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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Herstellung eines intelligenten Stromverteilungssystems
für Fahrzeuge,
bei welchem Verfahren ein Stromverteilungskabel mit intelligenten
Verbindungssockeln (Anschlußdosen)
versehen ist, die Ausgangsverbinder für eine Stromversorgung von Aktuatoren
(Stellgliedern), die mit dem System verbunden werden sollen, und
Schaltern zum Verteilen von Strom auf die Ausgangsverbinder, sowie
von Steuerelektroniken zum Steuern der Schalter auf der Grundlage
von Steuerbefehlen, die sie von einem Nachrichtenkommunikationsbus
des Kabels oder von einem Eingangsverbinder des Sockels erhalten; die
Steuerelektroniken jedes Sockels besitzen Grundprogramme, um Sätze von
Steuerbefehlen auszuführen,
um verschiedene Funktionen durchzuführen, die durch die Steuerbefehle
bestimmt sind.
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Die Erfindung betrifft auch ein intelligentes Stromverteilungssystem
für Fahrzeuge;
jenes System beinhaltet:
- – ein Stromverteilungskabel,
das ein oder mehrere Stromleiter enthält,
- – mindestens
einen Nachrichtenkommunikationbus,
- – intelligente
Sockel, die an die Stromleiter und an den Nachrichtenkommunikationsbus
angeschlossen sind und die Steuerelektroniken aufweisen, die die
Funktion des Sockels steuern und spezifische Steuerbefehle für jeden
Sockel enthalten, zum Verteilen von Strom auf Aktuatoren, die an die
Sockel über
steuerbare Schalter infolge von Steuerbefehlen, die sie von dem
Nachrichtenkommunikationsbus oder von einem Eingabeverbinder des
Sockels erhalten haben, angeschlossen sind, und die Steuerbefehle
zur Übertragung
von Fehler- oder Kontrollnachrichten auf den Nachrichtenkommunikationsbus
enthalten.
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Diese Art von Stromverteilersystem
ist beispielsweise bekannt aus den Veröffentlichungen WO 93/10951,
WO 95/15594, EP-564943 und WO 97/02965.
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Eine Schwäche in den vorbekannten Systemen
ist, dass zuviel Intelligenz für
die Steuernachrichten der Funktionen in der Zentraleinheit des Systems
konzentriert ist, wodurch die Kommunikation blockiert wird und das
System ist in Bezug auf Betriebssicherheit beeinträchtigt.
Um diesen Nachteil zu mindern, wurde in der Europäischen Patentanmeldung
EP 0 791 506 A2 vorgeschlagen,
hochintelligente Knotensteuerer unter Kontrolle eines zentralen Steuergerätes zu benutzen,
das ein einziges Kommando adressiert an den betreffenden intelligenten Knoten
sendet, der wiederum mit individuellen Steuerbefehlen versehen ist,
die die Last steuern, die an den Knoten angeschlossen ist. Einer
der Knotensteuerer kann als ein zentraler Steuerer genutzt werden. Wegen
des Bedarfs an einem zentralen Steuerer besteht noch ein beachtlicher
wechselseitiger Verkehr zwischen jedem Knoten und dem zentralen
Steuerer, der jeden einzelnen Befehl übertragen muß; seinen Zustand
abfragen muß und
jede Zustandsnachricht von dem Knoten empfangen muß. Das Adressieren der
Befehle mit knotenspezifischen Adressen erbringt eine zusätzliche
Last zur Datenübertragung, da
viele der Befehle oder Steuernachrichten vorgesehen sind, von vielen
Knoten erkannt und identifiziert zu werden.
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Einer der gravierendsten Fehler der
vorbekannten Systeme ist der Mangel an universeller Herstellbarkeit
der Sockel, da jeder Sockel eine individuelle Auswahl von Steuerbefehlen
hat. Die Beschreibung von
EP
0 791 506 A2 schlägt
keinerlei Lösung vor,
maßgeschneiderte Produktion
zu vermeiden, um jeden Knoten mit knotenspezifischen Befehlen zu versehen.
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Dies ist ein ernster Nachteil in
allen vorbekannten Systemen, wodurch verschiedene wahlweise Anwendungen
des Systems (sowie verschiedene Fahrzeugtypen oder Modifikationen
eines einzigen Typs) nicht flexibel in einer automatisierten Linie
gefertigt werden können.
