DE69107100T2 - Steuerschaltung für die Energieversorgung einer Mehrzahl elektronischer Module. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung der elektrischen Versorgung einer Vielzahl elektronischer Module und insbesondere auf eine Vorrichtung, welche die wahlweise Steuerung der Versorgung ermöglicht, je nach dem, ob sich die Vorrichtung im Überwachungszustand oder im aktiven Zustand befindet.
• Die derzeitigen Kraftfahrzeuge werden mehr und mehr mit elektronischen Modulen versehen, welche Fühlern oder Schaltern zugeordnet sind zur Steuerung der Funktionen von Teilen, wie z. B. Scheinwerfer, Scheibenwischer, Monitoranzeigen etc. oder von Kraftstoffeinspritzanlagen für den Antriebsmotor des Fahrzeugs der einstellbaren Pederung oder auch von Antiblockiersystemen für die Räder. Es wird bereits versucht, diese Module über eine gemeinsame Versorgungsleitung oder einen Bus elektrisch zu speisen und die Module mit einem örtlichen Multiplex-Verbindungsnetz zu verknüpfen, wobei ein gemeinsamer Datenbus für sämtliche Module vorgesehen wird.
• Im Betrieb des Fahrzeugs verbraucht ein derartiges Multiplex-System sehr viel Energie und kann der Batterie zwischen 2 und 25 Ampere entnehmen, je nach der Funktion der eingeschalteten elektrischen Verbraucher.
• Befindet sich das Fahrzeug im Ruhezustand, so ist es günstig, wenn der elektrische Verbrauch auf einem sehr geringen Wert gehalten wird (beispielsweise weniger als 3 Milliampere) zur Schonung der in der Batterie gespeicherten elektrischen Energie. So schlägt die Veröffentlichung EP-A- 0 327 456 vor, elektrische Schaltungen vom Arbeitszustand in einen Überwachungszustand zu versetzen mittels Botschaften, die in einem Kommunikationskanal zirkulieren, mit denen die Schaltungen verbunden sind Zu diesem Zweck ist es erforderlich, die Module nicht mehr durch den Versorgungsbus zu speisen und sie von der Batterie zu isolieren. Befindet sich das System demzufolge im Überwachungszustand müssen jedoch bestimmte Funktionen aufrechterhalten bleiben, um eben die Gesamtheit des Systems zu überwachen. Dies ist z. B. dann der Fall, wenn der Fahrer einen Zündschlüssel betätigt, um das Fahrzeug zu starten. Es müssen also bestimmte Teile der Module im Überwachungszustand weiterhin gespeist werden, um eine Einschaltung des Systems zu gewährleisten.
• Bei einem bekannten Verfahren wird der im Überwachungszustand verbrauchte Strom überwacht, wobei ein Überschreiten eines vorgegebenen oberen Stromgrenzwertes interpretiert wird als eine bestimmte Aktivität durch die die Überwachung des Gesamtsystems ausgelöst wird.
• Dieses Verfahren weist noch gewisse Nachteile auf. Zum einen ist der Grenzwert einer Funktion der Anzahl der Module oder Geräte, die in der Lage sind das System einzuschalten. Dieser Grenzwert oder Schwellwert muß als Funktion der im Fahrzeug vorhandenen Optionen eingestellt werden, wobei diese Funktionen beliebig vom Benutzer des Fahrzeugs ausgewählt werden können aus einer Liste vom Hersteller angebotener Optionen.
• Außerdem ermöglicht die Feststellung des Überschreitens eines Stromgrenzwertes keinesfalls, das Modul zu identifizieren, welches dieser Tatsache zugrundeliegt Eine derartige Identifizierung ist jedoch vorteilhaft, da sie es ermöglicht, eine Funktionspriorität festzustellen, die diesem überschreiten zugrundeliegt.
• Es sei ferner noch darauf hingewiesen, daß die feste Stellung des überschreitens einer Stromschwelle in analoger Weise die Verwendung von Schwellwertschaitkreisen bedingt, die aus passiven Bauteilen aufgebaut sind. Es ist bekannt, daß derartige Schaltkreise elektrische Eigenschaften aufweisen, die große Abweichungen und Unterschiede im Lauf der Zeit auftreten lassen. Derartige Bauteile reagieren auch auf starke elektromagnetische Störungen, wie sie in der Umgebung von Kraftfahrzeugen häufig auftreten.
• Ziel der vorliegenden Erfindung ist es demzufolge, eine Vorrichtung zur Steuerung der elektrischen Versorgung einer Vielzahl elektronischer Module zu schaffen, welche die genannten Nachteile der Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik vermeidet.
