DE10156416A1 - Elektronische Steuervorrichtung für Fahrzeuge - Google Patents

Elektronische Steuervorrichtung für Fahrzeuge

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Abstract

Bereitgestellt wird eine elektronische Steuervorrichtung für Fahrzeuge, bei der ein Laststromkreis (21, 25) zwischen einer Batteriestromleitung (VB) und einer gemeinsamen Masseleitung (GND2) angeschlossen ist. Eine Vielzahl von elektronischen Schaltungen (22, 23) ist mit einer Schaltungsstromleitung (Vcc) verbunden. Eine elektronische Schaltung (23) ist mit der gemeinsamen Masseleitung (GND2) verbunden, während eine weitere elektronische Schaltung (22) mit einer von der gemeinsamen Masseleitung (GND2) verschiedenen Masseleitungen (GND1) verbunden ist. Eine Diode (24) ist zwischen der Schaltungsstromleitung (Vcc) und der einen elektronischen Schaltung (22) angeschlossen, so das kein Umkehrstrom von der gemeinsamen Masseleitung (GND2) zu der Schaltungsstromleitung (Vcc) fließt.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuervorrichtung für Fahrzeuge, bei welcher eine Vielzahl von mit verschiedenen Stromquellenspannungen betreibbaren elektronischen Schaltungen und Lastschaltungen bzw. Laststromkreise mit einer gemeinsamen Masseleitung verbunden sind.
In einigen elektronischen Steuervorrichtungen für Fahrzeuge wie etwa für Motorräder ist gemäß der Darstellung von Fig. 5 ein elektrischer Laststromkreis 11 wie beispielsweise ein Aktuator und seine Ansteuerschaltung mit einer eine Batteriespannung VB (12 Volt) zuführenden Batteriestromleitung VB verbunden. Eine Vielzahl von elektronischen Schaltungen 12 und 13 sind mit einer Schaltungsstromleitung Vcc verbunden, die eine Gleichstromspannung Vcc (5 Volt) durch Regulieren der Batteriespannung VB mittels einer (nicht dargestellten) Spannungsstabilisierungsschaltung auf die Spannung Vcc zuführt.
Eine der Schaltungen wie beispielsweise die Schaltung 13 ist mit einer gemeinsamen Masseleitung GND2 verbunden. Eine weitere der Schaltungen wie beispielsweise die Schaltung 12 ist mit einer weiteren Masseleitung GND1 verbunden. Die zwei Masseleitungen GND1 und GND2 sind so vorgesehen, dass eine Masseleitung einer geeigneten Stromkapazität bzw. Stromtragfähigkeit auf der Grundlage von in dem Laststromkreis 11 und den Schaltungen 12 und 13 fließenden Strömen ausgewählt werden kann, und dass Änderungen hinsichtlich des Massepotentials in Folge des in dem Laststromkreis 11 fließenden Stroms minimiert werden.
Es wird angemerkt, dass der Laststromkreis 21 durch die Schaltung 23 der elektronischen Steuereinheit 26 gesteuert wird. Daher ist es erforderlich, dass zum genauen Senden und Empfangen von Signalen sowohl der Laststromkreis 21 als auch die Schaltung 23 mit der gemeinsamen Masseleitung GND2 verbunden ist.
Die beiden Masseleitungen GND1 und GND 2 sind mit der Masseseite der Batterie verbunden. Bei Motorrädern sind die Masseleitungen GND1 und GND2 exponiert vorgesehen und verlaufen entlang des Motorradkörpers bzw. des Motorradaufbaus. Daher besteht die Tendenz, dass die Masseleitungen GND1 und GND2 geöffnet bzw. unterbrochen werden.
Wird die gemeinsame Masseleitung GND2 infolge seines Bruchs, einer Anschlussteilunterbrechung oder eines Kontaktierungsfehlers in der vorstehenden Anordnung geöffnet, wird der von der Batteriestromleitung VB zu dem Laststromkreis 11 fließende Strom wahrscheinlich umgekehrt durch die Schaltung 13 in die Schaltungsstromleitung Vcc fließen. Dieser Umkehrstrom wird integrierte Schaltungschips und dergleichen der Schaltung 13 beschädigen. Er wird ebenso Mikrocomputer und dergleichen der Schaltung 12 beschädigen, da die Gleichstromspannung Vcc ansteigen wird. Wird die Schaltungsstromleitung Vcc und die gemeinsame Masseleitung GND2 über eine zwischengeschaltete Zener-Diode verbunden, wird die Schaltung 12 in größerem Umfang beschädigt, da die Spannung Vcc infolge der Öffnung bzw. Unterbrechung der gemeinsamen Masseleitung GND2 weiter angehoben werden wird.
Die vorstehenden Probleme entstehen in gleichhaltiger Weise, wenn die Gleichstromspannung Vcc infolge beispielsweise eines Kurzschlusses der gemeinsamen Masseleitung GND2 zugeführt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine elektronische Steuervorrichtung für Fahrzeuge bereitzustellen, welche frei von Schaltungsstörungen ist, selbst wenn eine gemeinsame Masseleitung geöffnet wird oder einer hohen Spannung ausgesetzt ist.
Gemäß der Erfindung beinhaltet eine elektronische Steuervorrichtung für Fahrzeuge einen Laststromkreis und eine Vielzahl von elektronischen Schaltungen. Der Laststromkreis ist zwischen einer Batteriestromleitung und einer gemeinsamen Masseleitung angeschlossen. Die elektronischen Schaltungen sind mit einer Schaltungsstromleitung verbunden. Eine elektronische Schaltung ist mit der gemeinsamen Masseleitung verbunden, während eine weitere elektronische Schaltung mit einer von der gemeinsamen Masseleitung verschiedenen Masseleitung verbunden ist. Eine Diode ist zwischen der Schaltungsstromleitung und der gemeinsamen Masseleitung angeschlossen, so dass von der gemeinsamen Masseleitung durch die eine elektronische Schaltung zu der Schaltungsstromleitung kein Umkehrstrom fließt.
Mit der Erfindung wird eine elektronische Steuervorrichtung gemäß Patentanspruch 1 geschaffen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die angefügte Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:
Fig. 1 ein elektrisches Schaltbild zur Veranschaulichung einer elektronischen Steuervorrichtung für Motorräder gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2 ein detailliertes Schaltbild zur Veranschaulichung einer Verbindung von Schaltungschips und einer Diode des ersten Ausführungsbeispiels,
