht, ein rasches An
sprechen der vom System erfaßten Aggregate gewährleistet und daß ferner
gegen magnetische Störfelder im Kraftfahrzeug möglichst unempfindlich
aufgebaut sein muß. Ferner muß es möglich sein, das Fernwirksystem
jederzeit durch Einfügen weiterer Verbraucher bzw. Sende- und Emp
fangsstationen zu erweitern.
Das erfindungsgemäße Fernwirksystem mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, daß im Ringleitungssystem neben
der Versorgungsleitung eine einzige Steuerleitung für sämtliche Signa
le zwischen Sende- und Empfangsstationen vorgesehen ist, wobei die un
terschiedlichen Informationen ausschließlich durch unterschiedliche
Impulslängen und unterschiedlichen Pausenlängen zwischen den Impulsen
von der Steuerleitung übertragen werden. Fehler durch verschiedene
Amplitudenhöhen der Impulse können dabei nicht mehr auftreten und
magnetische Störungen werden durch vorgegebene Taktabstände der gesen
deten Impulsfolgen erkannt und eliminiert. Da sich Impuls- und Pausen
breiten sehr genau und einfach auf vorgegebene Grenzwerte durch
entsprechend eingestellte Zeitglieder überprüfen lassen, wird mit dem
vorgeschlagenen Fernwirksystem nicht nur eine Vereinfachung des Schal
tungsaufwandes erreicht, sondern darüber hinaus die Funktionssicher
heit erheblich erhöht. Außerdem können zusätzliche Verbraucher mit
entsprechend kodierten Empfangsstationen ohne spezielle Kenntnisse
auch in Kraftfahrzeugwerkstätten oder von Fahrzeughaltern nachträglich
an das Ringleitungssystem angeschlossen werden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteil
hafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 ange
gebenen Merkmale möglich. Besonders
vorteilhaft ist es dabei, wenn die Steuerleitung des Ring
leitungssystemes aus einem Lichtleiter besteht, der die
zwischen Sender und Empfänger auszutauschenden Signale
durch zyklische Lichtimpulsfolgen zwischen Sender und
Empfänger überträgt. Zur Ein- und Ausgabe der Lichtimpuls
folgen ist es zweckmäßig, wenn der Lichtleiter am Sender
und an den Empfängern Abzweigstellen aufweist, die über
lichtelektrische Wandler mit ihnen verbunden sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein Fernwirksystem für ein
Kraftfahrzeug in schematischer Darstellung mit einem
Lichtleiter im Ringleitungssystem, mit mehreren Empfangs
stationen und mit einer zentralen Sendestation, Fig. 2
ein Diagramm mit verschiedene Signale darstellenden Licht
impulsen sowie eine zyklische Lichtimpulsfolge im Lichtleiter,
Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung die Dateneingabe
für die zentrale Sendestation, Fig. 4 zeigt den Anschluß
eines Betriebsschalters in der Dateneingabe nach Fig. 3,
Fig. 5 zeigt den Schaltungsaufbau einer Empfangsstation
mit angeschlossenem Verbraucher und Fig. 6 zeigt ein Dia
gramm der Signale an verschiedenen Schaltungspunkten der
Empfangsstation nach Fig. 5.
In Fig. 1 ist schematisch ein Fernwirksystem mit einer
zentralen Sendestation 10 und zwei Empfangsstationen 11 und
12 dargestellt die an ein Ringleitungssystem angeschlossen
sind. Das Ringleitungssystem besteht aus einer Versorgungs
leitung 13, die an den Akkumulator 14 des Kraftfahrzeuges
angeschlossen ist und aus einem Lichtleiter 15, der eine
ringförmige Steuerleitung bildet. An das Fernwirksystem
können sämtliche im Kraftfahrzeug vorhandene oder nach
träglich eingebaute elektrische Verbraucher angeschlossen
werden. Im Beispielsfall ist an der Empfangsstation 11 ein
Motor 16 für ein Kühlgebläse angeschlossen und an der
Empfangsstation 12 sind eine Parkleuchte 17, ein Schein
werferrelais 18, ein Standlicht 19 sowie ein Motor 20 für
die Scheinwerferreinigung angeschlossen. Der Lichtleiter 15
weist an allen Empfangsstationen sowie an der Sendestation
10 jeweils eine Abzweigstelle 21 auf, an denen lichtelek
trische Wandler 22 und 23 angeordnet sind, die mit den
Sende- bzw. Empfangsstationen 10, 11 und 12 elektrisch
verbunden sind. Die lichtelektrischen Wandler bestehen