• Insbesondere hat die vorliegende Erfindung zum Ziel, eine Vorrichtung zu schaffen, die mit einer Einschaltanordnung für die Gesamtheit der Vorrichtung versehen ist, welche keine Regelung erforder als Funktion des Verbrauchs der für die Einschaltung der Vorrichtung vorgesehenen Module.
• Weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine derartige Vorrichtung dahingehend auszugestalten, daß sie unempfindlich ist gegenüber elektrischen und elektromagnetischen in der Umgebung des Kraftfahrzeuges auftretenden Störungen.
• Noch ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine derartige Vorrichtung zu schaffen, welche eine Anordnung aufweist, mit der das dem Einschaltvorgang zugrundeliegende Modul identifiziert werden kann.
• Erfindungsgemäß werden diese Ziele sowie andere, welche aus der nachfolgenden Beschreibung hervorgehen, erreicht mittels einer Vorrichtung zur Steuerung der elektrischen Versorgung einer Vielzahl elektronischer Module, die über einen Datenbus mit einer zentralen Datenverarbeitungseinheit verbunden sind, die eine gemeinsame elektrische Leitung für die. Module aufweist, wobei die Vorrichtung dadurch ausgestaltet ist, daß sie eine in der zentralen Einheit eingebaute Anordnung aufweist, welche auf einen vorgegebenen Zustand reagiert, zur Überführung in den Überwachungszustand durch Unterbrechen der Versorgung der Module äber die gemeinsame Leitung und dadurch Sicherstellung der elektrischen Versorgung wenigstens eines Schaltkreises zur Erzeugung von Einschaltsignalen als Teil eines Moduls mittels wenigstens einer Datenbusleitung und daß sie eine Anordnung aufweist, die auf die vom Schaltkreis zur Erzeugung dieser Signale abgegebenen Einschaltsignale reagiert, um die Versorgung der Module über den Datenbus zu unterbrechen und die Versorgung der Module über die gemeinsame elektrische Versorgungsleitung wiederherzustellen.
• Indem also während des Überwachungszeitraums die allgemeine Versorgung der Module über diese Leitung unterbrochen wird, kann der Verbrauch der Vorrichtung erheblich reduziert werden. Um gleichzeitig die Versorgung derjenigen Abschnitte der Module zu gewährleisten, welche für die Steuerung des Wiedereinschaltens der Vorrichtung unter Spannung verbleiben müssen, wird der Datenbus in unerwarteter Weise verwendet, da dieser üblicherweise für einen ganz anderen Zweck vorgesehen ist.
• Erfindungsgemäß weist wenigstens einer der Module eine Anordnung auf, um wahlweise einen zugeordneten Schaltkreis zur Erzeugung von Einschaltsignalen auszulösen, einen Kopplungsschaltkreis, der diesem Schaltkreis zur Erzeugung zugeordnet ist, um diese Signale dem Datenbus zuzuführen, und einen Meßschaltkreis, der zwischen dem Bus und der zentralen Einheit vorgesehen ist und der auf auf diese Signale reagiert, um der zentralen Einheit eine Steuerinformation für das Einschalten der Vorrichtung zuzuführen.
• Außerdem weist die Vorrichtung einen Spannungsregler auf, der durch die zentrale Einheit beim Unterbrechen der Versorgung der Module durch die gemeinsame Versorgungsleitung eingeschaltet wird, um den frießschaltkreis zu versorgen und über den Datenbus den Kopplungsschaltkreis sowie den Schaltkreis zur Erzeugung der Einschaltsignale für jedes mit derartigen Schaltkreisen versehene Modul.
• Der Schaltkreis zur Erzeugung der Einschaltsignale erzeugt eine Impulsfolge, wobei der Kopplungsschaltkreis eine Anordnung aufweist, um unter der Steuerung dieser Folge den in der Datenbusleitung fließenden Strom zu modulieren, welche zur Versorgung eines Teils des Moduls im Überwachungszustand verwendet wird, wobei der Meßschaltkreis auf diesen modulierten Strom reagiert, um der zentralen Einheit eine Einschaltinformation zuzuführen.
• Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Modulatoranordnung ein Transistor, dessen Emitter-Kollektor-Schaltung zwischen der Masse und der Datenbusleitung angeschlossen ist, die als Versorgungsleitung während der Überwachungsperiode dient, wobei der Schaltkreis zur Erzeugung der Einschaltsignale die Basis des Transistors steuert, um den Strom in der eitung zu modulieren.
• Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die von einem Modul abgegebene Impulsfolge für dieses eigenartig; die zentrale Einheit weist zugleich eine Anordnung auf zur Identifizierung des die Folge abgebenden Moduls, ausgehend van Signalen, die vom Meßschaltkreis stammen.
• Weitere Besonderheiten und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung hervor; es zeigen
• Fig. 1 ein Funktionsdiagramm der erfindungsgemäßen elektrischen Steuerschaltung; und
• Fig. 2 ein elektrisches Schema eines Kopplungsschaltkreises, der zwischen einem Schaltkreis zur Erzeugung der Einschaltsignale und dem Datenbus, welcher die verschiedenen elektronischen Module, die Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind, miteinander verbindet, angeordnet ist.
• Aus Fig. 1 der beigefügten Zeichnung geht hervor, daß die erfindungsgemäße Steuervorrichtung mehrere elektronische Module M1, M2 etc. aufweist, welche durch eine elektrische Gleichstromquelle 1 über zwei gemeinsame Leitungen 2, 3 gespeist werden, die mit dem positiven bzw. negativen Anschluß der Quelle 1 verbunden sind. Sofern die Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug eingebaut ist, besteht die elektrische Energiequelle aus der Kraftfahrzeugbatterie. Die Leitungen 2, 3 bilden demzufolge einen Versorgungsbus, an dem Spannungsregler 4, 4' etc. angeschlossen sind, die jeweils einem der Module M1 bzw. M2 zugeordnet sind, um die elektrische Versorgung nach dem Einschalten des Moduls zu gewährleisten, wie es aus der nachfolgenden Beschreibung hervorgeht.
• Jedes Modul ist für eine eigene Anwendung zuständig. Beispielsweise kann ein elektronisches Modul einer Schalttafel in der Nähe des Steuers eines Kraftfahrzeuges zugeordnet sein, mit der der Fahrer Befehle zum Einschalten oder Ausschalten verschiedener Kraftfahrzeugteile gibt. Ein anderes Modul kann einer optischen Schalttafel des Fahrzeugs zugeordnet sein, zur Verarbeitung von Befehlen, wie Einschalten/Ausschalten der Scheinwerfer, der Positionslichter etc. Alle diese Module sind miteinander und mit einer zentralen Datenverarbeitungseinheit 5 verbunden, wie es üblich ist, in einem Multiplex-Netz der Karosserie oder der Klasse A, für welche eine derartige intelligente zentrale Einheit erforderlich ist, zur Ausführung der verschiedenen Funktionsbefehle für Scheinwerfer, Blinker, Scheibenwischer, Anzeigen von Daten auf einem Bordcomputer etc.
• Für die Durchführung des ihm zugeordneten Befehls weist ein Modul M1, M2 eine Befehlskontrollschaltung 6, 6' auf, die zwischen einem Datenbus 7 angeordnet ist, welcher allen Modulen gemeinsam ist und der zentralen Einheit 5 sowie entsprechende Anordnungen 8 bzw. 8', die jeweils einen besonderen Anwendungsschaltkreis für die ausgeführten Befehle darstellen (Einschalten oder Ausschalten einer Birne, Impulszählung zur Bestimmung des zurückgelegten Weges und der Fahrzeuggeschwindigkeit etc.).
• Gemäß einem bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel besteht der Datenbus aus einem Bus mit zwei Leitungen (DATA, ), welche mit numerischen differentiellen Signalen gespeist werden, insbesondere aus Gründen der Unempfindlichkeit gegen Störungen.
• Die Kontrollschaltung 6, 6' für jedes Modul M1, M2 regelt den Informationsaustausch zwischen dem Datenbus und dem zugehörigen Anwendungsschaltkreis 8, 8'. Dieser kann beispielsweise eine logische Schaltung mit sehr hoher Integrationsdichte sein (VLSI, im englischen Sprachgebrauch).
• Bestimmte Module können mit Anordnungen versehen sein, um ein Einschalten der gesamten Vorrichtung auszulösen, während andere Module nicht mit derartigen Anordnungen versehen sind. Beispielsweise muß ein dem Schalterblock eines Fahrzeugs zugeordnetes Modul mit einer derartigen Einschaltanordnung versehen sein, da der Fahrer in diesen Block den Zündschlüssel einführt, um den Motor zu starten. Die Drehung des Zündschlüssels bewirkt ein Einschalten der Vorrichtung, ausgehend von dem oben beschriebenen Überwachungszustand, um den elektrischen Stromverbrauch des Fahrzeugs auf ein Minimum zu reduzieren, beispielsweise während eines Stillstands. Weitere Module müssen in der Lage sein, die Vorrichtung einzuschalten, beispielsweise ein Modul, das einer Diebstahlswarnanzeige zugeordnet ist. Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit der Ausgestaltung von Modulen, beispielsweise der Module M1 oder M2.
