BRPI0008132B1 - Processo para a ligação de vários circuitos elétricos e chave para um veículo - Google Patents

Description

"PROCESSO PARA A LIGAÇÃO DE VÁRIOS CIRCUITOS ELÉTRICOS E CHAVE PARA UM VEÍCULO” A invenção se refere a um processo para a ligação de vários circuitos de um veículo e a uma chave para o mesmo.

Processos de ligação deste tipo e as chaves são utilizados na tecnologia de veículos para o controle de inúmeros circuitos elétricos e seus correspondentes consumidores na rede de bordo.

Nos processos de ligação ou comutação convencionais, os contatos de ligação de uma chave de várias posições são diretamente ligados eletricamente com os circuitos elétricos a serem ligados.

Assim, os distintos estados de iluminação - luz de estacionamento, luz de marcha, luz de neblina, luz auxiliar de neblina e, eventualmente, farol de estrada - são diretamente ligados através de um único interruptor múltiplo.

Condicionado pelo consumidor, em parte de potência elevada, por exemplo a luz de marcha, os contatos de ligação têm que ser projetados para a comutação ou ligação de elevadas potências - ou elevadas correntes na tradicional rede de bordo de 12 Volts -, a fim de reagir contra um desgaste que prejudica o funcionamento.

Chaves ou interruptores deste tipo são de fabricação cara e dispendiosa por meio da necessária utilização de contatos com pouco desgaste para a ligação de elevadas potências.

Da US 4 055 772 é conhecido um sistema de suprimento de corrente, codificado digitalmente, em que um suprimento de corrente elevada pode ser ligado por meio de chaves de elevada corrente na dependência da posição de ligação das chaves de corrente elevada. A presente invenção tem como objetivo, partindo deste estado da técnica, prover um processo para a ligação de vários circuitos elétricos de um veículo, o qual possibilita o emprego de chaves a serem produzidas de modo simples e favorável em termos de custo, e assegura simultaneamente um funcionamento seguro. O objetivo é alcançado, de acordo com a invenção, onde é provido um processo para a ligação de vários circuitos elétricos em um veículo, especialmente circuitos elétricos para finalidades de iluminação, compreendendo: codificar binariamente várias posições de um elemento de atuação; aduzir a codificação binária a uma lógica; e, controlar com a lógica a ligação dos circuitos elétricos, caracterizado pelo fato de compreender ainda proteger de modo redundante ao menos uma posição do elemento de atuação quando uma função falha é reconhecida.

Também de acordo com a invenção é provida uma chave para um veículo, especialmente chave de luz, para a realização do processo acima mencionado, com um elemento de atuação e um dispositivo de ligação para o atingimento de vários estados de ligação na dependência da posição do elemento de atuação, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de ligação é construído de vários elementos de ligação, cada um tendo dois estados de ligação, de modo que a codificação binária dos estados de ligação e de todos os elementos de ligação depende da posição do elemento de atuação, a fim de ligar o circuito elétrico através de uma lógica, e o dispositivo de ligação apresenta ao menos um outro elemento de ligação para ao menos uma posição do elemento de atuação, a fim de proteger este de modo redundante por ao menos uma posição independentemente dos estados de ligação dos outros elementos de ligação.

De acordo com a invenção, o controle dos circuitos elétricos dos consumidores é realizado indiretamente por meio de uma codificação binária das posições de um elemento de atuação por meio de elementos de ligação, por exemplo microchaves, que não têm que ligar ou comutar elevadas potências. A codificação binária possibilita a utilização de módulos de lógica favoráveis em termos de custo, tais como lógica de Porta ou de processador, a qual controla novamente os circuitos elétricos através de conhecidos elementos de ligação ou controle elétricos, favoráveis em termos de custo e com pouca perda (tiristores, Triacs, etc.).

Por meio disto, é possibilitado o emprego de chaves favoráveis em termos de custo para reduzidas potências. Além disso, por meio da codificação binária se pode recorrer a componentes em massa integrais, favoráveis em termos de custo, para as mais diferentes aplicações, pois as funções de ligação especiais dos circuitos elétricos são determinadas somente pela lógica.

Uma lógica deste tipo pode consistir, por exemplo, de uma Porta (Logic Array) ou de uma lógica de processador, eventualmente programável.

