-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuersystem für
elektrische Ausrüstung und insbesondere ein Steuersystem für
elektrische Ausrüstung mit einer einzigen zentralen
Prozessoreinheit, welche eine Mehrzahl elektrischer Vorrichtungen
eines Fahrzeugs steuern kann.
-
Ein Fahrzeug ist mit einer Mehrzahl elektrischer
Vorrichtungen versehen, die Zündkerzen, einen Tachometer und Blinker
beinhalten, und diese elektrischen Vorrichtungen werden durch
einen Mikrocomputer gesteuert.
-
Wie an Hand eines Beispiels in Fig. 11 gezeigt, umfaßt ein
herkömmliches Steuersystem zur Steuerung der elektrischen
Vorrichtungen eines Fahrzeugs eine Mehrzahl von
Steuereinheiten, die jeweils mit einem Mikrocomputer versehen sind.
-
Wie in Fig. 12 gezeigt, sind in einem Steuersystem, das mit
einem einzelnen Mikrocomputer zur Steuerung einer Mehrzahl
elektrischer Einheiten versehen ist, die Ausgangsanschlüsse
von Sensoren und die Eingangsanschlüsse von Stellgliedern mit
dem Eingabe/Ausgabeport (nachfolgend als "I/O-Port"
bezeichnet) des Mikrocomputers verbunden.
-
Das herkömmliche Steuersystem mit einer Mehrzahl von
Steuereinheiten, die jeweils mit einem Mikrocomputer versehen sind,
erfordert eine Mehrzahl von Mikrocomputern, was die Kosten
des Steuersystems erhöht.
-
Das herkömmliche Steuersystem, das mit einem einzelnen
Mikrocomputer zur Steuerung einer Mehrzahl von elektrischen
Einheiten versehen ist, erfordert einen groß bemessenen I/O-Port
und somit eine große gedruckte Schaltplatine. Viele
Leitungen, die die Sensoren und die gesteuerten Vorrichtungen mit
dem I/O-Port verbinden, konzentrieren sich in Bereichen um
den Mikrocomputer, was die Ausgestaltung eines Verbinders zur
Verbindung des I/O-Ports und der Leitungen schwierig macht.
In den meisten Fällen muß die zentrale Steuereinheit mit
einer solchen Konfiguration vollständig geändert werden, wenn
das Steuersystem modifiziert wird oder elektrische
Vorrichtungen hinzugefügt werden, was die Effizienz der
Entwicklungsaktivitäten mindert.
-
Die gattungsbildende GB-2142175 A zeigt ein
Datenübertragungssystem zwischen einer zentralen Steuereinheit und
einer Mehrzahl lokaler Steuereinheiten in einem
Kraftfahrzeug. Die zentrale Steuereinheit wählt sequentiell eine der
lokalen Steuereinheiten ohne Priorität über die anderen
lokalen Steuereinheiten.
-
Die EP-467 512 A2 zeigt ein ähnliches Kommunikationsnetzwerk
für ein Fahrzeug zwischen einer zentralen Steuereinheit und
einer Mehrzahl peripherer Steuereinheiten.
-
Die vorliegende Erfindung erfolgte zur Lösung dieser Probleme
in herkömmlichen Steuersystemen, und es ist daher ein Ziel
der vorliegenden Erfindung, ein Steuersystem für eine
elektrische Ausrüstung anzugeben, das die Zunahme der
Herstellungskosten der elektrischen Ausrüstung eines Fahrzeugs
senken kann, das Änderungen der Spezifikationen der elektrischen
Ausrüstung problemlos ermöglicht und das die Entwicklung des
Systems erleichtert.
-
Um das obige Ziel zu erreichen, zeigt die vorliegende
Erfindung ein Steuersystem für elektrische Ausrüstung zur
Steuerung einer Mehrzahl in einem Fahrzeug enthaltener
elektrischer Einheiten, umfassend:
-
eine Mehrzahl von I/O-Mitteln, umfassend:
Sensorausgangslesemittel zum Lesen der Ausgänge der Sensoren der elektrischen
Ausrüstung, Eingabedaten-Erzeugungsmittel zum Erzeugen von
Eingabedaten auf Basis der Ausgänge der
Sensorausgangslesemittel, erste Kommunikationsmittel, die die Ausgänge der
Eingabedaten-Erzeugungsmittel in Signale eines vorbestimmten
Übertragungsformats wandeln, die Signale vorbestimmten
Übertragungsformats einem Datenkommunikationsnetzwerk zuführen
und aus ihnen durch das Datenkommunikationsnetzwerk
zugeführten Eingabesignalen Treibersignale zum Antrieb der
elektrischen Ausrüstung aus den Eingabesignalen extrahiert, sowie
Treibermittel zum Antrieb der elektrischen Ausrüstung auf
Basis von dem ersten Kommunikationsmittel extrahierten
Treibersignale; und
-
ein zentrales Steuermittel, umfassend: ein zweites
Kommunikationsmittel, das durch das Datenkommunikationsnetzwerk
jeweils mit den ersten Kommunikationsmitteln zur gegenseitigen
Datenkommunikation mit den ersten Kommunikationsmitteln
verbunden ist, und Steuermittel zum Steuern der elektrischen
Ausrüstung durch das zweite Kommunikationsmittel, nach
Anspruch 1.