Die Schwankungen in den Lastpegeln und im Zubehör in verschiedenen Modellen
selbst eines einzigen Fahrzeugtyps verursachen beachtliche Veränderungen
in den Funktionen, die die Sockel benötigen. Wenn man das System
auf verschiedene Fahrzeugtypen und verschiedene Hersteller von Fahrzeugen
anwendet, wird die Zahl von verschiedenen wahlweisen Verkörperungen
wirklich sehr groß.
Es ist offensichtlich, dass die Herstellung von verschiedenen Ausführungen
auf einer automatisierten Linie problematisch wird, wenn die Intelligenz
in solcher Weise dezentralisiert ist, dass die Sockel mit individueller
Intelligenz versehen sind, wie sie benötigt wird durch die Betriebsbedürfnisse
von verschiedenen Lasten und Aktuatoren, die damit verbunden sind.
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Um diese Probleme zu überwinden
wurde bereits in der
US-PS 5,
670, 845 (Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2) vorgeschlagen,
Widerstände
an den Installationsorten der Steuereinheiten zu benutzen. Jede
Einheit enthält
Mittel um den Widerstand am Anschlußpunkt in dem Netzwerk zu ermitteln
und diesen Widerstand mit einer gespeicherten Tabelle von Widerstandswerten
zu vergleichen. und aufgrund des Vergleichs das Programm die passende Operation
für den
betreffenden Ort zu wählen,
an dem die Einheit zugeordnet ist. Auf diese Weise können die
Einheiten, die programmiert, um alle elektrischen Funktionen des
Fahrzeuges auszuführen,
an jeden Ort installiert werden und von Ort zu Ort geschaltet werden.
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Die Vorrichtung nach der EP-A2-266
704 ist für
die Steuerung und Diagnose von fahrzeugspezifischen intelligenten
Operationen entwickelt, die z. B. zu der Zündung und Brennstoffeinspritzung
gehören oder
zu jeglicher ähnlicher
Funktion, die intelligent gesteuert und analysiert werden muß. Das System von
EP-A2-266 704 ist nicht dazu vorgesehen, ein Stromverteilersystem
zu sein, das Strom (Leistung) an verschiedene Aktuatoren durch gesteuerte
Schalter verteilt, aber das System von EP-A2-266 704 ist ein Steuer-
und Diagnoseapparat von Fahrzeugen zum Steuern von der Zündung und
Brennstoffeinspritzung z. B. Der Steuer- und Diagnoseapparat kann
versehen werden mit allen Daten für alle verschiedenen Varianten
des Apparates, die dann für die
Funktion in einer bestimmten Weise konfiguriert werden, in dem ein
kraftfahrzeugspezifisches Steuerprogramm in den Apparat geladen
wird, oder wenn mehrere Apparate in einem Fahrzeug sind, separat
in jedem geladen wird.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es,
das oben genannte Problem zu lösen
und ein Stromverteilungssystem zu schaffen, das universell anwendbar ist
und das trotzdem in einer flexiblen Weise auf einer automatischen
Linie gefertigt werden kann.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung
ist es, ein Fertigungsverfahren für ein solches System zu schaffen,
das ein hohes Automatisierungsniveau hat.
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Das Ziel ist erreicht gemäß der Erfindung mittels
eines Verfahrens, wie in den abhängendem Anspruch
1 angegeben ist und mittels des Systems, wie im Anspruch 2 angegeben
ist.
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Die Erfindung ist nun im Detail beschrieben, wobei
Bezug auf die Zeichnungen genommen ist, von denen
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1 ein
Stromverteilersystem in einer allgemeinen schematischen Ansicht
zeigt und
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2 einen
einzelnen Sockel im System in einem Blockdiagramm und an ein Stromverteilerkabel
angeschlossen zeigt.
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1 zeigt
ein typisches Auto-Stromverteilungssystem, das acht Kabelzweige 2 und
einen mehr intelligenten Anschlußsockel 1 an jeden
Kabelzweig umfaßt.
