DE2724759C2

DE2724759C2 - Einrichtung zur Verteilung elektrischer Energie in Fahrzeugen

Info

Publication number: DE2724759C2
Application number: DE2724759A
Authority: DE
Inventors: Mario Torino Borroni
Original assignee: Fiat Auto SpA
Current assignee: Fiat Auto SpA
Priority date: 1976-06-04
Filing date: 1977-06-01
Publication date: 1982-07-15
Also published as: ES459448A1; JPS5317884A; GB1584581A; DE2724759A1; FR2353412B1; SE415338B; IT1061720B; FR2353412A1; JPS5974149U; US4156151A; JPS6212683Y2; SE7706402L

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art

Solche Einrichtungen lassen sich im elektrischen Bordnetz von Motorfahrzeugen zur Steuerung der einzelnen elektrischen Stromverbraucher einsetzen. Unter dem Begriff »Stromverbraiicher« sind alle elektrischen Komponenten subsumiert, ι'.!abhängig davon, ob sie lediglich elektrische Energie verbrauchen, wie beispielsweise die Scheinwerfer, die Rücklichter, der Scheibenwischermotor, oder ob sie auch elektrische Signale abgeben, die an einem Instrumentenfeld genutzt werden, wie beispielsweise die Kraftstoffanzeige, die Temperaturanzeige für das Motorkühlmittel und die Öldruckanzeige.

Durch die US-PS 36 51 454 ist eine Einrichtung mit den Merkmalen des Gattungsbegriffes des Patentanspruchs 1 bekannt, die als ein mit unterschiedlichen Signalpegeln arbeitendes Zeitmultiplexsystem ausgebildet ist, das durch einen zentral angeordneten Taktoszillator synchronisiert wird. Bei diesem bekannten System arbeiten alle Sende- und Empfangseinrichtungen autonom, so daß jede dieser Einrichtungen eine interne Anordnung zur Ableitung der eigenen individuellen Zeitlage aus dem zentralen Takt aufweisen muß. Diese internen A iordnungen bestehen aus monostabilen Kippstufen und wirken als Verzögerungsschaltungen, die für die einander zugeordneten Paare von Sende- und Empfangseinrichtungen jeweils individuell unterschiedlich dimensioniert sind und die jeweilige Zeitlage (Kanalnummer) erzeugen, wozu sie von dem gemeinsamen Oszillatortakt, der jeweils den Beginn der einzelnen Abtastzyklen angibt, angestoßen werden. Eine derartige individuell für jeden Stromverbraucher bzw. Meßwertgeber vorgesehene Verzögerungsschaltung zur Herleitung des »individuellen Zeitkanals bedingt nicht nur einen erheblichen Aufwand, sondern setzt der erreichbaren Genauigkeit und Zuverlässigkeit vergleichsweise enge Grenzen. Eine weitere Eigenschaft des bekannten Systems besteht darin, daß analoge Meßwerte, beispielsweise die Kühlmitteltemperatur und der Kraftstoffvorrat, analog — durch Impulsbreitenmodulation - übertragen werden müssen. Es ist offensichtlich, daß eine solche Impulsbreitenmodulation in einem Zeitmultiplexverfahren, dessen einzelne Zeitkanäle durch analoge Verzögerungsmittel aus einem zentralen M) Impulsrahmentakt hergeleitet werden müssen, keine sehr große Genauigkeit ermöglicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art in der Weise auszugestal- μ ten, daß die Genauigkeit der Informationsübertragung verbessert wird, ohne du?) den einzelnen Stromverbrauchern hochpräzise Empfangs- bzw. Sendeschalteinrichtungen mit jeweils individueller zeitlicher Dimensionierung zugeordnet sein müssen.

Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die angestrebte große Genauigkeit der Einrichtung gemäß der Erfindung resultiert aus der Tatsache, daß auf der gemeinsamen Steuerleitung nicht nur die Abtastrahmenimpulse übertragen werden, sondern Taktimpulse, die den Beginn jedes einzelnen Zeitkanals markieren, s;o daß diese Zeitkanäle also nicht — wie bei der beschriebenen bekannten Einrichtung — durch individuelle und für jedes Paar von Sende- und Empfangseinrichtungen dementsprechend unterschiedlich dimensionierte Zeitgeberschaltungen realisiert werden müssen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, iuf die hiermit zur Verkürzung der Beschreibung ausdrücklich verwiesen wird.

Im folgenden ist die Erfindung argand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockdiagramm einer Einrichtung nach der Erfindung für ein Motorfahrzeug,

Fig.2 ein Blockdiagramm einer der zentralen Steuereinheiten des in F i g. 1 gezeigten Systems,

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer der dezentralen Steuereinrichtungen des in F i g. 1 gezeigten Systems,

F i g. 4 ein Blockdiagramm einer Analogschaltung, die Teil der in Fig.3 gezeigten dezentralen Steuereinheit ist,

F i g. 5 bis; 9 verschiedene Signalverläufe an bestimmten Punkten der Schaltung während der Übertragung eines Analogsignals,

Fig. 10 das Spannungssignal auf der Steuerleitung während eines Betriebsschrittes des Systems,

Fig. 11 die Schaltung einer Prüfeinrichtung, die Teil der in Fig. 3 gezeigten dezentralen Steuereinheit ist. und

Fig. 12 eine Schaltung zur wahlweisen Verringerung der Helligkeit der Bremslichter und der Fahrtrichtungsac7eigerdes Fahrzeugs.