Estes módulos de lógica podem ser instalados, ao menos no processo de fabricação, de forma facilmente substituível, ao lado ou dentro da chave.

Todavia, é também imaginável aduzir a codificação binária de uma chave ou a posição de seu elemento de atuação através de um sistema de barramento, a uma lógica central (computador de bordo), a qual pode ser adicionalmente competente para o controle de outras funções de bordo.

De acordo com a invenção, o número das possibilidades de codificação é maior do que o número das posições do elemento de atuação, ou dos estados de ligação desejados. Este número que excede as possibilidades de codificação é empregado para o teste (redundância) das posições do elemento de atuação ou de uma determinada função de ligação individual.

Por exemplo, um elemento de ligação (chave de redundância) é ativado pelo elemento de atuação através do disco perfilado, adicionalmente, na posição de um estado determinado (posição “O” ou ‘T’), na qual, através dos outros elementos de ligação, este determinado estado (codificado), tal como “luz de marcha ligada”, já está ajustado. Esta atuação dupla de uma determinada função de ligação é entrelaçada de forma OU uma com a outra, de modo que já é suficiente uma atuação, portanto através da chave de redundância ou de outra chave, para a ligação do determinado estado, tal como, por exemplo, “luz de marcha”.

Por meio disto, pode ser evitado que uma função relevante à segurança tal como, por exemplo, “luz de marcha ligada”, apesar de funcionamento defeituoso, seja executada, além disto, ordeiramente em virtude desta redundância. Contudo, em lugar de uma chave de redundância deste tipo, também podem ser usadas outros princípios redundantes. Por exemplo, elementos de ligação ou microchaves ou microteclas podem ser atuados através do disco perfilado, de tal maneira, que cada combinação de codificação se diferencia de uma adjacente (por exemplo 0000, 0011,0101, 1000, etc.), ou até mesmo de uma outra facultativa, por ao menos dois Bits (por exemplo (XXX), 1001, 1110, etc.). A respectiva combinação ou variação permitida pode ser então testada por uma lógica e, quando de função defeituosa - no caso de uma redundância dupla - pode intervir de modo corretor e/ou disparar um alarme.

Outras formas de realização vantajosas da invenção resultam das reivindicações subordinadas, A invenção será explicada a seguir com base em uma forma de realização preferida, representada nos desenhos, onde: a figura 1 é uma vista em perspectiva de uma chave de iluminação rotativa ou giratória para um veículo; a figura 2 é uma vista ampliada do segmento inferior de urna chave de iluminação giratória de acordo com a figura 1; a figura 3 é uma vista de cima sobre uma placa de circuito impresso de uma chave de iluminação giratória; a figura 4 é uma vista em perspectiva de acordo com a figura 3, e a figura 5 é uma representação esquemãlica das posições de ligação dc uma chave de iluminação giratória.

Com referência à figura 1, o interruptor de iluminação giratório 1 apresenta em seu lado superior um botão 3, que pode ser atuado por uma pessoa, o qual é fixado, rigidamente removível, em unia extremidade de um eixo 5, e que se salienta para fora de uma carcaça 2. O eixo 5 é montado giratório e deslocável longitudinalmente no lado superior e inferior da carcaça 2. No interior da carcaça 2 está disposta, na área média, fixa na carcaça 2, uma placa de circuito impresso 9, sendo que o eixo 5 se estende perpendicularmente através de uma reentrância central na placa de circuito impresso 9. Evidentemente, esta reentrância central é configurada, em suas dimensões internas, maior com relação às dimensões externas do segmento de eixo que atravessa através dela. Abaixo da placa de circuito impresso 9 está disposto no eixo 5, a prova de rotação e deslocável longitudinalmente, um disco perfilado 7. Para isto, o disco perfilado 7 apresenta uma reentrância central na forma de um sextavado interno, a qual, em suas dimensões, corresponde ou é configurada insignificantemente maior do que a região de sextavado externo deste segmento do eixo 5.