Eine Grundfunktion des Sockels 1 ist es, einen Arbeitsstrom
in die Last 9 zu speisen, wie Lampen oder Betätiger, wozu
der Sockel mit einem steuerbaren Stromschalter 10 (2) versehen ist und der
Ausgangsstift 8 damit verbunden ist; im vorliegenden Fall
sind vier Paare an einem Sockel angeschlossen.
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Der Sockel 1 umfaßt einen
Nachrichtenkommunikationsabschnitt mit drei Grundfunktionen: Lesen
von Steuereingaben, die vom Eingangsschalter 7 kommen,
Steuern des Stromschalters 10, der Strom in den Betätiger 9 speist,
in serielle Nachrichtenkommunikation in den Nachrichtenkommunikationsbus
durch die Codeleiter 11 vom Kabel 2.
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Kontakte zwischen dem Sockel 1 und
dem Kabel 2 können
hergestellt werden durch die Verbinderstifte 21 und 22 des
Sockels, die durch eine Kabelisolation gepreßt sind und in einen direkten
Kontakt mit den Codeleitern und den betreffenden Stromleiter 12 des
Kabels (2) stehen.
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Die Strom- und Codeleiter der verschiedenen
Kabelzweige sind an betreffende Strom- und Codeleiter eines Ringkabels 3 gekoppelt, das
die betreffenden Leiter 11, 12 der verschiedenen
Kabelzweige miteinander verbindet. Natürlich kann das Ringkabel 3 in
mehrere Ringkabel aufgeteilt werden, soweit die Strom- und Codeleiter
betroffen sind. Die Eingangsenden der Kabelzweige 2, die
neben dem Ringkabel 3 sind, können, soweit es die Stromleiter
betrifft, mit gewöhnlichen
auswechselbaren Sicherungen versehen werden.
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Eine Stromquelle 4 ist an
die Stromleiter des Ringkabels 3 angeschlossen. Ein Anpassungs-
und Überwachungsblock 6 ist
an den Codeleiter des Ringkabels 3 angeschlossen. Der Anpassungs-
und Überwachungsblock 6 enthält vier
Funktionen: einen Speicher des vom System übertragenen selbst im Totzustand,
eine Steuerfunktion für
eine Informationsanzeige 5 des Bedieners und auch eine
Kommunikationsrettung im System, z. B. einen Empfang von z. B. Fehlerfunktionen.
Zusätzlich
trägt der
Block 6 Sorge für
die Anpassung von Nachrichtenübertragungen
in andere externe Systeme (wie ein elektronisches Zündsystem),
und dadurch kann das System mit Betriebsprogrammen, sogenannten
Parameterprogrammen, gespeist werden, die einfache Auswahlcodes
enthalten und durch welche die individuellen Betriebsbefehle jedes
Sockels 1 umprogrammiert werden können, wie i. e. später beschrieben
ist.
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Das System enthält keine wirkliche Zentraleinheit,
die Funktionen von anderen Abschnitten des Systems steuern oder
treiben würde;
stattdessen ist die Intelligenz des Systems auf die intelligenten
Sockel 1, die in den Zweigkabeln 2 sitzen, verteilt.
Natürlich
kann die Anpassungs- und Überwachungseinheit
einige begrenzte Funktionen einer gewöhnlichen Zentraleinheit haben,
aber die Befehlskommunikation findet hauptsächlich zwischen direkten Eingängen der
intelligenten Sockel auf der einen Seite und zwischen den Sockeln über den
Bus auf der anderen Seite statt, wie später in weiteren Einzelheiten
erklärt wird.
Jeder Sockel 1 ist in der Lage, Betriebsbefehle zu liefern,
die gleichzeitig auf allen Kabelzweigen zu empfangen sind. Die Befehle
können
gleichzeitig von verschiedenen Sockeln erkannt werden, oder die
Befehle schreiben in verketteter Form von Sockel zu Sockel fort,
nachdem sie in jedem einzelnen Sockel identifiziert und transformiert
sind. Mit anderen Worten: wenn ein Sockel einen bestimmten Befehl
empfängt,
decodiert er den Befehlsinhalt, und abhängig vom Befehlsinhalt kann
er einen gleichen oder verschiedenen Befehl aussenden oder einen
zeitlich verzögerten
Befehl an einen anderen Sockel senden. Die Befehlsadressen sind
jedoch keine üblichen
sockelspezifischen Adressen, sondern funktionsspezifische Adressen.