In Fig. 1 ist ein System zur elektrischen Energieverteilung für ein Motorfahrzeug dargestellt, bei dem alle elektrischen Stromverbraucher gruppenweise zusammengefaßt sind und derartige Gruppen I₁ 2, 3 und 4 vorgesehen sind. Solche Gruppen können beispielsweise durch die linken und rechten vorderen Lampen und die linken und rechten hinteren Lampen gebildet sein. Die linke vordere Lampengruppe 1 ist über mehrere Leitungen, von denen je eine jeweils einem Stromverbraucher zugeordnet ist, mit einer vorderen linken dezentralen Steuereinheit 5 verbunden, und die reciite vordere Larnpengruppe 2 ist ähnlich mit einer vorderen rechten dezentralen Steuereinheit 6 verbunden. Die linken und rechten hinteren Lampengruppen 3 und 4 sind in ähnlicher Weise über mehrere Leitungen mit einer linken bzw. rechten dezentralen Steuereinheit 7 bzw. 8 verbunden.

Die beiden de; jntralen Steuereinheiten 5 und 7, die den Stromverbrauchern auf der linken Seite des Fahrzeugs zugeordnet sind, sind mit einer zentralen Steuereinheit 9 über eine Steuerleitung 18 verbunden. Die beiden dezentralen Steuereinheiten 6 und 8, die den Stromverbrauchern auf der rechten Seite des Fahrzeugs zugeordnet sind, s.iid über eine Steuerleitung 30 mit einer rechten zentralen Steuereinheit 10 verbunden. Die beiden zentralen Steuereinheiten 9 und 10 sind über mehrere Leitungen mit einem Instrumenten- und

Steuerfeld 11 verbunden, das gleichfalls über linke bzw. rechte Stromversorgungsleitungen 13 und 12 mit den linken bzw. rechten dezentralen Steuereinheiten 5, 7 bzw. 6, 8 sowie den linken bzw. rechten Stromverbrauchergruppen 1,3 bzw. 2,4 verbunden ist.

Das Instrumenten- und Steuerfeld 11 ist ferner über eine Stromversorgungsleitung 14 mit dem positiven Anschluß einer Stromquelle 16 verbunden, deren negativer Anschluß mit Masse verbunden ist Es ist darauf hinzuweisen, daß das Instrumenten- und in Steuerfeld 11 mehrere Steuerschalter zur wahlweisen Betätigung ausgewählter Stromverbrauchcr sowie mehrere Instrumente zur Anzeige von Signalen aufweist, die von den .Stromverbrauchern entweder dauernd oder bei Betätigung mittels eines der genannten Schalter empfangen werden. Die zentralen Steuereinheiten ermöglichen somit eine Übertragung bzw. Aufnahme von Signalen über die .Steuerleitungen 20 und 18 in zwei Richtungen abhängig von den jeweiligen Betriebszuständen und der Betätigung der Steuerschalter auf dem :n Instrumenten- und Steuerfeld 11 zum jeweiligen Zeitpunkt.

F i g. 2 zeigt die Einzelheiten der linken zentralen Steuereinheit 9 nach Fig. 1. Die Steuereinheit 9 enthält einen Multiplexer 106, der über mehrere parallele 2Ί Eingangsleitungen 105 mit dem Instrumentenfeld 11 verbunden ist. Diese führen jeweils bei Einschaltung ein Signal eines zugeordneten Schalters oder einer anderen Steuervorrichtung des Instrumenten- und Steuerfeldes 11 zum Multiplexer 106. Die Signale stehen am in Multiplexer 106 parallel an, wenn mehrere Leitungen wirksam geschaltet sind. Der Multiplexer 106 hat ferner einen Steuer- oder Takteingang 108, dem ein Taktsignal eines Zahlers 110 zugeführt wird, der mit einem Oszillator 112 verbunden ist. dessen Frequenz die S5 Frequenz des auf die .Steuerleitung 18 geführten Signals in noch zu beschreibender Weise bestimmt. Der Ausgang des Zählers 110 ist ferner mit einem ersten Decodierer 111 und einem zweiten Decodierer 114 verbunden, deren Funktion noch beschrieben wird. Der to Ausgang des Multiplexers 106 ist mit einem Modulator 116 verbunden, dem gleichfalls die Taktsignale des Oszilaltors 112 zugeführt werden.

Der Ausgang des Modulators 116 ist mit der Steuerleitung 18 und über einen Abzweig 146 mit ersten Eingängen 118 und 128 zweier Demodulatoren 122 und 124 verbunden, deren zweite Eingänge 126 und 120 durch zwei Ausgangssignale des zweiten Decodierers 114 gespeist werden. Der erste Demodulator 122 ist mit einer Anpassungsschaltung 130 verbunden, die wieder- y> um eine WarnlamDe 132 speist.

