DE3705297A1

DE3705297A1 - 1-hauptleitung 1-steuerleitung multiplexsystem in kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE3705297A1
Application number: DE19873705297
Authority: DE
Inventors: Georg Ing Grad Haubner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-02-19
Filing date: 1987-02-19
Publication date: 1988-09-01

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Fernwirksystem zum selektiven Ansteuern von Verbrauchern, insbesondere in Kraftfahr zeugen. Ein derartiges Fernwirksystem ist bekannt aus der DE-OS 23 50 891. Ein Fernwirksystem dieser Art für Anwendungen in der allgemeinen Meß- und Steuerungstechnik ist als kombiniertes BUS-System bekannt, vergleiche Elektronik 1972 331 ff, 1973, 300 ff, 1974 289 ff und 345 ff. Solchen Systemen ist gemeinsam, daß die an das Ringleitungssystem angeschlossenen Empfänger vom Zentralsender aus im Multiplex-Verfahren selektiv ansteuerbar sind, so daß der Verdrahtungsauf wand für mehradrige Kabelverbindungen vom Zentralsender zu jedem einzelnen Empfänger entfallen kann und dennoch stets bei der Datenverarbeitung im Zentralsender die eindeutige Zuordnung zu einem bestimmten Empfänger und dementsprechend zu einem bestimmten Informationsinhalt nicht verlorengeht.

Ein weiteres bekanntes Fernwirksystem ist das aus DE 25 03 679 C2, das neben einer Versorgungsspannung mit 2 Leitungen noch eine Taktleitung, eine Steuerleitung und eine Rückmeldeleitung aufweist. Die Leitungen gehen als Ringleitung zu allen Empfangseinheiten.

Vorteil und Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fernwirk system das nur eine Versorgungsleitung für die Verbraucher und eine einzige zusätzliche Leitung für die Auswahl der Verbraucher, für die Rückmeldung der Verbraucher an die Zentralstation und für die Energieversorgung der Empfangs einheiten aufweist.

Zeichnungen

Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung und zwar

Fig. 1 ein Übersichtsschaltbild des Fernwirksystems mit einem Zentralsender und einer Einfachempfangsstation,

Fig. 2 eine Empfangsstation mit einer Relaissteuerung des Verbrauchers und Rückmeldung mittels eines zusätz lichen Transistors,

Fig. 3 zeigt ein Beispiel für eine praktische Ausführungs form einer Empfangsstation mit 4 Empfängern,

Fig. 4 zeigt den Spannungs-Zeit-Verlauf auf der Steuer leitung.

Im in Fig. 1 dargestellten Übersichtsschaltbild zur Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung befindet sich links der Zentralsender 1. Er ist an die mit dem Pluspol an Masse angeschlossene Batterie spannung 2 und an die Minusspannung 3 der Batterie ange schlossen. Die Minuspolleitung 5 ist als Kupferleitung ausgeführt, die zu allen Empfangseinheiten als Ring leitung oder als Sternleitung führt. Neben dieser quer schnittsstarken Leitung führt nur noch eine querschnitts schwache Leitung als Steuerleitung 4 zu den Empfangsein heiten. Nur dort wo keine gute Masseverbindung möglich ist, z. B. Fahrzeugtür, ist die Plusleitung als Kupfer leitung ausgebildet. Rechts in Fig. 1 ist eine Empfangs einheit mit einer einzigen Verbraucheransteuerung gezeigt. Aus den Spannungsimpulsen der Steuerleitung 4 wird über die Diode 7 und dem Glättungskondensator 9 die Versorgungs spannung für die Steuerlogik 10 gewonnen. Ein Widerstand 6 und eine Zenerdiode 8 dienen zur Entstörung und zum Schutz der Steuerlogik 10. Über einen Schalter 11 vorzugsweise ein Feldeffekttransistor wird der Verbraucher 13 zuge schaltet. Eine Rückmeldung an den Zentralsender 1 erfolgt über das RCD-Glied 12 durch kurzzeitiges Abschalten des Verbrauchers 13. Über die Diode und den Kondensator des RCD-Gliedes 12 wird dabei ein Spannungsimpuls auf die Steuerleitung 4 phasenrichtig gegeben. Es ergibt sich eine Spannungsüberhöhung auf der Steuerleitung von z. B. 6 Volt auf 10 Volt, was der Zentralsender als Rückmelde antwort versteht. Bei Wiederzuschalten des Verbrauchers erfolgt eine langsame Entladung des Kondensators über den Widerstand des RCD-Gliedes 12.

