СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДНОЙ КОМАНДЫ УПРАВЛЕНИЯ И УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ
METHOD OF TRANSMITTING AT LEAST ONE CONTROL COMMAND AND CONTROL DEVICE

Изобретение относится к способу передачи по меньшей мере одной команды управления и к устройству управления.
В DE 10 2014 210 023 B4 описывается манипулятор для транспортного средства. Соответствующие манипуляторы используются, например, в транспортных средствах, в которых ретроспективно установлено стационарное обогревание. Основная проблема, связанная с модифицированным стационарным обогреванием, заключается в том, что определенные исполнительные элементы, воздуходувки и вентиляционные отверстия или вентиляционные заслонки для циркуляции воздуха часто не установлены. В одном варианте модифицированный обогреватель установлен в имеющейся обогревательной схеме транспортного средства. Например, чтобы позволить обогреть салон транспортного средства в припаркованном положении, необходимо активизировать исполнительные элементы, например, вентиляционные заслонки и вентиляторы или установить их в такое положение, которое обеспечивает циркуляцию воздуха.
В современных транспортных средствах системы с шинной организацией используются для установления связи, например, между элементом управления кондиционированием воздуха и исполнительными элементами, например, вентиляторами и вентиляционными заслонками. В связи с этим в DE 10 2014 210 023 B4 предлагается мониторинг шины транспортного средства, чтобы установить, когда транспортное средство выключается (зажигание = выкл.). Если пользователь хочет включить стационарное обогревание в таком состоянии, манипулятор прерывает существующее подключение шины и использует это, чтобы связаться с исполнительными элементами.
Описанный предшествующий уровень техники является во многом проблематичным. Использование стационарного обогревания, таким образом, ограничивается. Более того, описанный манипулятор иногда неспособен среагировать на изменение состояния транспортного средства (зажигание = вкл.) достаточно быстро, потому что шина не предупреждена о манипуляции. В этом отношении использование манипулятора приводит к неисправностям.
Отталкиваясь от этого предшествующего уровня техники, задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованного способа передачи по меньшей мере одной команды управления по меньшей мере на один исполнительный элемент. Соответственно, также предполагается конкретизировать усовершенствованное устройство управления.
Также, в частности, предполагается устранить появление негативных факторов, например, сбоев связи.
Задача решается способом согласно п. 1.
Задача решается, в частности, способом передачи по меньшей мере одной команды управления по меньшей мере на один исполнительный элемент транспортного средства, способ содержит следующие этапы:
a) мониторинг шины связи;
b) обнаружение события, например, бездействия шины, которое продолжается дольше заданного интервала времени;
c) разделение шины связи на первый сегмент и второй сегмент, при этом исполнительный элемент является частью второго сегмента шины;
d) передача по меньшей мере одной команды управления по меньшей мере на один исполнительный элемент по второму сегменту шины.
Одним ключевым понятием настоящего изобретения является то, что производится мониторинг шины связи, подлежащей прерыванию, например, CAN шины или LIN шины. В зависимости от варианта изобретения отдельное событие, например, отсутствие связи по шине (= бездействие шины) можно обнаружить благодаря мониторингу. Шину связи можно разделить или прервать на основании обнаружения этого события. Соответствующее разделение можно выполнить, например, с помощью реле. В одном варианте при разделении согласно изобретению разрываются электрические соединения между отдельными линиями шины. Вслед за разделением шины на исполнительный элемент поступает команда управления, при этом компонентам на первом сегменте шины об этом не станет известно.
На основании описанного подхода отрицательные факторы на шине связи и/или компонентах, присоединенных к ней, можно устранить. Более того, возможны многочисленные приложения, в которых можно вмешиваться по существу гибким образом в алгоритмы управления. Например, можно вмешаться в связь по шине связи только в течение очень коротких промежутков времени. В качестве альтернативы также можно вмешаться в связь, только если это совершенно необходимо (воздуходувка не работает или заслонки расположены неправильно).
Благодаря предпочтительно непрерывному мониторингу шины связи или линий связи, можно подождать в течение оптимального времени, чтобы включиться.
В одном варианте вслед за разделением шины связи на этапе передачи команда управления принимается по первому сегменту шины, а выводится по второму сегменту шины. На этом этапе соответствующее устройство управления действует в качестве повторителя и просто повторяет полученные команды управления по соответствующему второму сегменту шины. Согласно изобретению также возможно, чтобы эта функция повторителя выполнялась в противоположном направлении от второго сегмента шины к первому сегменту шины. Следовательно, прерывание шины связи или разделение на два сегмента не воспринимается компонентами по шине. Преимущество заключается в том, что можно вмешаться в алгоритмы управления исполнительных элементов, возможно высокоселективным образом.