Das Ausgangssignal des zweiten Demodulators 124 wird einem Tiefpaßfilter 134 zugeführt das mit einer zweiten Anpassungsschaltung 140 verbunden ist die eine Kraftstoffanzeige 142 speist

Durch Steuerung mit dem Zähler 110 arbeitet der Multiplexer 106 derart daß er seriell einen Impulszug abgibt der den Zustand der Steuervorrichtungen am Instrjmenienfeld 11 angibt da diese parallel auf die Eingänge des Multiplexers 106 arbeiten. In dieser to Ausführungsform sind vier Eingangsleitungen für den Multiplexer 106 dargestellt Es können jedoch auch mehr oder weniger Eingangsleitungen vorgesehen sein. Der Zähler 110 ist so eingestellt daß er auf einen Zählerstand zählt der größer als die Anzahl paralleler Cingangsieitungen für den Multiplexer 506 ist die im folgenden auch als Kanäle bezeichnet werden. Wenn ein vorbestimmter Zählschritt erreicht ist liefert der erste Decodierer 111 ein Ausgangssignal an den Modulator 116, wodurch dieser während eines vorbestimmten Zählvorlumens des Zählers 110 gesperrt wird. Das Ausgangssignal auf der Steuerleitung 18 umfaßt somit einen ersten Abtastteil, der durch einen Impulszug gebildet ist, der die Signale auf den Kanälen am Eingang 105 des Multiplexers 106 repräsentiert und somit den Zustand der Steuerschalter auf dem Instrumenten- und Steuerfeld 11 in vorbestimmter Folge angibt. Darauf folgt eine Pause in der Signalübertragung, während dieser Zeit kann die zentrale Steuereinheit Signale von den dezentralen Steuereinheiten empfangen.

F i g. 3 zeigt die Einzelheiten der linken hinteren dezentralen Steuereinheit 7 nach Fig. 1. Ein Oszillator 204 ist mit einem Setzeingang 205 eines Zählers 206 verbunden, dessen Rückstelleingang 207 ein Rückstellsignal eines monostabilen Multivibrators 208 zugeführt wird. Dieser Multivibrator 208 wird mit dem Signal auf der Steiierleitung 18 angesteuert.

Das Rückstellsignal des monostabilen Multivibrators 208 wird ferner einem ersten Eingang 209 eines Pausenzählers 210 zugeführt, dessen zweiter Eingang 212 ein synchronisiertes Taktsignal vom Ausgang des Zählers 206 zugeführt wird. Das Taktsignal wird ferner einem Kanalabtastzähler 213 zugeführt, dessen Ausgang mit einem Decodierer 214 verbunden ist, der mehrere Ausgänge 216 hat. die zu ersten Eingängen 218 von Demodulatoren 220 führen, deren Eingänge 219 mit Signalen aus der Steuerleitung 18 gespeist werden. Die Demodulatoren 220 haben ferner dritte Eingänge 2196, die mit dem Ausgangssignal des Pausenzählers 210 gespeist werden. Außerdem sind vierte Eingänge 219c vorgesehen, die mit dem Ausgangssignal des Zählers 206 gespeist werden. Die Ausgänge der Demodulatoren 220 sind mit Schalteinrichtungen 221a und 221 b verbunden, die die Verbindung der Stromversorgungsleitung 13 mit ausgewählten Stromverbrauchern (nicht dargestellt) in bekannter Weise steuern. Die Schalteinrichtung 221a steuert beispielsweise die Fahrzeuglampen. Mit dieser Schaltung ist eine Schaltung 222 zur Verringerung der Helligkeit der Lampen verbunden. Diese Schaltung ist in Fig. 12 im einzelnen dargestellt.

Der Decodierer 214 hat zwei weitere Ausgänge 223 und 224. die zu einer Analogschaltung 225 bzw. zu einer Prüfschaltung 226 führen. Der Analogschaltung 225 wird ein Signal zugeführt, das den Kraftstoffvorrat im Kraftstofftank angibt und beispielsweise mit einem Schwimmer 227 im Kraftstofftank erzeugt wird. Die Analogschaltung 225 und die Prüfschaltung 226 haben Ausgänge, die mit einer Modulations- und Übertragungsschaltung 230 verbunden sind. Diese schalt»· g 230 ist mit ihrem Ausgang an die Steuerleitung 18 angeschlossen.

Die Modulations- und Übertragungsschaltung 230 empfängt ferner ein Eingangssignal von den Schalteinrichtungen 221 a und 221 b.

F i g. 4 zeigt ein Blockdiagramm der Analogschaltung 225 (F i g. 3). Innerhalb dieser Schaltung wird das Signal des Schwimmers 227 einem Vergleicher 304 zugeführt der mit der Modulations- und Übertragungsschaltung 230 (Fig.3) verbunden ist die wiederum an die Steuerleitung 18 angeschaltet ist Ein Zähler 310 ist an einem Punkt 308 mit der Steuerleitung 18 verbunden und erzeugt ein Ausgangssignal, das einem Analog-Digitalwandler 312 zugeführt wird, der als Treppensignalgenerator arbeitet und wiederum mit dem Vcrglcicher 304 verbunden ist

In Fig. 5 ist die Ausgangsspannung des Zählers 310

(Fig. 4) über der Zeit dargestellt. F i g. f> zeigt die Alisgangsspannung des Schwimmers 227 (Fig. 4) über der Zeit. Fig. 7 zeigt das Treppcnsignal am Ausgang des Analog-Digit.ilwandlers 312 (Fig. 4) über der Zeit. F i g. 8 zeigt die Alisgangsspannung des Vergleiche™ 304 (F ig. 4) über der Zeit. F i g. 9 zeigt die Ausgangsspannting des Tiefpaßfilters t.34 (F i g. 2) über der Zeit.

