СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1996 года по МПК B60R16/02 

Устройство относится к области подачи электроэнергии к электрооборудованию транспортного средства.

Цель изобретения повышение надежности работы при одновременном расширении функциональных возможностей устройства.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема системы управления электрооборудованием транспортного средства. На фиг.2 представлена структурная электрическая схема формирователя мультиплексного сигнала. На фиг.3 представлена структурная электрическая схема блока согласования. На фиг.4 представлена структурная электрическая схема канального селектора. На фиг.5 представлена структурная электрическая схема анализатора сигналов. На фиг.6 представлена структурная электрическая схема первого варианта реализации блока преобразования сигнала. На фиг.7 представлена структурная электрическая схема второго варианта реализации блока преобразования сигнала.

Система управления электрооборудованием транспортного средства содержит R блоков управления и отображения 1.1.1.R (на фиг.1 принято R=2), вывод каждого из которых через соответствующую группу индивидуальных линий связи 2.1.2.R соединен с соответствующим линейным выводом формирователя 3 мультиплексного сигнала, каждый из М (на фиг.1 принято M=2) абонентских выводов которого соединен с соответствующей из М мультиплексной линией связи 4.1.4. М. К каждой из мультиплексных линий связи 4.1.4.М подключены линейными выводами соответствующие группы канальных селекторов 5.15.Р, абонентские выводы каждого из которых соединены с линейными выводами соответствующего блока преобразования сигнала 6.1.6.Р, к абонентским выводам 7.1.7.Р каждого из которых можно подключать электропотребители и датчики сигналов транспортного средства. Каждый из канальных селекторов 5.1.5.Р имеет управляющие выводы 3.1.8.Р.

Формирователь 3 мультиплексного сигнала содержит анализатор 9 сигнала, блок 10 цифровой обработку сигналов, блок 11 коммутации, блок 12 согласования.

Блок 12 согласования состоит из М узлов подключения к мультиплексной линии связи 13.1.13.М, каждый из которых содержит первый 14 (17) и второй 16 (19) органы передачи, а также орган 15 (18) приема.

Каждый из канальных селекторов 5.1 ( 5.2.5.Р) состоит из согласующего блока 20, формирователя 21 импульсов, блока 22 коммутации и мульдекса 23. Формирователь 21 импульсов и блок 22 коммутации соединены друг с другом непосредственно и через инвертор 24, а вывод мульдекса 23 соединен с выводом согласующего блока 20. Совокупность управляющих выводов формирователя 21 сигналов и блока 22 коммутации является управляющими выводами 8.1.8.Р.

Анализатор 9 сигналов состоит из блока 25 управления непериодическими сигналами, блока 26 управления периодическими сигналами, блока 27 управления реконфигурацией сети, блока 28 согласования, делителя 29. При этом один из выводов блока 28 управления периодическими сигналами связан с блоком 10 цифровой обработки сигналов через делитель 29 частоты.

Первый вариант реализации блока преобразования сигнала 6.1 (6.2.6.Р) содержит установленный со стороны линейных выводов орган 30 гальванических развязок и взаимосвязанного с ним органа 31 ключей. При этом абонентскими входными и выходными выводами блока преобразования сигнала 6.1.(6.1.6.Р) являются соответственно выходной вывод органа 31 ключей и один из входных выводов органа 30 гальванических развязок.

Второй вариант реализации блока преобразования сигнала 6.1 (6.2.6.Р) содержит орган 32 сравнения, орган 33 гальванических развязок, счетчик 34 импульсов и цифроаналоговый преобразователь 35. При этом орган 33 гальванических развязок установлен со стороны абонентских выводов блока преобразования сигнала 6.1 (6 2.6.Р), а входной вывод счетчика 34 импульсов и выходной вывод органа 32 сравнений являются линейными выводами блока преобразования сигнала 6.1.(6.2.5.Р). Входной вывод цифроаналогового преобразователя 36 соединен с выходным выводом счетчика 34 импульсов, а выходные выводы органа 33 гальванических развязок и цифроаналогового преобразователя 35 подключены к соответствующим входным выводам органа 32 сравнения.