В одном варианте вслед за разделением шины связи, на этапе поглощения по меньшей мере одна команда управления, которая предназначена для исполнительного элемента, принимается и подтверждается на первом сегменте шины, при этом, однако, нет выхода или повторения команды управления по второму сегменту шины. Способ согласно изобретению может таким образом селективно или непрерывно поглощать или не передавать команды управления на втором этапе. В этом отношении можно поглощать или перехватывать опасные команды управления в отношении функции, подлежащей выполнению, например, обогрев внутренней части посредством вспомогательного обогревателя. Соответствующая опасная команда может быть, например, причиной отключения вентиляции или воздуходувки или закрывания вентиляционной заслонки.
В одном варианте прием команды управления по первому сегменту шины подтверждается на этапе поглощения, даже если не была выполнена передача на исполнительный элемент.
В одном варианте вслед за разделением и передачей по меньшей мере одной команды управления первый и второй сегменты шины повторно подключаются. Между тем, по меньшей мере, одна команда управления может быть передана несколько раз или только один раз. Теоретически также возможно разделить и повторно подключить шину связи несколько раз на этапе обогрева. Шина связи предпочтительно прерывается в течение длительного этапа, например, от включения обогревателя в припаркованном состоянии до включения зажигания при условии, что в этот момент предполагается выполнить обогрев.
В одном варианте первый и второй сегменты шины подключаются одновременно, что зависит по меньшей мере частично от события на первом сегменте шины. Согласно изобретению сведения, которые получены в результате мониторинга шины связи, также можно использовать при подключении двух сегментов шины. Событием может быть бездействие шины, которое продолжается дольше заданного времени. В одном (другом) варианте событием может быть активизация элемента управления кондиционированием воздуха.
В одном варианте перед подключением сегментов шины выполняется этап передачи. Соответствующий этап передачи может быть выполнен вышеописанным образом. Согласно изобретению этот этап передачи можно выполнять непосредственно или опосредовано после подключения.
Кроме того, упомянутая в начале задача решается машиночитаемой запоминающей средой или машиночитаемой памятью, при этом память содержит инструкции для выполнения в процессоре. Инструкции предпочтительно оптимизированы под требования заказчика согласно изобретению, чтобы они при выполнении реализовали по меньшей мере один из описанных выше способов. Это обеспечивает преимущества, подобные уже разъясненным в связи с описанными способами.
Кроме того, упомянутая в начале задача решается устройством управления, которое содержит соответствующую машиночитаемую среду или соответствующую машиночитаемую память и процессор. В одном варианте устройством управления является манипулятор.
В одном варианте упомянутая в начале задача решается устройством управления, которое содержит:
- первый приемопередатчик для подключения к первому сегменту шины транспортного средства;
- второй приемопередатчик для подключения ко второму сегменту шины транспортного средства;
- процессор, который подключен к первому и второму приемопередатчику для установления связи,
при этом процессор выполнен с возможностью мониторинга связи по первому и/или второму сегменту шины, и активизации переключающего устройства, в частности, реле, основанного на мониторинге, при этом переключающее устройство выполнено с возможностью установления электрического соединения между первым сегментом шины и вторым сегментом шины, или разрыва электрического соединения между сегментами шины.
Процессором может быть микроконтроллер или специальное аппаратное оборудование.
Это также обеспечивает преимущества, подобные уже разъясненным. Существующие приемопередатчики можно, в частности, использовать для проведения непрерывного или временного мониторинга активности на шине связи и/или на первом и/или втором сегменте шины, чтобы переключающее устройство могло переключаться целенаправленным образом в ответ на конкретные действия или события на шине связи.
Переключающим устройством может быть простое реле. В качестве альтернативы могут быть использованы транзисторы. Согласно изобретению имеются многочисленные возможности реализации, которые по меньшей мере частично реализуют концепцию физического разделения шины связи.
В одном варианте переключающее устройство выполнено с возможностью установления электрического соединения между первым сегментом шины и вторым сегментом шины, в состоянии отсутствия подключения к источнику питания. Преимущество этого варианта заключается в том, что защищенная связь на шине связи возможна в случае неисправности переключающего устройства или устройства управления. Основные функциональные возможности транспортного средства, например, связь между элементом управления кондиционированием воздуха и исполнительными элементами, не подвергаются влиянию независимо от состояния устройства управления.