dabei aus einem Lichtsignalempfänger 22, vorzugsweise
einer Fotodiode und aus einem Lichtsignalsender 23, vorzugs
weise einer Leuchtdiode. An den Abzweigstellen 21 des
Lichtleiters 15 ist jeweils das Ende einer Glasfaser 24
mit verspiegelter Stirnfläche 24a so in den Lichtleiter
15 eingesetzt, daß die Stirnflächenebene einen Winkel zur
Längsachse X des Lichtleiters 15 bildet. Während die Empfangs
station 11 nur einen Sender für den Motor 16 enthält, dem
eine Zählstelle 1 zugeordnet ist, sind in der Empfangs
station 12 vier Empfänger für die vier angeschlossenen
Verbraucher 17 bis 20 zusammengefaßt. Diesen Verbrauchern
sind die Zählstellen 2 bis 5 zugeordnet. Die Sendestation 10
enthält einen Mikrocomputer 25, der über einen Datenbus 26
mit einer Dateneingabe 27 sowie mit einem digital gesteu
erten Anzeigegerät 28 verbunden ist. Der Dateneingabe 27
sind sämtliche Betriebsschalter 29 zugeordnet und den Be
triebsschaltern 29 sind ebenfalls Zählstellen zugeordnet, die
jeweils mit der Zählstelle der zugehörigen Verbraucher
übereinstimmen. Im Ausführungsbeispiel sind fünf Betriebs
schalter 29 mit den entsprechenden Zählstellen 1 bis 5 dar
gestellt. An das Ringleitungssystem lassen sich am Licht
leiter 15 beliebig viele Empfangsstationen mit weiteren
Verbrauchern anschließen, denen weitere Zählstellen und
weitere Betriebsschalter zugeordnet sein können oder die
von vorhandenen Betriebsschaltern 29 mit angesteuert werden.
So werden beispielsweise für den linken und rechten Schein
werfer eines Kraftfahrzeuges zwei Empfangsstationen vorge
sehen, deren Verbraucher gleiche Zählstellen zugeordnet
sind und die folglich jeweils von einem der Betriebsschal
ter 29 gesteuert werden.
Mit Hilfe der in Fig. 2 auf den Zeilen a bis f dargestell
ten Lichtimpulse soll die Wirkungsweise des Fernwirksystems
nach Fig. 1 prinzipiell erläutert werden. In Zeile a von
Fig. 2 ist eine zyklische Lichtimpulsfolge A dargestellt,
die mit einer Frequenz von 20 KHz von der zentralen Sende
station 10 über die Abzweigstelle 21 auf den Lichtleiter
15 gegeben wird. Die Impulsfolge A enthält eine bestimmte
Anzahl von Taktimpulsen B gemäß Zeile b, die sowohl von der
Sendestation 10 als auch von sämtlichen Empfangsstationen
11, 12 von einer in Fig. 5 näher erläuterten Impulszähl
stufe bzw. vom Mikrocomputer 25 erfaßt werden. Zwischen den
Impulsfolgen A liegt gemäß Zeile c eine längere Impulspause
C die ebenfalls von den Empfangsstationen 11, 12 erfaßt
wird und dort die Impulszählstufen wieder zurücksetzt.
Innerhalb einer Impulsfolge A haben die einzelnen Takt
impulse B unterschiedlichen Abstand voneinander. Dabei
bildet jede einem Taktimpuls B nachfolgende Pause ein
Steuersignal für den Verbraucher, der mit diesem Takt
impuls B angesprochen wird. Eine kurze Impulspause gemäß
Zeile d bildet dabei das Steuersignal 0 für den Verbraucher,
mit dem dieser abgeschaltet wird und eine etwa doppelt
so große Pause gemäß Zeile e bildet das Steuersignal I,
mit dem der Verbraucher eingeschaltet wird.
Das Rückmeldesignal wird jeweils in der Empfangsstation 11,
12 erzeugt, an der der angesteuerte Verbraucher angeschlossen
ist. Die Rückmeldung an die Sendestation 10 erfolgt bei
ordnungsgemäß geschaltetem Verbraucher durch eine Verlänge
rung des diesem Verbraucher zugeordneten Taktimpuls B′
gemäß Zeile f. Soll das Rückmeldesignal eine Meßgröße über
mitteln, so wird der Taktimpuls, welcher der Meßstelle
zugeordnet ist, entsprechend des gemessenen Wertes von der
zugeordneten Empfangsstation mehr oder weniger stark ver
längert. Da sich die zeitliche Länge einer solchen Impuls
folge A sowohl durch unterschiedliche Steuersignale als
auch durch die unterschiedlichen Rückmeldesignale ändert,
wird sich auch die Impulsfolgenpause C ändern. Die Frequenz
der Impulsfolge A bleibt dagegen konstant. Die Impuls
folgenpause C ist so groß gewählt, daß sie in jedem Fall
wesentlich länger ist als die Impulspausen innerhalb der
Impulsfolge A.
