DE102007022034A1 - Überwachungsschaltung für eine elektronische Schaltung sowie PW-modulierte Steuerung für einen Gleichstrom-Elektromotor mit integrierter Überwachungsschaltung - Google Patents

Überwachungsschaltung für eine elektronische Schaltung sowie PW-modulierte Steuerung für einen Gleichstrom-Elektromotor mit integrierter Überwachungsschaltung Download PDF

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Achim Haesters
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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Überwachungsschaltung für eine elektronische Schaltung, die für eine Verwendung in Kraftfahrzeugen vorgesehen ist. Die zu überwachende elektronische Schaltung umfasst zumindest einen Logikbaustein (5), der über eine Spannungsquelle (20) mit einer Logikbetriebsspannung versorgt wird. Weiterhin ist die Überwachungsschaltung dazu eingerichtet, über einen Steuersignaleingang I3 ein Steuersignal von einer externen Steuereinheit zu empfangen. Die Überwachungsschaltung (15) ist dazu eingerichtet, den Steuersignaleingang I3 auf das Vorhandensein eines Steuersignals zu überwachen. In Abwesenheit eines Steuersignals schaltet die Überwachungsschaltung (15) die Logikbetriebsspannung der überwachten elektronischen Schaltung (1) ab.

Description

  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Überwachungsschaltung für eine elektronische Schaltung, die für eine Verwendung in Kraftfahrzeugen vorgesehen ist, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, sowie eine Pulsweitenmodulierte (PW) Steuerung für einen Gleichstrom-Elektromotor zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 8. Dabei ist in der Pulsweiten-modulierten Steuerung eine erfindungsgemäße Überwachungsschaltung vorgesehen. Dabei sind die Überwachungsschaltungen insbesondere dazu vorgesehen, den Ruhestrom der überwachten elektronischen Schaltung zu minimieren.
  • Stand der Technik im Kfz-Bereich ist es, zur Minimierung des Ruhestroms einer elektronischen Schaltung, beispielsweise einer PW-modulierten Steuerung für einen Gleichstromelektromotor, die gesamte elektronische Schaltung von ihrer externen Versorgungsspannung zu trennen. Hierzu werden häufig Relais verwendet, die einerseits Quelle unerwünschter Geräusche sein können, was sich nachteilig auf das NVH-Verhalten (Noise, Vibration, Harshness) des Fahrzeugs auswirkt. Andererseits stellen Relais mit einer ausreichenden nahen Stromtragfähigkeit für Steuerungen von Gleichstromelektromotoren einen nicht unerheblichen Kostenfaktor dar.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Überwachungsschaltung für eine elektronische Schaltung anzugeben, wobei die elektronische Schaltung zumindest einen Logikbaustein umfassen soll, der über eine Spannungsquelle mit einer Logikbetriebsspannung versorgt wird, und die elektronische Schaltung dazu eingerichtet ist, über einen Steuersignaleingang ein Steuersignal von einer externen Steuereinheit zu empfangen. Die externe Steuereinheit kann beispielsweise das Motormanagement-System des Kraftfahrzeugs sein. Weiterhin kann es sich bei der externen Steuereinheit um die Steuereinheit einer Klimaanlage handeln. Dabei soll die erfindungsgemäße Überwachungsschaltung die aus dem Stand der Technik bekannten Relaisbasierten Überwachungsschaltungen vermeiden.
  • Weiterhin ist Aufgabe der Erfindung, eine Pulsweiten-modulierte Steuerung für einen Gleichstrom anzugeben, welche ebenfalls im Sinne der vorliegenden Erfindung überwacht wird.
  • Schließlich ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Überwachen einer elektronischen Schaltung anzugeben, wobei die elektronische Schaltung wiederum für eine Verwendung in einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist und zumindest einen Logikbaustein umfasst, der über eine Spannungsquelle mit einer Logik-Betriebsspannung versorgt wird, und dazu eingerichtet ist, über einen Steuersignaleingang ein Steuersignal von einer externen Steuereinheit zu empfangen.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Überwachungsschaltung für eine elektronische Schaltung gemäß Anspruch 1, durch eine Pulsweiten-modulierte Steuerung für einen Gleichstromelektromotor gemäß Anspruch 8, sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 12.