Fig. 3 ein elektrisches Schaltbild zur Veranschaulichung einer elektronischen Schaltungsvorrichtung für Motorräder gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 4 ein elektrisches Schaltbild zur Veranschaulichung einer elektronischen Steuervorrichtung für Motorräder gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 5 ein elektrisches Schaltbild zur Veranschaulichung einer bekannten elektronischen Steuervorrichtung für Motorräder.
Die Erfindung wird nachstehend detailliert unter Bezugnahme auf verschiedene auf Motorräder gerichtete Ausführungsbeispiele von ihr erläutert.
Gemäß Fig. 1 ist ein elektrischer Laststromkreis 21 wie etwa ein Aktuator und seine Ansteuerschaltung mit einer eine Batteriespannung VB (12 Volt) zuführenden Batteriestromleitung VB und einer gemeinsamen Masseleitung GND2 verbunden. Der Laststromkreis 21 ist außerhalb einer elektronischen Steuereinheit (Schaltungsplatte) vorgesehen. Die Batteriespannung VB wird durch eine (nicht dargestellte) Spannungsstabilisierungsschaltung auf eine geringere Gleichstromspannung Vcc (5 Volt) reguliert und einer Schaltungsstromleitung Vcc zugeführt. Eine Vielzahl von elektronischen Schaltungen 22 und 23 ist an der elektronischen Steuereinheit 26 mit der Schaltungsstromleitung Vcc verbunden. Die gemeinsame Masseleitung GND2 für den Laststromkreis 21 und die elektronische Steuereinheit 21 ist in bekannter Weise über eine Verbindungseinheit angeschlossen.
Die Schaltung 22 beinhaltet Mikrocomputer zur Steuerung von an einem Motorrad angebrachten Aktuatoren, jeweiligen Peripherieeinrichtungen und dergleichen und ist mit einer Masseleitung 22 verbunden. Die Schaltung 23 dient zur Steuerung des Laststromkreises 21 und ist deshalb zusammen mit dem Laststromkreis 21 für einen stabilen Motorradbetrieb mit der gemeinsamen Masseleitung GND2 verbunden. Die gemeinsame Masseleitung GND2 ist von der Masseleitung GND1 verschieden. Eine Diode 24 ist zwischen der Schaltungsstromleitung Vcc und der Schaltung 23 in Vorwärtsbetriebsrichtung angeschlossen.
Falls gemäß der Darstellung von Fig. 2 die Schaltung 23 eine Vielzahl von Schaltungschips 25 wie die etwa integrierte Schaltungen und Zener-Dioden beinhaltet, welche von einem Umkehrstrom (einer Umkehrvorspannung) zu schützen sind, sind die Schaltungschips 25 vorzugsweise zwischen der Diode 24 und der gemeinsamen Masseleitung GND2 parallel miteinander verschaltet. Sind (nicht dargestellte) weitere Schaltungen zusätzlich zu der Schaltung 23 mit der gemeinsamen Masseleitung GND2 verbunden, können diese Schaltungen parallel zu der Schaltung 23 zwischen der Diode 24 und der gemeinsamen Masse GND2 angeschlossen sein. Alternativ können weitere Dioden jeweils in Serie mit diesen Schaltungen vorgesehen sein. Ferner ist es ebenso möglich, die Diode 24 mit jeder der Schaltungschips 25 der Schaltung 23 zu verbinden. Weiterhin kann die Diode 24 mit der Schaltung 23 und der gemeinsamen Masseleitung GND2 verbunden sein.
In der vorstehend angeführten Anordnung neigt ein Umkehrstrom zum Fließen von der Masseleitung GND2 zu der Schaltungsstromleitung Vcc, wenn die gemeinsame Masseleitung GND2 infolge eines Leitungsbruchs, einer Verbindungseinheitstrennung oder eines Kontaktierungsfehlers der gemeinsamen Masseleitung GND2 offen wird, oder wenn infolge eines Kurzschlusses oder dergleichen eine Spannung der gemeinsamen Masseleitung GND2 zugeführt wird, die größer als die Spannung Vcc ist. Jedoch schränkt die Diode 24 den Umkehrstrom hinsichtlich des Fließens in die Schaltung 23 ein und schützt die Schaltung 23 (die Schaltungschips 25) vor einer Beschädigung oder einer Zerstörung. Da die Diode 24 ebenso die Schaltungsstromleitung Vcc hinsichtlich eines Spannungsanstiegs infolge des Umkehrstroms beschränkt, ist die Schaltung 22 (Mikrocomputer und dergleichen) ebenso geschützt.
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Laststromkreis 21 an der elektronischen Steuereinheit 26 vorgesehen und in der elektronischen Steuereinheit 26 mit der gemeinsamen Masseleitung GND2 verbunden.
Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel ist der Laststromkreis 21 außerhalb der elektronischen Steuereinheit 26 wie in dem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen. Ein weiterer Laststromkreis 25 ist an der elektronischen Steuereinheit 26 wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel vorgesehen. Die Laststromkreise 21 und 25 sind beide mit der Batteriestromleitung VB und der gemeinsamen Masseleitung GND2 verbunden.
Die Erfindung sollte nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt sein, sondern kann ohne einem Abweichen von dem Bereich der Erfindung auf andere Weisen ausgeführt werden.
Wie vorstehend angeführt ist bei einer elektronischen Steuervorrichtung für Fahrzeuge ein Laststromkreis 21, 25 zwischen einer Batteriestromleitung VB und einer gemeinsamen Masseleitung GND2 angeschlossen. Eine Vielzahl von elektronischen Schaltungen 22, 23 ist mit einer Schaltungsstromleitung Vcc verbunden. Eine elektronische Schaltung 23 ist mit der gemeinsamen Masseleitung GND2 verbunden, während eine weitere elektronische Schaltung 22 mit einer von der gemeinsamen Masseleitung GND2 verschiedenen Masseleitungen GND1 verbunden ist. Eine Diode 24 ist zwischen der Schaltungsstromleitung Vcc und der einen elektronischen Schaltung 22 angeschlossen, so das kein Umkehrstrom von der gemeinsamen Masseleitung GND2 zu der Schaltungsstromleitung Vcc fließt.