Mit den zyklischen Lichtimpulsfolgen A führt der Lichtleiter
15 sämtliche Takt-, Steuer-, Synchronisier- und Rückmeldesig
nale, wobei diese Signale nach einem von der Sendestation 10
und von sämtlichen Empfangsstationen 11, 12 lesbaren Code aus
unterschiedlichen Impulslängen und unterschiedlichen Pausen
längen zwischen den Taktimpulsen B und den Impulsfolgen A
bestehen. Im Beispielsfall ist der Betriebsschalter 29, dem
die Zählstelle 3 zugeordnet ist, geschlossen. Über den Daten
bus 26 wird nun diese Imformation von der Dateneingabe 27
in den Mikrocomputer 25 gegeben. Der Mikrocomputer verar
beitet nun diese Information nach einem Programm derart,
daß die Sendestation 10 über die Abzweigstelle 21 eine
zyklische Lichtimpulsfolge A auf den Lichtleiter 15 gibt,
die nach dem dritten Taktimpuls B eine lange, das Steuer
signal I darstellende Pause aufweist. Durch den dritten
Taktimpuls der Impulsfolge A wird der Empfänger in der
Empfangsstation 12 angesprochen, dem ebenfalls die Zähl
stelle 3 zugeordnet ist. Er fragt das ihm zugeordnete Steu
ersignal ab und erkennt in der langen Pause das Ein-Sig
nal. Mit einer einstellbaren Zeitverzögerung schaltet der
angesprochene Empfänger den ihm zugeordneten Verbraucher,
im vorliegenden Fall das Scheinwerferrelais 18 ein. Ein
Ruhekontakt 30 des Scheinwerferrelais 18, der zur Rückmel
dung ebenfalls an die Empfangsstation 12 angeschlossen ist,
wird dadurch geöffnet. Sobald der Relaiskontakt 30 geöffnet
ist, wird in den nachfolgenden zyklischen Impulsfolgen A
jeweils der dritte Taktimpuls von dem Empfänger mit der
Zählstelle 3 um einen bestimmten Betrag verlängert. Der
längere Taktimpuls B′ wird von der Sendestation 10 abge
fühlt und nach einem bestimmten Programm des Mikrocomputers
25 wird über den Datenbus 26 eine entsprechende Rückmeldung
entweder unmittelbar auf eine Kontrollampe am zugehörigen
Betriebsschalter 29 oder eine entsprechende Information
auf das Anzeigegerät 28 gegeben. Wird der Betriebsschal
ter 29 mit der Zählstelle 3 zu einem späteren Zeitpunkt
wieder geöffnet, so erscheint in der Lichtimpulsfolge A
nach dem dritten Taktimpuls eine kurze Pause, die vom
Empfänger mit der Zählstelle 3 als Aus-Signal erkannt
wird. Das Scheinwerferrelais 18 wird nunmehr abgeschaltet,
der Relaiskontakt 30 wird geschlossen so daß der dritte
Taktimpuls nicht mehr verlängert wird. Auch dies wird von
der Sendestation 10 erfaßt und die Anzeige wird über den
Datenbus 26 gelöscht.
Fig. 3 zeigt in stark vereinfachter, schematischer Form
die Dateneingabe 27 für den Mikrocomputer 25 in der Sende
station 10. Eine entsprechende Dateneingabe und Ausgabe
ist in ihrem Aufbau in der DE-OS 28 14 124 näher erläutert.
Ihre prinzipielle Wirkungsweise besteht darin, daß eine 8×8
Diodenmatrix 31 vom Mikrocomputer 25 über die Ausgänge 1a
bis 8a seriell abgefragt wird. Der Zustand der einzelnen
Positionen der Diodenmatrix wird dabei über die Eingänge
1b bis 8b in den Mikrocomputer 25 eingegeben. Fig. 4 zeigt
dabei die Anordnung eines Betriebsschalters 29, der über
eine Diode 32 den Kreuzungspunkt des Einganges 1b mit dem
Ausgang 1a verbindet. Ist der Betriebsschalter 29 geschlos
sen, so gelangt seriell ein vom Mikroprozessor 25 abge
gebener Impuls über die Diode 32 vom Eingang 1b zum Ausgang
1a. Diese Information wird im Mikrocomputer gespeichert und
nach einem bestimmten Programm als Steuersignal I über den
Lichtleiter 15 auf einen Empfänger gegeben, der durch die
entsprechende Zählstelle den Betriebsschalter 29 zugeordnet
ist, um den angeschlossenen Verbraucher einzuschalten.