F i £. 10 zeigt einen Teil des Spannungssignals auf der Stellerleitung 18. Die durchgezogene Linie zeigt die Situation, wenn ein Steuerelement, beispielsweise ein Schalter auf dom Instrumenten- und Steuerfeld 11. geöffnet ist. Die gestrichelte Linie zeigt die Situation, wenn ein Steuerelement geschlossen ist.

Fig. Il /cig! eine Prüfschaltung, mit der die übrige Schaltung geprüft werden kann. Diese Schaltung enthält eine Anzeigelampe 802. die mit dem Kollektor eines Transitors 804 verbunden ist. dessen limitler an Masse liegt Her Kollektor des Transistors 804 ist ferner mit

Masse verbunden ist. /wischen dem Widerstand 806 und einer 12 Volt-Stromversorgungsleitung sind eine Diode 808 und ein Widerstand 810 in Reihe geschaltet. Die Anzeigelampe 802 ist gleichfalls mit der 12 Voll-Stromversorgungsleitung 13 verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen der Diode 808 und dem Widerstand 810 ist mit B bezeichnet und wird im folgenden noch erläutert. Der Verbindungspunkt des Widerstandes 810 mit der 12 Volt-Stromversorgtmgsleitung ist ähnlich mit ("bezeichnet.

Fig. 12 zeigt eine Schaltung zur wahlweisen Verringert' .g der Helligkeit der Brems- und Anzeigelampen Fs ist ein UND-Glied 702 vorgesehen, dessen >. iiem Fingang 703 das Signal zugeführt wird, welches den Betrieb der hinteren Lampen steuert, während der andere Eingang mit einem hochfrequenten Signal gespeist wird. Der Ausgang des UND-Gliedes 702 ist mit dem ersten Lingang 705 e'nes UND-Gliedes 704 verbunden, dessen zweitem F.ingapg das Bremslichtoder Anzeigelampensignal zugeführt wird. Der Ausgang des UND-Gliedes 704 ist mit der Basis eines Transistors 706 verbunden, dessen Fmitter rnit Masse und dessen Kollektor mit einem Verbraucher 708 (Bremslampe oder Anzeigelampe) verbunden ist. der wiederum an der Speisespannung liegt, die in Fig. 12 nicht gezeigt ist.

Das vorstehend beschriebene Ss stern arbeitet folgendermaßen:

Wenn mehrere Steuerschalter oder andere Vorrichtungen auf dem Instrumenten- und Steuerfeld II betätigt werden, werden dem Multiplexer 106 der zentralen Steuereinheit 9 mehrere Steuersignale parallel zugeführt. Am Ausgang des Multiplexers 106. der diese Signale codiert, erscheint eine Folge logischer Signale, die seriell dem Modulator 116 zugeführt werden.

Die dem Modulator 116 zugeführten logischen Ausgangssignale werden durch ein Rechteck-Trägersignal oder einen »Leitungstakt« gebildet, dieses Signal ist zeitlich abhängig von dem Wert der Signale aus dem Multiplexer 106 moduliert.

Das in F i g. 10 durchgezogen dargestellte Signal zeigt drei aufeinander folgende Impulse, die die drei Kanäle angeben, wenn die Steuerelemente (Schalter) auf dem Instrumenten- und Steuerfeld 11. die diesen drei Kanälen zugeordnet sind, nicht betätigt sind. Gestrichelt sind dieselben Kanäle dargestellt wobei sich ein moduliertes Signa! ergibt, wenn die zugeordneten Schalter betätigt sind. Diese Modulation wird folgendermaßen durchgeführt:

Der Oszillator 112 speist den Zähler 110 und bewirkt dessen laufendes Weiterzählen. Das Ausgangssignal des Zählers 110 taktet den Multiplexer 106 und bewirkt die Führung der parallelen F.ingangssignalc seriell zum Modulator 116. Wie bereits beschrieben, kann der Zähler bis zu einem maximalen Zählschritt zählen, der höher ist als die Anzahl der Kanäle oder F.ing<ingsleitungen für den Multiplexer 106, und nachdem der Zähler einen Zählschritt gleich der Anzahl der Eingangsleitungen für den Multiplexer 106 (Anzahl der Übertragungskanäle) erreicht hat. tritt eine Cause ein. während der keine Signale auf tue Leitung 18 vom Modulator 116 übertragen werden. Dies ergibt sich durch die Wirkung des ersten Decodieren III. der den Modulator llf> sperrt, bis der Zähler 110 seinen maximalen /iihlschritt erreicht hat unc! wieder seinen Zyklus am Anfang beginnt, wonach eine neue Gruppe modulierter Κ;!Γ!::!',:μ':!:'.!ε λ'.ύ die S'.eusrleit'jng !8geführ! ^\^Γ'\

Während de,' Übertragungspausc dient die Steuerlei· tung 18 zur Übertragung von Signalen der dezentralen Steuereinheiten, die an dem Abzweig 146 empfangen und den Hingängen der ersten und zweiten Demodulatoren 122 und 124 zugeführt werden. Die von den dezentralen Steuereinheiten empfangenen Signale umfassen ein Prüfsignal, das in noch zu beschreibender Weise erzeugt wird, und ein den Kraftstoffvorrat angebendes Signal der Analogschaltung 225 (F i g. 3 und 4). Der zweite Decodierer führt diese Signale während bestimmter Zeiträume in die Demodulatoren. Das Ausi'nngssignal des ersten Demodulators 122 wird der Anpassungsschaltiing 130 zugeführt, die die Warnlampe 132 ansteuert, welche auf dem Instrumenten- und Steuerfeld 11 angeordnet ist Das Ausgangssignal des zweiten Demodulators wird dem Tiefpaßfilter 134 zugeführt, welches die Anpassungsschaltung 140 zur Steuerung einer Kraftstoffanzeige 142 ansteuert.