• In diesen Modulen ist die Kontrollschaltung mit dem Datenbus 7 über einen Leitungs-Sender-Empfänger 9, 9' verbunden, gegebenenfalls zusammen mit einem Filter 10, 10', wobei ein Isolierschaltkreis 11, 11' des Sender- Empfängers außerdem vorgesehen ist, wie es weiter unten erklärt werden wird. Der letztere Schaltkreis wird vom Spannungsregler 4, 4' gespeist, ebenso wie die Kontrollschaltung 6, 6'.
• Die Module M1 und M2 weisen außerdem jeweils einen Schaltkreis 12, 12' zur Erzeugung von Einschaltsignalen auf, die durch beispielsweise einen Schalter 13, 13' betätigt werden. Ein derartiger Schalter kann durch die Einführung eines Zündschlüssels in das Zündschloß im Schalterblock eines Kraftfahrzeugs betätigt werden, wie weiter oben ausgeführt. Das Einführen eines derartigen Schlüssels, welches dem Starten eines Fahrzeugs vorausgeht, schaltet demzufolge die elektronischen Module ein, welche verschiedene Betätigungsanordnungen im Fahrzeug einschalten. Erfindungsgemäß wird dieses Einschalten durch das Aussenden einer Signalfolge bewirkt, welche vom Schaltkreis 12 erzeugt werden und der zentralen Einheit 5 mittels eines Kopplungsschaltkreises 14 (oder 14' im Falle des Moduls M2), eines Meßschaltkreises 15 und gegebenenfalls eines Filterschaltkreises 16 zugeführt werden.
• Gemäß einer besonderen Eigenschaft der erfindungsgemäßen Vorrichtung bewirkt man eine Verringerung des elektrischen Energieverbrauchs der Gesamtheit der Nodule während des Ruhezustands, indem die Versorgung dieser Module durch den Versorgungsbus 2, 3 unterbrochen wird und indem ausschließlich diejenigen Schaltkreise weiterhin versorgt werden, welche für die Überwachung der Gesamtheit erforderlich sind, und zwar mittels des Datenbusses. Zu diesem Zweck läßt sich eine einzige Busleitung auswählen, beispielsweise die Leitung , wie es in Fig. 1 dargestellt ist, aus der hervorgeht, daß diese Leitung die Kopplungsschaltkreise 14, 14' mittels der Verbindungsleitungen 21 bzw 21' versorgt. Diese Versorgung tritt also anstelle derjenigen, die während der vollen Aktivitätszeit aller Module erforderlich ist, mittels der Verbindungsleitungen 22, 22' der Leitung 2 des Versorgungsbusses.
• Die Versorgung während des Ruhezustandes der ausschließlich für das Aussenden und die Verarbeitung der Einschaltsignale erforderlichen Schaltkreise ermöglicht eine erhebliche Verringerung des elektrischen Verbrauchs der Module bezüglich derjenigen, welche auftritt, wenn sämtliche elektronischen Module aktiviert sind (üblicherweise zwischen 2 und 15 Ampere). Während des Überwachungs- oder Ruhezustands kann der elektrische Stromverbrauch der Vorrichtung auf weniger als 3 mA beispielsweise verringert werden, welche der Kraftfahrzeugbatterie entnommen werden, wobei dieser Verbrauch als erträglich anzusehen ist, auch während langer Zeiträume, entsprechend denjenigen während derer das Kraftfahrzeug nicht verwendet wird.
• Es ist also erforderlich, daß während des Übergangs des Fahrzeugs von einem aktiven Zustand in einen inaktiven Zustand eine Umschaltung der Versorgung der Module vom Versorgungsbus zum Datenbus hin erfolgt. Dieser Übergang kann leicht festgestellt werden, beispielsweise durch Herausziehen des Zündschlüssels aus dem Schalterblock. Die derart informierte zentrale Einheit 5 öffnet einen Unterbrecher 17, welcher die Verbindung der Leitung 2 mit der Batterie unterbricht und schließt einen Schalter 18, um die Verbindung der Batterie mit einem Spannungsregler 19 zu bewirken, welcher die Leitung des Datenbusses speist, sowie den Meßschaltkreis 15 und den Filterschaltkreis 16. Die Schaltkreise 12, 12' und 14, 14' der Module M1 bzw. M2 werden also über die Leitung DATA versorgt, während die Spannungsregler 4, 4' nicht länger durch die Batterie gespeist werden, da die Leitung 2 unterbrochen ist. Daraus folgt, daß die Kontrollschaltungen 6, 6' und die Anwendungsschaltkreise 8, 8', welche normalerweise von den Reglern 4, 4' versorgt werden, nicht mehr gespeist sind, wodurch die Stromentnahme aus der Batterie erheblich gesenkt wird.
• Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Isolierschaltkreise 11, 11' normalerweise über die Regler 4, 4' versorgt um so die Übertragung von Informationen, die von dem Datenbus 7 stammen, zu den entsprechenden Kontrollschaltungen 6, 6' zu ermöglichen. Beim Übergang in den Überwachungszustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Versorgung dieser Schaltkreise unterbrochen, um zu verhindern, daß der im Ruhezustand von der Leitung DATA kommende Strom nicht die Kontrollschaltungen 6, 6' durch die Leitungs-Sender- Empfänger 9, 9' beaufschlagt.
• Da die Versorgung der Vorrichtung dadurch für den Überwachungszustand eingestellt worden ist, bleiben also nur die Schaltkreise 12, 12', 14, 14', 15 und 16 aktiv. Mit dem Schließen des Schalters 13 beispielsweise, mit dem die Gesamtheit der Module eingeschaltet wird, liefert der Schaltkreis 12, der über eine Leitung ALIM mit Hilfe des Kopplungsschaltkreises 14 mit elektrischer Energie versorgt wird, dem Kopplungsschaltkreis eine Einschalt-Signalfolge.
• Der Kopplungsschaltkreis 14, welcher weiter unten im einzelnen beschrieben wird im Zusammenhang mit Fig. 2, moduliert demzufolge den Speisestcom den er von der Leitung über die Steuerleitung 15 erhält, gemäß der ignalfolge, die vom Schaltkreis 12 stammt, um dergestalt auf der Leitung Stromsignale zu erzeugen, welche von dem Meßschaltkreis 15 erkannt werden und durch den Schaltkreis 16 gefiltert werden, bevor sie der zentralen Einheit 5 über einer Leitung 20 zugeführt werden. Die Filterung hat zum Zweck, Störimpulse mit nichtgeeichter Dauer zu beseitigen, welche durch elektromagnetische mögliche Störeinflüsse auf den Datenbus auftreten können.
• Gemäß einer vorteilhaften Eigenschaft der Erfindung ist die vom Schaltkreis 12 abgegebene Signal folge eigenartig für das Modul, von dem sie stammt, so daß die zentrale Einheit dieses Modul durch Erkennung der besonderen Folge identifizieren kann. Diese Identifizierung ermöglicht der zentralen Einheit das Einschalten der Vorrichtung als Funktion des Auftretens der Einschaltwirkung zu modulieren, wie es eingangs bereits ausgeführt worden ist.
• Eine logische Schaltung zur Feststellung des Einschaltens in der zentralen Einheit 5 entschlüsselt die Signal folge, welche von der Leitung 20 übertragen wird und steuert das Schließen des Unterbrechers 17 und die Öffnung des Unterbrechers 18, um so eine Versorgung der Module durch den Versorgungsbus vollständig sicherzustellen, wie es für den Normalbetrieb dieser Module erforderlich ist.
• Um in umgekehrter Richtung den Übergang von der Versorgung der Vorrichtung in den Überwachungs- oder Ruhezustand zu steuern, enthält die zentrale Einheit eine weitere logische Schaltung, die derart ausgestaltet ist, daß sie die vom Datenbus 7 erhaltenen Multplex-Signale analysieren kann, um daraus einen eventuellen Übergang in den inaktiven Zustand des Fahrzeugs zu ermitteln und demzufolge die Versorgung der Vorrichtung gemäß dem Überwachungszustand umzuschalten. Zu diesem Zweck kann die logische Schaltung beispielsweise auf die Abwesenheit während einer vorgegebenen Zeit von Signalen reagieren, die üblicherweise von bestimten Sensoren oder Betätigungsvorrichtungen stammen, wobei diese Abwesenheit einen Stillstand des Fahrzeugs bedeutet. Wie weiter oben ausgeführt, ist z. B. das Herausziehen des Zündschlüssels eine derartige Tätigkeit, die den Übergang in den inaktiven Zustand des Fahrzeugs markiert, und welche festgestellt und in diesem Sinne interpretiert werden kann durch eine entsprechende logische Schaltung für die Feststellung des Übergangs in den Ruhezustand.
