ES2230724T3 - Sistema de distribucion de corriente inteligente y metodo para su fabricacion. - Google Patents
Sistema de distribucion de corriente inteligente y metodo para su fabricacion.Info
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Abstract
Sistema inteligente de distribución de corriente, que comprende: - un cable (3) de distribución de corriente para suministrar corriente a cargas (31); - un bus (17) de comunicación de mensajes para controlar el suministro de corriente; - una pluralidad de mensajes de control predefinidos para realizar una pluralidad de funciones predefinidas, incluyendo cada mensaje de control datos especificados para realizar una función predefinida; - zócalos (1, 2) de contacto inteligentes conectados al cable (3) de distribución de corriente y al bus (17) de comunicación de mensajes; - conectores (8/20) de salida incluidos en una pluralidad o en todos los zócalos (1, 2) para suministrar corriente a las cargas (31); - conectores (10) de entrada incluidos en una pluralidad o en todos los zócalos (1, 2) para introducir dichos mensajes de control en el sistema; - conmutadores (18a) incluidos en una pluralidad o en todos los zócalos (1, 2) para distribuir corriente a los conectores (8/20) de salida deuna manera controlada; y - unidad electrónica de control (19) incluida en cada zócalo para recibir y transmitir diversos mensajes y para controlar los conmutadores (18a) basándose en los mensajes de control recibidos desde el bus (17) de comunicación o desde el conector (10) de entrada del zócalo, presentando la unidad electrónica de control (19) de una pluralidad de o de todos los zócalos.
Description
Sistema de distribución de corriente inteligente
y método para su fabricación.
La presente invención se refiere a un sistema
inteligente de distribución de corriente, que comprende
- -
- un cable de distribución de corriente para suministrar corriente a cargas;
- -
- un bus de comunicación de mensajes para controlar el suministro de corriente;
- -
- una pluralidad de mensajes de control predefinidos para realizar una pluralidad de funciones predefinidas, incluyendo cada mensaje de control datos especificados para realizar una función predefinida;
- -
- zócalos de contacto inteligentes conectados al cable de distribución de corriente y al bus de comunicación de mensajes;
- -
- conectores de salida incluidos en una pluralidad de o en todos los zócalos para suministrar corriente a las cargas;
- -
- conectores de entrada incluidos en una pluralidad de o en todos los zócalos para introducir dichos mensajes de control en el sistema;
- -
- conmutadores incluidos en una pluralidad de o en todos los zócalos para distribuir corriente a los conectores de salida de una manera controlada;
- -
- unidad electrónica de control incluida en cada zócalo para controlar la comunicación de mensajes y, cuando sea necesario, para controlar los conmutadores basándose en los mensajes de control recibidos desde el bus de comunicación o desde el conector de entrada del zócalo,
presentando la unidad electrónica de control de
una pluralidad de o de todos los zócalos
- -
- un programa básico que es similar en dicha pluralidad de o en todos los zócalos y es capaz de realizar todas las funciones deseadas de cualquiera de entre dichos zócalos; y
- -
- un programa de comportamiento programable el cual está programado para controlar el programa básico de tal manera que el programa básico realiza únicamente las funciones preseleccionadas para ser realizadas por el zócalo que contiene el programa de comportamiento;
en el que una pluralidad de los zócalos está
dispuesta para controlar o para ser controlada por al menos otro
zócalo de entre dichos zócalos con comunicación directa entre los
zócalos a través del bus, sin intermediación de ninguna unidad de
control central, con vistas a realizar por lo menos una parte de
funciones deseadas, específicas de zócalo, del zócalo
controlado.
La invención se refiere también a un
procedimiento para fabricar un sistema inteligente de distribución
de corriente, especialmente para vehículos, en cuyo procedimiento un
cable de distribución de corriente está dotado de zócalos de
conexión inteligentes provistos de pines de salida para suministrar
corriente a cargas conectadas al sistema y de conmutadores para
distribuir corriente a los pines de salida así como de una
electrónica de control para controlar los conmutadores basándose en
órdenes de control recibidas desde un bus de comunicación de
mensajes del cable o desde un conector de entrada del zócalo,
estando provista la electrónica de control de un programa básico que
es similar en una pluralidad de o en todos los zócalos mencionados y
es capaz de realizar todas las funciones deseadas de cualquiera de
entre dichos zócalos; y de un programa de comportamiento programable
el cual se usa en el sistema completo para controlar el programa
básico de tal manera que el programa básico realiza únicamente las
funciones preseleccionadas para ser realizadas por el zócalo según
su posición; comprendiendo el procedimiento las etapas de selección
aleatoria de una pluralidad de zócalos mutuamente similares, montaje
de los zócalos en el cable y selección de subprogramas del programa
de comportamiento según la posición de los
zócalos.
zócalos.
La descentralización de la inteligencia de tal
manera que a los zócalos de los conectores se les proporcione una
inteligencia individual, tal como requieren las diferentes
necesidades operativas de las diversas cargas y accionadores
conectados con las mismas, crea problemas relacionados con la
producción en cuanto a la fabricación de diversas configuraciones
opcionales de los sistemas en una línea automatizada.
