DE10061025B4

DE10061025B4 - Mehrstellungs-Schalter-Anordnung in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE10061025B4
Application number: DE2000161025
Authority: DE
Inventors: Armin Wagner
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2000-12-08
Filing date: 2000-12-08
Publication date: 2014-11-27
Anticipated expiration: 2020-12-09
Also published as: DE10061025A1

Abstract

Mehrstellungs-Schalter-Anordnung in Kraftfahrzeugen, mit einem Mehrstellungs-Schalter mit zwei Kontaktgliedern (1, 2), die einzeln in jeweils zwei Schaltstellungen (1', 1'', 2', 2'') einstellbar sind und die zum Steuern von vier den Schaltstellungen zugeordneten Zuständen dienen, und mit einem A/D-Wandler mit einer nachgeschalteten Entscheidungslogik zur Einstellung der Zustände, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrstellungs-Schalter-Anordnung zwei den Schaltstellungen (1', 2'') der Kontaktglieder (1, 2) zugeordnete elektrische Widerstände (3, 4) mit voneinander unterscheidbaren Widerstandswerten aufweist, wobei die beiden Kontaktglieder (1, 2) in ihrer ersten Schaltstellung (1', 2'') jeweils einen der elektrischen Widerstände (3, 4) aktivieren, wobei in der zweiten Schaltstellung (1'', 2') der Kontaktglieder (1, 2) der jeweilige Widerstand (3, 4) überbrückt ist, wobei der insgesamt wirksame Widerstand an einer einzigen Ausgangsleitung (5) abgreifbar ist, wobei die den zweiten Schaltstellungen (1'', 2') zugeordneten Zustände mittels des in der ersten Schaltstellung (1', 2'') des jeweiligen Schaltglieds (1, 2) wirksamen Widerstands (3, 4) voneinander unterscheidbar sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrstellungs-Schalter-Anordnung in Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Schalter-Anordnung ist im Prinzip aus der gattungsbildenden DE 41 41 715 A1 allgemein bekannt. Wird eine digitale Kodierung der Signalübertragung gewählt, erfordert dies n Signal-Ausgangsleitungen für 2ⁿ Schaltzustände, d. h. zwei Ausgangsleitungen für vier Zustände. In einem der Schaltzustände ist es möglich, einen weiteren Zustand anzusteuern, wobei die beiden derselben Stellung des Schalters zugeordneten Zustände durch die dieser Stellung unmittelbar vorausgehenden voneinander unterscheidbaren Stellungen des Schalters unterscheidbar sind.
DE 195 12 896 A1 offenbart elektrische Schaltungen in einem Kraftfahrzeug, bei denen sich mittels einzeln schaltbarer, parallel oder seriell angeordneter Widerstände eine Mehrzahl von Schaltzuständen über zumindest einen elektrischen Kontakt eindeutig diagnostizieren lassen.
DE 29 44 224 A1 offenbart eine Steueranordnung für eine Wischanlage für Kraftfahrzeugscheiben mit einer Stufenschaltung. Bei einer analogen Kodierung über gestufte elektrische Widerstände sind für n Schaltzustände n Widerstände, d. h. vier Widerstände für vier Zustände, notwendig. Bei einer großen Anzahl von Schaltstellungen verringert sich der zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schaltstufen bestehende Spannungsunterschied derart, dass er sich kaum von der durch Serienstreuungen bedingten Schwankungsbreite der Bordnetzkomponenten unterscheidet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mehrstellungs-Schalter-Anordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, dass sie mit einer geringen Anzahl von Signalleitungen auskommt und dennoch eine sichere Erkennung der Schaltstellungen ermöglicht.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
Wesentlich bei der Erfindung ist, dass für die insgesamt möglichen vier Schaltzustände nur zwei Widerstände erforderlich sind. Zwei Schaltzustände unterscheiden sich in ihrem Ausgangspotential nicht voneinander. Sie werden mit Hilfe der „Vorgeschichte”, d. h. dem Ausgangspotential erkennbar, das durch den in der ersten Schaltstellung wirksamen Widerstand bestimmt ist. Insgesamt ist nur eine einzige Ausgangsleitung erforderlich. Dadurch ergibt sich ein einfacher Aufbau des Schalters in Verbindung mit einer hohen Zuverlässigkeit, da die Fehlerwahrscheinlichkeit umso geringer ist, je weniger Bauteile und Leitungen (mit entsprechen vorhandenen Anschlusskontaktteilen) vorgesehen sind.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und anhand der Zeichnung weiter erläutert. Die einzige Figur zeigt den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Mehrstellungs-Schalters.
Dieser besitzt ein erstes und ein zweites Kontaktglied 1 und 2, die jeweils zwei miteinander gekoppelte Kontaktelemente 1 ₁ und 1 ₂ bzw. 2 ₁ und 2 ₂ besitzen. Die Kontaktelemente sind in jeweils zwei Schaltstellungen einstellbar. In der ersten Schaltstellung ist nur jeweils ein Schaltkontakt 1' bzw. 2'' geschlossen. Den Schaltkontakten 1' bzw. 2'' sind elektrische Widerstände 3 bzw. 4 zugeordnet, deren Werte gleich 500 und 2000 Ohm betragen.
In einer zweiten Schaltstellung der Kontaktelemente 1 ₁ und 1 ₂ bzw. 2 ₁ und 2 ₂ wird ein weiterer Schaltkontakt 1' bzw. 2'' allein oder zusätzlich geschlossen. Dadurch wird der mit dem Kontaktelement 1' bzw. 2'' aktivierte Widerstand überbrückt.
Durch die gewählte Widerstandskodierung ergibt sich bei einer Ausgangsspannung von 5 V, die über einen Vorwiderstand Rv von 1000 Ohm eingestellt ist, am Ausgang 5 des Schalters bei wirksamem Widerstand 3 bzw. 4 eine Spannung von 1,66 bzw. 3,33 V und damit zwischen den Schalterstellungen eine Spannungsdifferenz von 1,66 V. Die wirksame Spannung wird mit einem A/D-Wandler aufgenommen und dazu verwendet, einen Zustand zu steuern.
Wird der Schalter eingesetzt, einen Fensterheber eines Fahrzeugs (nicht dargestellt) zu steuern, ist der Zustand beispielsweise gleich der Schließbewegung („Zu”) bzw. Öffnungsbewegung („Auf”) des Fensters. Diese Bewegung wird solange ausgeführt, wie der jeweilige Widerstand 4 bzw. 3 wirksam ist.
In den zweiten Schaltstellungen der Kontaktelemente liegt bedingt durch die dann wirksamen Kontaktelemente 1 ₂ Massepotential am Ausgang 5 an. Dadurch wird ein weiterer Zustand (Bewegung des Fensters selbsttätig in Schließrichtung bzw. Öffnungsrichtung bis zum Erreichen einer Endstellung) eingestellt. Dieser Zustand hängt von dem unmittelbar vorausgehenden Zustand ab. Er wird mit Hilfe einer dem A/D-Wandler nachgeschalteten Entscheidungslogik (nicht dargestellt) aus der zunächst wirksamen Spannung (1,66 bzw. 3,33 V), d. h. dem zunächst eingestellten Zustand, und dem anschließend auftretenden Massepotential erkannt und entsprechend eingestellt. Dabei kann die Wirkungsweise derart gewählt sein, dass zum Einstellen der weiteren Zustände ein kurzzeitiges Auftreten von Massepotential am Ausgang 5 des Schalters genügt.
Mit diesen vier Schaltstellungen lassen sich bei Verwendung der Erfindung zur Steuerung eines Fensterhebers vier Zustände einstellen, nämlich „Fenster zu” manuell (Betrieb nur solange, wie die Schaltstellung eingestellt ist) und „Fenster zu” automatisch (Betrieb nach kurzzeitigem Einstellen der zweiten Schaltstellung selbsttätig bis zum Erreichen eines mechanischen Anschlags). Das bei Rückkehr in die dargestellte Ruheposition erfolgende kurzzeitige Überfahren der Schaltstellung 1 ₁ bzw. 2 ₂ führt nicht zur Unterbrechung des Automatikbetriebs, sondern kann aufgrund der nur kurzen Wirkdauer des auftretenden Potentials erkannt werden und als „unwirksam” eingestuft werden.
Die Erfindung bringt den Vorteil, dass anstelle von drei Ausgangsleitungen bei digitaler Kodierung nur noch eine einzige Leitung vorgesehen ist. Außerdem wird der schaltungstechnische Aufwand für die Auswertung der Stellungen der Kontaktglieder des Schalters im Steuergerät reduziert. Für diese Auswertung ist kein zusätzlicher Eingangs-IC nötig. Die Auswertung kann mit einer Widerstandsbeschaltung direkt auf dem A/D-Wandler eines Mikroprozessors erfolgen. Mit dieser Auslegung ergibt sich eine hohe Störspannungsfestigkeit.
Anstelle von zwei wirksamen Widerständen können weitere Widerstände mit unterschiedlichen Werten vorgesehen sein, die mit weiteren Kontaktelementen wirksam schaltbar bzw. anschließend überbrückbar sind und mit denen weitere Zustände einstellbar sind. Auch dann ist insgesamt nur eine einzige Ausgangsleitung erforderlich, um das eingestellte Potential zu erkennen.