-
In dem Steuersystem für elektrische Ausrüstung nach der
vorliegenden Erfindung erzeugt das Eingabedaten-Erzeugungsmittel
Eingabedaten auf Basis der von dem Sensorausgangslesemittel
jedes I/O-Mittels gelesenen Ausgänge der Sensoren, und das
erste Kommunikationsmittel wandelt die Eingabedaten in
Signale eines vorbestimmten Übertragungsformats und führt das
Signal vorbestimmten Übertragungsformats dem
Datenkommunikationsnetzwerk zu. Das Steuermittel des zentralen
Steuermittels liest das Signal durch das zweite Kommunikationsmittel
und erzeugt Steuersignale zur Steuerung der elektrischen
Ausrüstung auf Basis des Signals und führt die Steuersignale
durch das zweite Kommunikationsmittel dem
Datenkommunikationsnetzwerk zu. Das erste Kommunikationsmittel
extrahiert Treibersignale zum Antrieb der elektrischen
Ausrüstung aus den von dem Datenkommunikationsnetzwerk
empfangenen Signalen und führt das Treibersignal dem Antriebsmittel
zu.
-
Demzufolge ist das zentrale Steuermittel in der Lage, durch
das Datenkommunikationsnetzwerk mit der Mehrzahl von
I/O-Mitteln zur Datenkommunikation zu kommunizieren.
-
In dem Steuersystem für elektrische Ausrüstung nach der
vorliegenden Erfindung zur Steuerung der elektrischen Ausrüstung
eines Fahrzeugs kommuniziert das zentrale Steuermittel durch
das Datenkommunikationsnetzwerk mit der Mehrzahl von
I/O-Mitteln. Daher benötigt das Steuersystem für eine elektrische
Ausrüstung keine Mehrzahl von Mikrocomputern und mindert die
Herstellungskosten der elektrischen Ausrüstung des Fahrzeugs.
-
Weil die mit dem Kommunikationsmittel versehenen I/O-Mittel
getrennt angeordnet sind, lassen sich der I/O-Port. des
zentralen Steuermittels und die I/O-Mittel mit einer
vergleichsweise geringen Anzahl von Leitungen miteinander verbinden,
und das zentrale Steuermittel läßt sich miniaturisieren. Weil
die I/O-Mittel leicht durch andere I/O-Mittel ersetzt werden
können, indem man die ersteren von dem I/O-Port trennt und
die letzteren mit dem I/OPort verbindet, ist die Effizienz
von Forschungsaktivitäten zur Entwicklung des Steuersystems
für eine elektrische Ausrüstung besser.
-
Ein Steuersystem für elektrische Ausrüstung in einer
bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend
im Detail an Hand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
-
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines die vorliegende Erfindung
enthaltenden Steuersystems für elektrische Ausrüstung zur
Steuerung der elektrischen Ausrüstung eines Fahrzeugs.
-
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm der Kommunikationsschaltung, die
in jeder von im Steuersystem für elektrische Ausrüstung nach
Fig. 1 enthaltenen I/O-Einheiten enthalten ist.
-
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm eines in der
Kommunikationsschaltung von Fig. 2 enthaltenen Senders.
-
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm eines in dem in der
Kommunikationsschaltung von Fig. 2 enthaltenen Empfängers.
-
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm einer zentralen Steuereinheit.
-
Fig. 6 ist ein Flußdiagramm einer Hauptroutine, welche von
der einzelnen zentralen Steuereinheit des Steuersystems für
elektrische Ausrüstung nach Fig. 1 durchzuführen ist, zur
Steuerung einer Mehrzahl von I/O-Einheiten.
-
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm einer Routine, die von der
zentralen Steuereinheit des Steuersystems für elektrische
Ausrüstung von Fig. 1 durchzuführen ist, zur Steuerung einer
Tacho-I/O-Einheit.
-
Fig. 8 ist ein Zeitdiagramm zur leichteren Erläuterung des
Betriebs des Senders von Fig. 3.
