Бортовая система управления электрооборудованием транспортного средства

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ БОРТОВАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА(71) Заявитель Открытое акционерное общество Экран(72) Авторы Белоус Михаил Михайлович Кузьмичев Вячеслав Алексеевич Огнев Артур Юрьевич Мыльников Евгений Витальевич Павлова Лариса Иосифовна Юденок Михаил Анатольевич(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Экран(57) 1. Бортовая система управления электрооборудованием транспортного средства, содержащая связанные между собой информационной шиной управляющие блоки со встроенными в эти блоки средствами диагностики, отличающаяся тем, что все упомянутые блоки идентичны по структурным составляющим и алгоритмам управления, причем каждый блок снабжен коммутирующим устройством для возможности работы с любым из исполнительных устройств, включенных в систему. 94272013.08.30 2. Бортовая система по п. 1, отличающаяся тем, что количество входов и выходов каждого блока управления должно быть не менее количества входов и выходов панели приборов, необходимых для контроля и управления исполнительными устройствами системы.(56) 1.4100778, 1992. 2.7207, 2011. Полезная модель относится к транспортной технике и может найти применение в многофункциональных бортовых системах управления электрооборудованием транспортного средства, например пассажирского транспорта. Известна система управления автобусафирмы 1, в которой центральный бортовой компьютер контролирует ряд параметров, в том числе управление дверями с использованием интерфейса . Система совместима с дверями как с пневматическим,так и с электрическим приводом. Датчики постоянно регистрируют перемещение панелей двери и сообщают микропроцессору, с которым они связаны, текущее их положение. Если это положение не совпадает с требуемыми параметрами, движение двери останавливается и дверь переводится водителем вручную в крайнее положение, либо повторяются команды управления. Недостатком этой системы является то, что микропроцессор первой двери транспортного средства посылает команды управления по шиневсем остальным дверным микропроцессорам. В случае сбоев в работе первого, все остальные управляющие микропроцессоры будут также бездействовать. Этот недостаток устранен в бортовой системе транспортного средства, являющейся ближайшим аналогом предлагаемого технического решения 2. Система содержит связанные между собой информационной шиной блок управления панели приборов, блоки управления приводами дверей, блоки управления наружными светотехническими устройствами со встроенными в упомянутые блоки средствами диагностики. Блок управления панели приборов непосредственно связан с каждым блоком управления соответствующей дверью и с каждым блоком управления соответствующими светотехническими устройствами, причем и блоки управления приводами дверей, и блоки управления наружными светотехническими устройствами соответственно идентичны между собой по структурным составляющим и алгоритмам управления. Такое исполнение системы с соответствующим программным обеспечением трех типов электронных блоков обеспечивает их надежную работу. Однако недостатком системы является различное структурное и конструктивное исполнение этих блоков. Задачей настоящего технического решения является создание системы, состоящей из однотипных блоков, унифицированных по конструктивному исполнению и алгоритмам управления, обеспечивающей упрощение технологии изготовления и повышение эксплуатационной надежности работы транспортного средства в пути в случае выхода из строя блока управления одной из значимых нагрузок, при отказе которой движение транспортного средства невозможно или запрещено правилами дорожного движения. Задача решена в бортовой системе, содержащей связанные между собой информационной шиной управляющие блоки со встроенными в эти блоки средствами диагностики,причем согласно техническому решению все упомянутые блоки идентичны по структурным составляющим и алгоритмам управления, причем каждый блок снабжен коммутирующим устройством для возможности работы с любым из исполнительных устройств,включенных в систему. 2 94272013.08.30 Для реализации данного технического решения количество входов каждого блока должно быть не менее количества входов и выходов панели приборов, необходимых для контроля и управления исполнительными устройствами системы. Другими словами, количество входов и выходов каждого из блоков должно быть не менее максимального количества сигналов, которые необходимо обработать для управления любым из исполнительных устройств, включенных в систему. Такое выполнение бортовой системы за счет унификации составляющих ее блоков управления позволяет значительно упростить систему и тем самым повысить ее надежность. Кроме того, эксплуатационная надежность работы транспортного средства достигается за счет взаимозаменяемости блоков в случае выхода из строя блока управления одного из исполнительных устройств, при отказе которого движение транспортного средства невозможно или запрещено правилами дорожного движения. На фиг. 1 представлена структурная схема бортовой системы управления электрооборудованием автобуса. На фиг. 2 - схема соединения структурных составляющих блока управления панели приборов, блока управления приводом двери и блока управления наружными светотехническими устройствами. Бортовая система управления электрооборудованием транспортного средства (фиг 1) состоит из блока 1 управления панели приборов (не показана), блоков 2-5 управления приводами дверей по их числу в транспортном средстве, блоков 6-9 управления наружными светотехническими устройствами. Все блоки объединены внутрисистемной информационной шиной 10, например . Количество входов и выходов блоков 2-9 не менее количества входов и выходов блока 1 управления панели приборов, необходимых для управления и контроля исполнительными устройствами. Все упомянутые блоки системы содержат входные формирователи 11 (фиг. 2), преобразующие уровни входных сигналов в логические уровни микроконтроллера 12, который и выполняет все функции по управлению и диагностике каждого из блоков 2-9. 