Abaixo do disco perfilado 7, o eixo 5 é montado giratório e deslocável longitudinalmente em um corpo cilíndrico-oco, na forma de uma luva de apoio 8, disposto estacionário com a carcaça 1 ou em seu lado inferior. O lado superior (lado frontal) desta luva 8 serve como esbarro de limitação inferior, estacionário, para o lado inferior do disco perfilado 7, cujo lado superior entra em contato os contatos das microchaves 11, 12, 13, 14, ou é solicitado por estes contatos 11,12,13,14 com uma força de mola. Por meio disto, o disco perfilado 7, apesar da capacidade de deslocamento longitudinal, suporta o eixo 5 de modo estacionário na carcaça. Para manter exatamente esta posição definida, é também imaginável dispor o disco perfilado 7 giratório, por exemplo por meio de um fecho do tipo de baioneta, e estacionário da direção longitudinal do eixo 5. A limitação, por ocasião de um puxão para fora, do eixo 5 através do botão 3 por uma pessoa, é realizada, de maneira não representada em maiores detalhes, por reentrâncias e ressaltos sobre o eixo 5 e elementos dispostos na carcaça, estacionários, que cooperam com aqueles.

Inversamente, o eixo 5 pode ser deslocado para dentro apenas em tal extensão, até que o lado inferior do botão encoste no lado externo do lado superior da carcaça 5.

Desta maneira, um puxão para fora e deslocamento para dentro do eixo 5 por um valor definido são assegurados, sem que, por isto, a posição do disco perfilado 7, visto na direção longitudinal, seja alterada.

Como é visível na figura 2, o disco perfilado 7 apresenta em seu lado superior, na direção da placa de circuito impresso 9, um perfil que consiste de saliências e reentrâncias, o qual serve para a atuação da microchave 11,12,13,14, Para tanto, as microchaves 11, 12, 13, 14 podem ser dispostas tangencialmente como mostrado nas figuras 1 e 2 ou as microchaves 11, 12, 13, 14 podem ser dispostas na direção radial como nas figuras 3 e 4. A disposição das chaves 11, 12, 13, 14 corresponde, aqui, ao perfil do disco perfilado 7 e à desejada característica de ligação das chaves 11, 12, 13, 14.

Por meio de urna cooperação correspondente do perfil, do lado superior, do disco perfilado 7 e dos contatos com molejo das microchaves 11. 12, 13, 14, pode ser alcançada, por exemplo, uma característica de ligação como na tabela que segue: Com referência à figura 5, as posições I a VI do botão giratório 3 estão representadas esquematicamente. Tais posições do botão giratório correspondem à posição ou combinação das chaves 11, 12, 13, 14 mostradas na tabela cima. No tipo representado da codificação binária de uma posição de ligação, a chave 14 funciona como chave de redundância, a qual contribui para assegurar urna função espedalmente importante - tal como, por exemplo, aqui, a luz de marcha ou de atenuação, contra uma falha de funcionamento. A função ‘luz de marcha” é adicionalmente protegida, adicional mente à codificação através das chaves 11, 12, 13, por meio de uma posição tendo o valor “0” (isto é, luz de marcha ativa) da chave 14. A posição de valor ‘Ό” {luz de marcha ativa) corresponde, aqui, ao comportamento “Chave não atuada” ou “sem corrente” ou “condução à massa”, de modo que através de um circuito lógico a luz de marcha permanece ligada por meio de um enlace lógico OU da chave 14 com o código de 3 bits correspondendo a “luz de marcha ativa”, que na tabela corresponde às chaves 11, 12, 13 tendo os valores 011. Uma falha de funcionamento em potencial é. por meio disto, reconhecida como tal e pode até mesmo ser emitida como alarme “função falha”. Isto tem a vantagem, que uma função falha, como um curto de corrente à massa de uma ou mais chaves 11, 12, 13 (por exemplo quando de uma ligação ou desligamento de uma luz de neblina adicional), tião pode conduzir a um desligamento involuntário e perigoso das luzes de marcha.

Contudo, é também imaginável realizar a chave de redundância na posição “1”, em lugar de na posição de valor “0”. Por meio disto, a função falha “curto de corrente”, em lugar de “curto à massa”, pode ser reconhecido, pois, quando de um curto de corrente, a condução correspondente é puxada para o potencial de valor “1”.

Chaves de redundância deste tipo podem, contudo, ser utilizadas também em combinação uma com a outra, de modo que ambas as funções falhas podem ser detectadas e/ou dispositivos tolerantes de falha podem ser ligados.