-
Fig. 9 ist eine Diagrammansicht zur leichteren Erläuterung
des Formats von Signalen, die von der zentralen Steuereinheit
und den I/O-Einheiten zu einem Kommunikationsnetzwerk
auszugeben sind.
-
Fig. 10 ist ein Zeitdiagramm zur leichteren Erläuterung des
Betriebs des Empfängers von Fig. 4.
-
Fig. 11 ist ein Blockdiagramm eines herkömmlichen
Steuersystems für elektrische Ausrüstung zur Steuerung der
elektrischen Ausrüstung eines Fahrzeugs.
-
Fig. 12 ist ein Blockdiagramm eines weiteren herkömmlichen
Steuersystems für elektrische Ausrüstung zur Steuerung der
elektrischen Ausrüstung eines Fahrzeugs.
-
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines die vorliegende Erfindung
enthaltenden Steuersystems für elektrische Ausrüstung 10.
-
Das Steuersystem für elektrische Ausrüstung 10 für ein
Fahrzeug umfaßt eine zentrale Steuereinheit 12, I/O-Einheiten, d.
h. eine Zünd-I/O-Einheit 14, eine Tacho-I/O-Einheit 16 und
eine Blinkrelais-I/O-Einheit 18, sowie ein
Kommunikationsnetzwerk 19, das die zentrale Steuereinheit 12 mit den I/O-
Einheiten 14, 16 und 18 zur Kommunikation verbindet.
-
Die zentrale Steuereinheit 12 umfaßt einen Mikrocomputer 20
und eine Kommunikationsschaltung 22.
-
Die Zünd-I/O-Einheit 14 umfaßt einen
Drehfrequenz-Meßzeitgeber 26, der periodische Signale aufzeichnet, welche die
Drehfrequenz der Kurbelwelle darstellen, die von einem
Kurbelpositionssensor 24 ausgegeben werden, eine
Zeitsignal-Erzeugungsschaltung 28, welche ein Zündzeitsignal zur
Zeitsteuerung des Zündbetriebs der Zündkerzen erzeugt, einen
Zündzeitgeber 32, der auf Basis des von der
Zeitsignal-Erzeugungsschaltung 28 ausgegebenen Zündzeitsignals an die
Zündspule ein Zündsignal ausgibt, sowie eine
Kommunikationsschaltung 34, die das von dem Drehfrequenz-Meßzeitgeber 26
ausgegebene Kurbelwellen-Drehzahlsignal in ein Signal eines
vorbestimmten Übertragungsformats wandelt, das Signal eines
vorbestimmten Übertragungsformats zu dem Kommunikationsnetzwerk
19 ausgibt und von dem Kommunikationsnetzwerk 19 Signale
empfängt.
-
Die Tacho-I/O-Einheit 16 umfaßt einen Fahrgeschwindigkeits-
Meßzeitgeber 38, der ein von einem Fahrgeschwindigkeitssensor
36 ausgegebenes Fahrgeschwindigkeitssignal aufzeichnet, einen
Digital/Analog-Wandler (nachfolgend als "D/A-Wandler"
bezeichnet) 42, der ein Digitalsignal zum Antrieb der Anzeige
eines Tachometers 40 in ein entsprechendes Analogsignal
wandelt, sowie eine Kommunikationsschaltung 44, die das von dem
Fahrgeschwindigkeits-Meßzeitgeber 38 ausgegebene
Fahrgeschwindigkeitssignal in ein Signal eines vorbestimmten
Übertragungsformats wandelt, das Signal vorbestimmten
Übertragungsformats dem Kommunikationsnetzwerk 19 zuführt und von
dem Kommunikationsnetzwerk 19 Signale empfängt.
-
Die Blinker-I/O-Einheit 18 umfaßt einen
Analog/Digital-Wandler
(nachfolgend als "A/D-Wandler" bezeichnet) 48, der ein
von einem Lenkwinkelsensor 46 ausgegebenes Lenkwinkelsignal
in ein entsprechendes Digitalsignal umwandelt, einen
Blinkertreiber 52 zum Antrieb eines Blinkerrelais 50 zum An- und
Abschalten der Blinkerlampen, sowie eine
Kommunikationsschaltung 54, die das Lenkwinkelsignal in ein Signal vorbestimmten
Übertragungsformats wandelt, das Signal vorbestimmten
Übertragungsformats dem Kommunikationsnetzwerk 19 zuführt und von
dem Kommunikationsnetzwerk 19 Signale empfängt. Das
Ausgangssignal eines Handblinkerschalters 56 zur Betätigung und zum
Anhalten des Blinkerrelais 50 wird dem Blinkertreiber 52
zugeführt.