  • Eine erfindungsgemäße Überwachungsschaltung ist dazu vorgesehen, eine elektronische Schaltung, die für eine Verwendung in einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist und die zumindest einen Logikbaustein umfasst, der über eine Spannungsquelle mit einer Logikbetriebsspannung versorgt wird, und die dazu eingerichtet ist, über einen Steuersignaleingang ein Steuersignal von einer externen Steuereinheit zu empfangen, zu überwachen. Zweck dieser Überwachung ist es insbesondere, die Ruhestromaufnahme der überwachten elektronischen Schaltung zu minimieren. Erfindungsgemäß ist die Überwachungsschaltung nun dazu eingerichtet, den Steuersignaleingang, über den ein Steuersignal von einer externen Steuereinheit an die zu überwachende elektronische Schaltung übermittelt wird, daraufhin zu überwachen, ob ein Steuersignal vorhanden ist oder nicht. Stellt die Überwachungsschaltung fest, dass kein Steuersignal auf dem Steuersignaleingang vorhanden ist, so ist die Überwachungsschaltung dazu eingerichtet, die Logikbetriebsspannung der überwachten elektronischen Schaltung abzuschalten. Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Überwachungsschaltung soll unter „Abwesenheit eines Steuersignals" auf dem Steuersignaleingang insbesondere auch ein Steuersignal verstanden werden, welches der überwachten elektronischen Schaltung signalisiert, dass sie sich im „Ausschaltzustand" befindet. Die Abwesenheit eines Steuersignals kann aber auch darin bestehen, dass der Signalpegel auf dem Steuersignaleingang auf "low" liegt, d. h. auf einer logischen Null. Im Zusammenhang mit einer Pulsweiten-modulierte Motorsteuerung für einen Gleichstromelektromotor kann die Abwesenheit eines Steuersignals insbesondere auch bedeuten, dass ein Pulsweitenmoduliertes Steuersignal so ausgeformt ist, dass der von der Pulsweiten-modulierten Motorsteuerung angesteuerte Gleichstromelektromotor im Stillstand verbleibt. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass innerhalb eines festgelegten zeitlichen Überwachungsfensters kein Einschaltsignal für die Pulsweiten-modulierte Motorsteuerung am Steuersignaleingang anliegt.
  • Die erfindungsgemäße Überwachungsschaltung weist den wesentlichen Vorteil auf, dass sie ein hochstromtragfähiges Relais überflüssig macht. Indem von der Überwachungsschaltung nur die Logikbetriebsspannung der überwachten elektronischen Schaltung ein- bzw. ausgeschaltet wird, ist in der Überwachungsschaltung in der Regel kein Schaltelement erforderlich, welches eine erhöhte Stromtragfähigkeit aufweist. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Überwachungsschaltung ist diese selbst als Logikbaustein ausgestaltet, der dazu eingerichtet ist, ein Ausschaltsignal für eine Spannungsquelle für die Logikbetriebsspannung zu generieren. Dabei kann es sich bei dieser Spannungsquelle insbesondere um einen in die zu überwachende Schaltung integrierten Spannungsregler handeln.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Überwachungsschaltung weiterhin dazu eingerichtet, einen in der zu überwachenden Schaltung vorgesehenen Leistungsfeld-Effekttransistor in den gesperrten Zustand zu versetzen.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung umfasst die erfindungsgemäße Überwachungsschaltung einen LIN-Transceiver. Dieser kann eingangsseitig mit dem Steuersignaleingang der zu überwachenden elektronischen Schaltung verbunden sein. Ausgangsseitig kann der LIN-Transceiver dazu ausgebildet sein, bei Ausbleiben eines Steuersignals auf dem Steuersignaleingang ein „Inhibit"-Signal für einen elektronischen Spannungsregler, der in der zu überwachenden elektronischen Schaltung vorgesehen ist, zu erzeugen. Darüber hinaus kann er dazu vorgesehen sein, ein Signal für den in der überwachten elektronischen Schaltung vorgesehenen Logikbaustein zu erzeugen, welches dazu führt, dass der Logikbaustein einen von ihm angesteuerten Leistungsfeld-Effekttransistor in den Sperrzustand versetzt. Insbesondere kann es sich bei dem LIN-Transceiver um einen von der Firma Phillips Semiconductors unter der Produktbezeichnung TJA 1020 vertriebenen LIN-Transceiver handeln, dessen Spezifikation der mit „Data Sheet TJA 1020 LIN-Transceiver" bezeichneten Veröffentlichung der Philips Semiconductors, Document Order Number 9397 750 11718, vom 13. Januar 2004 entnommen werden kann, auf die hiermit verwiesen wird und deren Inhalt durch diese Bezugnahme vollumfänglich zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Überwachungsschaltung in die zu überwachende Schaltung selbst integriert.