Auf solche Adressen wird von einem oder mehreren Sockeln die zugehörige Betriebsbefehle
aufweisen, geantwortet. Auf diese Weise ist die übergeordnete Steuerung des
Systems auf mehrere Sockel dezentralisiert, so dass eine Mehrzahl
von Sockeln entweder nacheinander oder in Kombination von zwei oder
mehr Sockeln übergeordnet
(koordinierend) steuern.
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Auch muß für diese Funktion des Sendens und
Empfangens von Steuerbefehlen jeder Sockel individuell programmiert
sein.
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Die Sockel im System sind mit einer
individuellen gewöhnlichen
Nummer oder einer Indexzahl versehen, womit sie Codewörter erkennen
können sowie
Nachrichten, die an sie gerichtet sind. Egal, ob die Codewörter funktions-
oder sockelspezifisch sind, kann die Kommunikation von Sockel zu
Sockel an jeden empfangenden Sockel ausgeführt werden.
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Mehrere Sockel haben Sendemittel,
um Befehle in das System zu erteilen und die Sockel, durch den der
Befehl in das System eingespeist wurde, ist leitend oder zumindestens
teilnehmend an der Leitung soweit als alle diese Sockel, die bestimmt
sind, die eingespeisten Befehle auszuführen, die Identifikation des
Befehls bestätigt
haben. Das System kann Eingangssockel ohne Stromausgänge haben.
So ein Sockel kann eine erhöhte
Anzahl von Eingängen
haben und kann im Instrumentenpult sitzen.
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Die Eingangskontakte von bestimmten
Sockeln 1 sind verbunden mit handbetätigbaren Steuerelementen 7 wie
Schalter, Drucktasten oder Drehknöpfe. Der Sockel 1 ist
mit einem Prozessor 15 bestückt, der Eingangsdaten durch
einen ASIC-Schaltkreis 14 liest, der als eine Ein-Ausgabeschnittstelle wirkt.
Der ASIC-Schaltkreis 14 enthält auch Sender und Empfänger des
Seriendatenübertragungsweges 11 sowie
Ein-Ausgabe-Anpassungen. Außerdem steuert
der ASIC-Schaltkreis 14 die
Schalter 10 der Sockelausgänge, die z. B. FET-Transistoren (Feldeffekttransistoren)
sind.
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Zum Zwecke des Schutzes jedes FET-Schalters 10,
hat der RSIC-Schaltkreis 14 einen
Hardware-Schutz, der die Steuerung der FET-Schalter 10 unabhängig von
Steuerbefehlen des Prozessors 15 abschalten kann. Der Hardware-Schutz
mißt den Strom,
der durch die FET-Schaltkreise fließt und integriert die Stromstärke um eine
Verlustleistung, die in den FET-Schaltern bleibt, zu bestimmen.
Deshalb ist die Hardware-Schutz-Auslagezeit nicht nur von der Höhe sondern
auch von der Dauer eines Überstromes
abhängig,
d. h. ein kleinerer Überstrom
wird toleriert für
eine gewisse Zeit, aber beim Erkennen einer Kurzschlußsituation
wird der Schützer
sofort ausgelöst.
Nachfolgend der Auslösung
des Hardware-Schutzes muß das
Programm den FET-Schalter 10 wieder anschalten. Der Schutz
der FET-Schalter 10 beinhaltet auch eine Temperaturmessung,
die benutzt wird im Falle einer außerordentlichen Erhitzung,
den FET-Schalter
auszuschalten, und zum Zurückschalten
der Steuerung nachdem die Temperatur zurückgefallen ist. Zusätzlich zum
Hardware-Schutz kann die Stromversorgung mittels Strommessung programmgemäß überwacht
werden. Diese Eigenschaft wird ein Softwareschützer genannt, und dieser wird
genutzt, zu überwachen,
dass der Stromverbrauch eines bestimmten Akteurs, 9, 9' innerhalb eines
bestimmten Stromstärkefensters
bleibt. Mit anderen Worten; das Überschreiten
der oberen Grenze oder das Unterschreiten der unteren Grenze des Stromstärkefensters
setzt eine Fehlfunktions-Nachricht
in den Nachrichtenübertragungsweg 11 ab.
