DE10000531A1 - Elektrische Schaltungsanordnung - Google Patents

Abstract

Es wird eine elektrische Schaltungsanordnung zur Steuerung eines in einem Kraftfahrzeug vorhandenen, elektromotorisch betriebenen Aggregates, wie z. B. ein Fenster- bzw. Schiebedachverstellsystem vorgeschlagen. DOLLAR A Bei einer solchen Schaltungsanordnung soll das technische Problem gelöst werden, sicherzustellen, daß bei einer z. B. durch Salzwasser hervorgerufenen Überbrückung von Schaltungsteilen - insbesondere eines Steuergeräts - noch ein Betrieb des Elektromotors insbesondere in einer bevorzugten, nämlich das Öffnen der betreffenden Fahrzeugöffnung bewirkenden Drehrichtung möglich ist. DOLLAR A Dies gelingt dadurch, daß ein dem Betrieb des Elektromotors in der ein Öffnen der betreffenden Fahrzeugöffnung bewirkenden Drehrichtung zugeordnetes Leistungsschaltelement unter Umgehung des Steuergeräts direkt über die zugeordnete Schaltvorrichtung aktivierbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung geht von einer elektrischen Schaltungsanordnung zur Steuerung eines in einem Kraftfahrzeug vorhandenen, elektromotorisch betriebenen Aggregates aus, wobei der ein Aggregateteil zwischen zwei Endpositionen verstellende Elektromotor über zwei durch ein von zwei manuell betätigbaren Schaltvorrichtungen zu beeinflussendes Steuergerät gesteuerte Leistungsschaltorgane in seiner einen oder anderen Drehrichtung betreibbar ist, und wobei in der Ausschaltstellung der beiden Leistungsschaltorgane die beiden Anschlüsse des Elektromotors über die zugehörigen Ausgänge der Leistungsschaltorgane an dem selben Pol (+/-) der Bordspannungsquelle liegen.

Derartige Schaltungsanordnungen sind dazu vorgesehen, ein in einem Kraftfahrzeug vorhandenes, elektrisch betriebenes Aggregat - wie z. B. ein Fenster- bzw. Schiebedachverstellsystem - in einer den Anforderungen bzw. den gesetzlichen Vorschriften entsprechenden Art und Weise zu beeinflussen.

Eine solche elektrische Schaltungsanordnung ist z. B. durch die DE 31 35 888 C2 bekannt geworden. Bei diesem vorbekannten Gegenstand besteht das Problem, daß bei einem in der Schaltungsanordnung auftretenden Fehler - wie z. B. bei einer elektrischen Überbrückung eines Schaltungsteils - eine sogenannte "Gefahrenöffnung" nicht möglich ist, und zwar, weil durch die dort vorgesehenen Komponenten ein weiterer Betrieb des Elektromotors unterbunden wird.

Diese Gefahrenöffnung ist insbesondere bei in Kraftfahrzeugen vorhandenen, elektromotorisch betriebenen Fenster- und Schiebedachverstellsystemen von besonderer Bedeutung z. B. dann, wenn ein Kraftfahrzeug durch Unachtsamkeit oder einen Unfall in ein Gewässer gerät, das so tief ist, daß ein Ausstieg der Insassen nur durch ein Fenster oder durch das Schiebedach möglich ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art derart weiterzubilden, daß bei einer z. B. durch Salzwasser hervorgerufenen Überbrückung von Schaltungsteilen noch ein Betrieb des Elektromotors insbesondere in einer bevorzugten, nämlich das Öffnen der betreffenden Fahrzeugöffnung bewirkenden Drehrichtung möglich ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das dem Betrieb des Elektromotors in der ein Öffnen der betreffenden Fahrzeugöffnung bewirkenden Drehrichtung zugeordnete Leistungsschaltelement unter Umgehung des Steuergeräts direkt über die zugeordnete Schaltvorrichtung aktivierbar ist.

Vorteilhaft bei einem solchen Aufbau einer elektrischen Schaltungsanordnung ist, daß nur ein relativ geringer Aufwand zur Realisierung einer derartigen Sicherheitsfunktion erforderlich ist.

In bevorzugten Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Gegenstands ist vorgesehen, daß zumindest eines der beiden Leistungsschaltelemente dadurch blockiert ist, daß seine beiden Eingänge mit Potentialen verbunden sind, die eine unbeabsichtigte Aktivierung desselben nicht zulassen.