  • Die Pulsweiten-modulierte Steuerung für einen Gleichstrom-Elektromotor, welche die eingangs gestellte Aufgabe löst, ist ebenfalls zu einer Verwendung in einem Kfz vorgesehen. Die Pulsweiten-modulierte Steuerung umfasst dabei eine von einem Logikbaustein angesteuerte Leistungsendstufe, wobei der Logikbaustein über eine Spannungsquelle mit einer Logikbetriebsspannung versorgt wird. Weiterhin ist der Logikbaustein dazu eingerichtet, über einen Steuersignaleingang ein Steuersignal von einer externen Steuereinheit zu empfangen. Die Steuereinheit steuert dann die Leistungsendstufe an in Abhängigkeit von dem Steuersignal, welches von der externen Steuereinheit empfangen wird. Erfindungsgemäß ist in der Pulsweiten-modulierten Steuerung weiterhin eine Überwachungsschaltung enthalten, die dazu eingerichtet ist, den Steuersignaleingang für die externe Steuereinheit auf das Vorhandensein eines Steuersignals zu überwachen. Weiterhin ist die Überwachungsschaltung dazu eingerichtet, in Abwesenheit eines solchen Steuersignals auf dem Steuersignaleingang die Logikbetriebsspannung der überwachten elektronischen Schaltung abzuschalten.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pulsweiten-modulierten Steuerung umfasst diese einen Spannungsregler, der dazu eingerichtet ist, die Logikbetriebsspannung aus einer externen Versorgungsspannung, welche beispielsweise dem Bordnetz des Kraftfahrzeugs entnommen werden kann, zu erzeugen. Insbesondere kann der Spannungsregler dazu eingerichtet sein, aus dem beispielsweise auf einer Spannung von 12 V liegenden Bordnetz des Kraftfahrzeugs eine stabilisierte Logikbetriebsspannung von 5 V zu erzeugen. In dieser bevorzugten Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Überwachungsschaltung dann dazu eingerichtet, bei Ausbleiben eines Steuersignals auf dem Steuersignaleingang von der externen Steuereinheit ein Signal zum Ausschalten des Spannungsreglers zu erzeugen. Insbesondere kann der Spannungsregler hierzu einen Eingang für ein so genanntes „Inhibit"-Signal aufweisen, wobei der Ausgang des Spannungsreglers bei Anliegen eines Signals am „Inhibit"-Eingang auf 0 Volt gelegt wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst die erfindungsgemäße Pulsweiten-modulierte Steuerung eine Leistungsendstufe, die zumindest einen Leistungsfeld-Effekttransistor umfasst. Die in die Pulsweiten-modulierte Steuerung integrierte Überwachungsschaltung ist dann dazu eingerichtet, den Leistungsfeld-Effekttransistor in den gesperrten Zustand zu versetzen. Insbesondere kann die Überwachungsschaltung dazu eingerichtet sein, bei Ausbleiben eines Steuersignals auf dem Steuersignaleingang ein Signal für den Logikbaustein der Pulsweiten-modulierten Steuerung zu erzeugen, welches den Logikbaustein dazu veranlasst, den von ihm angesteuerten Leistungsfeld-Effekttransistor in den gesperrten Zustand zu versetzen.