Die auf die Steuerlcitung 18 geführten modulierten Signale des Modulators 116 werden den dezentralen Steuereinheiten zugeführt, die sie auf Steuerelemente verteilen, beispielsweise auf Leistungstransistoren, die die Stromverbraucher einschalten. Die von diesen Steuerelementen auf den Kanälen empfangenen Signale sind jeweils einem über die dezentrale Steuereinheit angesteuerten Stromverbraucher zugeordnet. Um diese Art der Verteilung zu erläutern, w ird auf F i g. 3 Bezug genommen. In jeder dezentralen Steuereinheit w ird ein Taktsignal erzeugt, das mit dem Impulszug auf der Steuerleitung 18 synchronisiert ist. wodurch die Festlegung eines vorgegebenen Zeitpunktes während des Impulses möglich ist. Wie aus Fig. 10 hervorgeht, umfassen die nicht modulierten Signale mehrere regelmäßig beabstandete Rechteckimpulse, so daß am Mittelpunkt eines jeden Impulses das Signal einen hohen Spannungspegel hat. Ist ein Impuls jedoch moduliert, '.vie es in F i g. 10 gestrichelt dargestellt ist. so wird das Signal bis über den Mittelpunkt des Positiven Impulses (im Folgenden auch als Halbperiodenpunkt bezeichnet) niedrig gehalten, so daß an diesem Punkt in jedem Zyklus das Signal auf der Steuerleitung 18 entweder hohen oder niedrigen Pegel hat. abhängig davon, ob das Signal nicht moduliert oder moduliert ist. Dadurch wird angezeigt, daß der zugeordnete Steuerschalter auf dem Instrumenten- und Steuerfeld 11 ein- oder ausgeschaltet ist. Der synchronisierte Impulszug wird gemäß Fig.3 durch einen Oszillator 204 erzeugt, der eine Frequenz erzeugt, die 16mal höher als diejenige des Oszillators 112 der zentralen Steuereinheit 9 ist. die

die Frequenz des Impulssignals auf der Steuerleitung 18 bestimmt. Der Zähler 206 zählt bis 16 und erzeugt einen Ausgangsimpuls, wodurch das Eingangssignal durch den Faktor 16 geteilt wird und Signale mit derselben Frequenz wie die Impulse auf der Steuerleitung 18 erzeugt werden. Der monostabile Multivibrator 208 stellt den Zähler 206 am Beginn eines jeden Impulses auf der Sleucrleitiing 18 zurück, so daß die Ausgangsimpulse des Zählers 206 immer ungefähr mit den Impulsen auf der Steuerleitung synchronisiert sind. Wie aus Fig. 10 hervorgeht, kann eine beachtliche Toleranz bei dieser Synchronisation in Kauf genommen werden, wenn die entsprechende Versetzung der Vorderflanken des Impulssignals auf der Leitung /wischen nicht moduliertem und moduliertem Zustand gegeben ist. Der Zustand des l.cislungssignuls am Halbperiodenpunki. der dunIi ilen Decodierer 214 festgestellt wird, wird in einem der Speicherdemodulatoren 222 gespeichert, von denen für jeden von der dezentralen Steuereinheit gesteuerten Stromverbraucher einer vorgesehen ist. Die Speicherung erfolgt bis zum folgenden Abtastzyklus.

Der Kanalabtastzähler 213 zählt die vom Zähler 206 abgegebenen Signale und speist den Decodierer 214, der aufgrund der F.ingangssignale bestimmt, welcher Stromvcrbraucher wirksam zu schalten ist. Der Decodierer 214 gibt also eine Information darüber ab. welches Steuerelement die über die Leung übertragene Sieuerinformation ei halten muß.

Der Zähler 210 hat die folgende Funktion:

Wenn das Signal des monostabilen Multivibrators 208 für eine vorbestimmte Anzahl Perioden nicht empfangen wird, also während der Übertragungspause der zentralen Steuereinheit 9. so zählt der nun nicht mehr vom monostabilen Multivibrator 208 zurückgestellte Zähler 210 bis zu einem bestimmten Zählerstand H und stellt den Kanalzählcr 213 zurück. Wenn andererseits das Signal des monostabilen Multivibrators 208 nicht empfangen wird, nachdem die vorbestimmte Anzahl Perioden abgelaufen ist. so wird ein Fehler angezeigt, und der Zähler 210 zählt aufwärts bis zu einer Zahl K. die größer als Il ist. Dieser Zustand wird dann derart ausgewertet, daß alle Stromverbraucher durch Löschen der Demodulatoren 220 ausgeschaltet werden.

