Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля

ИНТЕРФЕЙСНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕМ
АВТОМОБИЛЯ
Изобретение относится к области автомобилестроения, в частности к системам управления электрооборудованием автомобиля с применением интерфейсной шины, предназначенным для управления всем электрооборудованием автомобиля за исключением системы управления двигателем.
В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) рассматривается система управления электрооборудованием на примере ВАЗ 2111, состоящая из жгута проводов, комбинации приборов, монтажного блока с набором реле, различных клавиатур управления нажимного и рычажного типа, замка зажигания с коммутацией силовых цепей, блока управления блокираторами дверей, блока сигнализации превышения скорости, часов, бортового компьютера, бортовой системы контроля, автомобильной противоугонной системы АПС-4, предназначенная для управления исполнительными устройствами (нагрузками) установленными на автомобиле.
Принцип действия заключается в непосредственном управлении исполнительными устройствами через монтажный блок и клавиатуры управления, расположенные в салоне автомобиля, причем для передачи управляющего напряжения на нагрузку используется метод прямой адресации управления заключающийся в непосредственной коммутации соответствующим переключателем или контактами соответствующего реле напряжения, поступающего на нагрузку 1.
К недостаткам данного устройства можно отнести слабые функциональные возможности, выраженные в отсутствии диагностики большинства нагрузок; необходимость коммутации управляющего напряжения через контакты клавиш и рычагов управления, а также контакты реле, что снижает надежность системы в связи со значительными коммутируемыми токами; длинные проводники, подводящие управляющие напряжения к нагрузкам; большое количество контактных соединений в цепи аккумулятор - нагрузка; малая информативность устройств индикации; сложность проведения анализа качества сборки на конвейере.
Задачей заявляемой интерфейсной системы управления электрооборудованием автомобиля является расширение и повышение функциональных возможностей управления, выражающееся в частности в обеспечении возможности диагностики -каждого исполнительного устройства, в том числе в автоматическом режиме на конвейере, обеспечение возможности дальнейшего наращивания количества исполнительных устройств, клавиатур и датчиков, входящих в состав электрооборудования автомобиля и их функций без изменения жгута проводов, подводящего сигналы управления.
МПК6 В 60 R 16/02
Техническим результатом изобретения является уменьшение количества проводников в жгутах проводов, уменьшение их сечения, увеличение возможного количества управляющих сигналов и их функциональных возможностей, сокращение количества разъемных соединений в цепи от аккумулятора к нагрузке, значительное уменьшение токов, коммутируемых клавишами и рычагами управления, что позволяет применять более долговечные типы контактов в частности пленочные клавиатуры, увеличение срока службы ламп за счет их плавного включения, облегчение возможности дальнейшего совершенствования электрооборудования, обеспечение возможности проведения автоматизированного контроля качества сборки на конвейере.
Указанная задача в предложенной системе решается тем, что вместо имеющихся управляющих модулей и контроллеров вводится новая группа контроллеров для управления исполнительными устройствами, приема сигналов датчиков и управляющих клавиатур с организацией двустороннего обмена информацией между контроллерами системы по шине интерфейса.
Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию новизна. Совокупность отличительных признаков, приводящая к решению поставленной задачи, следует из уровня техники, поэтому заявляемое техническое решение соответствует критерию  изобретательский уровень.
Изобретение поясняется чертежом, представленным на фиг.1 и состоит из контроллера двигательного отсека с установленными в нем предохранителями питания системы 2, комбинации электронных приборов с управлением по шине интерфейса 3, контроллера рулевой колонки 4, контроллера двери водителя 5, контроллера передней двери пассажира б, контроллеров задней двери 7 и 8, контроллера багажного отсека 9, центрального контроллера 10, единого разъема связи с системой управления двигателем 11, матричного ЖКИ индикатора системы 12, клавиатур 15, а также не являющихся объектом разработки аккумулятора 1, датчиков 16 и нагрузок 17. Кроме того, на чертеже условно показан принцип введения новых контроллеров 13 в интерфейсную систему управления электрооборудованием. Обмен информацией по шине интерфейса может вестись по одному из протоколов LIN, CAN или Л 850.
Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля работает следующим образом: при использовании например протокола LIN центральный контроллер поочередно опрашивает все контроллеры системы об их состоянии, а также состоянии подключенных к соответствующим контроллерам датчиков, клавиатур и подключенных нагрузок. В ответ каждый контроллер выдает свое слово состояния, в котором находится информация о коде устройства, состоянии датчиков, клавиатур и подключенных нагрузках, диагностические сигналы о неисправности нагрузок и другую необходимую информацию. В результате обработки полученной информации по 1
ff
с- Г/
И.Б. Некрасов В.А. Деревянко заложенному алгоритму центральный контроллер формирует управляющие команды для передачи их каждому контроллеру при очередном его опросе. При приеме управляющих команд производится несколько уровневая проверка правильности их принятия. При обнаружении неисправных нагрузок, контроллеров или иных устройств диагностическая информация, поступив на центральный контроллер, обрабатывается им и выводится на матричный ЖКИ дисплей входящий в состав системы. При подключении к диагностическому разъему внешнего тестового оборудования система автоматически переходит в диагностический режим работы с двухсторонним обменом информацией. При использовании протоколов CAN или Л 850 система не имеет контроллера, являющегося центральным, а состоит из равноправных контроллеров с асинхронным обменом управляющими сигналами, однако общая структура интерфейсной системы управления электрооборудованием автомобиля остается аналогичной. Источники информации: «Руководство по ремонту ...ВАЗ-2110. Волгин. С.Н. и др. Москва «Третий Рим 1999 г. ##/#/##
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ.
1.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля выполненная в виде группы контроллеров управляющих исполнительными устройствами, получающая питание преимущественно от аккумулятора, состоящая кроме того из клавиш и рычагов управления, исполнительных устройств, датчиков, отличающаяся тем, что передача управляющих сигналов осуществляется по шине интерфейса.
2.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.1, отличающаяся тем, что в её состав введен центральный контроллер системы.
3.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.2, отличающаяся тем, что связь центрального контроллера с системой управления двигателем производится при помощи единого разъема как в случае обмена информацией по нескольким проводам, непосредственно передающим сигналы датчиков системы управления двигателем, так и в случае обмена информацией о состоянии датчиков по шине интерфейса по 1 или 2-м проводам в зависимости от используемого протокола обмена.
4.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.1, отличающаяся тем, что в состав системы введен матричный ЖКИ дисплей.
5.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.4, отличающаяся тем, что на универсальный матричный ЖКИ дисплей, выводится информация таких функций как часы, будильник, функции бортового компьютера, информация о параметрах работы двигателя, осуществляется ввод и сброс пароля постановки системы на охрану в нештатных режимах, в отличии от прототипа, где для частичного отображения этой информации использовались отдельные модули со своими индикаторами.
6.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.4, отличающаяся тем, что на матричный ЖКИ дисплей выводится диагностическая информация о неисправностях всех нагрузок, датчиков, индикаторов и о работоспособности всех контроллеров системы.
7.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.4, отличающаяся тем, что выводимая на матричный ЖКИ дисплей диагностическая информация может быть использована владельцем автомобиля, работником СТО или на сборочном конвейере для определения неисправностей всего электрооборудования, включая систему управления двигателем при отсутствии стационарного диагностического оборудования или его неисправности, а также при отсутствии возможности обратиться в сервисную службу.
8.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.4, отличающаяся тем, что имеющаяся клавиатура управления матричным ЖКИ дисплеем является универсальной, позволяя активировать множество различных функций.
9.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.4, отличающаяся тем, что стоимость встраивания радиоприемника в центральный контроллер становится минимальной за счет имеющегося матричного ЖКИ дисплея и клавиатуры управления.
10.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.1, отличающаяся тем, что в её состав введен контроллер двигательного отсека.
11.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.10, отличающаяся тем, что в контроллере двигательного отсека находятся все предохранители, через которые производится подача напряжения питания на другие контроллеры интерфейсной системы управления электрооборудованием.
12.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.10, отличающаяся тем, что установленный в контроллере двигательного отсека диагностический разъем предназначен для подключения внешнего тестово диагностического оборудования выполненного на базе персонального компьютера минимальной конфигурации.
13.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.10, отличающаяся тем, что диагностика электрооборудования автомобиля может производиться в полностью автоматическом режиме в том числе на сборочном конвейере.
14.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.1, отличающаяся тем, что в её состав введен контроллер багажного отсека.
15.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.1, отличающаяся тем, что в её состав введен контроллер комбинации электронных приборов.
16.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.15, отличающаяся тем, что все информационные сигналы для комбинации электронных приборов поступают по 1 или 2-м проводам в зависимости от типа используемого протокола обмена по интерфейсной шине.
17.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.1, отличающаяся тем, что в её состав введены контроллеры автомобильной двери, устанавливаемые преимущественно на 4 двери.
Ј«У/5/Ш
18.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.17, отличающаяся тем, что за счет введения контроллеров на все двери автомобиля, функция «центральный замок становится базовой.