Para superar este problema, en la patente U.S.
5.670.845 (preámbulo de la reivindicación 1 xxx reivindicación 6) ya
se ha propuesto el uso de resistencias en las posiciones de
instalación de las unidades de control. Cada unidad incorpora medios
para detectar la resistencia en el punto en el que está conectada en
la circuitería y para comparar dicha resistencia con la tabla
almacenada de resistencias y seleccionar, basándose en dicha
comparación, el programa de funcionamiento adecuado a la posición
específica en la que está dispuesta la unidad. De esta manera, las
unidades, que están programadas para llevar a cabo todas las
funciones eléctricas del vehículo, se pueden instalar en cualquier
posición y se pueden cambiar de una posición a otra. Según esta
técnica anterior, tal como en el caso también de la presente
invención, la inteligencia requerida para el control de órdenes
individuales de las funciones de los zócalos se ha eliminado de la
unidad de control central del sistema. Por esta razón, también se
evita la necesidad de una unidad de control central predeterminada y
de las órdenes dirigidas específicamente para zócalos, provenientes
de dicha unidad. El control maestro así como la transmisión e
identificación de órdenes dirigidas específicamente según la función
se descentralizan en los zócalos, con lo cual la comunicación
requerida se reduce adicionalmente y las órdenes o mensajes de
control resultan más sencillos.
Como en cada unidad de control se pueden activar
selectivamente todas las funciones del vehículo, el sistema de
distribución de corriente se puede fabricar por medio de una
producción automatizada a pesar del hecho de que la inteligencia
requerida para el control individual de las funciones de los zócalos
se haya eliminado de la unidad central del sistema y se haya
descentralizado hacia los zócalos. No obstante, la selección de
programas de control de funciones por resistencias locales limita
las variaciones flexibles de las propiedades funcionales de los
vehículos. En la fabricación, se deben instalar resistencias
predeterminadas en posiciones predeterminadas. Esta situación limita
considerablemente la ventaja de la fabricación automatizada de
sistemas que presentan propiedades diferentes.
Un objetivo de la invención es proporcionar un
sistema inteligente de distribución de la corriente que permite
variaciones flexibles de las propiedades funcionales de los
sistemas. Es también un objetivo de la invención proporcionar una
producción automatizada flexible, capaz de fabricar un conjunto de
cables incluso para un único sistema cada vez, al mismo tiempo que
se tiene en mente el objetivo mencionado anteriormente para
descentralizar la inteligencia en los zócalos.
Estos objetivos de la invención se alcanzan sobre
la base de los rasgos caracterizadores expuestos en la
reivindicación 1 en relación con el sistema y sobre la base de los
rasgos caracterizadores expuestos en la reivindicación 6 en relación
con el procedimiento.
Las reivindicaciones no independientes dan a
conocer formas de realización preferidas de la invención.
A continuación se describirán más detalladamente
el sistema y el procedimiento de la invención por medio de ejemplos
de funcionamiento, haciéndose referencia a los dibujos adjuntos, en
los cuales
la fig. 1 representa gráficamente cuatro fases
diferentes en la fabricación de un tramo de cable individual
incluido en el sistema;
la fig. 2 muestra esquemáticamente varias
secuencias I, II, III en la fase 2 de la fig. 1;
la fig. 3 muestra más detalladamente el
procedimiento de la secuencia II de la fig. 2;
la fig. 4 muestra más detalladamente el
procedimiento de la secuencia III de la fig. 2; y
la fig. 5 muestra esquemáticamente un cable en
sección longitudinal y un zócalo montado de forma segura en el cable
usando un procedimiento de la invención;
la fig. 6 muestra una base o zócalo de conexión
inteligente del sistema en un diagrama de bloques; y
la fig. 7 muestra esquemáticamente una estructura
de software y la evolución de los mensajes para una base o zócalo de
conexión.
En la primera fase de la fig. 1, un cable
desenrollado 3 se corta en un tramo de cable de la longitud deseada.
Un arnés eléctrico individual puede incluir una serie de tramos de
cable de longitudes variables, los cuales están destinados a ser
dotados de cualquier número deseado de zócalos 1, 2 que también
pueden ser de tipos diferentes entre sí aunque son similares dentro
de cada tipo. El extremo cortado del cable 3 se pela (flecha 24) y
los extremos de los conductores se sueldan para el montaje
subsiguiente en un módulo de conexión (no mostrado). Dicho módulo de
conexión es necesario para conectar entre sí los tramos de cable y
para la comunicación entre el sistema y los dispositivos auxiliares
tales como una pantalla y un dispositivo de programación.
Como alternativa, los conductores de los tramos
de cable se pueden conectar a conductores correspondientes de un
cable de bus común para formar un bus de tipo estrella, uniforme,
con contacto galvánico directo entre los conductores de diferentes
tramos de cable. Una unidad de adaptación y monitorización (no
mostrada) se puede conectar al bus de datos de dicho sistema con
vistas a la recepción de informes de funcionamientos defectuosos y
con vistas a la comunicación con dispositivos exteriores tales como
un sistema de ignición electrónica y dispositivos de
programación.