Der Stromschalter 10 beinhaltet auch eine "keine-Last"-Erkennung, die arbeitet,
wenn der Schalter ausgeschaltet ist. Der Lastfehler wird geprüft, wenn das
System eingeschaltet wird und jeweils wenn die entsprechende Last 9 angeschaltet
wird. Alle Fehlfunktionen (Überstrom, Übertemperatur
und fehlende Last) führen
natürlich
zur Übertragung
einer Fehlfunktions-Nachricht.
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Der Hauptspeicher, der die Funktionen
des Prozessors 15 steuert, es ist ein Betriebsspeicher 16, kann
ganz oder teilweise in dem Prozessor 15 sein, und er kann
aus mehreren verschiedenen Arten von Unterspeichern bestehen. Der
Speicher 16 enthält ein
Grundprogramm (Kernel), das sowohl den Betrieb des Prozessors 15 steuert
als auch funktionsspezifische Programme (sogen. Verhaltensprogramme),
die das modellierte Verhalten der Komponenten des Sockels 1 steuern,
um eine Anzahl vorbestimmter Funktionen auszuführen.
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Der operative Speicher 16 jedes
Sockels des Systems ist durch fabrikseitige Einstellungen programmiert,
um alle benötigten
Funktion jedes Sockels des Systems für einen bestimmten Fahrzeugtyp
ausführen
zu können.
Der Verbaltenteil des operativen Speichers 16 kann auch
im kompletten System durch zusätzliche
spezifische Programme vergrößert werden
(wie mit gestrichelten und gepunkteten Linien gezeigt ist).
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Die wird benötigt, wenn neue Funktionen
zu einem bestehenden System hinzugefügt werden.
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Weiterhin ist es erforderlich, dass
jeder Sockel individuelle Betriebssteuerbefehle enthält, z. B.:
- – Wahl
jener Befehlssignale, auf welche der Sockel antwortet durch Identifikation
entweder der Funktionsidentifikation oder der sockelspezifischen
Adresse,
- – individuelle
Betriebsweisen für
jeden Sockel, um auf ausgewählte
Nachrichten zu antworten,
- – Ein/Aus-Steuerung
der Schalter 10 (z. B. eine Aus-Steuerung aufgrund von
Zeitablauf und/oder eines Bestätigungssignals),
- – Obergrenze
und Untergrenze eines von der Last 9 gezogenen Stromes,
die an den Ausgangskontakt 8 angeschlossen ist,
- – zugelassene
Dauer des Überstromes
der Last 9, die an den Ausgangskontakt 8 angeschlossen
ist, und
- – Prioritätenebenen
für die
Funktion der Lasten 9, die an die verschiedenen Ausgangskontakte 8 angeschlossen
sind.
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Diese sockelspezifischen Funktionen
können
aus einer größeren Zahl
fahrzeugspezifischer Funktionen durch einfache Parameterprogramme ausgewählt werden,
die schnell und leicht programmiert werden können. Die Parameterprogramme,
die für
die Steuerung begrenzter Auswahlen von individuellen Betriebssteuerbefehlen
benutzt werden, variieren selbst der Umgebung eines einzigen Systems von
einem Sockel zum anderen. Außerdem
variieren die Zahl und Funktionen von Sockeln im System für verschiedene
Automaten und selbst für
Fahrzeuge verschiedener Modelle desselben Herstellers. Dies führt zu einem
größeren technischen
Problem in Bezug auf die Herstellung von Systemen auf automatisierten
Linien. Nach der Erfindung wurde das Problem gelöst mittels eines Zusammenwirkens
zwischen dem Hauptspeicher 16 und einem speziellen Parameterprogrammspeicher 17 eines
Sockels 1. In dem Parameterprogrammspeicher 17 sind
individuelle Parameterprogramme während der Installation der Sockel
oder nach der Installation gespeichert, wenn der Ort eines Sockels
und die daran anzuschließenden
Lasten bekannt sind, wobei dem Sockel eine gewöhnliche Nummer oder ein Index
zur Identifikation gegeben werden kann. Die Parameterprogramme sind