Zwischenzeitlich können vom Mikrocomputer 25 über die
Dioden 33 Signale an eine Auswerteelektronik des Anzeige
gerätes 28 aus Fig. 1 gegeben werden.
In Fig. 5 ist der Schaltungsaufbau des Empfängers 12a
für die Zählstelle 3 dargestellt, der in der Empfangs
station 12 nach Fig. 1 zusammen mit weiteren, zu ihm
parallel geschalteten Empfängern angeordnet ist. Die Ab
zweigstelle 21 des als Ringleitung im Kraftfahrzeug ge
führten Lichtleiters 15 ist mit dem Ende der Glasfaser 24
mit der Empfangsstation 12 verbunden. Die Lichtimpulsfolge
im Lichtleiter 15 wird über die Glasfaser 24 und durch
einen stirnseitig davor angeordneten halbdurchlässigen
Spiegel 34 auf eine Fotodiode 35 gegeben, die anoden
seitig an eine den Pluspol führende Versorgungsleitung
13a angeschlossen ist. Die Fotodiode 35 iiegt kathoden
seitig am Eingang einer Verstärkerstufe 36, deren Ausgang
mit dem Zähleingang einer Impulszählstufe 37 verbunden
ist. Außerdem ist der Ausgang der Verstärkerstufe 36 mit
dem Eingang einer Löschstufe 38 verbunden, die aus einem
Inverter 39, einem nachgeschalteten RC-Glied 40 und einem
kondensatorseitig angeschlossenen Schwellwertschalter 41
besteht. Das RC-Glied 40 ist dabei mit einer Entladediode
42 versehen. Die Löschstufe 38 ist ausgangsseitig an den
Rücksetzeingang R der Impulszählstufe 37 angeschlossen. Die
Impulszählstufe 37 hat im Beispielsfall sechs Ausgangs
leitungen 43, an denen in bekannter Weise der Zählerstand
in binärer Form ausgegeben wird. Durch Exclusiv-ODER-Gatter
44 kann die Impulszählstufe 37 auf eine bestimmte Zähler
stellung abgefühlt werden, in dem dar zweite Eingang der
Exclusiv-ODER-Gatter 44 entsprechend an Plus- oder an Minus
potential gelegt wird. Die Ausgänge der Exclusiv-ODER-Gatter
44 sind auf ein UND-Gatter 45 zusammengefaßt. Im Beispiels
falle wird von der Impulszählstufe 37 ein Impuls auf den
Ausgang des UND-Gatters 45 gegeben, sobald die Zahl 3
am Ausgang der Impulszählstufe 37 erscheint. Zu diesem Zweck
sind die beiden ersten Exclusiv-ODER-Gatter 44 mit ihrem
zweiten Eingang auf die Plusleitung 13a und die übrigen
Gattter 44 mit ihrem zweiten Eingang auf die Minusleitung
46 gelegt. Der Ausgang des UND-Gatters 45 ist über ein
zweites UND-Gatter 47 an den Zähleingang eines Zykluszählers
48 angeschlossen, dessen zwei Ausgänge über ein UND-Gatter
49 und einen Widerstand 50 mit einer Ausgangsklemme 51 der
Empfangsstation 12 verbunden sind. An die Ausgangsklemme 51
ist der dem Empfänger zugeordnete Verbraucher, im Beispiels
fall die Wicklung des Scheinwerferrelais 18 angeschlossen.
Da das Relais in der dargestellten Weise erregt ist, ist
der Ruhekontakt 30 für die Rückmeldung geöffnet und der
Arbeitskontakt 52 mit der daran angeschlossenen Schein
werferlampe 53 ist geschlossen.
Außerdem ist das UND-Gatter 49 am Ausgang des Zykluszählers
48 noch über eine Umkehrstufe 54 mit einem weiteren Eingang
des UND-Gatters 47 am Zähleingang des Zykluszählers 48
angeschlossen. Ein dritter Eingang des UND-Gatters 47 am
Zähleingang des Zykluszählers 48 ist an eine Zeitstufe 55
angeschlossen, die eingangsseitig zur Löschstufe 38 parallel
geschaltet ist und in ähnlicher Weise aus einem Inverter
56, einem RC-Glied 57 und einem Schwellwertschalter 58 auf
gebaut ist. Außerdem ist auch hier das RC-Glied 57 mit
einer Entladediode 59 versehen. Der Ausgang der Zeitstufe
55 ist ferner über ein Umkehrgatter 60 und eine UND-Stufe
61 an den Rücksetzeingang des Zykluszählers 48 angeschlos
sen. Ein zweiter, dynamischer Eingang der UND-Stufe 61 ist
mit dem Ausgang des UND-Gatters 45 der Impulszählstufe 37
verbunden.