  • Auch hier ergeben sich besondere Vorteile, wenn die Überwachungsschaltung der Pulsweiten-modulierten Steuerung einen LIN-Transceiver umfasst, der insbesondere vom vorgenannten Typ TJA 1020 der Philips Semiconductors sein kann.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist dazu vorgesehen, eine elektronische Schaltung zu überwachen, die für eine Verwendung in Kraftfahrzeugen vorgesehen ist. Dabei umfasst die zu überwachende elektronische Schaltung zumindest einen Logikbaustein, der über eine Spannungsquelle mit einer Logikbetriebsspannung versorgt wird. Weiterhin ist die zu überwachende elektronische Schaltung dazu eingerichtet, über einen Steuersignaleingang ein Steuersignal von einer externen Steuereinheit zu empfangen, beispielsweise von einem Motormanagement-System oder von einer Klimaanlagensteuerung. Das erfindungsgemäße Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
    • – der Steuersignaleingang der zu überwachenden elektronischen Schaltung wird auf das Vorhandensein eines Steuersignals von einer externen Steuereinheit überwacht, und
    • – in Abwesenheit eines Steuersignals wird die Logikbetriebsspannung der überwachten elektronischen Schaltung abgeschaltet.
  • Für die Bedeutung der Formulierung „Abwesenheit des Steuersignals" wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, eine elektronische Schaltung mit einer Überwachungseinrichtung zu überwachen, deren Aufbau gegenüber demjenigen der aus dem Stand der Technik vorbekannten Überwachungseinrichtungen deutlich vereinfacht ist. Auf diese Weise können bei einer Großserienfertigung der Überwachungsschaltung relevante Kostenvorteile realisiert werden. Darüber hinaus lässt sich das Verfahren mittels einer Überwachungsschaltung ausführen, welche praktisch vollständig mittels Logikbausteinen realisiert ist. Hierdurch werden Geräusch-erzeugende mechanische Schaltelemente überflüssig, wodurch das NVH-Verhalten des Kraftfahrzeugs insgesamt verbessert werden kann.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Überwachungsschaltung, der erfindungsgemäßen Pulsweiten-modulierten Steuerung für einen Gleichstrom-Elektromotor sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel, welches anhand der Zeichnung näher erläutert wird. In dieser zeigen:
  • 1: ein erstes Ausführungsbeispiel einer Pulsweiten-modulierten Steuerung für einen Gleichstromelektromotor, die eine erfindungsgemäße Überwachungsschaltung umfasst, und
  • 2: eine bevorzugte Weiterbildung der Pulsweiten-modulierten Steuerung aus 1.
  • 1 zeigt eine Schaltskizze einer Pulsweiten-modulierten Steuerung 1 für einen Gleichstromelektromotor 10, die eine Schaltungsanordnung zur Überwachung des Motorstroms gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst. Die Steuerung 1 ist dazu vorgesehen, mit einer Versorgungsspannung aus dem 12-Volt-Bordnetz eines Kraftfahrzeugs versorgt zu werden, wobei bei geeigneter Auslegung der Steuerung auch mit anderen Versorgungsspannungen gearbeitet werden kann. Hierzu wird die Steuerung 1 an ihrem Eingang I1 mit der Fahrzeugmasse und an ihrem Eingang I2 mit der „high"-Seite des 12V-Bordnetzes des Kraftfahrzeugs verbunden.
  • Die Steuerung 1 umfasst einen als Mikroprozessor 5 ausgestalteten Logikbaustein, der mit einer Logikbetriebsspannung von 5 Volt versorgt wird, die von einer Logikbetriebsspannungsquelle 20 erzeugt wird. Der Mikroprozessor 5 ist dazu eingerichtet, an seinem Eingang E1 von einer externen Steuereinheit ein Steuersignal zu empfangen, welches die gewünschte Drehzahl des anzusteuernden Motors 10 vorgibt. Auf Basis des am Eingang E1 anliegenden Steuersignals erzeugt der Mikroprozessor 5 Steuersignale für einen Leistungs-Feldeffekttransistor T1, der in Serie mit dem anzusteuernden Motor 10 geschaltet ist.