El módulo de conexión o la unidad de adaptación y
monitorización pueden presentar algunas funciones limitadas de una
unidad de control central convencional aunque la comunicación de las
órdenes tiene lugar principalmente con entradas directas en los
zócalos inteligentes por un lado, y entre los zócalos a través del
bus por otro lado, tal como se explicará posteriormente de forma más
detallada.
En el otro extremo del punto cortado se monta un
extremo protector 23.
Desde la estación de corte el cable se lleva a
una estación de programación e instalación para zócalos, en la que a
los zócalos se les suministra un programa de comportamiento
individual (programa de instrucciones de funciones individuales) y
dichos zócalos se prueban en relación con un funcionamiento
adecuado. Después de la prueba, los zócalos 1, 2 se fijan de forma
segura al cable 3 ó los zócalos que funcionan defectuosamente se
rechazan y se coge un zócalo nuevo para su programación e
instalación.
La fig. 2 ilustra el procedimiento de la fase 2
de la fig. 1. La primera etapa es seleccionar un tipo de zócalo A1,
A2, B1, B2. Los tipos de zócalos pueden ser diferentes uno con
respecto al otro, por ejemplo, de tal manera que los zócalos de tipo
A presenten conmutadores 18a de potencia (figs. 5 y 6) posicionados
entre el más y la carga de una batería y el zócalo de tipo B
presente dos conmutadores 18a posicionados entre el más y la carga y
dos conmutadores entre el menos y la carga. El zócalo de tipo B se
puede usar, por ejemplo, para controlar un único motor eléctrico en
ambas direcciones. Con independencia de la división anterior en
términos de tipos, los zócalos pueden ser diferentes uno con
respecto a otro en términos de si están provistos o no de un
conector 10 de entrada. Un zócalo sin ningún conector 10 de entrada
puede estar provisto de un número mayor de salidas de baja potencia
para, por ejemplo, luces de señalización de un tablero de
instrumentos. El sistema también puede tener un zócalo de entrada
sin salidas de potencia. Dicho zócalo de entrada puede tener un
número mayor de entradas y se puede situar en el tablero de
instrumentos. El conector 10 de entrada se puede usar para
suministrar a través suyo, órdenes de control al sistema, las cuales
se pueden transmitir a cualquier zócalo del sistema. De este modo,
cualquiera de los zócalos que esté transmitiendo es un controlador
maestro del sistema mientras que los otros zócalos que reciben el
mensaje son controladores esclavos tal como se describirá
posteriormente de forma más
detallada.
detallada.
La fig. 2 ilustra esquemáticamente una pirámide,
que representa un programa correspondiente a la electrónica de
control de los zócalos, tal como un procesador. Una sección inferior
25 de la pirámide representa un programa básico común para todos los
zócalos, el cual se incluye en los zócalos durante el transcurso de
la fabricación de los mismos. Antes o después de la conexión de un
zócalo al cable 3, la electrónica 19 de control del zócalo se
programa adicionalmente con un programa 26 de comportamiento con
vistas a obtener un comportamiento de zócalo individual, haciendo
que sus diversos subprogramas se predeterminen sobre la base de las
soluciones futuras del zócalo 1, 2. Los zócalos están provistos de
un sistema completo con numeración o indexación continua para
seleccionar de forma correspondiente los subprogramas 26 de un
programa de comportamiento. El programa de comportamiento se ocupa
de a qué mensajes se le responde con una cierta función
predeterminada, por ejemplo, conectando una corriente a una cierta
carga en un momento determinado o transmitiendo un mensaje al bus.
En este caso, no es necesario que los mensajes contengan
información para la identificación de los zócalos (direcciones
específicas de los zócalos) o información referente a una forma
deseada de controlar las cargas. Adicionalmente, el programa de
comportamiento puede incluir, por ejemplo, las siguientes
características que monitorizan o controlan la
acción:
acción:
- -
- un límite superior e inferior para una corriente captada por una carga conectada a los pines 8 de salida
- -
- una duración controlada para la sobrecorriente de una carga conectada a los pines 8 de salida
- -
- acciones opcionales en el caso de un funcionamiento defectuoso
- -
- un nivel de prioridad para las funciones de accionadores conectados a varios pines 8 de salida.
La lista anterior no es exhaustiva ya que pueden
existir otras características adicionales específicas de la carga,
tales como tiempos de retardo para activar o desactivar funciones o
activación de varias combinaciones de conmutadores 18a (figs. 5 y
6), dependiendo de la dirección de control (por ejemplo, para
accionar un motor DC hacia delante o hacia atrás).