Система управления электрооборудованием транспортного средства работает следующим образом,
Работа электрооборудования транспортного средства осуществляется по сигналам управления,объединяемым посредством мультиплексирования.

К абонентским выводам 7.1.7.Р каждого из блоков преобразования сигнала 6.1.6.Р можно подключать абонентов, сгруппированных, например, по территориальному признаку (светотехнические блоки транспортного средства и т.п.). Возможны и другие признаки объединения абонентов в группы.

Мультиплексный обмен информацией в системе осуществляется по сигналам от блоков управления и отображения 1.1.1.R. При этом управляющие сигналы поступают от блоков управления и отображения 1.1.1.R через формирователь 3 мультиплексного сигнала, канальные селекторы 5.1.5.Р, блоки преобразования сигнала 8.1.8.Р к абонентам, подключенным к соответствующим выводам 7.1.7.Р. Сигналы контроля поступают от абонентов, подключенных к выводам 7.1.7.Р, через соответствующие канальные селекторы 5.1.5.Р и формирователь 3 мультиплексного сигнала к соответствующим блокам управления и отображения 1.1.1.R.

Блоки 1.1.1.R могут быть территориально разнесены.

К формирователю 3 мультиплеконого сигнала подключены независимые друг от друга мультиплексные линии связи 4.1.4.M.

Мультиплексный обмен информацией осуществляется, например, по следующему алгоритму.

Временной интервалов, в течение которого осуществляется однократный обмен информацией с каждым абонентом,назовем сверхцикловым интервалом (СЦИ). Каждый СЦИ разделен на m равных между собой цикловых интервалов (ЦИ). Все канальные селекторы 5.1.5.Р последовательно пронумерованы, а номер ЦИ, в общем случае, соответствует порядковому номеру канального селектора 6.1.5.Р. Из этого следует, что в течение одного ЦИ осуществляется обмен информацией между абонентами, подключенными к абонентским выводам 7.1.7.Р соответствующего блока преобразования сигнала 6.1.6.Р через соответствующий канальный селектор 5.1.5.Р.формирователь 3 мультиплексного сигнала и блоком управления и отображения 1.1.1.R
Каждый ЦИ разделен на n равных между собой по длительности канальных интервалов (КИ). Количество КИ в ЦИ определяется максимальным количеством абонентов, подключенных к абонентским вызовам 7.1.7.P любого из блоков преобразования сигнала 6.1.6.Р. Совокупность номера КИ и номера ДИ определяют адрес абонента в СЦИ.

В начале каждого СЦИ и ЦИ передаются сверхцикловые и цикловые синхросигналы (соответственно СЦС и ЦС), посредством которых обеспечивается синхронизация по сверхциклам и циклам. Из приведенного алгоритма следует, что в течение времени, равного одному СЦИ, последовательно будет осуществлен однократный информационный обмен между всеми абонентами и блоками управления и отображения 1.1.1.R.