  • Das Steuersignal der externen Steuereinheit liegt dabei am Steuersignaleingang I3 der Steuerung 1 an und wird auf geeignete Weise an den Eingang E1 des Mikrocontrollers 5 weitergeleitet, worauf im Folgenden noch genauer eingegangen wird.
  • Zur Minimierung elektromagnetischer Störimpulse des Motors 10 weist die Motorsteuerung 1 einen Freilaufkreis bestehend aus einer Freilaufdiode D1 und einem mit der Freilaufdiode D1 in Reihe geschalteten Feldeffekttransistor T2 auf. Der im Freilaufkreis angeordnete Feldeffekttransistor T2 fungiert in an sich bekannter Weise als Verpolschutz für die Motorsteuerung 1. Zu diesem Zweck wird das Gate des Feldeffekttransistors T2 von einer Ladungspumpe LP angesteuert, dergestalt dass bei korrekter Polung der Versorgungsspannung an der Steuerung 1 die Source-Drain-Strecke des Feldeffekttransistor T2 leitend geschaltet is. Ist die Versorgungsspannung hingegen verpolt, so legt die Ladungspumpe keine Spannung an das Gate des Feldeffekttransistors T2 an. Dieser ist im Sperrzustand, sodass kein Strom über die im Verpolungsfall in Durchlassrichtung geschaltete Freilaufdiode D1 fließen kann, wodurch sie gegen Beschädigung geschützt ist.
  • Die Ladungspumpe ist mit dem Ausgang A2 des Mikroprozessors 5 verbunden und wird von diesem dergestalt angesteuert, dass die Ladungspumpe im betriebsbereiten Zustand der Pulsweiten-modulierten Motorsteuerung 1 das Gate des Feldeffekttransistors T2 mit der erforderlichen Steuerspannung versorgen kann.
  • Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 wird das am Steuersignaleingang I3 der Pulsweiten-modulierten Motorsteuerung 1 nicht direkt dem Eingang E1 des Mikrokontrollers 5 zugeleitet, vielmehr ist der Steuersignaleingang I3 mit dem Eingang E2 der Überwachungsschaltung 15 verbunden. Die Überwachungsschaltung 15 ist dabei als LIN-Transceiver ausgestaltet, wobei sich beispielsweise der im einleitenden Teil bereits erwähnte LIN-Transceiver mit der Produktbezeichnung TJA 1020 der Philips Semiconductors als besonders geeignet für den vorliegenden Einsatzzweck erwiesen hat. Der LIN-Transceiver weist einen Ausgang A3 auf, an dem das am Eingang E2 des LIN-Transceivers anliegende Steuersignal anliegt, welches im LIN-Transceiver eine gewisse Signalaufbereitung erfahren hat. Dieses aufbereitete Steuersignal wird dann dem Eingang E1 des Mikrokontrollers 5 zugeführt. Hierzu ist der Ausgang A3 des LIN-Transceivers mit dem Ausgang E1 des Mikrokontrollers verbunden.
  • Der LIN-Transceiver wird ebenfalls aus dem Bordnetz des Kraftfahrzeugs mit Spannung versorgt. Hierzu ist er sowohl mit der Masseschiene der Pulsweitenmodulierten Steuerung 1 verbunden, die über den Eingang I1 der Pulsweitenmodulierten Steuerung mit der Masseschiene des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Weiterhin ist der LIN-Transceiver auch mit der „high"-Schiene der Pulsweitenmodulierten Steuerung 1 verbunden, welche wiederum über den Eingang I2 mit der „high"-Schiene des Bordnetzes des Kraftfahrzeugs verbunden ist.