La fig. 6 ilustra una memoria 27 de programa la
cual puede estar de forma completa o parcial dentro de un procesador
28 y puede constar de varios tipos diferentes de submemorias
(reprogramables y/o programables una sola vez). La memoria 27
contiene un programa básico 25 (Kernel) que controla el
funcionamiento del procesador 28 así como un programa 26 de
comportamiento específico para cada zócalo para controlar funciones
predesignadas para este zócalo específico. La fig. 7 representa
gráficamente una estructura de software de zócalos y las rutas para
mensajes que provienen de varias fuentes. Los programas 26 de
comportamiento individual específicos de los zócalos identifican los
mensajes que provienen de la entrada 10 ó del bus 17 de comunicación
en serie del cable 3 y, basándose en los mismos, controlan al
procesador 28 y/o a un circuito ASIC 29 para transmitir mensajes al
bus 27 de comunicación en serie y/o para activar los transistores
FET 18a deseados con vistas a suministrar corriente a un accionador
31. El programa básico (kernel), el cual es idéntico en todos los
zócalos del mismo equipo, se ocupa de cómo controlar los
conmutadores 18a de los zócalos y la comunicación de los mensajes
así como de las funciones del procesador. El kernel es el programa
del sistema de bajo nivel el cual sirve como base de ejecución para
el programa de comportamiento. Ambos programas comprenden módulos
específicos de funcionamiento compuestos por objetos específicos
del funcionamiento tales como objetos de transmisión y recepción de
varios mensajes de control. El programa de comportamiento define
objetos de recepción específicos del zócalo para todos los mensajes
los cuales se han predeterminado para ser identificados por el
programa. El programa básico (Kernel) pide a la rutina de servicio
de entrada del programa de comportamiento que use el módulo
específico de funcionamiento correspondiente cada vez que cambie el
estado de la entrada. De este modo, el programa básico realiza el
control de todas las funciones de los zócalos, aunque no es capaz de
decidir de forma independiente qué acciones se deben realizar y
cuándo. Cuando llega cualquier mensaje a un zócalo, el programa
básico interroga al programa de comportamiento sobre qué funciones
son requeridas por este mensaje específico. El programa de
comportamiento informa al programa básico sobre qué acciones debe
seleccionar para ser llevadas a cabo de entre la selección de todas
las diversas acciones de los zócalos. De este modo, el programa de
comportamiento ordena acciones de respuesta para varios mensajes,
las cuales son específicas para cada zócalo. Por lo tanto, todo lo
que se requiere del bus 17 es la información de identificación
correspondiente a una función deseada (código de identificación de
función). El programa 26 de comportamiento se ocupa de qué carga 31
será controlada y cuándo. De este modo, los programas de
comportamiento contenidos en el procesador 28 y la memoria 27 se
ocupan del control individual de las cargas 31 y los mensajes que se
desplazan a lo largo del bus 17 expresan únicamente acciones
deseadas. No es necesario que los mensajes contengan información o
direcciones para la identificación de zócalos, ni información
referente a la forma de controlar las cargas (cuál, cuándo, cómo).
El programa de comportamiento de un zócalo identifica cuándo un
mensaje es tal que el zócalo debe realizar las funciones señaladas
previamente para el
mismo.
mismo.
La fig. 6 muestra solamente un tipo de zócalo (el
tipo de zócalo A1 mencionado anteriormente), aunque es evidente que
el número de conmutadores 18a y la conexión entre los conductores 16
de corriente y las cargas 31 pueden estar sujetos a una variedad de
modificaciones. En un sistema de la invención, se puede usar un
único mensaje para realizar una variedad de funciones en cargas
conectadas a varios zócalos. De forma similar, simplemente en un
único zócalo, se puede usar un único mensaje para realizar una
variedad de funciones siempre que el zócalo se haya programado
previamente con este fin. De esta manera los diversos zócalos se
pueden usar con una selección automática como controladores maestros
o esclavos que se comunican entre sí con mensajes direccionados
específicamente según la función.
Cuando un programa de comportamiento de cualquier
zócalo crea o selecciona de entre su base de datos de mensajes un
mensaje de control en respuesta a cualquier entrada y transmite el
mensaje al bus de comunicación, el zócalo se convierte temporalmente
en un zócalo maestro. El programa del zócalo maestro ha
proporcionado al mensaje transmitido un código de identificación de
función o dirección específica de la función que se corresponde con
la entrada. El código o dirección puede ser identificado por
cualquier zócalo de recepción mencionado el cual haya sido
predeterminado por su programa de comportamiento para realizar la
función correspondiente. Los números de identificación o índice de
todos estos zócalos de recepción también están presentes en el
programa o en la base de datos de mensajes del zócalo maestro
transmisor, aunque estos números no se incluyen en el mensaje de
control transmitido sino que se usan posteriormente en el zócalo
maestro transmisor para abandonar su función de maestro después de
los mensajes de confirmación de recepción de todos los zócalos
destinados a ser los zócalos que realizan las funciones o, a ser un
zócalo maestro nuevo si al programa del zócalo de recepción se le
suministra dicha respuesta para el mensaje.
Cualquier zócalo 1, 2 que recibe un mensaje de
control del bus 17 de comunicación responde al mensaje retardando la
transmisión de cualquier mensaje a través de dicho zócalo hacia el
bus 17 de comunicación durante dicha recepción para evitar la
colisión de datos con el mensaje de control recibido.
