ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к транспортной технике и может найти применение в многофункциональных бортовых информационно-управляющих системах пассажирского транспорта, например, автобусов. Известны системы для последовательной передачи данных в автомобилях, в которых жгуты проводов проходят от панели управления к блоку коммутации и далее к исполнительным устройствам. [1]
Однако, как известно, в современных транспортных средствах существует тенденция к увеличению количества электронных устройств и широкому применению микропроцессорной технике. При этом встает проблема интеграции систем управления нагрузками транспортного средства и сокращения длины электропроводов, путем применения информационных шин, например LINbus, CANbus, протоколов ISO 15765 и др.
В качестве ближайшего аналога выбрана модульная система управления дверями MTS фирмы WABCO [2]. В системе блок управления панели приборов контролирует управления дверями любых типов как с пневматическим, так и с электрическим приводом посредством информационной шины CAN, связанной с управляющими блоками дверей.
Датчики постоянно регистрируют перемещение створок двери и сообщают соответствующему блоку управления текущее ее положение. Если это положение не совпадает с требуемыми параметрами, движение двери останавливается, и она затем переводится водителем вручную в крайнее положение, либо повторяются команды автоматического управления.
Кроме того, в систему MTS встроена тест-система с возможностью выявления и индикации отсутствия связей блока управления панели приборов с остальными блоками управления и обнаружения мест неисправности.
Блок управления панели приборов выполнен с возможностью отображения на дисплее контролируемых режимных параметров.
Недостатком этой системы является то, что модуль управления первой двери транспортного средства посылает команды управления по шине CAN всем остальным дверным блокам. В случае отказов в его работе, все остальные управляющие блоки будут также бездействовать.
Задачей настоящего технического решения является повышение надежности системы путем селективного управления подключенными нагрузками транспортного средства и расширение ее функциональных возможностей.
Задача решена в информационно-управляющей системе, содержащей связанные между собой информационной шиной блок управления панели приборов и блоки управления приводами дверей, при этом последние соединены с датчиками положения створок дверей и исполнительными устройствами их приводов, а также содержащей средства диагностики, встроенные в упомянутые блоки управления, причем, согласно техническому решению, система дополнительно содержит блоки управления наружными светотехническими устройствами, а блок управления панели приборов непосредственно связан с каждым блоком управления соответствующей дверью и блоком управления соответствующим светотехническим устройством, при этом и блоки привода дверей, и блоки управления наружными светотехническими устройствами соответственно идентичны между собой по структурным составляющим и алгоритмам управления. Такое исполнение информационно-управляющей системы транспортного средства с соответствующим программным обеспечением трех типов электронных блоков, позволяющим обрабатывать входные сигналы, формировать сигналы управления бортовой электрической сети и диагностики, обеспечивает надежную работоспособность всех электронных блоков управления, а также расширяет ее функциональные возможности.
На фиг.1 представлена структурная схема информационно-управляющей системы автобуса.
На фиг.2 - схема соединения структурных составляющих блока управления панели приборов, блока управления приводом двери и блока управления наружным светотехническим устройством.
Информационно-управляющая система пассажирского транспортного средства состоит из блока 1 управления панели приборов, блоков 2-4 управления приводами дверей, по их числу в транспортном средстве, и четырех блоков 5-8 управления наружными светотехническими устройствами. Все блоки объединены внутрисистемной информационной шиной 9, например, CAN. Для связи с другими электронными системами транспортного средства и внешним диагностическим оборудованием блок 1 управления панели приборов подключен к внешней информационной шине 10.
Все упомянутые блоки системы содержат входные формирователи 11, преобразующие уровни входных сигналов в логические уровни микроконтроллера 12, который и выполняет все функции по управлению и диагностике каждого блока.
Сигналы управления от микроконтроллера 12 поступают на выходные ключи 13, которые производят усиление сигналов по току и напряжению. Сигналы выходных ключей 13 являются выходными сигналами соответствующего блока и поступают на исполнительные устройства. С целью самодиагностики сигналы состояния выходных ключей 13 поступают в микроконтроллер 12.
Для обмена информацией каждый блок имеет приемопередатчик 14 внутрисистемной информационной шины 9. Блок 1 управления панели приборов имеет также приемопередатчик 15 внешней информационной шины 10.
Входы блока 1 управления панели приборов подключены к органам управления - выключателям 16 панели приборов и подрулевому переключателю (не показан), необходимым для управления исполнительными устройствами системы - фарами, фонарями, обогревателями зеркал и стекол, приводами дверей (не показаны). Выходы блока 1 управления панели приборов подключены к контрольным лампам 17 панели приборов, сигнализирующим о состоянии исполнительных устройств, например, об открытии дверей, включении дальнего света.