kurze Befehlsfolgen, die die Programme des operativen Speichers 16 ansprechen,
verschiedene Steuerbefehlsauswahlen zu machen, die spezifisch für jeden
Sockel des Systems vorbestimmt sind. Da der Grundprogrammspeicher 16 Betriebssteuerprogramme
enthält
(oder Sätze
von Betriebssteuerbefehlen) für
alle notwendigen Funktionen aller Sockel des Systems, ist es möglich, dass
alle Sockel eines einzigen Systems und auch von einer begrenzten Vielfalt
von Systemen, in diesem Punkt wechselseitig identisch sind. Die
Individualisierung, d. h. die Auswahl einer begrenzten Anzahl von
sockelspezifischen Funktions-Steuerprogrammen für individuelle Funktionen der
Sockel wird durch Parameterprogramme bewirkt, die in den Parameterprogrammspeicher 17 programmiert
sind und die vorbestimmt sind für
jeden identifizierten Sockel des Systems. Die Identifikations- oder
Indexzahl ermöglicht
das Programmieren von vorbestimmten Parameterprogrammen genau in
den richtigen Sockel 1. Die Parameterprogramme führen die
Betriebsprogramme des Hauptprogrammspeichers 16 aus, nur
um vorbestimmte und sockelspezifische Betriebssteuerungs-Auswahlen
zu erstellen, wodurch die Funktionen des geeigneten Sockels nur
angenommen wird. Der Prozessor 15 liest den Inhalt beider
Speicher 16 und 17 und führt nur solche Funktionen gesteuert durch
den Hauptspeicher 16 aus, dessen Betriebsbefehle (oder
nur Ausführungs-Erlaubnisse)
aus dem Parameterprogrammspeicher 17 lesbar sind. Typisch ist,
dass gerade ein kleiner Bruchteil der Betriebsbefehle, die in dem
Hauptspeicher 16 enthalten sind, ausgeführt werden. Jedoch ist der
Preis von modernen Speichern ausreichend niedrig in Bezug auf die Speicherkapazität, so dass
das System als Ganzes preiswert ist, wenn man berücksichtigt,
dass das System fertig entwickelt werden kann für eine universelle Anpassung.
Das Laden des Parameter-Programspeichers 17 kann
so früh
ausgeführt
werden, wie die Leitersystem-Herstellphase, oder es kann bewirkt werden,
durch einen Block 6, nachdem das System in ein Fahrzeug installiert
ist. Ein weiterer besondere Vorteil ist durch die Erfindung gewonnen,
in dem jeder defekte Sockel 1 des Systems durch einen neuen Standardsockel
ersetzt werden, dessen Parameterprogrammspeicher 17 noch
nicht eher als nach der Installation geladen wurde. Dies wird gemacht,
in dem der Kommunikationsbus 11 mit kurzen fertig ladbaren
Parameterprogrammen, die für
die gewöhnliche
oder Indexzahl von diesen betreffendem Sockel bestimmt sind.
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Ein Ladeprogramm 18 wird
in der Sockelherstellungsphase zum Laden des Hauptspeichers 16 benötigt und
möglicherweise
auch nachfolgend zum Verändern
oder Erweitern des Verhaltensabschnittes des Hauptspeichers. Ein
Rückhaltespeicher 19 wird gebraucht
zum Speichern gewisser zuletzt gewählter Funktionen für die Zeit,
die der Strom abgeschaltet ist, während der Stromabschaltung
in einem Fahrzeug, wodurch die zuletzt gewählten Funktionen automatisch
zurückkehren,
wenn der Strom wieder angeschaltet wird.
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Einige der Sockel 1 können vorgesehen
sein Eingaben zu lesen und andere Sockel zu steuern. Diese Spezialisierung
von Sockeln ist auch durch Parameterprogramme bewirkt, die den Parameterprogrammspeicher
benutzen, um die Funktionenauswahl zu steuern, die vom Hauptspeicher 16 betrieben wird.
Die Sockel 1, die Eingangsnachrichten nur vom Bus 11 empfangen,
sind originär
mit einem Parameterprogramm versehen, das die Annahme eines Eingangsnachricht-Lese-
und Verarbeitungsprogramms auswählt (vorhanden
im Hauptspeicher 16 für
alle Sockel), das dieser betreffenden Funktion dient.
