DE2936929A1

DE2936929A1 - Energieversorgungsanlage fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2936929A1
Application number: DE19792936929
Authority: DE
Inventors: Ing.(grad.) Hans 8729 Obertheres Fliege
Original assignee: Sachs Systemtechnik GmbH
Current assignee: Sachs Systemtechnik GmbH
Priority date: 1979-09-12
Filing date: 1979-09-12
Publication date: 1981-04-02

Description

Energieversorgungsanlage für Kraftfahrzeuge
Zusatz zu Hauptpatentanmeldung P 28 09 763.4 (Hauptpatent . ... ...) Die Erfindung betrifft eine Energieversorgungsanlage für Kraftfahrzeuge, mit einer Stromquelle und wenigstens zwei elektrischen Verbrauchern, die in Serie zu je einem Schaltgerät über Sammelleitungen an die Stromquelle angeschlossen sind, wobei diese Serienschaltungen jeweils parallel zwischen die Sammelleitung und die als Rückleitung ausgenutzte Metallkarosserie des Kraftfahrzeugs geschaltet sind und wobei die Schaltgeräte an ein Steuergerät angeschlossen und mittels Bedienungsschalter und/oder Steuerschalter des Steuergeräts selektiv steuerbar sind.
Eine derartige Anlage ist aus der DE-OS 21 05 213 bekannt.
Bei dieser Anlage sind die Verbraucher des Kraftfahrzeugs über jeweils zugeordnete Schalttransistoren parallel an gemeinsame Sammelleitungen angeschlossen. Jeder der Schalttransistoren ist über eine gesonderte Steuerleitung mit einem gemeinsamen Steuergerät verbunden. Zwar läßt sich der Kupferverbrauch für die den Strom der Verbraucher führenden Sammelleitungen auf diese Weise verringern. Die Vielzahl der zur Steuerung der Schalttransistoren erforderlichen Steuerleitungen erschweren jedoch die Montage.
Nach der DE-OS 21 05 213 ist die Sammelleitung mit den zugehörigen Steuerleitungen zu einem Flachbandkabel zusammengefaßt, welches aufgrund seiner Breite nur schlecht in der Bandebene gewinkelt verlegt werden kann.
Um den Kabelaufwand zu verringern und die Verlegung des Kabels zu erleichtern, wurde in der Hauptpatentanmeldung P 28 09 763.4 (Hauptpatent . ... ...) vorgeschlagen, daß das Steuergerät einen von den Bedienungsschaltern und/oder Steuerschaltern steuerbaren Kodierer aufweist, der bei Betätigung der Schalter ein dem Schaltgerät des betätigten Schalters selektiv zugeordnetes serielles Kodesignal abgibt, daß die Schaltgeräte auf die zugeordneten Kodesignale selektiv ansprechende Dekoder aufweisen, daß die Schaltgeräte parallel an die Steuerleitung angeschlossen sind, und daß die Sammelleitung, an die der Verbraucher angeschlossen ist, und die Steuerleitung, an die das zugehörige Schaltgerät des Verbrauchers angeschlossen ist, zu einem zweiadrigen Kabel vereinigt sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Kabelaufwand noch weiter zu verringern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Steuergerät eine an die Sammelleitung der Verbraucher angekoppelte, mittels der Bedienungsschalter und/oder der Steuerschalter steuerbare Wechselstrom-Generatorstufe aufweist, die bei Betätigung der Schalter ein dem Schaltgerät des betätigten Schalters selektiv zugeordnetes Wechselstromsignal an die Sammelleitung abgibt und daß die Schaltgeräte ebenfalls an die Sammelleitung der Verbraucher parallel angeschlossen sind und auf die zugeordneten Wechselstromsignale selektiv ansprechen.
Bei einer solchen Anlage muß lediglich eine einadrige Leitung in dem Kraftfahrzeug verlegt werden, an die verschiedenartigste Verbraucher angeschlossen werden. Obwohl prinzipiell lediglich eine einzige, dem Leistungsbedarf der Verbraucher entsprechend dimensionierte Leitung verlegt werden muß, werden zweckmäßigerweise jedoch gesonderte Funktionsgruppen, beispielsweise die Rückleuchte-Bremslicht-Blinkereinheit, bzw. die Scheinwerfer-Nebelscheinwerfer-Blinker-Einheit,an gesonderte Sammelleitungen angeschlossen, um den Kupferquerschnitt der Sammelleitungen nicht unnötig groß werden zu lassen. Da diese Einheiten jedoch in aller Regel als komplett vorgefertigte Baugruppen eingebaut werden, vereinfacht sich der Montageaufwand beim Anschließen an die Sammelleitung erheblich.