-
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm der Kommunikationsschaltung 44.
-
Die Kommunikationsschaltungen 34 und 54 gleichen in der
Konfiguration der Kommunikationsschaltung 44.
-
Die Kommunikationsschaltung 44 umfaßt einen Sender 60, der
ein von dem Fahrgeschwindigkeits-Meßzeitgeber 38 ausgegebenes
Fahrgeschwindigkeitssignal zu dem Kommunikationsnetzwerk 19
überträgt, sowie einen Empfänger 62, der ein Signal empfängt,
das von der zentralen Steuereinheit 12 dem
Kommunikationsnetzwerk 19 zugeführt worden ist. Der Sender 60 hat einen
Ausgangsanschluß, durch den ein Hemmsignal an den Empfänger
62 auszugeben ist, und der Empfänger 62 hat einen
Ausgangsanschluß, durch den ein Übertragungsstartsignal an den Sender
60 auszugeben ist.
-
Ein NPN-Transistor Trl hat einen Basisanschluß, der durch
einen Widerstand R1 mit dem Ausgangsanschluß des Senders 60
verbunden ist, einen Kollektoranschluß, der mit einem
Kommunikationssignal-I/O-Anschluß A verbunden ist, sowie einen
Emitteränschluß, der mit dem negativen Anschluß der
Stromversorgung verbunden ist. Der Basisanschluß ist durch einen
Widerstand R2 mit dem negativen Anschluß einer
Stromversorgung verbunden.
-
Ein PNP-Transistor Tr&sub2; hat einen Kollektoranschluß, der mit
dem Eingangsanschluß des Empfängers 62 verbunden ist, einen
Emitteranschluß, der mit dem positiven Anschluß der
Stromversorgung verbunden ist, und einen Basisanschluß, der durch
einen Widerstand R5 mit dem Kommunikationssignal-I/O-Anschluß
A verbunden ist. Ein Widerstand R3 verbindet den
Emitteranschluß mit dem Basisanschluß des Transistors Tr&sub2; Ein Ende
eines Widerstands R4 ist mit dem positiven Anschluß der
Stromversorgung verbunden, und dessen anderes Ende ist mit
dem Kommunikationssignal-I/O-Anschluß A verbunden.
-
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm des
Fahrgeschwindigkeits-Meßzeitgebers 38 und der Kommunikationsschaltung 44.
-
Der Fahrgeschwindigkeits-Meßzeitgeber 38 umfaßt ein
L-Fangregister 64, das die unteren acht Bits eines von dem
Fahrgeschwindigkeitssensor 36 ausgegebenen
Fahrgeschwindigkeitssignals speichert, ein H-Fangregister 66, das die oberen acht
Bits des von dem Fahrgeshwindigkeitssensor 36 ausgegebenen
Fahrgeschwindigkeitssignals speichert, sowie einen
automatischen 16-Bit-Zeitgeber 68.
-
Der Sender 60 umfaßt ein Register 70, das ein
Kommunikationsadreßsignal speichert, das aus einem Startbit, einem
Empfangsadreßsignal und einem Übertragungsadreßsignal besteht,
ein Register 72, das ein von dem L-Fangregister 64
ausgegebenes Parallelsignal speichert, ein Register 74, das ein von
dem H-Fangregister 66 ausgegebenes Parallelsignal speichert,
ein Schieberegister 76, das das in dem Register 70
gespeicherte Kommunikationsadreßsignal und die in den Registern 72
und 74 gespeicherten Fahrgeschwindigkeitssignale in ein
serielles Signal wandelt und das serielle Signal in das
Kommunikationsnetzwerk 19 ausgibt, und einen
Paritätssignalgenerator 78, der dem Schieberegister 76 ein Paritätssignal
zuführt.
-
Ein Übertragungssignal U, das von der Tacho-I/O-Einheit 16
dem Kommunikationsnetzwerk 19 zuzuführen ist, besteht aus dem
Kommunikationsadreßsignal und den
Fahrgeschwindigkeitssignalen.
-
Der Sender 60 umfaßt ferner einen Übertragungstaktgenerator
80, der bei Empfang eines Übertragungsstartsignals von dem
Empfänger 62 einen Übertragungstakt erzeugt, sowie eine
Datenwählschaltung 62, die beim Empfang des Übertragungstakts
von dem Übertragungstaktgenerator 80 ein Empfangshemmsignal
an den Empfänger 62 ausgibt und an die Register 70, 72 und 74
ein Taktsignal ausgibt. Die Übertragung der Inhalte der
Register 70, 72 und 74 zu dem Schieberegister 76 wird durch das
von der Datenwählschaltung 82 vorgesehene Taktsignal
gesteuert.