19.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.17, отличающаяся тем, что за счет уменьшения количества проводов, передающих сигналы управления, например в контроллеры дверей, значительно упрощено введение новых исполнительных устройств, например плафонов подсветки дверей, причем введение новых исполнительных устройств не увеличивает количество проводников в подводимом жгуте.
20.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.1, отличающаяся тем, что в её состав введен контроллер рулевой колонки.
21.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.20, отличающаяся тем, что токи, протекающие через контакты замка зажигания, снижены до единиц миллиампер.
22.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.22, и п.1 отличающаяся тем, что за счет снижения величины токов, протекающих через контакты замка зажигания, а также контакты других выключателей, повышается надежность коммутации контактов.
23.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.22, отличающаяся тем, что за счет снижения токов, протекающих через контакты замка зажигания и введения интеллектуального управления, такие задачи, как ограничение времени непрерывной работы стартера и запрет повторного включения стартера при работающем двигателе решаются программным способом.
24.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.22, отличающаяся тем, что в состав контроллера рулевой колонки встроена функция иммобилайзера, использующая приемник сигнала транспондера, находящийся в замке зажигания.
25.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.1, отличающаяся тем, что управление контроллерами производится при помощи преимущественно микропроцессоров.
26.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.1, отличающаяся тем, что контроллеры работающие в её составе выполнены таким образом, что позволяют изменять и дополнять выполняемые ими функции программным путем без изменения жгута, подводящего сигналы управления.
tootMQW 27.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.1, отличающаяся тем, что за счет введения управления контроллерами по шине интерфейса, снижен до единиц миллиампер и менее ток, коммутируемый клавиатурами управления. 28.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.1, отличающаяся тем, что за счет низких коммутируемых токов протекающих через клавиши управления исполнительными устройствами, клавиатура управления используется например мембранного типа. 29.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.1, отличающаяся тем, что для управления исполнительными устройствами, подключенными к контроллерам системы, используются преимущественно интеллектуальные электронные ключи установленные в соответствующие контроллеры. 30.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.29, отличающаяся тем, что интеллектуальные электронные ключи управления электродвигателями, работающими в двух направлениях, выполнены преимущественно по схеме полного мостового драйвера «H-bridge-driver, а электродвигателями, работающими в одном направлении и прочими нагрузками - по схеме ключей преимущественно верхнего уровня High side switch. 31.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.1, отличающаяся тем, что количество контактов разъемов, через которые производится управление контроллерами и снимаются сигналы диагностики нагрузок, не зависит от количества и типа датчиков и исполнительных устройств подключенных к соответствующему контроллеру автомобиля. 32.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.31, отличающаяся тем, что входящая и выходящая информация передается по 1 или 2-м проводам в зависимости от типа используемого протокола обмена по интерфейсной шине. 33.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.1, отличающаяся тем, что микропроцессоры контроллеров производят постоянную диагностику работы всех без исключения исполнительных устройств включая контрольные лампы комбинации приборов, с выводом сообщения о неисправностях на шину интерфейса для последующей обработки бортовым или внешним тестово диагностическим устройством и вывода информации на дисплей. SLOMW3W
подключаются к ближайшему контроллеру для уменьшения длины используемых проводов и их сечения.
35.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.34, отличающаяся тем, что при переносе датчика, индикатора, клавиши управления или исполнительного устройства в другой контроллер, меняются схемы и жгуты проводов этих контроллеров без изменения связывающей их интерфейсной шины.
36.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.1, отличающаяся тем, что некоторые функции, для реализации которых в прототипе используются отдельные контроллеры, реализуются исключительно программным путем, например сигнализатор превышения скорости.
37.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.1, отличающаяся тем, что при реализации функции управления «центральным замком по радиоканалу, приемник радиоканала может быть встроен в любой контроллер системы.
38.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.1, отличающаяся тем, что функция охранной сигнализации охватывающая все контроллеры системы, использует плавающий код обмена между контроллерами при определении правомерности разрешения включения электрооборудования и запуска двигателя, обеспечивая тем самым практически 100 процентную защиту от несанкционированного запуска двигателя.
39.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.1, отличающаяся тем, что при выходе из строя ламп передней или задней светотехники, соответствующие контроллеры осуществляют дублирование вышедшей из строя лампы соседними лампами, включая их на полную или частичную мощность.
40.Интерфейсная система управления электрооборудованием автомобиля по п.1, отличающаяся тем, что за счет исключения коммутации нагрузок через клавиши и рычаги управления, исключения переходных разъемов и замены контактов реле на интеллектуальные электронные ключи уменьшено количество контактных соединений в цепи аккумулятор - нагрузка.
MxyfteMW