• Nachdem nunmehr die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung beschrieben worden ist, und zwar im Hinblick auf den Übergang in den Ruhezustand als auch den umgekehrten Übergang als Folge einer Einschaltaktion, die durch den Unterbrecher 13 des Moduls 1 erfolgt, braucht diese Beschreibung nicht für das Modul M2 wiederholt zu werden, da dieser mit identischen Schaltkreisen wie das Modul M1 versehen ist, die auch auf die identische Art und Weise funktionieren. Bevor im folgenden auf die Wirkungsweise des zwischen dem Schaltkreis und dem Datenbus 7 angeschlossenen Kopplungsschaltkreises 14 eingegangen wird, scheint es erforderlich, auf die Art der im Datenbus zirkulierenden Signale einzugehen.
• Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden für diesen Bus Ströme statt Spannungen bevorzugt, da in der stark gestörten Umgebung aufgrund der elektromagnetischen Einflüsse in einem Kraftfahrzeug zahlreiche induzierte Stör-Spannungssignale auftreten können. Da die Informationen im Datenbus in Form von Stromimpulsen vorliegen, ist es Aufgabe der Sender- Empfänger, eine entsprechende Umsetzung Strom/Spannung dieser Impulse vorzunehmen, damit diese durch die Kontrollschaltungen verarbeitet werden können sowie eine Umsetzung Spannung/Strom einer Schaltung in Richtung Bus.
• Es sei noch festgehalten, daß, da der Datenbus mit Strom arbeitet, möglicherweise der Unterbrecher 18 entfallen kann. Dies bedeutet, daß der Datenbus kontinuierlich vom Spannungsregler gespeist wird, und zwar sowohl im Ruhezustand als auch während des Normalbetriebes und daß dies ohne Einfluß ist auf die Messung von Stromimpulsen, welche in diesem Bus fließen.
• In Fig. 2 ist ein Schema eines Kopplungsschaltkreises dargestellt, beispielsweise der Kopplungsschaltkreis 14 des Moduls MI. Dieser Schaltkreis ist über eine Leitung 22 mit der Leitung 2 des Versorgungsbusses verbunden und damit mit dem positiven Anschluß der Batterie 1. Der Schaltkreis ist außerdem mit der Leitung des Datenbusses über die Leitung 21 verbunden und versorgt damit den Schaltkreis 12 zur Erzeugung der Einschaltsignale über die Leitung ALIM, wobei der Schaltkreis 12 Impulse liefert entsprechend IMP, und zwar an den Kopplungsschaltkreis, um den Strom in der Leitung zu modulieren, wie es noch ausgeführt werden wird.
• Der Schaltkreis 12 bedingt eine Zurückstellung auf null RAZ synchron mit dem Übergang der Vorrichtung in den Überwachungszustand. Bei diesem Übergang geht die Leitung 22 auf ein Niederspannungsniveau über, wobei dieses Niveau dem Eingang RAZ des Schaltkreises 12 über eine Leitung 23 über einen Filterschaltkreis C1, R2 zugeführt wird, welcher Spannungsimpulse absorbiert, die beim Starten des Kraftfahrzeugmotors auftreten. Lastwiderstände R1 und R7 sind zwischen die Leitung 22 und die Leitung 23 einerseits und zwischen dem Eingang des Filters C1, R2 und der Masse andererseits vorgesehen.
• Die Leitung 22 ist mit der Versorgungsleitung ALIM des Schaltkreises 12 über eine Diode D1 verbunden. Eine Zenerdiode Z1 mit einer Durchschlagspannung von beispielsweise 10 Volt schützt den Schaltkreis 12 gegen [berspannungen auf der Leitung 22. In herkömmlicher CMOS- Technik ausgeführt, kann der Schaltkreis 12 Spannungen bis 18 Volt aushalten. Dies bedeutet, daß er durch die Zenerdiode Z1 ausreichend geschützt ist.
• Eine Kapazität C2 ist parallel zur Diode Z1 geschaltet zwischen dem Eingang ALIM des Schaltkreises 12 und der Masse. Die Kapazität C2 filtert Seitenstörungen der Versorgungsspannung heraus.
• Im Überwachungszustand ist die Versorgung des Schaltkreises 12 durch die Leitung gesichert, welche mit dem Eingang ALIM des Schaltkreises über eine Diode D2 und einen Widerstand R6 verbunden ist, der Teil eines Filterschaltkreises C2, R6 ist. Die Versorgungsspannung beträgt +5 Volt beispielsweise. Die Diode Z1 wird also blockiert und läßt keinen Strom fließen; auch die Diode D1 ist blockiert, so daß kein Stromfluß von der Leitung zur Leitung 22 erfolgen kann
• Sofern sich das System nicht im Überwachungszustand befindet, verhindert die Uberwachungsdiode D1, daß die Versorgungsspannung des Schaltkreises 12 der Batteriespannung folgt, wenn diese plötzlich zusammenbricht (beispielsweise während des Startvorgangs des Fahrzeugs) und gewährleistet dadurch die Blockierung der Diode D2.