-
Das Schieberegister 76 führt synchron mit dem vom
Übertragungstaktgenerator 80 ausgegebenen Übertragungstakt das
Übertragungssignal U dem Kommunikationsnetzwerk 19 zu.
-
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm des Empfängers 62.
-
Der Empfänger 62 umfaßt eine Abtastschaltung 84, die Signale
von dem Kommunikationsnetzwerk 19 empfängt, ein
Schieberegister 86, das die Eingabesignale in Parallelsignale wandelt,
eine Datenwählschaltung 88, ein Register 90, das das
Kommunikationsadreßsignal von dem Schieberegister 86 empfängt und
dieses bei Empfang eines Wählsignals von der
Datenwählschaltung 88 speichert, ein Register 92, das in Antwort auf das
von der Datenwählschaltung 88 ausgegebene Wählsignal von dem
Schieberegister 86 die unteren acht Bits eines die
Winkelauslenkung der Anzeige des Tachometers 40 darstellenden
Winkelauslenksignals empfängt und jene speichert, sowie ein
Register 94, das in Antwort auf das von der Datenwählschaltung
88 ausgegebene Wählsignal von dem Schieberegister 86 die
oberen acht Bits des Winkelauslenksignals speichert.
-
Der Empfänger 62 umfaßt ferner einen Empfangsadreßkomparator
96, der das vom Register 90 ausgegebene Empfangsadreßsignal
des Kommunikationsadreßsignals mit einem gegebenen
Empfangsadreßsignal vergleicht und der Datenwählschaltung 88 ein die
Ergebnisse dieses Vergleichs darstellendes Signal zuführt,
sowie einen Übertragungsanfragekomparator 98, der dem Sender
60 ein Übertragungsstartsignal zuführt, wenn das Register 90
für eine vorbestimmte Zeit kein Übertragungsadreßsignal
ausgibt.
-
Der Empfänger 62 umfaßt ferner einen Empfangstaktgenerator
100 und eine Datenprüf schaltung 102. Der
Empfangstaktgenerator 100 erzeugt beim Empfang eines Empfangsstartsignals einen
Empfangstakt, und die Datenprüfschaltung 102 prüft die
Parität des dem Schieberegister 86 zugeführten Signals.
-
Der D/A-Wandler 42 hat einen D/A-Wandler 104 zum Wandeln des
von dem Register 92 ausgegebenen Digitalsignals in ein
entsprechendes Analogsignal, sowie einen D/A-Wandler 106 zum
Wandeln des von dem Register 94 ausgegebenen Digitalsignals
in ein entsprechendes Analogsignal.
-
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm der in der zentralen
Steuereinheit 12 enthaltenen Kommunikationsschaltung 22.
-
Die Kommunikationsschaltung 22 umfaßt ein Schieberegister
108, das die von dem Mikrocomputer 20 ausgegebenen
Paralleldaten in serielle Daten wandelt und die seriellen Daten dem
Kommunikationsnetzwerk 19 zuführt, ein Schieberegister 110,
das die von dem Kommunikationsnetzwerk 19 empfangenen
seriellen Daten in parallele Daten wandelt und die parallelen Daten
dem Mikrocomputer zuführt, sowie einen Taktgenerator 112, der
den Schieberegistern 108 und 110 ein Taktsignal zuführt.
-
Ein zentralisierter Steuerprozeß zur Steuerung der Zünd-I/O-
Einheit 14, der Tacho-I/O-Einheit 16 und der Blinkerrelais-
I/O-Einheit 18 durch die zentrale Steuereinheit 12 in diesem
Steuersystem elektrischer Ausrüstung 10 vorstehender
Konfiguration
wird nun an Hand eines in Fig. 6 gezeigten
Hauptflußdiagramms beschrieben.
-
Nachdem der Motor angelassen worden ist, gibt der
Kurbelpositionssensor 24 an den Drehfrequenzmeßzeitgeber 26 der Zünd-
I/O-Einheit 14 ein Bezugskurbelpositionssignal aus. Das
Kurbelpositionssignal wird durch die Kommunikationsschaltung 34
dem Kommunikationsnetzwerk 19 zugeführt.
-
In Schritt S1 liest die zentrale Steuereinheit 12 das
Bezugskurbelpositionssignal aus dem Kommunikationsnetzwerk 19 und
berechnet auf Basis des Bezugskurbelpositionssignals eine
Motordrehzahl. In Schritt S2 berechnet dann die zentrale
Steuereinheit 12 unter Verwendung der berechneten
Motordrehzahl eine Zündzeit, zu der an der Zündkerze eine elektrische
Entladung stattfinden soll, sowie eine Zünddauer. In Schritt
S3 werden die Ergebnisse der Berechnung dem
Kommunikationsnetzwerk 19 zugeführt.