Vom Decodierer 214 werden Signale zur Wirksamschaltung der analogen Schaltung und der Prüfschaltung abgegeben, und die von diesen Schaltungen abgegebenen Signale werden in noch zu beschreibender Weise der Modulations- und Übertragungsschaltung 230 zugeführt, die sie der Steuerleitung 18 zuführt. Dieser Vorgang tritt während der Pausenzeit nach jeder Abtastung der Kanäle mit der zentralen Steuereinheit 9 ein. Die dezentrale Steuereinheit befindet sich dann im Übertragungszustand, und die von den an sie angeschalteten Steuervorrichtungen empfangenen Signale werden moduliert und seriell zur zentralen Steuereinheit auf der Steuerleitung 18 in vorbestimmter Folge (Kanäle) in derselben Weise wie eine Folge von Signalen in der anderen Übertragungsrichtung läuft, übertragen.

Die Identifizierung der verschiedenen Kanäle erfolgt mittels einer Pause im Leitungssignal. Der erste Kanal nach dieser Pause wird dann als der erste innerhalb der Folge und die folgenden Kanäle als die nachfolgenden erkannt. Dieses Erkennen erfolgt folgendermaßen: Der in F i g. 3 gezeigte Zähler 206 wird mit Signalen des Oszilaltors 204 gespeist und durch den monostabilen Multivibrator 208 während der Übertragungszeit der zentralen Steuereinheit zurückgestellt, wähvend der Pause liefert der monostabile Multivibrator jedoch das

Rüekslellsignal nicht mehr, und der Zähler zählt somit weiter, bis die P.'ise erkannt ist.

Das vorstehend beschriebene, mit codierten Impulsen arbeitende Syjlem kann zur Übertragung analoger Daten von Signalen verwendet werden, die sich über der Zeit langsam ändern. Solche Signale repräsentieren beispielsweise den Kraftsloffvorrat. Dies erfolgt durch Ausnutzung der Leitungssignale, die nur einen hohen oder einen niedrigen Pegelwert annehmen können, wie bereits beschreiben wurde. Fine solche Übertragung geschieht nach einem (Juaniisieriingsverfahren. Mit der Analogsi-'haltung 225 der dezentralen Steuereinheit 7. die dem Kraftstofftank am nächsten angeordnet ist. wird ein I'reppensignal mit dem Analog-Digitalwandler 312 (I ii:. Ί) erzeugt, bei dem jede Stufe der kleinsten .iiiswi·· ibaren Änderung im Wert des KraflMoffwirratsign.ils entspricht.

Das Treppensignal nimmt stulenweise in Form eines Rampensignals unter Steuerung des Zählers 310 zu, bis das linde der Periode festgestellt wird, wahrend der die analoge Information zu übertragen ist. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Signal empfangen, aas den Zähler 310 zurückstellt, und die Erzeugung des Treppensignals wird wieder eingeleitet. Der Vergleicher 104. dem das Treppensignal zugeführt wird, empfängt fener ein analoges Spannungssignal, das den Kraftstoffvorrat angibt. Dieses analoge Spannungssignal ist in F ι g. 6 gezeigt, und das Ausgangssignal des Vergleichers 304 ist ein Rechtecksignal, das in der Zeit, während der das Trcppensignal unter dem analogen Signal (F i g. 6) liegt, einen hohen Pegel hat. Es hat einen niedrigen Pegel, während der Zeit, in der das Treppensignal über dem Pegel des analogen Signals liegt, wie es in F i g. 8 gezeigt ist. Somit ist die Zeit, während der das Ausgangssignal des Vergleichers 304 niedrig bleibt, um so länger, je niedriger der Kraftstoffvorrat ist. Dieses Signal wird über die Übertragungsschaltung 230 auf die Steuerleitung 18 gegeben, die es dem Demodulator 124 (F i g. 2) zuführt. Dieser wird während dieser Periode durch ein Signal des Decodierers 114 angesteuert und bewirkt eine Anpassung des Signals des Decodierers 214. welches den Zähler 310 der Analogsci.altung 225 ansteuert. Das Ausgangssignal des Demodulators 124. das mit dem Tiefpaßfilter 134 gefiltert wird, ist in F i g. 9 dargestellt. Dieses Signal gibt praktisch den mittleren Wert des Rechtecksignals an. das während dieser Periode empfangen wird, und entspricht dem Spannungspegel, der am Schnittpunkt zwischen dem Treppensignal und dem variablen Analogsignal vorliegt. Dies ist genau das Signal, weiches der Kraftstoffanzeige auf dem Instrumentenfeld zuzuführen ist.

Das vorstehend beschriebene System hat weitere Vorteile. Es ermöglicht beispielsweise eine laufende Prüfung der fehlerfreien Arbeitsweise der Lampen folgendermaßen. Nach jeweils zwei Sekunden werden für eine Zeit von 0.5 Millisekunden alle Steuersignale für die Verbraucher vollständig abgeschaltet. Dieses Abschalten erfolgt so kurzzeitig, daß keine merkliche Auswirkung auftritt, weshalb es die normale Arbeitsweise der Stromverbraucher nicht stört. Um eine Prüfung der Arbeitsweise der Stromverbraucher durchzuführen, ist jedem eine Schaltung nach Fig. 11 zugeordnet In dieser Schaltung ist der Widerstand 806 hoch in bezug auf den Widerstand des Stromverbrauchers, der in der Schaltung nach F i g. 11 eine Lampe ist Ähnlich ist der

\mj « Λ aiii U_n^U »αποηΓ,Κο.· ^_am U^/Iarrtqnii S/l£

rriUCDtailU DIV Ιΐν/λ-ΐι 5Vgt.iiuuvi ViWiIi TTiUWiJtUIiU wu.