Der mit einem Anschluß auf Masse gelegte Rückmeldekontakt 30
des dem Empfänger 12a zugeordneten Relais 18 ist mit seinem
anderen Anschluß zusammen mit dem Ausgang des UND-Gatters 45
der Impulszählstufe 37 an Eingänge eines weiteren UND-
Gatters 62 angeschlossen, dessen Ausgang über eine Ver
stärkerstufe 63 an den Eingang einer monostabilen Kipp
stufe 64 angeschlossen ist. Der Ausgang dieser Kippstufe
64 ist über eine Leitung 65 mit einer gegen Masse ge
schalteten Leuchtdiode 66 verbunden, die bei eingeschaltetem
Relais 18 als Rückmeldesignal die Verlängerung des dem
Empfänger 12a zugeordneten Taktimpulses erzeugt. Außerdem
ist der Rückmeldekontakt 30 des Relais 18 an der Anschluß
klemme 67 über einen Widerstand 68 mit der Masseleitung 46
und über einen Widerstand 69 mit der Versorgungsleitung 13a
verbunden. Weitere Empfänger der Empfangsstation 12 können
an den mit Pfeilen versehenen Leitungsenden des Empfängers
12a angeschlossen werden.
Die Wirkungsweise des Empfängers 12a soll im folgenden
mit Hilfe des in Fig. 6 dargestellten Impulsdiagrammes
näher erläutert werden. Dabei werden die in den Punkten
a bis h der Schaltung nach Fig. 5 auftretenden Span
nungsimpulse dargestellt. Im Punkt a der Schaltung tritt
die elektrische Impulsfolge A′ auf, welche durch die
Fotodiode 35 aus der Lichtimpulsfolge A umgewandelt und
über die Verstärkerstufe 36 auf den Zähleingang der Impuls
zählstufe 37 gelangt. Diese Impulsfolge gelangt außerdem
auf den Eingang der Löschstufe 38 und dem der Zeitstufe 55.
Die Pause C′ zwischem dem zyklisch sich wiederholenden
Impulsfolgen A′ wird von der Löschstufe 38 abgefühlt, in
dem der Kondensator des RC-Gliedes 40 mit Beginn der Pause
allmählich aufgeladen wird. Dies zeigt der Verlauf der
Spannung im Punkt b der Schaltung. Nach einer bestimmten
Zeit, die kürzer als die tatsächliche Pausenzeit zwischen
zwei Impulsfolgen ist, wird am Ausgang des Schwellwert
schalters 41 im Punkt c der Schaltung ein Rücksetzimpuls
abgegeben, der die Impulszählstufe 37 auf Null zurücksetzt.
Mit dem Beginn des folgenden Taktimpulses 1 wird nun die
Impulszählstufe 37 an ihrem digitalen Ausgang auf die Zahl 1
gesetzt. Mit dem Beginn jedes weiteren Taktimpulses schal
et der Zähler 37 weiter. Im Punkt d der Schaltung ist
dabei der Signalverlauf am ersten Ausgang der Impulszähl
stufe 37 dargestellt.
Die Pausen zwischen den einzelnen Taktimpulsen werden
jeweils von der Löschstufe 38 und von der Zeitstufe 55
abgefühlt. Da die Pausen für die eingestellte Zeit der
Löschstufe 38 zu kurz sind, wird der Zähler 37 während
einer Impulsfolge A′ nicht zurückgesetzt. Vielmehr wird
die Kondensatorladung am RC-Glied 40 mit Beginn eines
jeden Taktimpulses über die Entladediode 42 auf den dann
gegen Masse geschalteten Ausgang der Inverterstufe 39
abgeführt. Mit Beginn einer jeden Pause wird aber außer
dem der Kondensator des RC-Gliedes 57 in der Zeitstufe
55 allmählich geladen, was der Spannungsverlauf im Punkt
e der Schaltung zeigt. Da eine kurze Pause zwischen den
einzelnen Taktimpulsen das Steuersignal 0 darstellen soll,
ist das Zeitglied 57 der Zeitstufe 55 so eingestellt, daß
im Punkt f der Schaltung am Ausgang des Schwellwert
schalters 58 erst dann ein Ausgangssignal auftritt, wenn
zwischen den Taktimpulsen eine längere, das Steuersignal I
darstellende Pause auftritt. Bei kürzeren Impulspausen wird
dagegen der Kondensator des RC-Gliedes 57 jeweils mit Beginn
des nachfolgenden Taktimpulses über die Entladediode 59
wieder entladen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel soll nun das Schein
werferrelais 18 durch den in Fig. 1 dargestellten Betriebs
schalter 29 eingeschaltet werden. Dem Betriebsschalter 29
sowie dem Empfänger 12a ist die Zählstelle 3 zugeordnet.