Сигналы управления от блоков управления и отображения 1.1.R через соответствующие группы индивидуальных линии связи 2.1.2.R поступают на формирователь 3 мультиплексного сигнала, в котором посредством блока 10 цифровой обработки сигналов осуществляется формирование синхросигналов и распределение информационных сигналов, соответствующих каждому из абонентов, в групповые линейные мультиплексированные сигналы, предназначенные для передачи по соответствующим мультиплексным линиям связи 4.1.4.М. Кроме того, в формирователе 3 мультиплексного сигнала при необходимости посредством анализатора 9 осуществляется логическая обработка сигналов, поступающих от блоков управления и отображения 1.1. 1.R. Поясним сказанное. Во-первых, посредством блоков 25, 26 (фиг.5) осуществляется распараллеливание некоторых непериодических и периодических сигналов управления (например при включении габаритов или указателей поворотов в автомобиле должны одновременно загораться несколько ламп подключенных к абонентским выводам 7.1.7.P разных блоков преобразования сигналов 6.1.6.P). Вo-вторых, в зависимости от исправности отдельных ламп, подключенных к абонентским выводам 7.1.7.Р, и вида сигнала управления, поступающего через соответствующую группу индивидуальных линий связи 2.1.2.R на анализатор 3 сигналов от соответствующего блока управления и отображения 1.1. 1. R, в блоке 27 управления реконфигурацией сети формируютсся новые сигналы управления. Например, при отказе одной из ламп (допустим, одной лампы дальнего света автомобиля) и поступлении сигнала на ее включение, в блоке 27 принимается решение о необходимости включения другой лампы (например, лампы ближнего света в том же светотехническом блоке ), т.е. осуществляется реконфигурация сети.Для осуществления возможности периодического включения нагрузок на анализатор 9 поступает периодическое колебание, формируемое на выходе генератора блока 10 цифровой обработки сигналов,деленное посредством делителя 29 частоты. Для согласования параметров сигналов, поступающих на приборы, входящие в состав блоков управления и отображения 1.1.1.R, используется блок 28 согласования. В случае, если выполнение указанных функций в устройстве не требуется, то анализатор 9 вырождается в транслятор сигналов (без их изменения).

Посредством блока 11 коммутации можно оперативно переключать линейные сигналы на ту или иную мультиплексную линию связи 4.1.4.М. В случае отсутствия необходимости такого переключении блок 11 коммутации также преобразуется в транслятор сигналов, поступающих от блока 10 цифровой обработки сигналов, на блок 12 согласования.

Блок 12 согласования необходим для формирования независимых сигналов на абонентских выводах формирователя 3 мультиплексного сигнала, а также для согласования параметров линейный сигналов (в мультиплексной линии связи 4.1.4. М) и сигналов на выходе блока 11 коммутации. Каждый из абонентских выводов блока 12 согласования подключен к соответствующей мультиплексной линии связи 4.1. 4.М. Ниже рассматривается вариант реализации каждой из мультиплексных линии связи 4.1. 4. М, при котором тактовое колебание и информационные (линейные) сигналы передаются по разным цепям, т.е.каждая из мультиплексных линий связи 4.1.4.М представляет собой совокупность двух цепей: цепи линейного сигнала и цепи тактового колебания.

Линейные сигналы с выходов блока 11 коммутации поступают на узлы подключения к мультиплексной линии связи 13.1.13.М на соответствующие мультиплексные линии связи 4.1.4.М. Узлы подключения к мультиплексной линии связи 13.1. 13. М необходимы для согласований параметров сигналов на выходах электронных блоков формирователя 3 мультиплексного сигнала с мультиплексными линиями связи и для обеспечении возможности мультиплексного обмена по мультиплексным линиям связи 4.1.4.М большой протяженности.

В состав каждого из узлов подключений к мультиплексной линии связи 13.1. 13.М для рассматриваемого случаи организации мультиплексных линий связи 4.1. 4. М входят орган передачи 14 (17) тактового колебания, орган передачи 16 (19) линейного сигнала и орган приема 15 (18) линейного сигнала. Тактовое колебание, поступающее на входы органов передачи 14 и 17, формируется в блоке 10 цифровой обработки сигналов и транслируется через блок 11 коммутаций без изменений.

К каждой из мультиплексных линии связи 4.1.4.М подключены линейными выводами согласующие блоки 20 канальных селекторов 5.1.5.Р. Согласующие блоки 20 необходимы для согласования параметров сигналов, передаваемых по мультиплексным линиям связи 4.1.4.М, с сигналами на выводах формирователя 21 импульсов, вырабатывающим сигналы управления режимом работы мульдекса 23 (совокупность мультиплексора и демультиплексора).