Después de haber realizado la transmisión aunque
antes de abandonar su función, el zócalo maestro se encuentra en un
modo adecuado para recibir y comprobar los mensajes de confirmación
de recepción. En dicho modo el zócalo maestro está bloqueado para
enviar un mensaje nuevo el cual se retarda en caso de que fuera
introducido. Si todos los zócalos indexados predeterminados para
realizar la función no confirman la recepción de la identificación
del mensaje de control en un periodo de tiempo predeterminado muy
breve (por ejemplo, unos pocos milisegundos), el zócalo maestro
repite la transmisión del mensaje de control. Si sigue faltando una
confirmación de recepción, el zócalo maestro transmite un mensaje de
fallo con el número de identificación o índice del zócalo que no
respondió al mensaje de control. El zócalo defectuoso se puede
comprobar y si fuera necesario, se sustituye por un zócalo nuevo el
cual está siendo programado, bien antes o bien después de su
instalación, con programas de comportamiento predeterminados para su
número de índice. Tal como se pone de manifiesto a partir de la
descripción anterior, las direcciones específicas de los zócalos
están incluidas en los mensajes de confirmación de recepción de los
zócalos esclavos así como en cualquier mensaje de indicación de
fallo, aunque no en las órdenes o mensajes de control de
función.
Evidentemente, si cualquier zócalo realiza una
función introducida desde su propia entrada 10, sin transmitir
ningún mensaje de control al bus 17, el zócalo en cuestión es su
propio maestro y esclavo. Este modo de función es bastante habitual
en el sistema, aunque, en términos de requisitos del cableado, no
resulta práctico introducir todas las órdenes en los mismos zócalos
que están realizando las funciones correspondientes.
Cada orden o mensaje tiene uno de entre los
varios niveles de prioridad diferentes que se programan también en
programas básicos (programas de instrucciones de funcionamiento) y/o
en programas de comportamiento (programas de control de funciones
específicas de zócalo) de una pluralidad de o de todos los zócalos.
El nivel de prioridad de cualquier orden o mensaje queda
identificado intrínsecamente por el programa al producirse la
identificación de la función predeterminada. El código de
identificación del nivel de prioridad, se adjunta con la orden o
mensaje bajo el control del programa de comportamiento específico el
cual es responsable de la transmisión de la orden o mensaje. Con
estas disposiciones, si cualquier función está en ON cuando se
introduce una orden de una función nueva, se dispone de varias
opciones dependiendo de los niveles de prioridad predefinidos para
las funciones: (1) la función dominante se puede mantener o (2)
sustituir por la nueva o, en caso de que lo permitan los programas,
(3) ambas funciones se realizan simultáneamente.
Por lo tanto, cualquier zócalo puede comunicar y
realizar funciones en niveles de prioridad diferentes dependiendo de
los niveles de prioridad predefinidos de las funciones con las que
están tratando.
La comunicación en el bus la inicia cualquiera de
los zócalos. Cada mensaje específico de función incluye o está
asociado a una dirección de indicación de nivel de prioridad como
preámbulo del mensaje. Cuanto más alta es la prioridad, más
fácilmente pasa el mensaje hacia el bus. Cuando un zócalo está
transmitiendo en primer lugar una dirección de nivel de prioridad
está escuchando simultáneamente que el bus se fija él mismo en el
estado correspondiente "1" ó "0". Si varios zócalos están
transmitiendo al mismo tiempo, en primer lugar se sincronizan por
medio de un bit de inicio y a continuación comparan bit a bit el
estado del bus con los bits de la dirección de nivel de prioridad
que están transmitiendo. Si los bits transmitidos y recibidos se
corresponden, se transmite el siguiente bit de dirección de nivel de
prioridad. Una dirección de prioridad más alta tiene más ceros, lo
cual significa que el número de dirección más bajo con más ceros
tiene un nivel de prioridad más alto. Si un zócalo está
transmitiendo un bit recesivo "1" de dirección y
simultáneamente recibe un estado de bus "0", significa que en
el bus hay un zócalo de transmisión que tiene un mensaje con una
prioridad más alta. Todos los zócalos que detectan esta desviación
entre bits transmitidos y recibidos detienen su transmisión y siguen
recibiendo (escuchando). Este arbitraje de bits deja pasar siempre a
través suyo, hacia el bus, el mensaje más importante con la
prioridad más alta. Después de un periodo de tiempo predeterminado
desde el final del mensaje en el bus, se inicia de la misma manera
la transmisión de un mensaje nuevo, y esta situación continúa
siempre que se haya producido una transmisión por parte de cada
zócalo que desea transmitir. El arbitraje de bits explicado con el
bit recesivo "1" proporciona de forma natural una adaptación
adecuada de impedancias entre el pin de escritura del
microprocesador del bus de tal manera que cualquier bit "0" es
dominante y puede mantener al bus en el estado correspondiente a
pesar de la transmisión simultánea de uno o más bits "1".