Weitere besonders günstige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstands sind in den Unteransprüchen angegeben und werden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Wie aus der Darstellung ersichtlich, umfaßt die Schaltungsanordnung ein als Mikrocomputer ausgeführtes Steuergerät 4, dessen Eingänge 4.10 und 4.20 mit zwei Schaltvorrichtungen 2 und 3 verbunden sind. Die Ausgänge 4.11 und 4.21 sind mit jeweils einem Eingang 5' und 6' zweier beispielsweise als elektromechanische Relais ausgeführter Leistungsschaltorgane 5 und 6 verbunden, die mit ihrem jeweils anderen Eingang 5", 6" mit dem Ausgang jeweils eines Operationsverstärkers 7 bzw. 8 und mit ihren Ausgängen 5*, 6* mit jeweils einem der Anschlüsse 1a und 1b des zur Verstellung z. B. eines Fahrzeugfensters oder -schiebedachs vorgesehenenen Elektromotors 1 verbunden sind. Dabei ist der mit dem der ein Öffnen der betreffenden Fahrzeugöffnung bewirkenden Drehrichtung zugeordneten Leistungsschaltelement 5 verbundene Ausgang 4.11 des Steuergeräts 4 dem mit dem Schaltorgan 2 verbundenen Eingang 4.10 desselben zugeordnet, während der mit dem der ein Schließen der betreffenden Fahrzeugöffnung bewirkenden Drehrichtung zugeordneten Leistungsschaltelement 6 verbundene Ausgang 4.21 des Steuergeräts 4 dem mit dem Schaltorgan 3 verbundenen Eingang 4.20 desselben zugeordnet ist.

Eine Betätigung der einen Schaltvorrichtung 2 ruft somit ein Öffnen und eine Betätigung der anderen Schaltvorrichtung 3 ein Schließen der betreffenden Fahrzeugöffnung hervor, indem jeweils einer der in der Ausschalt-, d. h. der Ruhestellung der beiden Leistungsschaltorgane 5, 6 über deren Ausgänge 5*, 6* mit dem mit Masse verbundenen negativen Pol (-) der Bordspannungsquelle verbundenen Anschlüsse 1a, 1b des Motors 1 mit dem positiven Pol (+) verbunden wird.

Die Operationsverstärker 7 und 8 sind mit ihren nicht-invertierenden Eingängen durch die an den in Reihe geschalteten Dioden 9 und 10 auftretenden Schwellspannungen auf ein konstantes Potential von 1,4 Volt gelegt, während im Ausgangszustand der Schaltungsanordnung, d. h. nach dem Einschalten der Spannungsversorgung und bevor noch eine der Schaltvorrichtungen 2, 3 betätigt wurde, die Ausgänge 4.11 und 4.21 des Steuergeräts hochohmig sind, so daß die mit diesen verbundenen Eingänge 5', 6' der Leistungsschaltorgane 5, 6 sowie die invertierenden Eingänge der Operationsverstärker 7 und 8 durch die mit den vorerwähnten Dioden 9 und 10 jeweils in Reihe geschalteten Dioden 11 bzw. 12 auf ein Potential von 2,1 Volt gelegt sind. Diese gegenüber der an den nicht-invertierenden Eingängen der Operationsverstärker 7, 8 anliegenden Referenzspannung von 1,4 Volt höheren Eingangsspannungen rufen in den Operationsverstärkern 7, 8 einen Schaltzustand hervor, bei dem deren mit den Eingängen 5', 6' der Leistungsschaltorgane 5, 6 verbundene Ausgänge intern mit dem negativen Pol (-) der Bordspannungsquelle verbunden sind.