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 контрольные лампы 14 панели приборов, приводы 15 открывания и закрывания дверей, наружные светотехнические устройства 16. С целью самодиагностики сигналы состояния выходных ключей 13 поступают в микроконтроллер 12. Для обмена информацией каждый из блоков 2-9 имеет приемопередатчик 17 информационной шины 10. Каждый блок имеет также несколько адресных входов 18, связанных с коммутирующим устройством 19. Путем замыкания отдельных адресных входов 18 на отрицательный вывод (не показан) бортовой сети транспортного средства коммутирующее устройство 19 задает каждому из блоков 2-9 его адрес в составе системы и, соответственно, состав входных сигналов, исполнительных устройств 14, 15, 16 и алгоритмов управления ими. Входы блока 1 управления панели приборов подключены к органам управления - выключателям 20 панели приборов и подрулевого переключателя, необходимым для управления исполнительными устройствами системы 14, 15, 16. Исполнительными устройствами блока 1 управления панели приборов являются контрольные лампы 14, сигнализирующие о состоянии приводов 15 открывания и закрывания дверей и наружных светотехнических устройств 16. Входы блоков 2-5 управления приводами 15 дверей подключены к датчикам 21 положения створок соответствующей двери, аварийных состояний приводов 15 дверей и кнопкам требования остановки (не показаны). Блоки 6-9 управления наружными светотехническими устройствами также имеют адресные входы 18, при помощи которых они определяют одно из мест своего положения в 3 94272013.08.30 системе и состав исполнительных светотехнических устройств 16 - передние левые, передние правые, задние левые и задние правые, а выходы каждого из блоков 6-9 соединены с соответствующими наружными исполнительными устройствами 16. Входы блоков 6-9, не используемые для управления исполнительными устройствами 16,могут быть соединены с различными датчиками 22, которые могут быть задействованы для управления другими исполнительными устройствами, например, обогревателями зеркал, стекол и т.п. Система работает следующим образом. При включении питания микроконтроллер 12 каждого блока 1-9 автономно проводит самодиагностику, определяет свое положение в системе с помощью адресных входов 18 и коммутирующего устройства 19. Проверяются все его запоминающие и вычислительные устройства. Далее микроконтроллеры 12 поочередно включают выходные ключи 13 и проверяют их состояние. Обнаруженные неисправности записываются в память микроконтроллеров 12. Далее проводится проверка конфигурации системы. Ее проводит блок 1 управления панели приборов. Он формирует кадр запроса и передает его через приемо-передатчик 17 в информационную шину 10. Периферийные блоки 2-9 принимают запрос и сообщают о результатах самодиагностики в порядке своих приоритетов, определяемых состоянием их адресных входов 18. Микроконтроллер 12 блока 1 управления панели приборов ведет учет ответов и проверяет состояние периферийных блоков 2-9 по содержащейся в ответных кадрах диагностической информации. При обнаружении какой-либо неисправности включается соответствующее исполнительное устройство - контрольная лампа 14 на панели приборов. 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 отключение системы не происходит, но контрольная лампа 14 включается. В процессе работы блок 1 управления панели приборов периодически опрашивает состояние органов управления - выключателей 20 на панели приборов, проводит фильтрацию дребезга контактов, формирует кадр, передает его по информационной шине 10,принимает и проверяет ответы периферийных блоков 2-9. Блоки 2-9 принимают все передачи блока 1 управления панели приборов по информационной шине 10. Принятый кадр анализируется по назначению, и если он требует изменения состояния выходов данного блока (включения - выключения), то действие исполняется. Параллельно проводится проверка исправности ключей 13 и всех исполнительных устройств, подключенных к конкретному блоку. По результатам проверки формируется и передается ответный кадр. Обнаруженные ошибки фиксируются в памяти микроконтроллеров 12. Принятые ответы блоков 2-9 проверяются блоком 1 управления панели приборов на исправность выходных ключей 13 и исполнительных устройств 14, 15, 16. После анализа блоком 1 полученных данных принимается решение о включении - выключении тех или иных контрольных ламп 14 на панели приборов. Блоки 2-5 управления приводами 15 дверей реализуют алгоритм управления с функцией защиты от защемления. При включении исполнительного устройства - привода 15 открывания и закрывания двери начинается отсчет времени, и, если дверь не заняла крайнее положение (не сработал датчик 21) в течение 6 с, привод 15 выключается и соответствующее сообщение передается по информационной шине 10. Блок 1 управления панели приборов индицирует открытое или закрытое состояние створок дверей при помощи контрольных ламп 14. При возникновении нештатных ситуаций окончательное решение принимает водитель. 4 94272013.08.30 Входы блоков 6-9, соединенные с датчиками 22, используются для управления другими исполнительными устройствами, например обогревателями зеркал, стекол и т.п. Как следует из вышесказанного, система управления электрооборудованием состоит из полностью унифицированных блоков управления, что значительно упрощает технологию изготовления, как самих блоков, так и транспортного средства в целом. В соответствии с действующими правилами движение транспортного средства, в том числе автобуса, с нефункционирующими сигнальными огнями запрещено. Поскольку все блоки 1-9 выполнены идентичными по структурным составляющим и алгоритмам управления, при выходе из строя одного из блоков 6-9 управления наружными светотехническими устройствами 16 он может быть временно заменен одним из блоков управления 2-5 приводами 15 дверей. Такая замена возможна благодаря наличию в каждом из блоков управления коммутирующего устройства 19, которое позволяет блоку определить свое местоположение в системе, состав его исполнительных устройств и выполняемые функции. Благодаря возможности такой замены, не требующей электромонтажных работ и перепрограммирования блоков, достигается высокая эксплуатационная надежность работы транспортного средства в пути. Бортовая система управления электрооборудованием транспортного средства позволяет упростить технологию изготовления блоков управления транспортного средства, повысить эксплуатационную надежность управления подключенными к системе исполнительными устройствами и расширить ее функции за счет возможности подключения других исполнительных устройств. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5