  • Der LIN-Transceiver weist einen weiteren Ausgang A4 auf, an dem ein Steuersignal für eine Logikbetriebsspannungsquelle 20 anliegt, auf die im Folgenden noch genauer eingegangen wird. Am Ausgang A4 des LIN-Transceivers wird ein „Inhi bit"-Signal erzeugt, wenn der LIN-Transceiver feststellt, dass am Steuersignaleingang I3 kein Steuersignal von einer externen Steuereinheit anliegt. Es sei nochmals auf die verschiedenen Möglichkeiten hingewiesen, die im einleitenden Teil bereits aufgeführt wurden, was unter einem „fehlenden„ Steuersignal am Steuersignaleingang I3 verstanden werden kann. Insbesondere kann der LIN-Transceiver dazu ausgestaltet sein, ein „Inhibit"-Signal an seinem Ausgang A4 zu generieren, wenn über eine voreingestellte Zeitdauer kein Steuersignal mit ausreichendem Signalpegel an seinem Eingang E2 anliegt.
  • Zur Erzeugung einer Logikbetriebsspannung für den in der Pulsweitenmodulierten Steuerung 1 vorgesehenen Logikbaustein, nämlich den Mikrokontroller 5, welche eine möglichst gute zeitliche Konstanz bei möglichst geringer Restwelligkeit aufweist, umfasst die Pulsweiten-modulierten Steuerung 1 eine Logikbetriebsspannungsquelle 20, welche als Spannungsregler VTR ausgebildet ist. Dabei ist der Spannungsregler VTR sowohl mit der Masseschiene als auch mit der „high"-Schiene der Pulsweiten-modulierten Steuerung 1 verbunden. Ausgangsseitig erzeugt der Spannungsregler VTR eine konstante Logikbetriebsspannung von 5 V, welche den Mikrokontroller 5 zugeführt wird. Der im gezeigten Ausführungsbeispiel verwendete Spannungsregler VTR weist nun weiterhin einen Eingang E4 für ein „Inhibit"-Signal auf. Liegt an diesem Eingang E4 ein geeignetes „Inhibit"-Signal an (welches beispielsweise vom LIN-Transceiver erzeugt sein kann, sofern am Eingang E2 des LIN-Transvceivers kein geeignetes Steuersignal festgestellt wird), so wird der Spannungsregler VTR abgeschaltet, d. h. er erzeugt keine Logikbetriebsspannung von 5 V für den Mikrokontroller 5 mehr. Fehlt dem Mikrokontroller 5 die Logikbetriebsspannung, so ist der Mikrokontroller 5 sowie der weitere Aufbau der vom Mikrokontroller 5 angesteuerten Leistungselektronik so gewählt, dass Leckströme in der Leistungselektronik weitestgehend eliminiert sind.
  • Insbesondere ist es hierzu möglich, den Mikrokontroller 5 so auszugestalten, dass er bei Ausbleiben der Logikbetriebsspannung zumindest den Leistungsfeld-Effekttransistor T1 in den gesperrten Zustand versetzt. Aber auch eine Sperrung des im Freilaufkreis vorgesehenen Feldeffekttransistors T2 ist möglich.
  • In einer Weiterentwicklung der Pulsweiten-modulierten Steuerung 1 gemäß 1 kann der Mikrokontroller 5 darüber hinaus so ausgestaltet sein, dass er bei Ausbleiben eines ausreichenden Steuersignalpegels an seinem Eingang E1 automatisch den Leistungsfeld-Effekttransistor T1 in seinen Sperrzustand steuert.