-
In Schritt S4 liest dann die zentrale Steuereinheit 12 das
Fahrgeschwindigkeitssignal, das von dem
Fahrgeschwindigkeitssensor 36 ausgegeben ist und von der Tacho-I/O-Einheit 16 dem
Kommunikationsnetzwerk 19 zugeführt ist, und berechnet unter
Verwendung des Fahrgeschwindigkeitssignals die
Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs. In Schritt S5 berechnet dann die
zentrale Steuereinheit 12 die Winkelauslenkung der Anzeige des
Tachometers 40 unter Verwendung der Fahrgeschwindigkeit und
gibt in Schritt S6 die Ergebnisse der Berechnung an das
Kommunikationsnetzwerk 19 aus.
-
In Schritt S7 liest dann die zentrale Steuereinheit 12 ein
Lenkwinkelsignal und ein Lenkdauersignal, die von dem
Lenkwinkelsensor 46 ausgegeben sind und durch die Blinkerrelais-
I/O-Einheit 18 zu dem Kommunikationsnetzwerk 19 geliefert
sind, und berechnet unter Verwendung des Lenkwinkelsignals
einen Lenkwinkel. In Schritt S8 prüft dann die zentrale
Steuereinheit 12 die Lenkdauer, zur Bestimmung, ob der Blinker
anzuhalten ist oder nicht, und gibt dann in Schritt S9 an das
Kommunikationsnetzwerk 19 ein Blinkersteuersignal
entsprechend der in Schritt S8 gefällten Entscheidung aus.
-
In Schritt SlO wird gefragt, ob ein Steuerendesignal
vorliegt. Schritt S1 und die folgenden Schritte werden
wiederholt, wenn die Antwort in Schritt S10 negativ ist, oder der
zentralisierte Steuerprozeß wird beendet, wenn die Antwort in
Schritt S10 positiv ist.
-
Die einzelne zentrale Steuereinheit 12 führt somit die
zentralisierte Steuerung der Mehrzahl von I/O-Einheiten durch.
Eine Kommunikationsform zwischen der zentralen Steuereinheit
12 und der Tacho-I/O-Einheit 16 wird nun als typisches
Beispiel von Kommunikationstypen zwischen der zentralen
Steuereinheit 12 und den I/O-Einheiten 14, 16 und 18 beschrieben.
-
In Schritt S20 wird ein Übertragungsanfragesignal, das bei
der Tacho-I/O-Einheit 16 zur Signalübertragung anfragt und
durch die zentrale Steuereinheit 12 an das
Kommunikationsnetzwerk 19 ausgegeben ist, dem Empfänger 62 der Tacho-I/O-
Einheit 16 zugeführt. In Antwort auf das
Übertragungsanfragesignal gibt dann der Empfänger 62 ein Übertragungsstartsignal
an den Sender 60 aus, und dann gibt in Schritt S21 der Sender
60 an das Kommunikationsnetzwerk 19 ein Übertragungssignal U
aus, das durch Hinzufügen eines Kommunikationsadreßsignals zu
dem von dem Fahrgeschwindigkeitsmeßzeitgeber 38 ausgegebenen
Fahrgeschwindigkeitssignal erhalten ist.
-
Bei Empfang des Übertragungssignals U aus dem
Kommunikationsnetzwerk 19 berechnet in Schritt S22 die zentrale
Steuereinheit 12 ein Winkelauslenksignal, das die Winkelauslenkung der
Anzeige des Tachometers 40 darstellt, unter Verwendung des
Übertragungssignals U und gibt an das Kommunikationsnetzwerk
19 ein Übertragungssignal C aus, das durch Hinzufügen eines
Kommunikationsadreßsignals zu dem Winkelauslenksignal
erhalten ist.
-
Bei Empfang des Übertragungssignals C von dem
Kommunikationsnetzwerk 19 extrahiert in Schritt S23 der Empfänger 62 der
Tacho-I/O-Einheit 16 aus dem Übertragungssignal C ein
Winkelauslenksignal und führt dieses dem D/A-Wandler 42 zu, und
dann wandelt der D/A-Wandler 42 das Winkelauslenksignal in
ein entsprechendes Analogsignal und gibt dieses an den
Tachometer 40 aus.