В одном варианте процессор выполнен с возможностью приема сигналов, в частности, команд управления на этапе передачи посредством первого приемопередатчика и выходных соответствующих сигналов, в частности, соответствующих команд управления посредством второго приемопередатчика. Таким образом, процессор использует оба приемопередатчика, чтобы реализовать функцию повторителя, как уже было упомянуто.
Устройство управления может содержать по меньшей мере одно оконечное средство, в частности, первое оконечное сопротивление. Можно подключить это оконечное средство, если шина связи разделена, к первому и/или второму сегменту шины, чтобы необходимая оконечная нагрузка отдельных сегментов шины была реализована эффективным образом. В одном варианте устройство управления содержит первое оконечное средство и второе оконечное средство, чтобы оканчивать первый сегмент шины и второй сегмент шины.
В одном варианте предусмотрены переключатели, например, нормально замкнутые контакты или нормально разомкнутые контакты, эти переключатели приводятся в действие устройством управления, в частности, процессором. Эти переключатели можно использовать для подключения оконечного средства к соответствующему сегменту шины. В этом отношении всегда можно создавать технически исправные шины связи или технически исправные сегменты шины связи независимо от состояния устройства переключения. Никаких сбоев связи не возникает. Также можно не обнаружить неисправности во время возможной проверки шины.
Кроме того, упомянутая в начале задача решается системой, которая содержит обогревательное устройство и устройство управления, как было описано выше. В одном варианте устройство управления подключено для установления связи к обогревательному устройству, в частности, по (дополнительной) шине.
В одном варианте состояние обогревательного устройства прерывается. Подключение к обогревательному устройству для установления связи можно, в частности, использовать для обнаружения этапа обогрева или введения обогревательного устройства в этап обогревания, при этом шина прерывается в зависимости от состояния обогревательного устройства.
Задачу, упомянутую в начале, можно решить транспортным средством, содержащим систему, упомянутую выше.
Дополнительные конфигурации следуют из зависимых пунктов.
Ниже описывается изобретение со ссылкой на множество примерных вариантов, которые разъясняются более подробно с помощью чертежей, на которых:
На Фиг. 1 показан схематичный вид транспортного средства, имеющего шину, при этом несколько компонентов, содержащих манипулятор, подключено к шине транспортного средства;
На Фиг. 2 подробно показан манипулятор на Фиг. 1;
На Фиг. 3 показан схематичный вид транспортного средства, имеющего шину транспортного средства и LIN шину, при этом манипулятор является частью LIN шины.
В последующем описании одни и те же ссылочные позиции используются для идентичных частей или идентично работающих частей.
На Фиг. 1 показан схематичный вид в плане транспортного средства, имеющего компоненты, которые являются существенными для понимания изобретения. Таким образом, транспортное средство содержит шину 40, которая может быть, например, LIN шиной или CAN шиной. Три компонента шины подключены к шине 40 транспортного средства через соединения 41, 41’, 41’’. Элемент 10 управления кондиционированием воздуха подключен к шине 40 транспортного средства через первое соединение 41, вспомогательный обогреватель 30 подключен к шине 40 транспортного средства через второе соединение 41’, вентиляционное устройство 20, например, имеющее исполнительные элементы в виде воздуходувки и/или устройства для установки заслонки, подключено к шине 40 транспортного средства через третье соединение 41’’.
В соответствии с изобретением можно подключить дополнительные компоненты к шине 40 транспортного средства. Кроме того, обычно в транспортных средствах в дополнение к центральной шине имеются другие шины, которые выполняют специальные задачи. Что касается данного примерного варианта, для простоты предполагается, что требуется только одна шина для установления связи между отдельными компонентами.
Манипулятор 50 установлен в шину 40 транспортного средства.
На Фиг. 2 подробно показан манипулятор 50. Манипулятор 50 окончательно прерывает шину 40 транспортного средства и разделяет ее на два подсегмента, а именно, на первый сегмент 42A шины, имеющий элемент 10 управления кондиционированием воздуха, и второй сегмент 42B шины, имеющий вентиляционное устройство 20. Шина 40 транспортного средства справа и слева оканчивается схематично показанным оконечным сопротивлением (см. Фиг. 2).
Манипулятор 50 содержит процессор 55 или микроконтроллер, первый приемопередатчик 51A, второй приемопередатчик 51B и реле. Со своей стороны, реле можно разделить на устройство 52 срабатывания реле и на два нормально разомкнутых контакта 53, 53’ и два нормально замкнутых контакта 53” и 53”’.
В описанном варианте приемопередатчики 51A и 51B постоянно подключены к шине 40 транспортного средства, при этом первый приемопередатчик 51A является компонентом первого сегмента 42A шины, а второй приемопередатчик 51B является компонентом второго сегмента 42B шины.