Das bedeutet für den Empfänger 12a, daß mit dem dritten
Taktimpuls die am Ausgang der Impulszählstufe 37 erscheinende
binäre 3 durch die entsprechend geschalteten Exclusiv-
ODER-Gatter 44 auf allen sechs Eingängen des UND-Gatters 45
ein I-Signal gibt, das am Ausgang dieses Gatters 45 im
Punkt g der Schaltung auf den Eingang des nachgeschalteten
UND-Gatters 47 gelangt. Da während dieses Impulses auch am
Ausgang der Zeitstufe 55 etwas später ein Impuls erscheint
und der Ausgang der Umkehrstufe 54 ebenfalls zunächst noch
ein I-Signal führt, ist nunmehr die UND-Bedingung am Gat
ter 47 erfüllt und es gelangt ein erster Zählimpuls auf den
Zähleingang des Zykluszählers 48 gemäß Punkt h der Schaltung.
Dieser Impuls ist in Fig. 6 nur gestrichelt dargestellt,
da - wie weiter unten erläutert wird - dieser Impuls über
die Umkehrstufe 54 unterdrückt wird, sobald das Relais 18
erregt ist.
Der Ausgang des Zykluszählers 48 wird durch den ersten
Zählimpuls auf eine binäre 1 gesetzt, so daß die UND-Be
dingung am Gatter 49 noch nicht erfüllt ist. Mit der nach
folgenden zweiten Impulsfolge wird nach dem dritten Takt
impuls der Zykluszähler 48 in der zuvor beschriebenen Weise
auf eine binäre 2 gesetzt. Erst im dritten Zyklus wird
mit der binären 3 am Ausgang des Zykluszählers 48 die
UND-Bedingung am Gatter 49 erfüllt und das Relais 18 wird
über den Schutzwiderstand 50 erregt. Außerdem wird vom
Ausgang des Gatters 49 die Umkehrstufe 54 angesteuert, die
nunmehr ein Weiterzählen am Zykluszähler dadurch verhindert,
daß die UND-Bedingung am Gatter 47 am Zähleingang des
Zykluszählers 48 für die folgenden Zyklen nicht mehr er
füllt ist. Das Relais 18 wird daher in dem dargestellten,
eingeschalteten Zustand gehalten. Die Scheinwerferlampe
53 ist über dem Arbeitskontakt 52 des Relais 18 auf Plus
spannung gelegt und der Rückmeldekontakt 30 des Relais 18
ist geöffnet, so daß der damit verbundene Eingang des UND-
Gatters 62 nicht mehr auf Masse liegt, sondern auf ein
Potential, das sich durch die als Spannungsteiler ge
schalteten Widerstände 68 und 69 ergibt. Da auch der an
dere Eingang dieses Gatters 62 den im Punkt g der Schal
tung auftretenden Impuls führt, gelangt dieser Impuls vom
Ausgang des Gatters 62 über die Verstärkerstufe 63 auf den
Eingang der monostabilen Kippstufe 64. Diese gibt nun auf
ihren Ausgang im Punkt l der Schaltung einen Impuls von
definierter Länge, der über die Leitung 65 zur Leuchtdiode
66 gelangt. Dort wird ein entsprechender Lichtimpuls sowohl
auf den Lichtleiter 24 bzw. 15 als auch auf die Fotodiode
35 gegeben, der das Rückmeldesignal darstellt.
Wird nun der dem Scheinwerferrelais 18 zugeordnete Betriebs
schalter 29 geöffnet, so gelangt eine entsprechende Infor
mation über die Diodenmatrix 31 gemäß Fig. 3 auf den
Mikrocomputer 25 der Sendestation 10 und dieser verkürzt
die dem dritten Impuls folgende Pause auf etwa die Hälfte
der Zeit. Während mit dem Beginn des dritten Taktimpulses
im Punkt g der Schaltung weiterhin ein Signal erscheint,
bleibt im Punkt f der Schaltung am Ausgang der Zeitstufe
55 das Signal aus, weil durch die kurze Pause der Konden
sator des RC-Gliedes 57 nicht mehr ausreichend aufgeladen
werden kann. Über die Umkehrstufe 60 liegt daher an einem
Eingang der UND-Stufe 61 ein I-Signal. Da an seinem an
deren Eingang das Signal im Punkt g der Schaltung anliegt,
ist die UND-Bedingung erfüllt und die UND-Stufe 61 setzt
nunmehr den Zykluszähler 48 zurück auf Null. Damit wird
das Relais 18 abgeschaltet und der Zähleingang des Zyklus
zählers 48 über die Umkehrstufe 54 erneut für einen Zähl
vorgang vorbereitet. Durch das Abfallen des Relais 18 wird
außerdem der Rückmeldekontakt 30 geschlossen und somit der
eine Eingang des UND-Gatters 62 auf Masse gelegt. Die UND-
Bedingung wird dadurch aufgehoben und folglich wird die
monostabile Kippstufe 64 nicht mehr angesteuert. Das hat
zur Folge, daß der dritte Taktimpuls durch die monostabile
Kippstufe 64 nun nicht mehr verlängert wird und dement
sprechend das Rückmeldesignal am Anzeigegerät erlischt.