-
Ein Prozeß, durch den in Schritt S20 der Sender 60 das
Übertragungssignal U zu dem Kommunikationsnetzwerk 19 liefert,
wird nachfolgend an Hand der Figuren 3 und 8 beschrieben.
-
Ein von dem Empfänger 62 ausgegebenes Übertragungsstartsignal
(Fig. 8(a)) wird an die Register 72 und 74 des Senders 60 und
an den steuereingangsanschluß des Übertragungstaktgenerators
80 angelegt.
-
Bei Empfang des Übertragungsstartsignals speichert das
Register 72 die unteren acht Bits des in dem L-Fangregister 64
gespeicherten Fahrgeschwindigkeitssignals, und das Register
74 speichert die oberen acht Bits des in dem H-Fangregister
66 gespeicherten Fahrgeschwindigkeitssignals.
-
Bei Empfang des Übertragungsstartsignals erzeugt der
Übertragungstaktgenerator 80 ein Übertragungstaktsignal (Fig.
8(b)), das mit einem von dem Mikrocomputer 20 der zentralen
Steuereinheit 12 erzeugten Übertragungstaktsignal synchron
ist, und legt das Übertragungstaktsignal an die
Datenwählschaltung 82 und das Übertragungsschieberegister 76 an. Die
Datenwählschaltung 82 gibt Signale sequentiell an die
Register 70, 72 und 74 aus, das Register 70 gibt das zuvor in ihm
gespeicherte Kommunikationsadreßsignal (Fig. 8(c)) an das
Schieberegister 76 aus, das Register 72 gibt die unteren acht
Bits des Fahrgeschwindigkeitssignals (Fig. 8(d)) an das
Schieberegister 76 aus und das Register 74 gibt die oberen
acht Bits des Fahrgeschwindigkeitssignals (Fig. 8(e)) an das
Schieberegister 76aus.
-
Das Schieberegister 76 wandelt die empfangenen Signale in ein
serielles Signal, fügt dem seriellen Signal zum Erhalt eines
Übertragungssignals U (Fig. 8(f)) ein von der Paritätssignal-
Erzeugungsschaltung 78 ausgegebenes Paritätsbit hinzu und
gibt das Übertragungssignal U an das Kommunikationsnetzwerk
19 aus.
-
Fig. 9 zeigt das somit erzeugte Format des
Übertragungssignals U.
-
Das erste Byte des Übertragungssignals U stellt das
Kommunikationsadreßsignal dar und besteht aus Startbits, einem
Empfangsadreßsignal und einem Übertragungsadreßsignal. Das
zweite Byte und das dritte Byte des Übertragungssignals U besteht
jeweils aus Laufgeschwindigkeitsdaten, einem Paritätsbit und
einem Stoppbit.
-
Angenommen, das Startbit ist "1", das Adreßsignal für die
empfangende Zentralsteuereinheit 12 ist "001" und das
Adreßsignal für die übertragende Tacho-I/O-Einheit 16 ist "010"
und die Wortlänge ist 8 Bits. Dann ist das Adreßsignal für
das Übertragungssignal U "10010100".
-
Nachfolgend wird an Hand Fig. 5 der Betrieb der zentralen
Steuereinheit zum Empfang des Übertragungssignals U aus dem
Kommunikationsnetzwerk 19 und Ausgabe des
Winkelauslenksignals, das die Winkelauslenkung der Anzeige des Tachometers
40 darstellt, an das Kommunikationsnetzwerk 19 beschrieben.
-
Das erste Byte des von der Tacho-I/O-Einheit 16 ausgegebenen
Übertragungssignals U wird von dem Kommunikationsnetzwerk 19
an das Empfangsschieberegister 110 der zentralen
Steuereinheit 12 ausgegeben. Bei der Identifizierung des von der
Tacho-I/O-Einheit 16 ausgegebenen Übertragungssignals U liest
der Mikrocomputer 20 die durch das zweite Byte und das dritte
Byte von dem Schieberegister 110 dargestellten
Geschwindigkeitsdaten und berechnet die Winkelauslenkung der Anzeige des
Tachometers 40 unter Verwendung der Geschwindigkeitsdaten.
-
Ein Kommunikationsadreßsignal, ein Paritätsbit und ein
Stoppbit werden dem Winkelauslenksignal hinzugefügt, welches die
berechnete Winkelauslenkung darstellt, um ein
Übertragungssignal C zu erzeugen, wobei das Schieberegister 108 das
Übertragungssignal C von einem Parallelformat in ein serielles
Format wandelt, und dann gibt die zentrale Steuereinheit 12
das serielle Übertragungssignal C an das
Kommunikationsnetzwerk 19 aus.