La dirección de indicación del nivel de prioridad
puede ser la misma que la dirección de identificación de la función
o, se puede completar con códigos adicionales para la identificación
de la función. Normalmente el mensaje está compuesto por dicha
dirección para el nivel de prioridad y la identificación de la
función combinados, por una sección de datos y por un dígito de
comprobación. Cada zócalo de recepción comprueba a partir del dígito
de comprobación que la lectura del mensaje fue correcta. Si la
comprobación no resulta satisfactoria, se solicita inmediatamente un
mensaje nuevo. Como comprobación adicional, se confirma la recepción
de todos los mensajes para el zócalo transmisor. Por lo tanto,
existe una doble comprobación para cada mensaje de control.
La fig. 3 muestra esquemáticamente un montaje
para programar programas de comportamiento individual en un zócalo
e, inmediatamente después de la programación, para probar el zócalo
en relación con su rendimiento. La referencia numérica 15 indica un
bloque de programación que contiene programas de comportamiento para
todos los zócalos del sistema, entre los cuales se seleccionarán
subprogramas relevantes determinados para ser suministrados por
medio de los pines 5 de comunicación de mensajes del zócalo o por
medio de pines independientes de programación al procesador 28 del
zócalo (fig. 6) o a la memoria 27 de algún otro dispositivo
electrónico inteligente 29. Antes de la programación, el bloque 15
puede comprobar que las comunicaciones de mensajes de un zócalo a
través de los pines 5 y el conector 10 de entrada están en estado
operativo. De este modo, el zócalo debe ser capaz de transmitir y
recibir datos a través del camino o bus de comunicación de mensajes
de un cable conectado subsiguientemente. Se usa un bloque 14 para
suministrar corriente al zócalo a través de los pines 14 de
corriente. Después de la programación, un bloque 22 comprueba las
funciones de carga, es decir, que la activación de un voltaje entre
los pares de pines 8 se produce según las órdenes de control
suministradas desde un bloque 11 ó el bloque 15. Uno de los bloques
11, 15 ó ambos bloques contienen todas las órdenes de control
necesarias para una acción deseada del zócalo. Si el zócalo es de un
tipo tal que no presenta ningún conector 10 de entrada, naturalmente
el bloque 11 está fuera de servicio. Al bloque 22 se le puede dotar
de una pantalla para informar sobre el resultado de las pruebas. Si
un zócalo está funcionando defectuosamente, será rechazado y se
cogerá otro zócalo con vistas a la programa-
ción.
ción.
Dependiendo del tipo de memoria, la programación
se puede efectuar como una programación de una sola vez, con lo cual
el programa no se puede modificar subsiguientemente. En el caso de
que sufra desperfectos, dicho zócalo se debe sustituir con un zócalo
programado previamente. En el caso de que se use una memoria
reprogramable, si un zócalo sufre desperfectos, es posible programar
el zócalo que ha sustituido al anterior con un programa de
comportamiento individual a partir de una unidad de adaptación y
monitorización (no mostrada) del sistema manualmente a través del
bus 17 de comunicación en serie. En este último caso, resulta
también posible programar todos los zócalos del sistema después de
montarlos con el cable, en lugar de la secuencia mostrada en las
figuras 2 y 3.
Según una forma de realización mostrada en las
figuras 2 y 3, cuando un zócalo ha sido programado con un programa
de comportamiento individual y el mismo ha sido probado, el zócalo
1, 2 se conecta al cable 3. La fig. 4 ilustra cómo se conecta el
cable a los pines 4 de corriente. Por esta razón, el cable tiene su
cubierta aislante provista de ranuras 4a y además los conductores 6
de corriente pueden estar provistos de unos cortes preliminares o
unos agujeros preliminares. Después de presionar el cable 3 en los
pines 4, se cierra la otra mitad de un zócalo, con lo cual los
pines 5 de comunicación de mensajes también penetran en la cubierta
aislante del cable y en los conductores 7 de comunicación de
mensajes, completando de este modo la fase III de la fig. 2.
Además, la fig. 5 muestra en sección longitudinal
cómo se separa una parte 18 de electrónica de potencia con respecto
a la electrónica 19 de baja potencia para posicionar las mismas en
lados opuestos del cable 3. De este modo, la generación de calor de
la electrónica de potencia no interfiere con el funcionamiento del
microprocesador 28 y el circuito ASIC 29 ni con la memoria 27 de
programa del lado 19 de la electrónica de control. Un extremo de un
zócalo está provisto de conductores 12 para transferir los controles
requeridos por los conmutadores 18a de FET desde la electrónica 19
de control hacia el lado 18 de la electrónica de potencia. Se puede
disponer de una pluralidad de pines sucesivos 4 de corriente en
conexión con los conductores 16 de corriente para establecer un
contacto seguro. La conexión con los conductores 17 de datos se
puede establecer con pines 5 de punta afilada, dos de los cuales se
pueden fijar lado con lado con vistas a obtener un contacto seguro.
La sinuosidad de los conductores 16, 17 contribuye a la
flexibilidad del cable 3.