Мультиплексный обмен осуществляется таким образом, что часть времени каждый из канальных селекторов 5.1.5.Р, например, передает информационные сигнальна, часть времени принимает. Это может быть выполнено в течение одного ЦИ. При этом формирователь 3 мультиплексного сигнала сначала принимает информационные сигналы, а затем передает сигналы. Требуемая последовательность мультиплексного обмена информационными сигналами определяется путем подачи сигналов и виде либо логического нуля, либо логической единицы от датчиков сигналов управления (не показаны на фиг.1) по соответствующей цепи управляющих выводов 8.1.8.Р канальных селекторов 5.1.5.Р. Для этого на входы блока 22 коммутации поступают сигналы с выходов формирователя 21 импульсов непосредственно и через инвертор 24. В зависимости от вида сигнала на соответствующей цепи управляющих выводов 8.1.8.Р сигналы на мульдекс 23 поступают от формирователя 21 импульсов либо без изменений, либо с инверсией.

Адрес ЦИ, соответствующий мультиплексному обмену с конкретным канальным селектором, отображается многоразрядным кодовым числом, подаваемым по соответствующим цепям управляющих выводов 8.1.8.Р на формирователь 21 импульсов. Количества разрядов адресного кодового числа определяется количеством ЦИ в СЦИ.

Вид формата информационного сигнала выбирается таким образом, что в случае обрыва любой из мультиплексных линии связи 4.1.4.М или ее замыкания на общий провод на вход формирователя 21 импульсов соответствующего канального селектора 5.1.5.Р поступает сигнал в виде последовательности логических нулей,что воспринимается как СЦС. При этом изменений сигналов, поступающих к абонентам но абонентским выводам 7.1.7.Р, не произойдет, т.е. на абонентским выводом 7.1.7.Р будет зафиксирована комбинация сигналов, которая имела место непосредственно перед обрывом мультиплексной линии связи 4.1.4.Р. Это объясняется тем, что вид информационных сигналов определяется только в КИ, в которых не передаются СЦС и ЦС.

Блок преобразования сигнала 6.1.6.Р необходим для обеспечения возможности непосредственного подключения к нагрузкам и датчикам. Система управления электрооборудованием транспортного средства предназначена как для передачи двоичных (включить выключатель норма авария), так и для передачи аналоговых сигналов (например, сигналов от датчиков температуры, уровни топлива и т.п. ). В зависимости от вида передаваемых сигналов реализации соответствующего блока преобразования сигнала 6.1.6.Р может быть разной.

При использовании варианта реализации блока преобразования сигнала 6.1. 6. Р, предназначенного для передачи двоичных сигналов (фиг.6) посредством органа З0 обеспечивается гальваническая развязка между цепями непосредственного подключения нагрузок и цепями управления, а также между цепями от датчиков и цепями контроля (диагностики) исправности как самих нагрузок, так и электронных ключей, входящих в состав органа 31 ключей, непосредственно управляющих нагрузками, и канальным селектором 5.1.5.Р.

При использовании варианта реализации блока преобразования сигнала 6.1. 6. Р, предназначенного для передачи аналоговых сигналов (фиг.7) посредством органа 33, обеспечивается гальваническая развязка между датчиками аналоговых сигналов, подключаемыми к абонентским выводам 7.1.7.Р, и канальным селектором 5.1.5.Р. Посредством органа 32 сравнения, счетчика импульсов 34 и цифроаналогового преобразователя 35 осуществляется преобразование аналоговых сигналов в сигналы,пригодные для мультиплексного обмена.