Claims (4)

1. Elektronische Steuervorrichtung für Fahrzeuge mit:
einer Vielzahl von Stromleitungen (VB, Vcc) zur Zufuhr einer hohen Spannung (VB) und einer geringen Spannung (Vcc),
einer Vielzahl von Masseleitungen (GND1, GND2) mit einer gemeinsamem Masseleitung (GND2),
einer Vielzahl von mit der Stromleitung geringer Spannung (Vcc) verbundenen elektronischen Schaltungen (22, 23), wobei zumindest eine elektronische Schaltung (23) der elektronischen Schaltungen (22, 23) mit der gemeinsamen Masseleitung (GND2) verbunden ist, und
einem mit der Stromleitung hoher Spannung (VB) und der gemeinsamen Masseleitung (GND2) verbundenen Laststromkreis (21, 25),
ferner gekennzeichnet durch
eine zwischen der zumindest einen elektronischen Schaltung (23) und der gemeinsamen Masseleitung (GND2) angeschlossene Diode (24) zur Beschränkung eines Umkehrstroms hinsichtlich eines Fließens in die zumindest eine elektronische Schaltung (23).
2. Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere elektronische Schaltung (22) der elektronischen Schaltungen (22, 23) mit der von der gemeinsamen Masseleitung (GND2) verschiedenen Masseleitung (GND1) verbunden ist und einen Mikrocomputer und ihre Peripherieschaltungen beinhaltet.
3. Elektronische Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Diode (24) zwischen der Stromleitung geringer Spannung (24) und der zumindest einen elektronischen Schaltung (23) angeschlossen ist.
4. Elektronische Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Laststromkreis (21) von den elektronischen Schaltungen (22, 23) entfernt an einem Motorrad vorgesehen ist.
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