В этом отношении процессор 55, посредством первого и/или второго приемопередатчика 51A, 51B, может установить связь в основном по шине 40 транспортного средства, а после разделения шины 40 транспортного средства по сегментам 42A, 42B шины. Нормально разомкнутые контакты 53, 53’ расположены в шине 40 транспортного средства, чтобы электрически прерывать шину 40 транспортного средства, если устройство 52 срабатывания реле приведено в действие, и, следовательно, разделить ее на первый и второй сегменты 42A, 42B шины. Одновременно, устройство 52 срабатывания реле приводит в действие нормально замкнутые контакты 53” и 53”’, чтобы сегменты 42A, 42B шины оканчивались оконечным сопротивлением 56A, соответственно, 56B.
Таким образом, процессор 55 может разделить шину 40 транспортного средства и оканчивать ее должным образом посредством реле, в частности, посредством устройства 52 срабатывания реле. Другими словами, процессор 55 может переключаться между первым состоянием (шина не прервана) и вторым состоянием (шина прервана). Во втором состоянии первый сегмент 42A шины, имеет вспомогательный обогреватель 30, элемент 10 управления кондиционированием воздуха и первый приемопередатчик 51A в качестве компонентов. Соответственно, второй сегмент 42B шины имеет второй приемопередатчик 51B и вентиляционное устройство 20 в качестве компонентов.
Как уже описывалось в начале, чтобы эффективно управлять стационарным обогревом, необходимо, например, чтобы управление производилось некоторыми исполнительными элементами, например, вентиляционным устройством 20. В описанном примерном варианте необходимо передать соответствующую команду управления на вентиляционное устройство 20, которая не исходит от элемента 10 управления кондиционированием воздуха, которое управляет вентиляционным устройством 20 во время «нормальной работы».
Способ согласно изобретению для выполнения управления может, например, содержать следующие этапы:
1. Мониторинг шины 40 транспортного средства;
2. Обнаружение бездействия по шине 40 транспортного средства;
3. Разделение шины 40 транспортного средства посредством реле;
4. Передача упомянутой команды управления на вентиляционное устройство 20.
Следовательно, если предполагается, что транспортное средство или манипулятор 50 находится в первом состоянии (шина не прервана), можно произвести мониторинг шины 40 транспортного средства с помощью приемопередатчика 51A согласно изобретению. Если необходимо выполнить управление посредством вентиляционного устройства 20, процессор 55 пытается найти время, в течение которого происходит бездействие шины. В этот момент устройство 52 срабатывания реле активизируется, чтобы шину 40 транспортного средства физически разделить на два сегмента 42A, 42B шины. В этом состоянии процессор 55 может передавать команды управления на вентиляционное устройство 20 без участия компонентов первого сегмента 42A шины. Уже описанная оконечная нагрузка сегментов 42A, 42B шины позволяет сегментам 42A, 42B шины всегда быть в рабочем состоянии.
В одном примерном варианте согласно изобретению манипулятор 50 может поглощать команды управления, которые принимаются во втором состоянии первым приемопередатчиком 51A и не направлять их на вентиляционное устройство 20. Команда управления может быть также подтверждена на первом сегменте 42A шины в этом состоянии, даже если команда управления не была выполнена в действительности.
Кроме того, можно принимать команды управления во втором состоянии через первый приемопередатчик 51A, чтобы проверить их с помощью процессора 55 и, возможно, вывести их через второй приемопередатчик 51B. В этом случае манипулятор 50 выполняет функцию повторителя.
Такие функциональные возможности могут быть особенно целесообразными, если шина 40 транспортного средства уже прервана, и нет необходимости выводить специальные команды управления, создаваемые в процессоре 55. Эта функция может быть также полезной, если больше не нужно выполнять обогрев посредством вспомогательного обогревателя 30, а два сегмента 42A, 42B шины еще повторно не подключены. В качестве примера, элемент 10 управления кондиционированием воздуха может быть активизирован в силу запуска транспортного средства и, со своей стороны, пытаться передать команды управления на вентиляционное устройство 20. В одном примерном варианте изобретения обогрев посредством вспомогательного обогревателя 30 прерывается в этом состоянии. Команды управления от элемента 10 управления кондиционированием воздуха могут быть направлены в «нефильтрованном виде» на вентиляционное устройство 20.