Tan pronto como los zócalos hayan sido
programados y conectados a un cable, la siguiente etapa es la
fijación de los conectores 20 de salida a los zócalos. Si se desea,
esta fase (fase 3 de la fig. 1) también se puede automatizar, por lo
menos durante la mayor parte de la misma. La automatización implica
la selección de un conector adecuado 20 de entre un número bastante
elevado de diversos conectores, los cuales pueden ser diferentes
entre sí en términos de la longitud de un hilo conductor 21 de
conexión y/o en términos de los accionadores presentes en el otro
extremo del hilo conductor 21 y/o en términos de los circuitos
internos del propio conector 20. Estructuralmente, los conectores 20
de salida son mutuamente similares de manera que pueden ser
conectados a zócalos mutuamente similares. De este modo, el conector
adecuado 20 se selecciona basándose en la posición de un zócalo y el
conector 20 de salida seleccionado se fija a los pines 8 de salida
del zócalo. Opcionalmente, los conectores de carga se pueden fijar
directamente a un conector de zócalo, con lo cual no existe la
necesidad de ningún hilo conductor 21 de conexión.
La siguiente fase (fase 4 de la fig. 1) implica
el doblamiento de un cable para que se adecue al subsiguiente
emplazamiento de instalación, produciendo de este modo una sección
de cable acabada para un sistema de distribución de corriente. Todas
las secciones de cable (por ejemplo, 8 segmentos) de cualquier
sistema determinado se fabrican sucesivamente para producir, en el
orden de instalación, cables requeridos, por ejemplo, en el proceso
de ensamblaje de automóviles que avanzan en una línea paralela. Como
alternativa, es posible producir, en cualquier momento determinado,
un haz de cables específico según el vehículo, siendo transferido
dicho haz hacia una línea de ensamblaje de vehículos que está en
funcionamiento en otra ubicación.
En un procedimiento de fabricación de la
invención, las cuatro operaciones o fases diferentes de la fig. 1 se
llevan a cabo en cuatro estaciones de trabajo diferentes y se hace
avanzar un cable desde una estación a la siguiente. En aras de una
mayor claridad, las diversas fases del procedimiento de la fig. 1 se
representan gráficamente en una única figura.
En un sistema acabado, el número total de zócalos
1, 2 es típicamente de varias decenas, por ejemplo, entre 30 y 100,
y el número de tramos de cable está comprendido típicamente entre 4
y 10. Una ventaja adicional de la invención es que las diferentes
salidas 8 de un mismo zócalo pueden ser controladas por diferentes
zócalos en diferentes posiciones, e incluso una misma salida 8 puede
ser controlada para realizar funciones diferentes en momentos
diferentes dependiendo de los medios 10 de entrada usados para
controlar la salida 8.
Claims (11)
1. Sistema inteligente de distribución de
corriente, que comprende
- -
- un cable (3) de distribución de corriente para suministrar corriente a cargas (31);
- -
- un bus (17) de comunicación de mensajes para controlar el suministro de corriente;
- -
- una pluralidad de mensajes de control predefinidos para realizar una pluralidad de funciones predefinidas, incluyendo cada mensaje de control datos especificados para realizar una función predefinida;
- -
- zócalos (1, 2) de contacto inteligentes conectados al cable (3) de distribución de corriente y al bus (17) de comunicación de mensajes;
- -
- conectores (8/20) de salida incluidos en una pluralidad o en todos los zócalos (1, 2) para suministrar corriente a las cargas (31);
- -
- conectores (10) de entrada incluidos en una pluralidad o en todos los zócalos (1, 2) para introducir dichos mensajes de control en el sistema;
- -
- conmutadores (18a) incluidos en una pluralidad o en todos los zócalos (1, 2) para distribuir corriente a los conectores (8/20) de salida de una manera controlada; y
- -
- unidad electrónica de control (19) incluida en cada zócalo para recibir y transmitir diversos mensajes y para controlar los conmutadores (18a) basándose en los mensajes de control recibidos desde el bus (17) de comunicación o desde el conector (10) de entrada del zócalo,
presentando la unidad electrónica de control (19)
de una pluralidad de o de todos los zócalos
- -
- un programa básico (25) que es similar en dicha pluralidad de o en todos los zócalos y es capaz de realizar todas las funciones deseadas de cualquiera de entre dichos zócalos; y
- -
- un programa (26) de comportamiento programable el cual está programado para controlar el programa básico de tal manera que el programa básico realiza únicamente las funciones preseleccionadas para ser realizadas por el zócalo que contiene el programa de comportamiento;
en el que una pluralidad de los zócalos está
dispuesta para controlar o para ser controlada por al menos otro
zócalo de entre dichos zócalos con comunicación directa entre los
zócalos a través del bus, sin intermediación de ninguna unidad de
control central, con vistas a realizar por lo menos una parte de las
funciones deseadas, específicas de zócalo, del zócalo controlado,
caracterizado por el hecho de que los zócalos del sistema
están provistos de números de índice dependientes de la posición
para la selección de subprogramas específicos de zócalo del programa
(26) de comportamiento, y porque una misma salida (8) de carga de
por lo menos un zócalo (1, 2) se controla para realizar diferentes
funciones en momentos diferentes dependiendo de la entrada de
control al zócalo.