-
Nachfolgend wird an Hand der Fig. 4 und 10 der Betrieb der
Tacho-I/O-Einheit 16 zum Empfang des von der zentralen
Steuereinheit 12 an das Kommunikationsnetzwerk 19 ausgegebenen
Übertragungssignals C und zum Antrieb der Anzeige des
Tachometers 10 beschrieben.
-
Wenn das von dem Kommunikationsnetzwerk 19 empfangene
Übertragungssignal C auf LOW sinkt (Fig. 10(a)), gibt die
Abtastschaltung 84 der Kommunikationsschaltung 44 an den
Empfangstaktgenerator 100 ein Empfangsstartsignal (Fig. 10(b)) aus.
Bei Empfang des Empfangsstartsignals erzeugt der
Empfangstaktgenerator 100 einen Empfangstakt (Fig. 10(c)) und legt
diesen an die Abtastschaltung 84, die Datenwählschaltung 88
und das Schieberegister 86 an. Der von dem
Empfangstaktgenerator 100 erzeugte Empfangstakt ist synchron mit dem von dem
Mikrocomputer 20 erzeugten Übertragungstaktsignal.
-
Die Abtastschaltung 84 arbeitet synchron mit dem
Empfangssignal zum Empfang des Übertragungssignals C im LOW-Status
und gibt das Übertragungssignal C an das Schieberegister 86
aus. Das Schieberegister 86 gibt das in dem
Übertragungssignal C enthaltene Kommunikationsadreßsignal an das Register
90 aus, das Register 90 empfängt in Antwort auf das von der
Datenwählschaltung 88 ausgegebene wählsignal (Fig. 10(g)) das
Kommunikationsadreßsignal (Fig. 10(d)) und gibt ein in dem
Kommunikationsadreßsignal enthaltenes Empfangsadreßsignal an
den Empfangsadreßkomparator 96 aus. Der
Empfangsadreßkomparator 96 vergleicht das eingegangene Empfangsadreßsignal mit
einem vorbestimmten Empfangsadreßsignal. Wenn beide
Empfangsadreßsignale miteinander übereinstitnmen, entscheidet er, daß
der Bestimmungsort des Übertragungssignals C die Einheit ist,
zu der der Empfangsadreßkomparator 96 gehört, und führt der
Datenwählschaltung 88 ein Koinzidenzsignal zu.
-
Bei Empfang des Koinzidenzsignals führt die
Datenwählschaltung 88 dem Register 92 ein Datenwählsignal (Fig. 10(h)) zu
und führt dem Register 94 ein Datenwählsignal (Fig. 10(i))
zu. Dann liest das Register 92 die unteren acht Bits eines
die Winkelauslenkung der Anzeige darstellenden
Parallelsignals (Fig. 10(e)) aus dem Schieberegister 86 und gibt dieses
an einen D/A-Wandler 104 aus, und das Register 94 liest die
oberen acht Bits des die Winkelauslenkung des Zeigers
darstellenden Parallelsignals (Fig. 10(f)) aus dem
Schieberegister 86 und gibt dieses an den D/A-Wandler 106 aus.
-
Der D/A-Wandler 104 wandelt das eingegangene
8-Bit-Digitalsignal in ein entsprechendes Analogsignal und gibt das
Analogsignal an den Tachometer 40 aus, und der D/A-Wandler 106
wandelt das obere 8-Bit-Digitalsignal in ein entsprechendes
Analogsignal und gibt dieses an den Tachometer 40 aus.
-
Der Zeiger des Tachometers 40 wird entsprechend der
eingegangenen Analogsignale gedreht.
-
Die zentrale Steuereinheit 12 kommuniziert durch das
Kommunikationsnetzwerk 19 mit der Tacho-I/O-Einheit 16 zur Steuerung
der Winkelauslenkung des Zeigers des Tachometers 40.
-
Die zentrale Steuereinheit kommuniziert ferner mit der Zünd-
I/O-Einheit 14 und der Blinkerrelais-I/O-Einheit 18 zur
Steuerung der Zündspule 30 und des Blinkerrelais 50.
-
Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, ist die
zentrale Steuereinheit 12 mit der Kommunikationsschaltung 22
versehen, die I/O-Einheiten 14, 16 und 18 sind jeweils mit
den Kommunikationsschaltungen 34, 44 und 54 versehen und die
Kommunikationsschaltungen 22, 34, 44 und 54 sind durch das
Kommunikationsnetzwerk 19 zur Datenkommunikation miteinander
verbunden, so daß die zentralisierte Steuerung der Mehrzahl
von I/O-Einheiten durch eine einzelne zentrale Steuereinheit
12 erreicht werden kann.