• Der Kopplungsanschluß des Schaltkreises 14 erfolgt über einen Transistor T1 vom Typ NPN z. B., dessen Kollektor- Emitter-Schaltkreis zwischen der Leitung und der Masse angeschlossen ist. Ein Lastwiderstand R3 ist am Kollektor des Transistors T1 angeschlossen. Die Basis des Transistors T1 ist mit dem Mittelpunkt eines Spannungsteilers verbunden, welcher durch die Widerstände R4, R5 gebildet wird, wobei eine Kapazität C3 zu diesem Punkt Spannungsimpulse IMP führt, welche eine Impulsfolge für das Einschalten darstellen, die vom Schaltkreis 12 infolge eines Schließens des Schalters 13 (Fig. 1) abgegeben werden. Die Kapazität C3 dient zur Blockierung des Stromverbrauchs des Schaltkreises 12, wenn dessen Ausgang im logischen Zustand 1 blockiert ist.
• Dies bedeutet, daß der leitende Zustand des Transistors T1 durch die Einschaltimpulse IMP moduliert wird. Der Transistor T1 moduliert also in Übereinstimmung mit diesen Impulsen den Strom in der Leitung DATA. Die dergestalt in die Leitung geschickten Stromimpulse werden vom Meßschaltkreis 15 erkannt und vom Schaltkreis 16 gefiltert, welche der zentralen Einheit 5 logische Signale zuführt, welche durch sie dekodiert werden und zu einem Befehl umgeformt werden, mit dem die Vorrichtung erfindungsgemäß eingeschaltet wird, durch Schließen des Unterbrechers 17.
• Als Beispiel können als Werte für die Widerstände R3, R4 und R5 derartige Werte gewählt werden, daß der Transistor T1 einen Stromimpuls von 27 mA Amplitude in der Leitung DATA erzeugt, wenn das vom Ausgang IMP des Schaltkreises 12 abgegebene Signal sich auf dem logischen Niveau 1 befindet. Die Kapazität C3 kann derart gewählt werden, daß der Stromverbrauch auf ein Zeitintervall von 10 ms beschränkt ist, im Falle der Blockierung des Eingangs IMP im Ruhezustand.
• Bei dem oben angesprochenen Ausführungsbeispiel, bei dem die Leitung DATA kontinuierlich durch den Regler 19 (nicht den Schalter 18) beaufschlagt wird, bedeutet die Tatsache, daß im Datenbus mit Strom gearbeitet wird, daß die Nominalspannung des Busses nicht zusammenbrechen kann, wenn sich die Vorrichtung nicht im Überwachungszustand befindet.
• Dadurch verhindert man, daß parasitäre Kapazitäten zwischen dem Datenbus und dem Fahrzeugchassis auftreten können.
• Aus dem vorstehenden wird klar, daß die eingangs angesprochenen Ziele der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreicht werden, nämlich:
• - eine Begrenzung des Stromve.rbrauches der Vorrichtung im Überwachungs- bzw. Ruhezustand,
• - Einsatz von numerischen Schaltkreisen, deren Funktionsweise nicht durch Temperaturschwankungen der elektronischen Bauteile beeinträchtigt werden,
• - Einsatz von Material, welches keine Einstellung erfordert als Funktion der Anzahl der in der Vorrichtung miteinander verbundenen Module,
• - einen Schutz der Vorrichtung gegen elektrische oder elektromagnetische induzierte Störeffekte bzw. Spannungsschwankungen der Batterie,
• - Ermöglichung der Identifizierung des Moduls, welches verantwortlich ist für ein Einschalten der Vorrichtung.
• Es ist klar, daß die Erfindung nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist.