Bei Betätigung z. B. der dem Schließvorgang zugeordneten Schaltvorrichtung 3 wird deren Schaltkontaktteil 3.1 mit dem Festkontaktteil 3.2 kontaktiert, wodurch der zugehörige Eingang 4.20 des Steuergeräts 4 mit dem negativen Pol (-) der Bordspannungsquelle verbunden wird. Dies bewirkt, daß der diesem Eingang zugeordnete und mit dem einen Eingang 6' des ebenfalls zugeordneten Leistungsschaltorgans 6 verbundene, bis dahin hochohmige Ausgang 4.21 durch das Steuergerät 4 mit dem negativen Pol (-) der Bordspannungsquelle verbunden wird. Der dadurch ebenfalls mit dem negativen Pol (-) der Bordspannungsquelle verbundene invertierende Eingang des Operationsverstärkers 8 liegt somit auf einem niedrigeren Spannungspotential als der mit dem konstanten Referenzpotential von 1,4 Volt beaufschlagte nicht-invertierende Eingang desselben, wodurch dessen mit dem Eingang 6" des Leistungsschaltorgans 6 verbundener Ausgang vom negativen (-) Pol der Bordspannungsquelle getrennt und mit dem positiven Pol (-) verbunden wird. Da gleichzeitig der Eingang 6' des Leistungsschaltorgans 6 durch den Ausgang 4.21 des Steuergeräts 4 mit dem negativen (-) Pol der Bordspannungsquelle verbunden wird, wird dieses Leistungsschaltorgan mit Strom beaufschlagt, so daß dessen Ausgang 6* umschaltet und den Anschluß 1b des Elektromotors 1 mit dem positiven Pol (+) der Bordspannungsquelle verbindet, worauf sich der Motor zu drehen beginnt und das Fenster bzw. Schiebedach in Schließrichtung bewegt. Der Zustand des Ausgangs 4.21 des Steuergeräts 4 und somit die Motoraktivierung wird dabei entweder solange aufrecht erhalten, wie die Schaltvorrichtung 3 betätigt wird, oder über eine im Steuergerät 4 implementierte Automatikfunktion bis zur vollständigen Schließung. Die Aktivierung der Automatikfunktion erfolgt dabei z. B. über einen, durch höhere Kraftbeaufschlagung der Schaltvorrichtung 3 kontaktierbaren, ebenfalls mit einem Eingang des Steuergeräts 4 verbundenen, weiteren Festkontakt 3.3, oder über eine innerhalb des Steuergeräts 4 durchgeführte, zeitliche Auswertung der Dauer der Betätigung der Schaltvorrichtung 3.

Der Öffnungsvorgang des Fensters bzw. Schiebedachs erfolgt bei Betätigung der einen Schaltvorrichtung 2 in analoger Weise zu dem gerade beschriebenen Schließvorgang, wobei sich die bisher beschriebene Funktionalität auf den Normalbetrieb bezieht.

In diesem Normalbetrieb können die Befehle zum Öffnen oder Schließen des Fensters bzw. Schiebedachs statt von den beiden Schaltvorrichtungen 2, 3 z. B. auch von entfernt angeordneten, etwa überein Bussystem mit dem Steuergerät 4 verbundenen, weiteren Schaltvorrichtungen oder Steuergeräten übermittelt werden.

Anders verhält es sich bei einem Notbetrieb, der z. B. dann erforderlich sein kann, wenn ein Fahrzeug etwa durch einen Unfall in ein salzhaltiges Gewässer eintaucht, wodurch i. a. ein sofortiges Versagen des Steuergeräts 4 verursacht ist. Zunächst muß in diesem Falle sichergestellt sein, daß keine ungewollte Aktivierung eines der Leistungsschaltorgane 5 oder 6 erfolgt. Dies geschieht dadurch, daß die Eingänge 5', 5", 6', 6" der Leistungsschaltorgane 5, 6 fest mit solchen Potentialen verbunden sind, die eine Aktivierung derselben nicht zulassen.

Um jetzt eine Notöffnung z. B. des Fensters vornehmen zu können, ist die eine Schaltvorrichtung 2 über eine bei Betätigung dieser Schaltvorrichtung in Durchlaßrichtung betriebene Bypass-Diode 13 direkt mit dem einen Eingang 5' des dieser zugeordneten Leistungsschaltorgans 5 sowie mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 7 verbunden. Durch die Betätigung der Schaltvorrichtung 2 wird der inertierende Eingang des Operationsverstärkers 7 auf ein durch die Schwellspannung der Bypass-Diode 13 bestimmtes Potential von 0,7 Volt gelegt, das somit niedriger ist als das am nicht-invertierenden Eingang anliegende Referenzpotential von 1,4 Volt, wodurch ein Wechsel des Schaltzustandes des Operationsverstärkers bewirkt wird, so daß das Leistungsschaltorgan bestromt wird, und durch Umschalten seines Ausgangs 5* und des mit diesem verbundenen Motoranschlusses 1a vom negativen Pol (-) zum positiven Pol (+) der Bordspannungsquelle der Motor für die Öffnungsbewegung in Gang gesetzt wird.