Claims

Mehrstellungs-Schalter-Anordnung in Kraftfahrzeugen, mit einem Mehrstellungs-Schalter mit zwei Kontaktgliedern (1, 2), die einzeln in jeweils zwei Schaltstellungen (1', 1'', 2', 2'') einstellbar sind und die zum Steuern von vier den Schaltstellungen zugeordneten Zuständen dienen, und mit einem A/D-Wandler mit einer nachgeschalteten Entscheidungslogik zur Einstellung der Zustände, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrstellungs-Schalter-Anordnung zwei den Schaltstellungen (1', 2'') der Kontaktglieder (1, 2) zugeordnete elektrische Widerstände (3, 4) mit voneinander unterscheidbaren Widerstandswerten aufweist, wobei die beiden Kontaktglieder (1, 2) in ihrer ersten Schaltstellung (1', 2'') jeweils einen der elektrischen Widerstände (3, 4) aktivieren, wobei in der zweiten Schaltstellung (1'', 2') der Kontaktglieder (1, 2) der jeweilige Widerstand (3, 4) überbrückt ist, wobei der insgesamt wirksame Widerstand an einer einzigen Ausgangsleitung (5) abgreifbar ist, wobei die den zweiten Schaltstellungen (1'', 2') zugeordneten Zustände mittels des in der ersten Schaltstellung (1', 2'') des jeweiligen Schaltglieds (1, 2) wirksamen Widerstands (3, 4) voneinander unterscheidbar sind.
Mehrstellungs-Schalter-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die durch die beiden Widerstände (3, 4) erzeugten Potentiale an der Ausgangsleitung (5) um den Faktor 2 voneinander unterscheiden.
Mehrstellungs-Schalter-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kontaktglieder (1, 2) jeweils zwei Kontaktelemente (1 ₁, 1 ₂, 2 ₁, 2 ₂) besitzen, von denen das eine (1 ₁, 2 ₂) in der ersten (1', 2'') und das andere (1 ₂, 2 ₁) in der zweiten Schaltstellung (1'', 2') wirksam ist.