Das Widerstandsverhältnis liegt in der Größenordnung von 1 :30.

W^rtn die Prüfung erfolgt, wird der Transistor 804 gesperrt, so daß die Verbindung zwischen der Lampe 802 und Masse unterbrochen wird. Ist die Lampe 802 nicht schadhaft, so wird der Kollektor des Transistors im Hinblick auf den hohen Wert des Widerstandes 806 gegenüber demjenigen der Lampe 802 ein Potential nahe dem positiven Potential der Speisestromquelle annehmen und die Diode 808 befindet sich dann gerade im leitenden Zustand, so daß der Punkt ßein Potential nahe dem Potential des Punktes C also nahe dem ßatteriepotential hat.

Wenn andererseits die Lampe 802 einen gebrochenen Glühfaden hat. so befindet sich die Diode 808 im stark leitenden Zustand, und im I linbhck auf das Widerstandsverhältnis der Widerstünde 806 und 810 in der Größenordnung von I : 30 nimmt der Punkt Ii ein Potential nahe dem Masscpotcntial an. Kin ,im Punkt Π abgegriffenes Signal hat somit einen hohen oder niedrigen Pegel, was davon abhängt, ob die Lampe 802 ordnungsgemäß arbeitet oder nicht. Dieses Signal kann (über nicht dargestellte Vorrichtungen) der Übertragungsschaltung 230 zugeführt werden, mit der es auf die Steuerlcitung 18 gegeben und dem Demodulator 122 zugeführt wird. Dieser speist dann die Warnlampe auf dem Instrumenten- und Steuerfeld 11.

Das vorstehend beschriebene System ermöglicht auch eine Verringerung der Helligkeit der Bremslichter und der Anzeigelampen abhängig davon, ob uie hinteren Lampen ein- oder ausgeschaltet sind. Im Hinblick auf die Signale des Zählers 206 (F i g. J) ist es in bekannter Weise möglich, ein ^l.< ;ir genaues Rechtecksignal mit sehr hoher Frequenz zu erzeugen. Diese¹·. Signal kaiin einem Fingang des UND Gliedes 702 (F ig. 12) zugeführt werden (Fig. 12 zeigi ein blockilia- gramm der Schaltung 222 nach Fig. 3). Dein anderen Fingang 703 des UND-Gliedes 702 wird das Signal /i" Einschaltung der hinteren Lampen zugeführt, das \on den entsprechenden Deiiiodulatorcn 220 nach I ι g. 5 stammt. Das UND Glied 702 ermoglii lit somit dir Führung des hochfrequenten Sign,ils zum LiiiL'ang 70I des UND-Gliedes 704. dessen anderem l.ingans: Ua¹-F.inschalleMgiial für die Bremslichter und die Anzeige lampen zugeführt wird, wekhes vom Demodulator 220 abgeleitet wurde. Wenn die hinteren Lampen einue schaltet sind, fuhrt das UND Glied 704 via«, ihm zngefuhrte Steuersignal zur l.inschallung vies \eibi.ni chers 708 weiter, der durch die liremslicliter oder d;e Anzeigelau.pen gebildet sein kann. Hierzu wir I der Transistor 70h leitend gesteuert. Dieser Vorgang erfolgt durch Modulation mit dem hochfrequenten Signal, (las somit einen Teil des Signals ausschneidet und d.idi.ich die Intensität der Lampen nach dem bekannt n Zerhackereffekt verringert.

Hierzu 5 Blatt Zeichnimccn

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Verteilung elektrischer Energie einer Stromquelle an einen oder mehrere Stromverbraucher in Fahrzeugen

- mit wenigstens einer Leistungs-Stromversorgungsleitung,

- mit dezentralen Steuereinheiten, die Empfangs- und/oder Sendeeinrichtungen besitzen,

— mit wenigstens einer Steuerleitung, auf der eine Informationsübertragung in einem Zeitmultiplexsystem zu den Empfangs- und von den Sendeeinrichtungen stattfindet, wobei die einzelnen Zeitkanäle des Zeitmultiplexsystems den einzelnen Stromverbrauchern individuell zugeordnet sind,

— mit den Empfangseinrichtungen zugeordneten Demod.:latoren zur Demodulierung der von den .Sendeeinrichtungen abgegebenen Zeitmultiplexsignale

— sowie mit wenigstens einer zentralen Steuereinheit, die einen Oszillator zur Erzeugung des Grundtaktes des Zeitmultiplexsystems enthält,

dadurch gekennzeichnet,

daß die zentrale Steuereinheit (9) noch folgende Teile beinhaltet:

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— einen von ainem durch den genannten Oszillator (112) fortschaltbaren Zähler (110) gesteuerten Multiplexer (W6) zur zeitlichen Verschachtelung von parallel angelieferten Eingangsinformationen durch periodische Abtastung entspre- J5 chender Eingangsleitungen (105), wobei der Abtastzyklus des Zeitmultiplexsystems eine größere Anzahl von Taktimpulsen umfaßt als es der Zahl der an die zentrale Steuereinheit (9) angeschlossenen abzutastenden Eingangsleitungen (105) entspricht,

- einen Modulator (116) zur Umwandlung der seriellen Ausgangssignale des Multiplexers (106) in eine digitale, vorzugsweise binärcodierte Impulsfolge, die an die genannte Steuerleitung(18) abgegeben wird,

- einen ersten und einen zweiten Decodierer (111 bzw. 114) die von dem genannten Zähler (110) gesteuert sind, und mit dem Modulator (116) bzw. mit Demodulatoren (122 und 124) derart au verbunden sind, daß der erste Decodierer (111) während eines ersten der Sendephase der zentralen Steuereinheit (9) entsprechenden Abschnitts des Abtastzyklus ausschließlich den Modulator (116) und der zweite Decodierer (114) während eines zweiten der Empfangsphase entsprechenden Abschnitts des Abtastzyklus ausschließlich die zugeordneten Demodulatoren (122 und 124) aktivieren, derart daß die zentrale Steuereinheit (9) während des ersten Abschnitts des Abtastzyklus auf Senden und während des zweiten Abschnitts des Abtastzyklus auf Empfang geschaltet ist,

und daß in an sich bekannter Weise die zu steuernden Stromverbraucher in Gruppen (1 j 2; 3; 4) zusammengefaßt mit den dezentralen Steuereinheiten (5; 6; 7; 8) verbunden sind, die jeweils folgende

Teile beinhalten:

- einen weiteren Oszillator (204), der Taktimpulse mit einer gegenüber der Taktfrequenz des Oszillators (112) der zentralen Steuereinheit (9) um einen vorgegebenen Faktor vergrößerten Taktfrequenz erzeugt,

- einen weiteren Zähler (206) zur Abzählung der Taktimpulse dieses weiteren Oszillators (204) mit einem dem genannten Faktor entsprechenden Zählvolumen, der durch auf der Steuerleitung (18) eintreffende Signale der zentralen Steuereinheit (9) periodisch rückstellbar ist und mit dessen Hilfe der genannte zweite Abschnitt des Abtastzyklus ermittelbar ist

- sowie einen weiteren Decodierer (214), der mit Hilfe des weiteren Zählers (206) derart gesteuert ist, daß er die von der zentralen Steuereinheit (9) eintreffenden Zeitmultiplexsignale kanalgerecht an mit seinen Ausgängen (216) verbundene Demodulatoren (220) verteilt., die ihrerseits Schalteinrichtungen (221a; 221 b) zum Schalten der einzelnen Stromverbraucher steuern.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ebe zweite Gruppe von Ausgängen (223 und 224) des weiteren Dekodierers (214) auf eine Analogschaltung (225) und eine Prüfschaltung (226) geführt ist, die mit einer Modulations- und Übertragungsschaltung (230) verbunden sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfschaltung (226) für jeden Stromverbraucher einen Transistor (804) aufweist, dessen Emitter mit Masse und dessen Kollektor mit dem zugeordneten Stromverbraucher (Anzeigelampe 802) verbunden ist, der mit seinem anderen Anschluß an der Stromversorgungsleitung (12) liegt, daß der Kollektor des Transistors (804) ferner mit einem Anschluß eines ersten Widerstandes (806) verbunden ist, dessen anderer Anschluß mit Masse verbunden ist, und daß der erstgenannte Anschluß des ersten Widerstandes (806) außerdem mit der Kathode einer Diode (808) verbunden ist, deren Anode mit einem zweiten Widerstand (810) verbunden ist, der an der Stromversorgungsleitung (12) liegt.

4. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Ausgang der Demodulatoren (220), der den hinteren Lampen des Fahrzeuges zugeordnet ist, mit einer Schaltung (222) zur Verringerung der Helligkeit der Bremslichter und der Fahrtrichtungsanzeigelampen bei Einsch8ltung der hinteren Lampen verbunden ist, daß diese Schaltung (222) ein erstes UND-Glied (702) aufweist, von dem ein Eingang (703) mit dem Ausgangssignal des zugeordneten Demodulators (220) und dessen anderer Eingang mit einem hochfrequenten Rechtecksignal gespeist wird, und daß ferner ein zweites UND-Glied (704) vorgesehen ist, von dem ein Eingang (705) mit dem Ausgangssignal des ersten UND-Gliedes (702) und dessen anderer Eingang mit dem Ausgangssignal des Demodulators (220) gespeist wird, der den Bremslichtern oder den Fahrtrichtungsanzeigelampen zugeordnet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Analogschaltung (225) einen Vcrgleicher (304) enthält, von dem ein Eingang mit

von einem im Kraftstofftank des Fahrzeugs befindlichen Schwimmer (227) erzeugten elektrischen Signalen gespeist wird und dessen anderem Eingang Signale eines Analog-Digital-Wandlers (312) zugeführt werden, dessen Eingang von einem Zähler (310) gespeist wird, der mit der Steuerleitung (18) verbunden ist, und daß die Ausgangssignale des Vergleiche« (304) der Steuerleitung (18) über die Modulations- und Übertragungsschaltung (230) zugeführt werden.