В другом примерном варианте манипулятор 50 попытается повторно в этой ситуации подключить шину 40 транспортного средства (элемент 10 управления кондиционированием воздуха находится в активном состоянии). Согласно изобретению такому подключению предшествует этап мониторинга, на котором процессор 55 ждет конкретное событие, например, бездействие шины. В этом примерном варианте приемопередатчик 51A можно использовать для обнаружения события. Затем процессор 55 дезактивирует устройство 52 срабатывания реле в зависимости от этого события, чтобы шина 40 транспортного средства снова закрылась. Предпочтительно, согласующие резисторы 56A и 56B одновременно отключены.
В одном примерном варианте процессор 55 выполнен с возможностью обнаружения или интерпретации типа и действия команд управления, передаваемых элементом 10 управления кондиционированием воздуха после его активизации. В качестве примера элемент 10 управления кондиционированием воздуха может передавать команды управления, которые заставляют вентиляционное устройство 20 работать при мощности 40%. В действительности, однако, процессор 55 смог уже раньше заставить вентиляционное устройство 20 работать при мощности 60%. В этом состоянии процессор 55 может изменить команду управления элемента 10 управления кондиционированием воздуха, чтобы вместо повышения мощности на 40%, мощность уменьшилась на 20% со стороны вентиляционного устройства 20.
Описанные примерные варианты были основаны на единственной шине 40 транспортного средства. В действительности часто бывает, что элемент 10 управления кондиционированием воздуха прикреплен к шине 40 транспортного средства, при этом элемент 10 управления кондиционированием воздуха и вентиляционное устройство 20, возможно связывают специальную систему шин с дополнительными исполнительными элементами. Согласно изобретению описанный манипулятор 50 можно использовать для разделения этой специальной системы и взять на себя управление, как уже разъяснялось. На Фиг. 3 показан соответствующий примерный вариант, при этом специальной системой шин является LIN шина 11.
В одном примерном варианте необходимо, чтобы вспомогательный обогреватель 30 был связан с манипулятором 50. В примерных вариантах, как уже объяснялось со ссылкой на Фиг. 1 и 2, соответствующая связь установлена посредством шины 40 транспортного средства или первого сегмента 42A шины. В другом примерном варианте соответствующую связь можно установить через отдельную систему шин (сравни соединение между вспомогательным обогревателем 30 и манипулятором 50 на Фиг. 3).
В (дополнительном) примерном варианте вспомогательный обогреватель 30 не имеет специального процессора 55 и приводится в действие манипулятором 50, например, посредством реле.
Согласно изобретению манипулятор 50 может быть снабжен нужными вводами и выводами, например, чтобы взаимодействовать с пользователем. Таким образом, процессор 55 может получать пользовательские вводы, которые указывают, например, на то, что желательно выполнить обогрев посредством вспомогательного обогревателя 30. Процессор 55, используя этот примерный вариант, может взять на себя все функции, чтобы выполнить соответствующий обогрев 30.
В одном примерном варианте описанным вспомогательным обогревателем 30 является автономное нагревательное устройство. В вариантах изобретения вспомогательным обогревателем 30 также может быть охлаждающее устройство или комбинированное охлаждающее и обогревательное устройство.
В описанных примерных вариантах для реализации изобретения два приемопередатчика 51A, 51B используются. Согласно изобретению без первого приемопередатчика 51A можно обойтись при условии, что мониторинг шины 40 транспортного средства следует проводить, только если шина 40 транспортного средства прервана.
В описанных примерных вариантах оконечные сопротивления 56A, 56B включены в шину 40 транспортного средства одновременно с ее разделением. В одном примерном варианте изобретения нет необходимости включения соответствующих оконечных сопротивлений, поскольку шина не требует оконечных сопротивлений для подключения оконечного устройства или они уже являются частью компонента, устанавливающего связь по шине. В одном примерном варианте приемопередатчики 51A, 51B содержат, например, соответствующие оконечные сопротивления 56A, соответственно, 56B.
Здесь следует отметить, что все описанные выше части заявлены как существенные для изобретения по отдельности или в любой комбинации, в частности, детали, показанные на чертежах. Модификации этих деталей известны специалисту в данной области. В частности, специалисту в данной области известны комбинации отдельных примерных вариантов в желаемой форме.
Список позиций на чертежах
1 элемент управления кондиционированием    воздуха (HVAC)
2      LIN шина
1      вентиляционное устройство
1      вспомогательный обогреватель
1      шина транспортного средства
41, 41’, 41”’       соединение
42A, 42B        сегмент шины
1       манипулятор
51A, 51B        приемопередатчик
2       устройство срабатывания реле
53, 53’, 53”, 53”’ нормально разомкнутый контакт или нормально замкнутый контакт
55 процессор или микроконтроллер
56A, 56B оконечное сопротивление