Durch den Zykluszähler 48 wird sichergestellt, daß der
Verbraucher 18 nicht zufällig durch ein Störimpuls in der
Empfangsstation 12 eingeschaltet wird. Erst wenn das von
der Sendestation 10 abgegebene Einschaltsignal nach dem
dritten Taktimpuls während drei aufeinanderfolgender Im
pulsfolgen A auftritt, wird der Verbraucher 18 eingeschal
tet. Durch die hohe Frequenz der Impulsfolgen tritt jedoch
durch diese Maßnahme keine erkennbare Verzögerung beim Ein
und Ausschalten eines Verbrauchers des Fernwirksystemes
auf.
Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel be
schränkt, da der Schaltungsaufbau in der Dateneingabe 27,
in der Sendestation 10 sowie in den Empfangsstationen 11,
12 auf andere Art erfolgen kann. Erfindungswesentlich ist
dabei jedoch, daß sämtliche, zur selektiven Steuerung der
Verbraucher und deren Überwachung erforderlichen Signale
über eine einzige Steuerleitung zwischen der Sendestation
und den Empfangsstationen ausgetauscht werden. Dabei kann
im Ringleitungssystem anstelle des Lichtleiters 15 auch ein
elektrischer Leiter verwendet werden. Lichtleiter sind
gegenüber elektrischen Leitern jedoch unempfindlich gegen
elektromagnetische Störfelder im Kraftfahrzeug und gegen
Störimpulse im Bordnetz des Kraftfahrzeuges. Es kann daher
auch bei einer Fernwirkanlage mit einem Lichtleiter gegen
über einem elektrischen Leiter eine wesentlich höhere
Taktfrequenz gewählt werden, es kann die Zahl der am Ring
leitungssystem angeschlossenen Verbraucher oder Meßstellen
ohne Beeinträchtigung der Funktionssicherheit erhöht werden
und es kann die Frequenz der Impulsfolge (Zyklusfrequenz)
erhöht werden.
Die Betriebsschalter 29 des Fernwirkssystems sind an einem
Lenkstockschalter bzw. am Armaturenbrett des Kraftfahr
zeuges angeordnet und an die Diodenmatrix 31 angeschlossen.
Die Eingabe der Schaltformationen werden beispielsweise
im Mikrocomputer 25 in 8×8 RAM-Plätzen gespeichert und
während jeder Synchronisationspause abgefragt. Die von den
Verbrauchern kommenden Rückmeldesignale werden in weiteren
4×8 RAM-Speicherplätzen als digitale Informationen ge
speichert und durch ein geeignetes Programm während der
Synchronisationspäuse C zyklisch auf das Anzeigegerät 28
bzw. auf entsprechenden Kontrollampen an den Betriebs
schaltern 29 gegeben.
Die einzelnen Empfänger sind vorzugsweise als IC-Bausteine
ausgeführt, indem jede Impulszählstufe 37 über die Exclusiv-
ODER-Gatter 44 durch eine sogenannte Pin-Codierung auf eine
bestimmte Zählstelle programmiert wird. Dadurch ist es mög
lich, für sämtliche Empfangsstationen gleiche Empfänger zu
verwenden, die dann lediglich auf die Zählstelle programmiert
werden, die für den angeschlosssenen Verbraucher und den
ihm zugeordneten Betriebsschalter vorgesehen ist.
Claims (12)
1. Fernwirksystem zum selektiven Ansteuern von Verbrauchern, insbesondere
in Kraftfahrzeugen, mit einer zentralen Sendestation, daran ange
schlossen, den Verbrauchern zugeordneten Betriebsschaltern, mit Ver
brauchern und ihnen vorgeschalteten Empfangsstationen, die auf eine
bestimmte, Takt-, Synchronisier- und Steuersignale enthaltende zykli
sche Impulsfolge der Sendestation ansprechbar sind und Rückmeldesig
nale über den Schaltzustand des Verbrauchers abgeben, sowie mit einem
Ringleitungssystem mit einer Versorgungs- und einer Steuerleitung,
welche die zyklischen Impulsfolgen zwischen Sende- und Empfangssta
tionen überträgt, wobei die Steuerleitung in den zyklischen Impuls
folgen auch die Rückmeldesignale führt und alle Signale nach einem
Code von der Sendestation bzw. den Empfangsstationen lesbar sind,
dadurch gekennzeichnet, daß alle Takt-, Synchronisier-, Steuer- und
Rückmeldesignale (B, C, 0, I, B′) aus unterschiedlichen Impulslängen
und unterschiedlichen Pausenlängen zwischen den Impulsen (B, B′) und
den Impulsfolgen (A) bestehen, wobei die Steuersignale als unter
schiedliche Impulslängen bzw. Pausenlängen von den Empfangsstationen
(11, 12) und die Rückmeldesignale (B′) als unterschiedliche Pausen
längen bzw. Impulslängen von der Sendestation (10) lesbar sind.
2. Fernwirksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerleitung (15) aus einem Lichtleiter besteht,
welcher die Signale durch zyklische Lichtimpulsfolgen (4)
zwischen der Sendestation (C) und den Empfangsstationen
(11, 12) überträgt.
3. Fernwirksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Lichtleiter (15) an der Sendestation (10) und an den
Empfangsstationen (11, 12) Abzweigstellen (21) aufweist, die
über lichtelektrische Wandler (22, 23) mit ihnen verbunden
sind.
4. Fernwirksystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sendestätion (10) und die Empfangsstationen (11, 12)
jeweils einen an die Abzweigstelle (21) des Lichtleiters
(15) angeschlossenen Lichtsignalsenders (22) und einen
Lichtsignalempfänger (23) aufweisen, die jeweils mit der
elektronischen Schaltung der ihnen zugeordneten Sendestation
(10) bzw. Empfangsstation (11, 12) verbunden sind.
5. Fernwirksystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß an den Abzweigstellen (21) des Lichtleiters (15) jeweils
das Ende einer Glasfaser (24) mit einer verspiegelten Stirn
fläche (24a) so in den Lichtleiter (15) eingesetzt ist, daß
die Stirnflächenebene einen Winkel zur Längsachse (X) den
Lichtleiters (15) bildet.
6. Fernwirksystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß am anderen Ende der Glasfaser (24) eine mit einer Empfangs
station (11, 12) bzw. mit der Sendestation (10) elektrisch
verbundene Fotodiode (35) sowie eine Leuchtdiode (66) ange
ordnet sind.
7. Fernwirksystem nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere, in einer Empfangsstation
zusammengefaßte Empfänger (12a) an einer gemeinsamen
Abzweigstelle (21) des Lichtleiters (15) angeschlossen sind.
8. Fernwirksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Empfänger (12a) einer Empfangsstation (12) eine
mit der Steuerleitung (15) gekoppelte Impulszählstufe (37)
hat, deren Rücksetzeingang (R) an eine die Impulsfolgen
pause (C) abfühlende Löschstufe (38) angeschlossen ist, deren
über Gatter (44, 45) auf eine bestimmte Zahl fest einge
stellter Ausgang (g) über ein UND-Gatter (47) dem Eingang
eines Zykluszählers (48) zugeführt ist, dessen Ausgang
nach Erreichen einer bestimmten, einstellbaren Zahl einen
dem Empfänger (12a) zugeordneten Verbraucher (18) an
steuert.
9. Fernwirksystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß ein weiterer Eingang des UND-Gatters (47) an eine die
Pausenlänge zwischen den einzelnen Taktimpulsen (B) der
zyklischen Impulsfolgen (A) abfühlende Zeitstufe (55)
angeschlossen ist, die bei einer kurzen Pause ein 0-Signal
und bei längerer Pause ein I-Signal abgibt.
10. Fernwirksystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß ein weiterer Eingang des UND-Gatters (47) über eine
Umkehrstufe (54) mit dem Ausgang des Zykluszählers (48)
verbunden ist.
11. Fernwirksystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ausgang (f) der Zeitstufe (55) über eine weitere
Umkehrstufe (60) und eine mit seinem zweiten Eingang an
den Ausgang (g) der Impulszählstufe (37) angeschlossene
UND-Stufe (61) mit dem Rücksetzeingang des Zykluszählers
(48) verbunden ist.
12. Fernwirksystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Rückmeldekontakt (30) des dem Empfänger (12a)
zugeordneten Verbrauchers (18) zusammen mit dem Ausgang (g)
der Impulszählstufe (37) über ein weiteres UND-Gatter (62)
an den Eingang einer monostabilen Kippstufe (64) angeschlos
sen ist, deren Ausgang zur Verlängerung des dem Empfänger
zugeordneten Taktimpulses (3) bei eingeschaltetem Verbrau
cher (18) mit der Steuerleitung (15) verbunden ist.
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