2. Sistema inteligente de distribución de
corriente según la reivindicación 1, caracterizado por el
hecho de que una pluralidad de o todos los zócalos están en
comunicación mutua directamente a través del bus con mensajes que
tienen una dirección de indicación de nivel de prioridad la cual es
por lo menos parcialmente la misma que una dirección de
identificación de función del mensaje, determinando dicha dirección
de indicación del nivel de prioridad el orden de traslado de todos
los mensajes simultáneos hacia el bus.
3. Sistema según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado por el hecho de que cada zócalo tiene programas
de instrucciones de funcionamiento y programas de control de función
específica de zócalo que contienen niveles de prioridad programados
previamente para los mensajes de control.
4. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que una
pluralidad de los zócalos tiene tanto un conector (10) de entrada
como medios para recibir entradas de control del bus.
5. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el hecho de que
salidas diferentes (8) de un mismo zócalo (1, 2) son controladas por
dos o más zócalos diferentes.
6. Procedimiento para fabricar un sistema
inteligente de distribución de corriente, especialmente para
vehículos, estando dotado un cable (3) de distribución de corriente,
en dicho procedimiento, de zócalos (1, 2) de conexión inteligentes
provistos de pines (8) de salida para suministrar corriente a cargas
(31) conectables al sistema y de conmutadores (18a) para distribuir
corriente a los pines (8) de salida así como de una unidad
electrónica de control (19) para controlar los conmutadores (18a)
basándose en órdenes de control recibidas desde un bus (17) de
comunicación de mensajes del cable (3) ó desde un conector (10) de
entrada del zócalo, estando provista la unidad electrónica de
control (19) de un programa básico (25) que es similar en una
pluralidad de o en todos los zócalos mencionados y es capaz de
realizar todas las funciones deseadas de cualquiera de entre dichos
zócalos; y de un programa (26) de comportamiento programable el cual
se usa en el sistema completo para controlar el programa básico de
tal manera que el programa básico realiza únicamente las funciones
preseleccionadas para ser realizadas por el zócalo según su
posición; comprendiendo el procedimiento las etapas de selección
aleatoria de una pluralidad de zócalos (1, 2) mutuamente similares,
montaje de los zócalos (1, 2) en el cable y selección de
subprogramas del programa de comportamiento según la posición de los
zócalos, suministro de números de índice dependientes de la posición
a los zócalos (1, 2) para dicha selección de subprogramas
específicos de zócalo del programa de comportamiento, y programación
de una misma salida de carga de por lo menos un zócalo para
realizar funciones diferentes en momentos diferentes dependiendo de
la entrada de control al zócalo.
7. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado por el hecho de que el zócalo (1, 2) escogido
para la programación se selecciona de entre por lo menos dos tipos
de zócalos diferentes (A1, A2, B1, B2) y porque los zócalos (1, 2)
de un tipo individual de zócalo (por ejemplo, A1) tienen una
estructura idéntica y el programa básico (25) para la unidad
electrónica de control (19) con lo cual la selección aleatoria se
refiere a los zócalos idénticos dentro de un tipo individual de
zócalo.
8. Procedimiento según la reivindicación 6 ó 7,
caracterizado por el hecho de que los programas (26) de
comportamiento se programan con los subprogramas a través de pines
(5) de comunicación de mensajes del zócalo, porque las pruebas de
los programas se realizan suministrando mensajes de control
destinados a un zócalo por medio de los pines (5) de comunicación de
mensajes o el conector (10) de entrada de un zócalo mientras que, al
mismo tiempo, se comprueban las funciones producidas por los
mensajes de control a partir de las salidas de los pines (8) de
salida del zócalo.
9. Procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado por el hecho de que, después de las pruebas, el
zócalo (1,2) se conecta al cable (3) presionando los pines (4) de
entrada de potencia para que entren en contacto con los conductores
(16) de corriente del cable y los pines (5) de comunicación de
mensajes para que entren en contacto con los conductores (17) de
comunicación de mensajes del cable.
10. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado por el hecho de que se selecciona un conector
(20) de salida, el cual se determina basándose en el número de
índice dependiente de la posición de un zócalo determinado, de entre
una pluralidad de conectores de salida provistos de una variedad de
hilos conductores de conexión y/o conectores de carga y/o circuitos
internos, y el conector (20) de salida seleccionado se fija a los
pines (8) de salida del zócalo determinado.
11. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado por el hecho de que los programas de control de
funciones individuales del programa (26) de comportamiento se usan
para monitorizar:
- -
- un límite superior e inferior correspondiente a una corriente captada por una carga (31) conectada a los pines (8) de salida
- -
- una duración aceptable para la sobrecorriente de la carga (31) conectada a los pines (8) de salida
y para controlar:
- -
- la activación y desactivación de los conmutadores (18a) de carga
- -
- las acciones opcionales en caso de un funcionamiento defectuoso
- -
- un nivel de prioridad para las funciones de cargas conectadas a varios pines (8) de salida.
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