Ähnlich dem Vorschlag der }Iauptpatentanmeldung (Hauptpatent . ... ...) kann die Wechselstromgeneratorstufe einen von den Bedienungsschaltern und/oder Steuerschaltern steuerbaren Kodierer aufweisen, der bei Betätigung der Schalter ein dem Schaltgerät des betätigten Schalters selektiv zugeordnetes serielles Impulskodesignal abgibt, wobei die Wechselstromgeneratorstufe einen mit dem Impulskodesignal modulierbaren Oszillator aufweist. Die Schaltgeräte weisen hierbei jeweils eine das Impulskodesignal abtrennende Demodulatorstufe auf, die das abgetrennte Impulskodesignal jeweils einem auf das Impulskodesignal selektiv ansprechenden Dekoder zuführt. Bei dieser Ausführungsform kommt man mit einem Minimum an Bauelementen für die Frequenzselektion aus. Insbesondere ist die Zahl der in der Serienfertigung problematischen Spulen gering.
Da nur eine einzige Frequenz von Gleichstrom zu trennen ist, können einfache, gegebenenfalls als RC-Glieder aufgebaute, spulenfreie Hochpaßschaltungen zur Abtrennung des Wechselstromsignals von dem die Verbraucher speisenden Gleichstrom benutzt werden. Das Impulskodesignal kann, wie auch in der Hauptpatentanmeldung (Hauptpatent . ... ...) beschrieben, auf einfache Weise dadurch erzeugt werden, daß das Steuergerät eine die Bits des Kodesignals parallel erzeugende, durch die Bedienungsschalter bzw. Steuerschalter steuerbare Kodiermatrix, sowie einen an die Kodiermatrix angeschlossenen Parallel/Serien-Umsetzer aufweist.
Zur Dekodierung können in den Schaltgeräten Serien/Parallel-Umsetzer vorgesehen sein, die die seriell aus der Demodulationsstufe zugeführten Stromimpulse in parallele Bits umwandelt, welche von einem Vergleicher mit den in einem Festwertspeicher gespeicherten, dem Schaltgerät spezifisch zugeordneten Sollbits verglichen werden. Der Vergleicher steuert einen in Serie zum Verbraucher geschalteten, vorzugsweise elektronischen Schalter. Soweit vorstehend von einer auf die Oszillatorfrequenz abgestimmten Demodulationsstufe die Rede ist, sollen hierbei Demodulationsstufen verstanden werden, die allgemein zur Abtrennung des Wechselstromsignals von einem sonstigen Signal der Sammelleitung, beispielsweise dem Verbrauchergleichstrom, geeignet sind. Unter den frequenzselektiven Mitteln der Demodulatorstufe sollen dementsprechend auch Hochpaßschaltungen zu verstehen sein.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselstromgeneratorstufe bei Betätigung der Bedienungsschalter und/oder Steuerschalter Wechselstromsignale erzeugt, deren Frequenz den Schaltgeräten der betätigten Schalter selektiv zugeordnet ist und daß die Schaltgeräte jeweils auf die zugeordnete Frequenz selektiv abgestimmte Demodulatoren aufweisen. Jedem der Verbraucher ist bei dieser Ausführungsform eine Frequenz zugeordnet, die bei Betätigung des ebenfalls zugeordneten Schalters in der Wechselstromgeneratorstufe erzeugt wird. Während bei der Steuerung der Verbraucher durch seriell übertragene Impulskodesignale gesonderte Impulskodesignale zum Einschalten und zum Ausschalten des Verbrauchers benötigt werden, genügt in der zuletzt beschriebenen Ausführungsform jeweils eine Frequenz, die solange über die Sammelleitung übertragen wird, als der Verbraucher eingeschaltet sein soll. Es wäre denkbar, einen einzigen Oszillator der Wechselstromgeneratorstufe im Zeitmultiplexbetrieb nacheinander auf die einzelnen Frequenzen der Verbraucher abzustimmen. Sofern die Zahl der Verbraucher jedoch groß ist, können sich hierbei relativ lange Zugriffzeiten ergeben. Besser ist es deshalb, wenn das Steuergerät eine Vielzahl voneinander unabhängig steuerbarer, auf unterschiedliche Frequenzen abgestimmter Oszillatoren aufweist.
Der einfachste Weg zur Entkopplung der Schaltgeräte von den Verbrauchern besteht darin, die Schaltgeräte über je einen für das Wechselstromsignal durchlässigen Serienkondensator an die Sammelleitung anzuschließen. Soweit die Stromquelle einen, verglichen mit den Verbrauchern, relativ kleinen Innenwiderstand hat, kann der dadurch hervorgerufene Kurzschluß für das Wechselstromsignal vermieden werden, wenn die Stromquelle in Serie zu einer das Wechselstromsignal sperrenden Drossel an die Sammelleitung angeschlossen ist.