Claims (10)

1. Elektrische Schaltungsanordnung zur Steuerung eines in einem Kraftfahrzeug vorhandenen, elektromotorisch betriebenen Aggregates, wobei der ein Aggregateteil zwischen zwei Endpositionen verstellende Elektromotor (1) über zwei eingangsseitig einerseits durch ein elektronisches, von zwei manuell betätigbaren Schaltvorrichtungen (2, 3) zu beeinflussendes Steuergerät (4) über dessen Ausgänge (4.11, 4.21) mit dem negativen Pol (-) der Bordspannungsquelle zu verbindende, sowie ausgangsseitig an den beiden Anschlüssen (1a, 1b) des Elektromotors liegende Leistungsschaltorgane (5, 6) in seiner einen oder anderen Drehrichtung betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsschaltorgane (5, 6) eingangsseitig andererseits durch diesen jeweils zugeordnete Operationsverstärker (7, 8) mit dem positiven (+) Pol der Bordspannungsquelle verbindbar sind, und daß der eine Eingang (5') des mit seinem Ausgang (5*) dem einen der beiden Anschlüsse (1a) des Elektromotors (1) zugeordneten, einen Leistungsschaltorgans (5) über eine Bypass-Diode (13) mit der diesem Leistungsschaltorgan (5) zugeordneten einen Schaltvorrichtung (2) verbunden ist.

2. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge (6', 6") des mit seinem Ausgang (6*) dem anderen der beiden Anschlüsse (1b) des Elektromotors (1) zugeordneten, anderen Leistungsschaltorgans (6) bei unbetätigter, diesem Leistungsschaltorgan (6) zugeordneter anderer Schaltvorrichtung (3) mit Potentialen verbunden sind, die keine unbeabsichtigte Aktivierung dieses Leistungsschaltorgans (6) zulassen.

3. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge (5', 5") des mit seinem Ausgang (5*) dem einen der beiden Anschlüsse (1a) des Elektromotors (1) zugeordneten, einen Leistungsschaltorgans (5) bei unbetätigter, diesem Leistungsschaltorgan (5) zugeordneter einer Schaltvorrichtung (2) mit Potentialen verbunden sind, die keine unbeabsichtigte Aktivierung dieses Leistungsschaltorgans (5) zulassen.

4. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils eine Eingang (5', 6') des einen oder anderen Leistungsschaltorgans (5, 6) mit der Schwellspannung einer Reihenschaltung von Dioden (9), (10) und (11) bzw. (12) beaufschlagt ist, und der jeweils andere Eingang (5", 6") des einen bzw. anderen Leistungsschaltorgans (5, 6) bei unbetätigter, dem jeweiligen Leistungsschaltorgan (5, 6) jeweils zugeordneter einer oder anderer Schaltvorrichtung (2, 3) durch den Ausgang jeweils eines Operationsverstärkers (7, 8) mit dem negativen Pol (-) der Bordspannungsquelle verbunden ist.

5. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausschaltstellung der beiden Leistungsschaltorgane (5, 6) die beiden Anschlüsse (1a, 1b) des Elektromotors (1) über die zugehörigen Ausgänge (5*, 6*) der Leistungsschaltorgane mit dem negativen Pol (-) der Bordspannungsquelle verbunden sind.

6. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schaltvorrichtungen (2, 3) jeweils zumindest ein Festkontaktteil (2.2, 3.2) sowie Schaltkontaktteile (2.1, 3.1) aufweisen, wobei in der zumindest einen einer jeden Schaltvorrichtung (2, 3) zugeordneten Einschaltstellung die Schaltkontaktteile (2.1, 3.1) mit dem zugeordneten, am negativen Pol (-) der Bordspannungsquelle angeschlossenen Festkontaktteil (2.2, 3.2) kontaktiert sind.

7. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der beiden Schaltvorrichtungen (2, 3) ein weiteres, mit einem weiteren Eingang des Steuergeräts (4) verbundenes Festkontaktteil (2.3, 3.3) aufweist, das einer zweiten Einschaltstellung zugeordnet ist, die mit einer höheren als der zum Erreichen der ersten Einschaltstellung erforderlichen Betätigungskraft erreichbar ist.

8. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leistungsschaltorgane (5, 6) als elektromagnetische Relais ausgeführt sind, die jeweils als Ausgang (5*, 6*) ein mit zwei Festkontaktteilen kooperierendes Schaltkontaktteil aufweisen, wobei die jeweils beiden Festkontaktteile einerseits am positiven Pol (+) und andererseits am negativen Pol (-) der Bordspannungsquelle liegen.

9. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (4) als Mikrocomputer ausgeführt ist, der mit seinen Versorgungseingängen einerseits am positiven Pol (+) der Bordspannungsquelle und andererseits an dem auf Masse liegenden negativen Pol (-) der Bordspannungsquelle angeschlossen ist.

10. Verwendung einer elektrischen Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für motorisch betriebene Fenster- bzw. Schiebedach- Verstellsysteme in einem Kraftfahrzeug.