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Somit kann das System nach der Erfindung in
einer solchen Weise implementiert werden, dass ein Grundprogramm 16 (Kernel
und Verhalten) gemeinsam für
alle Sockel des Systems in der Lage ist, die Steuerung aller Funktionen
jeglicher Sockel auszuführen;
jedoch ist es nicht in der Lage zu unabhängigen Entscheidungen, welche
Prozeduren durchgeführt
werden und wann das geschieht. Nach der Auskunft jeglicher Nachricht
in einem Sockel prüft
das Grundprogramm die sockelspezifisch individuell geladenen Programme,
die in dem Parameterspeicher geladen sind, die für die Abläufe durch die gegenwärtige Nachricht
benötigt
werden. Die Parameterprogramme, die nur Kurzbefehlssequenzen sind,
um verschiedene Operationsauswahlen zu treffen, informieren das
Grundprogramm, welche Prozeduren oder Betriebssteuerbefehle es auswählen muß, um sie
aus der Auswahl aller verschiedenen Prozeduren des Sockels auszuführen. Auf
diese Weise bestimmen die individuellen Programme, die in den Parameterprogrammspeicher 17 geladen
sind, die Betriebsantworten auf verschiedene Nachrichten individuell
für jeden
Sockel.
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Ein besonderer Vorteil wird durch
die Erfindung gewonnen, indem die Funktionssteuerbefehle von keiner
Identifikationsadresse begleitet werden müssen, die einen Sockel bezeichnen
für den
der Befehl vorgesehen ist; stattdessen antworten alle Sockel oder
antworten nicht auf einen Befehl vom individuellen Parameterprogramm
eines jedes Sockels angezeigt wird. Somit ist alles, was die Befehle
zu ihrer Identifikation benötigen,
ausreichend in der Information enthalten.
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Eine derartige Identifikation drückt auch
aus welche Prozedur ausgeführt
werden soll. Es liegt an jedem Sockel selbst, ob oder ob nicht er
die Prozedur ausführt,
die durch einen bestimmten Befehl angezeigt ist. In einigen Fällen kann
derselbe Befehl durch verschiedene Prozeduren in verschiedenen Sockeln befolgt
werden.
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Jeder Befehl oder jede Nachricht
hat eine oder mehrere verschiedene Prioritätsstufen, die auch in Verhaltensprogrammen
(Betriebsbefehlsprogramme) und/oder in Parameterprogrammen (Sockelfunktionssteuerprogramme)
bei einer Vielzahl oder allen der Sockel programmiert sind. Die
Prioritätsstufe
eines jeglichen Befehls oder jeglicher Nachricht wird inhärent durch
Programm ermittelt infolge der Identifikation der vorbestimmten
Funktion. Der Prioritätsstufen-Identifikationscode
ist an den Befehl oder die Nachricht unter Steuerung des betreffenden
Verhaltens- oder Parameterprogramms angehängt, das für die Übertragung des Befehles oder
der Nachricht verantwortlich ist. Mit diesen Vorkehrungen gibt es, wenn
irgendeine Funktion "AN" ist und wenn ein
Befehl einer neuen Funktion eingegeben wurde, verschiedene Optionen
abhängig
von den Prioritätsstufen,
die für
Funktionen vorbestimmt sind: (1) die vorherige Funktion kann beibehalten
werden oder (2) durch eine neue ersetzt werden oder, wenn es vom Programm
erlaubt ist., (3) beide Funktionen werden gleichzeitig ausgeführt.
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So kann jeder Sockel kommunizieren
und Funktionen mit verschiedenen Prioritätsstufen, abhängig von
der Prioritätsstufe
zu der sie gehören, ausführen.