Claims (12)

1. Vorrichtung zur Steuerung der elektrischen Versorgung einer Vielzahl elektronischer Module (M1, M2), die über einen Datenbus (7) mit einer zentralen Datenverarbeitungseinheit (5) verbunden sind, die eine gemeinsame elektrische Versorgungsleitung (2) für die Module aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine in der zentralen Einheit (5) eingebaute Anordnung aufweist, welche auf einen vorgegebenen Zustand der Vorrichtung reagiert zur Überführung in den Überwachungszustand durch Unterbrechen der Versorgung der Module (M1, M2) über die gemeinsame Leitung (2) und dadurch Sicherstellung der elektrischen Versorgung wenigstens eines Schaltkreises (12, 12') zur Erzeugung von Einschaltsignalen, welcher Teil eines Moduls ist, mittels wenigstens einer Datenbusleitung ( ) sowie eine Anordnung (15, 16, 5) aufweist, die auf die vom Schaltkreis (12, 12') zur Erzeugung dieser Signale abgegebenen Einschaltsignale reagiert, um die Versorgung der Module über den Datenbus (7) zu unterbrechen und die Versorgung der Module über die gemeinsame elektrische Versorgungsleitung (2) wiederherzustellen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Einheit (5) Programmierte Schaltungen aufweist, um einen Überwachungszustand festzustellen, ausgehend von einer Verarbeitung von Informationen, welche von den Modulen abgegeben werden und der zentralen Einheit (5) über den Datenbus (7) zugeführt werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Module eine Anordnung (13, 13') aufweist, um wahlweise einen zugeordneten Schaltkreis (12, 12') zur Erzeugung von Einschaltsignalen auszulösen, einen Kopplungsschaltkreis (14, 14') aufweist, der diesem Schaltkreis zur Erzeugung zugeordnet ist, um diese Signale dem Datenbus (7) zuzuführen und einen Meßschaltkreis (15) aufweist, der zwischen dem Bus (7) und der zentralen Einheit (5) vorgesehen ist und der auf diese Signale reagiert, um der zentralen Einheit (5) eine Steuerinformation für das Einschalten der Vorrichtung zuzuführen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Spannungsregler (19) aufweist, der durch die zentrale Einheit (5) beim Unterbrechen der Versorgung der Module durch die gemeinsame Versorgungsleitung (2) eingeschaltet wird, um den Meßschaltkreis (15) zu versorgen und über den Datenbus (7) den Kopplungsschaltkreis (14, 14') sowie den Schaltkreis (12, 12') zur Erzeugung der Einschaltsignale für jedes mit derartigen Schaltkreisen versehene Modul.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Module (M1, M2) außerdem einen Schaltkreis (11, 11') aufweist, der durch den Übergang in den Überwachungszustand der Vorrichtung angesteuert wird, um den Rest des Moduls von der durch den Datenbus (7) realisierten Versorgung zu isolieren.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Module (M1, M2) eine Kontrollschaltung (6, 6') aufweist, die mit dem Datenbus (7) über einen Sender-Empfänger (9, 9') verbunden ist, wobei der Isolierschaltkreis (11, 11') das Einschalten oder Ausschalten dieses Sender-Empfängers (9, 9') ansteuert.

7, Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis (12, 12') zur Erzeugung der Einschaltsignale eine Impuls folge erzeugt und daß der Kopplungsschaltkreis (14, 14') eine Anordnung (T1) aufweist, um unter der Steuerung dieser Folge den in der Datenbusleitung ( ) fließenden Strom zu modulieren, welcher zur Versorgung eines Teils des Moduls im Uberwachungszustand verwendet wird, wobei der Meßschaltkreis (15) auf diesen modulierten Strom reagiert, um der zentralen Einheit eine Einschaltinformation zuzuführen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationsanordnung ein Transistor (T1) ist, dessen Emitter-Kollektor-Schaltkreis zwischen der Masse und der Datenbusleitung (7) angeschlossen ist, die als Versorgungsleitung während der Überwachungsperiode dient, wobei der Schaltkreis (12, 12') zur Erzeugung der Einschaltsignale die Basis des Transistors (T1) steuert, um den Strom in der Leitung zu modulieren.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die von einem Modul abgegebene Impulsfolge für dieses eigenartig ist und daß die zentrale Einheit (5) eine Anordnung aufweist zur Identifizierung des die Folge abgebenden Moduls, ausgehend von Signalen (IMP), die vom Meßschaltkreis (15) stammen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopplungsschaltkreis (14, 14') auf die Unterbrechung der Versorgung der gemeinsamen Leitung (2) reagiert, um den Schaltkreis (12, 12') zur Erzeugung der Einschaltsignale einzuschalten.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur wahlweisen Auslösung eines Schaltkreises (12, 12') zur Erzeugung der Einschaltsignale aus einem Unterbrecher (13, 13') besteht, dessen Umschaltung die Einschaltung dieses Schaltkreises bewirkt, wobei die Umschaltung dieses Unterbrechers durch eine Aktion ausgelöst wird, welche ein Einschalten der Vorrichtung beinhaltet.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, angepaßt an das Netz in einem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbrecher (13, 13') umgeschaltet wird durch die Einführung eines Zündschlüssels in ein Zündschloß vor dem Starten des Fahrzeuges.