In Fig. 2 steuert die Steuerlogik 10 über einen Transi stor 11 zunächst ein Relais 14 mit dem Freilaufwiderstand 16 das dann wiederum einen Hochstromverbraucher schaltet. Eine Rückmeldung zum Zentralsender erfolgt durch Zuschal ten eines nur in einer Richtung schaltenden Transistors 17 mit Sperrdiode. Beim Zuschalten des Transistors 17 (FET oder pnp-Transistor) erfolgt bei abgeschaltetem Verbraucher eine Rückmeldesignalgabe auf die Steuerlei tung 4 wiederum durch Spannungs-Überhöhung auf dieser Leitung. Die übrige Beschaltung der Steuerlogik in Fig. 2 entspricht der von Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine mögliche praktische Ausführungsform einer Empfangseinheit. Die Steuerlogik wird hier durch einen CMOS-Prozessor 19 dargestellt. Dieser schaltet praktisch verlustfrei mit 5 Volt die Feldeffekttransi storen 11.1 bis 11.4 über die Steuerleitungen 32. Eine Signalrückmeldung erfolgt über die RCD-Glieder 28 bis 31 auf den Steuerleitungsanschluß 22 der mit der Steuer leitung 4 verbunden wird. Der Minuspol der Lastversorgung liegt am Anschluß 21 und über die niederohmige gedruckte Leitung 34 an den Feldeffekttransistoren 11.1 bis 11.4 sowie am CMOS-Prozessor 19. Der geschaltete Minuspol geht über die Anschlüsse 24 bis 27 zu den Verbrauchern bzw. zu den Schaltrelais. Eine Relaisschaltrückmeldung erfolgt z. B. über den Anschluß 23 und den Rückmeldeschalter 17 auf den Rückmeldeanschluß 22, an dem die Steuerleitung 4 angeschlossen ist. Die Stromversorgung der Empfänger steuerlogik erfolgt wieder über die Diode 7 mit dem Glättungskondensator 9 sowie dem Schutzwiderstand 6 und der Zenerdiode 8. Ein Keramikschwinger 18 bzw. ein Quarz bringt den CMOS-Prozessor in Schwingung. Über die Kodierleitungen 47 wird eine Auswahl des Empfänger bausteins bewirkt.

Fig. 4 zeigt einen möglichen Spannungsverlauf auf der Steuerleitung 4. Nach einer Synchronisationszeit 35 werden die einzelnen Empfangsstationen einzeln oder in Reihe angesprochen. Das der Synchronisationszeit 35 folgende 0-Signal erhöht die Zähler der Empfängerein heiten durch Hardware bzw. durch Software um eins. Durch Programm werden entsprechende Impulse auf der Steuer leitung durch die Empfängerlogik ausgewählt. Nach dem ersten 0-Signal folgt die Impulszeit 36. Diese Zeit entspricht z. B. einem Ausschaltsignal für den Empfänger 1 der Empfangseinheit. Mit dem nächsten 0-Signal zählen die Empfängerzähler auf 2. Nach dem 2. 0-Signal erfolgt ebenfalls ein kurzer Impuls. Der Empfänger ist eben falls auszuschalten. Nach dem 3. 0-Signal erfolgt eine lange Impulszeit 38, der Empfänger mit der Nr. 3 wird zugeschaltet. Der Impuls 39 ist wiederum kurz, was zur Folge hat, daß die Last mit der Nr. 4 ausgeschaltet wird. Der Impuls 40 ist wiederum breit, so daß der CMOS-Prozessor die Last 5 über den FET zuschaltet. Bei 255 0-Signalen können somit 255 Verbraucher gesteuert werden. Nach dem 42. Impuls erfolgt wieder die Synchronisationszeit die breiter als ein langer Auswerteimpuls für die Empfängerzuordnung ist. Als Ansprechschwelle kann eine Spannung mit der Spannungs höhe 45 von z. B. 2 Volt gelten. Eine Rückmeldung erfolgt durch die Impulse 43 und 44 während der 1-Zeit der angesprochenen Empfänger. Die Spannungs schwelle mit der die Zentraleinheit das Rückmelde signal auswertet kann die Höhe 46 sein mit z. B. 8 V. Analogwerte können ebenfalls mit der Empfangseinheit erfaßt und über mehrere Zyklen verteilt zurückgemeldet werden. Ein Zyklus reicht dabei von Synchronisations zeit zu Synchronisationszeit. Anstelle der Last kann ein nach Masse führender Widerstand zugeschaltet werden. Die Analog-Digitalwandlung erfolgt in bekannter Art z. B. durch den Prozessor.

Die Erfindung ist nicht auf die Anmeldebeispiele be schränkt, z. B. kann auch der Minuspol der Batterie an Masse liegen wie dies in heutigen KFZ zum größten Teil üblich ist. In diesem Fall wird der Pluspol als quer schnittsstarke Leitung an die Verbraucher geführt. In diesem Fall sind p-Kanal-FET oder n-Kanal-FET mit interner Hochtransformation der Steuerspannung vorzusehen, die jedoch bedingt durch eine größere Chipfläche einen höheren Preis verursachen.

Claims

1. Fernwirksystem zum selektiven Ansteuern von Verbrauchern, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit den Verbrauchern zugeordneten betätigbaren Betriebsschaltern in einem Zentralsender und einem Ringleitungssystem bzw. einem Sternleitungssystem, das den Zentralsender und alle Verbraucher erfaßt und entsprechende Leitungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Empfängereinheiten eine querschnittsstarke Lastleitung und eine querschnittsarme Steuerleitung führt, wobei die Steuerleitung zur Stromversorgung der Empfängerein heiten, zur codierten Übertragung der Information und zur Übertragung der Information vom Empfängerbaustein zum Zentralsender dient.

2. Fernwirksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückmeldeimpuls eine Spannung aufweist, die zwischen der Spannung der codierten Signale und der Versorgungsspannung der Zentraleinheit liegt.

3. Fernwirksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückmeldung durch ein RCD-Glied erfolgt.

4. Fernwirksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückmeldung durch kurzzeitiges Abschalten des Verbrauchers erfolgt.

5. Fernwirksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückmeldesignal über die Verbraucherlast fließt.

6. Fernwirksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückmeldung durch einen weiteren Transistor 17 erfolgt.

7. Fernwirksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückmeldung bei 1 Signal der Steuerleitung erfolgt.

8. Fernwirksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückmeldung auch in der Synchronisationspause er folgen kann.