Входы блоков 2-4 управления приводами дверей подключены к датчикам 18 положения створок соответствующей двери, датчикам аварийных состояний приводов и кнопкам требования остановки (не показаны).
Блок управления приводами дверей имеет также несколько адресных входов 19. Путем замыкания отдельных адресных входов на отрицательный вывод бортовой сети транспортного средства блоку задается его адрес в составе системы.
Выходы блоков 2-4 управления приводами дверей соединены с электромагнитными клапанами 20 привода соответствующей двери и лампой подсвета выхода (не показана).
Блоки 5-8 управления наружными светотехническими устройствами также имеют адресные входы 19, при помощи которых они определяют одно из четырех мест своего положения в системе и состав управляемых устройств - передние левые и передние правые, задние левые и задние правые (не показаны).
Выходы каждого из блоков управления наружными светотехническими устройствами соединены с соответствующими наружными устройствами 21.
Система работает следующим образом.
При включении питания микроконтроллер 12 каждого блока 1-8 автономно проводит самодиагностику. Проверяются все запоминающие устройства и вычислительное устройство микроконтроллера 12. Далее микроконтроллер 12 поочередно включает выходные ключи 13 и проверяет их состояние. Обнаруженные неисправности, как, например, замыкания выходов на общую шину, на шину питания и между собой, записываются в память микроконтроллера 12.
Далее проводится проверка конфигурации системы. Ее проводит блок 1 управления панели приборов. Он формирует кадр запроса и передает его во внутрисистемную информационную шину 9.
Периферийные блоки 2-8 принимают запрос и сообщают о результатах самодиагностики в порядке своих приоритетов, определяемых состоянием их адресных входов 19.
Микроконтроллер 12 блока 1 управления панели приборов ведет учет ответов и проверяет состояние периферийных блоков 2-8 по содержащейся в ответных кадрах диагностической информации. При обнаружении какой-либо неисправности включается контрольная лампа 17.
Так как тесты начальной диагностики проводятся только при первом включении системы или при замене аккумуляторной батареи, то любая обнаруженная неисправность считается серьезной и ведет к прекращению работы системы до ее устранения.
При отсутствии неисправностей начальная самодиагностика заканчивается и система переходит в рабочий режим.
В рабочем режиме система регулярно проводит самотестирование по сходным алгоритмам, с той только разницей, что при обнаружении неисправностей отключения системы не происходит, но контрольная лампа 17 включается.
В процессе работы блок 1 управления панели приборов периодически опрашивает состояние органов управления 16 на панели приборов, проводит фильтрацию дребезга контактов, формирует кадр, передает его по информационной шине 9, принимает и проверяет ответы периферийных блоков 2-8.
Блоки 2-8 управления приводами дверей и наружными светотехническими устройствами действую только по командам блока 1 управления панели приборов. Каждый блок принимает все передачи по информационной шине 9. Принятый кадр анализируется по назначению, и, если он требует изменения состояния выходов данного блока, то действие исполняется. Параллельно проводится проверка исправности ключей 13 и исполнительных устройств. По результатам проверки формируется и передается ответный кадр. Обнаруженные ошибки фиксируются в памяти микроконтроллера 12.
Принятые ответы периферийных блоков 2-8 проверяются блоком 1 управления панели приборов на допустимость ответа, достоверность полученной блоком информации и исправность выходных ключей 13 и исполнительных устройств. После анализа принимается решение о включении/выключении тех или иных контрольных ламп 17 на панели приборов.
Блоки 2-4 управления приводами дверей реализуют алгоритм управления приводом двери с функцией защиты от защемления. При включении привода 20 открывания или закрывания двери запускается отсчет времени, и если дверь не заняла крайнее положение (не сработал датчик 18) в течение 6 секунд, привод выключается. Привод выключается также при срабатывании датчика 18 при нормальном открывание или закрывании двери. В любом случае передается соответствующее сообщение по информационной шине 9. Ошибка несрабатывания в памяти блоков 2-4 не фиксируется.
Блок 1 управления панели приборов индицирует открытое или закрытое состояние створок дверей при помощи контрольных ламп 17. При возникновении нештатных ситуаций окончательное решение принимает водитель.
Информационно-управляющая система транспортного средства позволяет повысить надежность управления подключенными к системе нагрузками и расширить ее функциональные возможности.
Источники информации:
1. DE 4100778, B60R 16/02, опубл. 21.05.92.
2. MTS Modular Door Control System [он-лайн]. WABCO [найдено 2010-07-30]. Найдено в Интернет <URL: http://www.wabco-auto.com/en/products_wabco/vehicle-electronic-systems/modular-door-control-mts>.