Питание системы может осуществляется от общего блока питания (не показан на чертежах), устанавливаемого на транспортном средстве. ЫЫЫ2 ЫЫЫ4 ЫЫЫ6

Использование: подача электроэнергии к электрооборудованию транспортного сродства, например, для освещения. Сущность изобретения: для повышения надежности работы при одновременном расширении функциональных возможностей в систему введены дополнительные блоки управления и отображения, селекторы каналов, мультиплексные линии связи. С канальными селекторами связаны блоки преобразования сигнала. В случае короткого замыкания или обрыва одной из мультиплексной линий связи электропотребители и датчики сигналов, относящиеся к другим мультиплексным линиям связи, остаются в работе. В системе предусмотрено изменение режимов работы канальных селекторов. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Система управления электрооборудованием транспортного средства, содержащая первый блок управления и отображения, вывод которого через первую группу индивидуальных линий связи соединен с первым линейным выводом формирователя мультиплексного сигнала, первую группу канальных селекторов, линейный вывод каждого из которых через первую мультиплексную линию связи подключен к первому абонентскому выводу формирователя мультиплексного сигнала, общую шину, связанную с выводами нулевого потенциала всех функциональных узлов, отличающаяся тем, что в нее введены R 1 дополнительных блоков управления и отображения, вывод каждого из которых через одну из R 1 дополнительных групп индивидуальных линий связи соединен с одним из R 1 дополнительных линейных выводов формирователя мультиплексного сигнала, М 1 дополнительных групп канальных селекторов, линейный вывод каждого из которых через одну из М 1 дополнительных мультиплексных линий связи подключен к одному из М 1 дополнительных абонентских выводов формирователя мультиплексного сигнала, М групп блоков преобразования сигнала, линейные выводы каждого из которых соединены с абонентскими выводами одного из канальных селекторов соответствующей группы, а абонентские выводы с потенциальными выводами соответствующих электропотребителей и датчиков сигналов, при этом управляющие выводы всех канальных селекторов подключены к соответствующим датчикам сигналов управления. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что формирователь мультиплексного сигнала состоит из включенных последовательно между линейными и абонентскими выводами анализатора сигналов, блока цифровой обработки сигналов, блока коммутации и блока согласования. 3. Система по п.2, отличающаяся тем, что анализатор сигналов состоит из соединенных с соответствующими линейными выводами блока управления непериодическими сигналами, блока управления периодическими сигналами, блока управления реконфигурацией сети и блока согласования, при этом один из выводов блока управления периодическими сигналами связан с блоком цифровой обработки сигналов через делитель частоты. 4. Система по п.2, отличающаяся тем, что блок согласования состоит из М узлов подключения к мультиплексной линии связи, каждый из которых выполнен с двумя органами передачи и одним органом приема, при этом входные выводы органов передачи и выходной вывод органа приема являются выводами со стороны блока коммутации, а выходные выводы органов передачи и входной вывод органа приема со стороны абонентского вывода блока. 5. Система по п.1, отличающаяся тем, что каждый канальный селектор состоит из включенных последовательно между линейным и абонентским выводами согласующего блока, формирователя импульсов, блока коммутации и мульдекса, при этом формирователь импульсов и блок коммутации соединены друг с другом непосредственно и через инвертор и выполнены с дополнительными выводами, которые являются управляющими выводами селектора, а вывод мульдекса соединен с выводом согласующего блока. 6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что блок преобразования сигнала состоит из установленного со стороны линейных выводов органа гальванических развязок и взаимосвязанного с ним органа ключей, при этом абонентскими выходным и входным выводами блока являются соответственно выходной вывод органа ключей и один из входных выводов органа гальванических развязок. 7. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок преобразования сигнала состоит из органа сравнения, органа гальванических развязок, счетчика импульсов и цифроаналогового преобразователя, при этом орган гальванических развязок установлен со стороны абонентских выводов, входной вывод счетчика импульсов и выходной вывод органа сравнения являются линейными выводами, входной вывод цифроаналогового преобразователя соединен с выходным выводом счетчика импульсов, а выходные выводы органа гальванических развязок и цифроаналогового преобразователя подключены к входным выводам органа сравнения.