Im folgenden sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt: Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Energieversorgungsanlage eines Kraftfahrzeugs, und Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild eines in der Anlage nach Fig. 1 verwendbaren Steuergeräts mit zugehörigem Schaltgerät.
Fig. 1 zeigt Verbraucher 101 eines Kraftfahrzeugs, die in Serie zur Kontaktstrecke von je einem steuerbaren Schalter 103 jeweils zwischen eine einadrige Sammelleitung 105 und die bei 107 dargestellte, durch die Metallkarosserie des Fahrzeugs gebildete Masse geschaltet sind. Die Verbraucher werden aus einer Stromquelle 109, beispielsweise der Fahrzeugbatterie, welche in Serie zu einer Drossel 111 ebenfalls zwischen Masse 107 und die Sammelleitung 105 geschaltet ist, mit Gleichstrom versorgt. Jedem der vorzugsweise elektronisch arbeitenden Schalter 103 ist ein Schaltgerät 113 zugeordnet, welches über einen Serienkoppelkondensator 115 ebenfalls an die Sammelleitung 105 angeschlossen ist.
Die Schaltgeräte 113 sprechen selektiv auf Wechselstromsignale an, die ein über einen Serienkoppelkondensator 117 an die Sammelleitung 105 angeschlossenes Steuergerät 119 bei Betätigung von jeweils den Verbrauchern 101 zugeordneten Schaltern 121 erzeugt. Bei den Schaltern kann es sich um Bedienungsschalter,beispielsweise für elektrische Fensterheber oder Scheibenwischer oder dergleichen, handeln, oder aber um Steuerschalter, wie z.B. den Bremslichtschalter oder den Schalter des Rückfahrscheinwerfers. Die Schaltgeräte 113 sind vorzugsweise zusammen mit dem Schalter 103 zu einer Baueinheit zusammengefaßt; die in der Nähe des zugeordneten Verbrauchers 101 am Kraftfahrzeug eingebaut wird bzw.
mit dem Verbraucher eine Baueinheit bildet. Das Steuergerät 119 kann sämtliche an eine einzige Sammelleitung 105 angeschlossene Verbraucher steuern, gegebenenfalls können auch weitere Sammelleitungen 123 parallelgeschaltet sein. Wesentlich ist jedoch, da13 sowohl die Stromversorgung der Verbraucher als auch die Übertragung der Wechselstromsteuersignale über ein und dieselbe einadrige Leitung erfolgt, die zur Unterdrückung von Störungen jedoch gegebenenfalls mit einer koaxialen Abschirmung versehen sein kann.
In der Ausführungsform nach Fig. 1 umfaßt das Steuergerät 119 eine Vielzahl Oszillatoren, von denen jeder auf eine andere Frequenz abgestimmt ist. Die Schaltgeräte 113 umfassen selektiv auf jeweils eine der Frequenzen abgestimmte Demodulatoren. Für die-Dauer der Betätigung der jeweils den Verbrauchern 101 zugeordneten Schal r 121 erzeugt das Steuergerät 119 ein Wechselstromsignal mit der dem Verbraucher zugeordneten Frequenz. Der auf diese Frequenz abgestimmte Demodulator des zugeordneten Schaltgeräts öffnet bzw. schließt den Schalter 103 für die Dauer der Übertragung des Wechselstromsignals.
Die Serienkoppelkondensatoren 115, 117 sind so bemessen, daß sie die Wechselstromsignale durchlassen, während die Drossel 111 die Wechselstromsignale sperrt. Die Koppelkondensatoren 115, 117 können entfallen, wenn durch geeignete Dimensionierung der Eingangsimpedanzen der Schaltgeräte 113 bzw. der Ausgangsimpedanz des Steuergeräts 119 Gleichstromkurzschlüsse vermieden werden. Gleichfalls kann die Drossel 111 entfallen, wenn aufgrund des Innenwiderstands der Stromquelle 109 keine- Wechselstromkurzschlüsse auftreten können.
Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform eines Steuergeräts 125 und zugehöriger Schaltgeräte 127. Das Steuergerät 125 ist wiederum an eine auch den Versorgungsgleichstrom von Verbrauchern 129 führende Sammelleitung 131 angeschlossen. Die Verbraucher 129 sind wiederum über vorzugsweise elektronische Schalter 133 zwischen Masse und die einadrige Sammelleitung 131 geschaltet. Das Steuergerät 125 enthält eine Diodenmatrix 135, an die jeweils den Verbrauchern 129 zugeordnete Schalter 137 angeschlossen sind.