Evidentemente, a codificação binária de posições de ligação de uma chave múltipla não é limitada a uma codificação de 3 bits com chave de redundância adicional, mas sim, dependendo do número de posições de ligação requerido, pode ser realizada como codificação de vários bits com ou até mesmo várias chaves de redundância (por exemplo para várias funções de ligação relevantes à segurança.

Por meio do processo de ligação segundo a invenção é possível uma modalidade de construção simples, favorável em termos de custos, de uma chave deste tipo com codificação binária por meio de microchaves para fracas potências e eventual redundância. Em lugar do tipo de redundância, representado no exemplo, a redundância também pode ser realizada também por meio de estágios de codificação especiais - por exemplo variação de ao menos dois estados por bits de estágio ou de redundância para somas, etc. O controle dos circuitos elétricos se dá, então, através de uma eletrônica de controle com unidade lógica e unidade de ligação, as quais, parcialmente ou no total, podem ser instaladas dentro ou junto à chave. Vantajosamente, esta eletrônica de controle pode ser configurada como parte de um controle central - tal como, por exemplo, um computador de bordo.

Adicionalmente às microchaves 11, 12, 13, 14 se encontram sobre a placa de circuito impresso 9, como é visível nas figuras 3 e 4, outras microchaves 15 e 16. Estas microchaves 15 e 16 são, em lugar de como as chaves 11, 12, 13, 14 dirigida para o disco perfilado, dirigidas radialmente para dentro em relação ao eixo 5.

As microchaves 15 e 16 podem ser atuadas, por meio disto, por correspondentes reentrâncias e saliências na superfície do eixo 5, nesta região. Isto pode ser realizado, por exemplo, por meio de uma rotação ou por meio de um deslocamento longitudinal do eixo 5. No exemplo de realização representado, estas chaves 15 e 16 servem para a detecção de um puxão para fora ou deslocamento para dentro, de dois estágios, do eixo 5 e correspondentes funções de ligação, tais como luz de neblina e/ou luz auxiliar de neblina.

Para assegurar uma ligação amigável ao operador da chave, são dispostos na chave 1, de maneira não mais detalhadamente representada, curvas de encaixe ou elementos de encaixe, os quais, de maneira usual, asseguram posições de encaixe na direção de rotação e na direção longitudinal.

Claims (7)

1. Processo para a ligação de vários circuitos elétricos em um veículo, especialmente circuitos elétricos para finalidades de iluminação, compreendendo: codificar binaríamente várias posições de um elemento de atuação (3); aduzir a codificação binária a uma lógica; e, controlar com a lógica a ligação dos circuitos elétricos, caracterizado pelo fato de compreender ainda proteger de modo redundante ao menos uma posição do elemento de atuação (3) quando uma função falha é reconhecida.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a codificação é lida da lógica através de um sistema de barramento.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a lógica é executada como lógica central para o controle de outras funções elétricas e os respectivos circuitos elétricos.

4. Chave para um veículo, especial mente chave de luz, para a realização do processo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, com um elemento de atuação (3) e um dispositivo de ligação para o atingimento de vários estados de ligação na dependência da posição do elemento de atuação (3), caracterizada pelo fato de que o dispositivo de ligação é construído de vários elementos de ligação, cada um tendo dois estados de ligação, de modo que a codificação binária dos estados de ligação e de todos os elementos de ligação depende da posição do elemento de atuação (3), a fim de ligar o circuito elétrico através de uma lógica, e o dispositivo de ligação apresenta ao menos um outro elemento de ligação (14) para ao menos uma posição do elemento de atuação (3), a fim de proteger este de modo redundante por ao menos uma posição independentemente dos estados de ligação dos outros elementos dc ligação (I I- 13).

5. Chave de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que os elementos de ligação (11-14) são executados como mícrochaves que ligam baixa potência.

6. Chave de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 ou 5, caracterizada pelo fato de que o elemento de atuação é executado como botão giratório (3), o qual é ligado através de um eixo (5) com um disco perfilado (7) para a atuação dos elementos de ligação (11 -14).

7. Chave de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o disco perfilado é montado no eixo a prova de rotação e deslocável longitudinalmente, de modo que o botão giratório (3) pode ser puxado e inserido com seu eixo de rotação para a atuação de outros elementos de ligação (15,16).