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Die Kommunikation in dem Bus wird
bei irgend einem der Sockel gestartet. Jede funktionenspezifische
Nachricht schließt
ein oder ist verbunden mit einer prioritätsstufeanzeigenden Adresse
als Vorspann der Nachricht. Je höher
die Priorität
ist, umso einfacher durchläuft
die Nachricht den Bus. Wenn ein Sockel zuerst eine Prioritätsstufenadresse
sendet, horcht er gleichzeitig, ob der Bus sich selbst in den zugehörigen Status
Eins oder Null setzt. Wenn mehrere Sockel zur gleichen Zeit senden,
sind sie zuerst durch ein Startbit synchronisiert und danach vergleichen
sie Bit für
Bit den Status des Busses mit den Bits der Prioritätsstufenadresse,
die sie aussenden. Wenn die gesendeten und empfangenen Bits zusammenpassen,
wird jeweils das nächste
Bit der Prioritätsstufenadresse
gesendet. Die höhere
Prioritätsadresse
hat mehr Nullen, was bedeutet, dass die niedrigere Adreßzahl mit
mehr Nullen eine höhere
Prioritätsstufe
hat. Wenn ein Sockel eine wiederkehrende Eins seiner Adresse sendet
und gleichzeitig ein Busstatus Null empfängt, bedeutet das, dass am
Bus ein Sockel ist, der eine höhere
Priorität
hat. Alle Sockel, die diese Abweichung zwischen ausgesendeten und empfangenen
Bits erkennen, beenden ihre Übertragung
und bleiben empfangend. Dieser Bitauswahlhandel schickt immer die
wichtigste Nachricht mit höchster
Priorität
durch den Bus. Nach einer vorgegebenen Zeit vom Ende der Nachricht
auf den Bus wird eine neue Nachricht auf die gleiche Weise gestartet,
und dies wird fortgesetzt, solange bis jeder Sockel, der etwas übertragen
will, es übertragen
hat. Der dargestellte Bitauswahlhandel mit überlagerndem Bit "1" erbringt eine geeignete Impedanzanpassung
zwischen dem Mikroprozessor-Schreibkontakt und dem Bus, so das jegliches
Null-Bit vorherrscht und den Bus im zugehörigen Status halten kann, unabhängig von
einer oder mehreren gesendeten Eins-Bits.
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Die die Prioritätsstufe anzeigende Adresse kann
die gleiche sein wie die die Funktion anzeigende Adresse, oder sie
kann vervollständigt
werden mit weiterem Code zur Funktionsidentifizierung und Prüfung. Normalerweise
ist die Nachricht zusammengesetzt aus einer Adresse zur kombinierten Prioritätsstufen-
und Funktions-Identifikation, einem Datenabschnitt und einer Prüfziffer.
Jeder Empfangssockel prüft
anhand der Prüfziffer,
ob die Nachricht richtig war. Wenn die Prüfung negativ war, wird sofort
eine neue Nachricht erfragt. Als zusätzliche Prüfung werden alle Nachrichten
dem sendenden Sockel quittiert. Dadurch gibt es eine Doppelprüfung jeder
Steuernachricht.
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Es ist gewöhnlich so, dass ein Sockel
eine Funktion ausführt,
die durch seinen eigenen Eingangskontakt 7 eingegeben wurde,
aber bezüglich von
Verdrahtungsanforderungen ist es nicht praktikabel, alle Befehle
in die gleichen Sockel einzugeben, die die entsprechende Funktion
ausführen.
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In einem fertigen System beträgt die gesamte
Zahl der Sockel 1, 2 typisch mehrere zehn, d.
h. 30–100,
und die Zahl der Kabelzweige beträgt typisch vier bis zehn. Ein
weiterer Vorteil der Erfindung ist es, dass die verschiedenen Ausgänge 8 ein
und desselben Sockels von verschiedenen Sockeln an verschiedenen
Orten gesteuert werden können
und selbst der ein und derselbe Ausgang 8 kann so gesteuert
werden, dass er zu verschiedenen Zeiten verschiedene Funktionen
abhängig
von den Eingangsmitteln 7 gesteuert wird, die benutzt werden
den Ausgang 8 zu steuern.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorbeschriebene
beispielhafte Verkörperung
beschränkt;
denn verschiedene Modifikationen sind dem Fachmann selbstverständlich im
Rahmen der folgenden Ansprüche.
Beispielsweise ist es nicht erforderlich, getrennte Codeleiter 11 zu
benutzen, da der Stromleiter 12 auch als ein Nachrichtenübertragungsweg
dienen kann. Die Schalter 10 brauchen nicht aus getrennten Bauteilen
zu bestehen, da eine gewünschte
Zahl von Schaltern 10 in einem Bauteil integriert werden
können.
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Es gibt andere Wege als das Ringkabel 3, die
Kabelzweige 2 miteinander zu verbinden.