Die Diodenmatrix 135 gibt entsprechend der Stellung der Schalter 137 an Parallelausgängen 139 ein paralleles Kodesignal ab, welches in einem Parallel/Serien-Umsetzer 141 in ein serielles Impulskodesignal umgewandelt wird. Das Impulskodesignal steuert einen Oszillator 143, der über einen Serienkoppelkondensator 145 an die Sammelleitung 131 angeschlossen ist. Das Wechselstromsignal des Oszillators 143 wird im Takt des Impulskodesignals moduliert.
Das Schaltgerät 127 umfaßt einen über einen Serienkoppelkondensator 147 an die Sammelleitung 131 angeschlossenen Demodulator 149, der die Impulse des Impulskodesignals vom Wechselstromsignal trennt und einem Serien/Parallel-Umsetzer 151 zuführt. Die Parallelausgänge des Serien/ Parallel-Umsetzers 151 sind mit den Eingängen eines Vergleichers 153 verbunden, der die Bits des Impulskodesignals mit den aus einem Festwertspeicher 155 parallel zugeführten Bits vergleicht und bei Übereinstimmung den Schalter 133 öffnet bzw. schließt. Der Festwertspeicher 155 gibtzum Öffnen bzw. Schließen des Schalters 133 zwei Sätze von Sollbits ab.
Leerseite

Claims

Energieversorgungsanlage für Kraftfahrzeuge Zusatz zu Hauptpatentanmeldung P 28 09 763.4 (Hauptpatent . ... ...) Patentansprüche 1. Energieversorgungsanlage für Kraftfahrzeuge, mit einer Stromquelle und wenigstens zwei elektrischen Verbrauchern, die in Serie zu je einem Schaltgerät über Sammelleitungen an die Stromquelle angeschlossen sind, wobei diese Serienschaltungen jeweils parallel zwischen die Sammelleitung und die als Rückleitung ausgenutzte Metallkarosserie des Kraftfahrzeugs geschaltet sind und wobei die Schaltgeräte an ein Steuergerät angeschlossen und mittels Bedienungsschalter und/oder Steuerschalter des Steuergeräts selektiv steuerbar sind, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Steuergerät (119; 135) eine an die Sammelleitung (105, 123; 131) der Verbraucher (101; i29) angekoppelte, mittels der Bedienungsschalter und/oder der Steuerschalter (121; 137) steuerbare Wechselstrom-Ceneratorstufe (143) aufweist, die bei Betätigung der Schalter (121; 137) ein dem Schaltgerät (113; 127) des betätigten Schalters (121; 137) selektiv zugeordnetes Wechselstromsignal an die Sammelleitung (105, 123; 131) abgibt und daß die Schaltgeräte (113; 127) ebenfalls an die Sammelleitung (105, 123; 131) der Verbraucher parallel angeschlossen sind und auf die zugeordneten Wechselstromsignale selektiv ansprechen.
2. Energieversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Wechselstromgeneratorstufe einen von den Bedienungsschaltern und/ oder Steuerschaltern (137) steuerbaren Kodierer (135, 141) aufweist, der bei Betätigung der Schalter (137) ein dem Schaltgerät (127) des betätigten Schalters (137) selektiv zugeordnetes serielles Impulskodesignal abgibt, daß die Wechselstromgeneratorstufe einen mit dem Impulskodesignal modulierbaren Oszillator (143) aufweist und daß die Schaltgeräte (127j jeweils eine das Impulskodesignal abtrennende Demodulatorstufe (149) aufweisen, die das abgetrennte Impulskodesignal jeweils einem auf das Impulskodesignal selektiv ansprechenden Dekoder (151, 153, 155) zuführt.
3. Energieversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Wechselstromgeneratorstufe (119) bei Betätigung der Bedienungsschalter und/oder Steuerschalter (121) Wechselstromsignale erzeugt, deren Frequenz den Schaltgeräten (113) der betätigten Schalter (121) selektiv zugeordnet ist und daß die Schaltgeräte (113) jeweils auf die zugeordnete Frequenz selektiv abgestimmte Demodulatoren aufweisen.
4. Energieversorgungsanlage nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Steuergerät (119) eine Vielzahl voneinander unabhängig steuerbarer, auf unterschiedliche Frequenzen abgestimmter Oszillatoren aufweist.
5. Energieversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Steuergerät (119; 125) und/oder die Schaltgeräte (113; 127) über je einen für das Wechselstromsignal durchlässigen Serienkondensator (115, 117; 145, 147) an die Sammelleitung (105, 123; 131) angeschlossen sind.
6. Energieversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Stromquelle (109) in Serie zu einer das Wechselstromsignal sperrenden Drossel (111) an die Sammelleitung (105; 123) angeschlossen ist.