  • 2 zeigt schließlich eine vorteilhafte Weiterbildung der Pulsweitenmodulierten Steuerung 1 für einen Gleichstromelektromotor 10 gemäß 1, wobei sich die Schaltung gemäß 2 im Wesentlichen durch die Spannungsversorgung des LIN-Transceivers LIN und des Spannungsreglers VTR unterscheidet. Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist dem Leistungsfeld-Effekttransistor T1 und der Freilaufdiode D1 ein Elektrolytkondensator C1 parallel geschaltet, welcher bevorzugt eine Kapazität von über 1000 Mikrofarad hat, bevorzugt über 2000 Mikrofarad und besonders vorteilhaft im Bereich von 5000 Mikrofarad und darüber aufweist. Dieser Elektrolytkondensator C1 stellt eine Quelle für eine Spannung dar, aus welcher nun der LIN-Transceiver LIN und der Spannungsregler VTR mit der erforderlichen 12 V Betriebsspannung versorgt werden. Der Elektrolytkondensator C1 stellt dabei auch im Fehlerfall, beispielsweise einer unbeabsichtigten Trennung der Pulsweiten-modulierten Steuerung 1 vom Bordnetz des Kraftfahrzeugs, über einen ausreichend langen Zeitraum eine ausreichende Versorgungsspannung für den LIN-Transceiver LIN und dem Spannungsregler VTR bereit, so dass stets ein korrektes Abschalten der Pulsweiten-modulierten Steuerung 1, insbesondere des Mikrokontrollers 5 gewährleistet, werden kann. Auf diese Weise können undefinierte Betriebszustände der Pulsweitenmodulierten Steuerung 1 auch im Fehlerfall mit guter Sicherheit vermieden werden.
  • Durch die Parallelschaltung des Elektrolytkondensators C1 zum Leistungsfeld-Effekttransistor T1 und zur Freilaufdiode D1 wird gleichzeitig ein Verpolschutz realisiert. Ist die 12 V Betriebsspannung verpolt an die Steuerung 1 angeschlossen, so verbleiben die Feldeffekttransistoren T1 und T2 im Sperrzustand, wodurch sich der Elektrolytkondensator C1 nicht aufladen kann. Als Folge hiervon bleiben sowohl der Spannungsregler VTR und der LIN-Transceiver LIN als auch der Mikrokontroller 5 spannungsfrei und damit vor einer Beschädigung geschützt.
  • 1
    Pulsweiten-modulierte Steuerung
    5
    Mikroprozessor
    10
    Gleichstromelektromotor
    15
    Überwachungsschaltung
    20
    Logikbetriebsspannungsquelle
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - „Data Sheet TJA 1020 LIN-Transceiver" bezeichneten Veröffentlichung der Philips Semiconductors, Document Order Number 9397 750 11718, vom 13. Januar 2004 [0010]

Claims (12)

  1. Überwachungsschaltung (15) für eine elektronische Schaltung (1), die für eine Verwendung in Kraftfahrzeugen vorgesehen ist, wobei die zu überwachende elektronische Schaltung (1) a. zumindest einen Logikbaustein (5) umfasst, der über eine Spannungsquelle (20) mit einer Logikbetriebsspannung versorgt wird, b. dazu eingerichtet ist, über einen Steuersignaleingang I3 ein Steuersignal von einer externen Steuereinheit zu empfangen, dadurch gekennzeichnet, dass c. die Überwachungsschaltung (15) dazu eingerichtet ist, i. den Steuersignaleingang I3 auf das Vorhandensein eines Steuersignals zu überwachen, und ii. in Abwesenheit eines Steuersignals die Logikbetriebsspannung der überwachten elektronischen Schaltung (1) abzuschalten.
  2. Überwachungsschaltung (15) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsschaltung (15) dazu eingerichtet ist, ein Signal zum Ausschalten der für die Spannungsversorgung des Logikbausteins (5) vorgesehenen Spannungsquelle (20) zu erzeugen.
  3. Überwachungsschaltung (15) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsschaltung (15) dazu eingerichtet ist, einen in der zu überwachenden Schaltung (1) vorgesehenen Leistungs-Feldeffekttransistor T1 in den gesperrten Zustand zu versetzen.
  4. Überwachungsschaltung (15) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsschaltung einen LIN-Transceiver (15) umfasst.
  5. Überwachungsschaltung (15) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsschaltung (15) in die zu überwachende Schaltung (1) integriert ist.
  6. Überwachungsschaltung (15) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsquelle (20) und/oder die Überwachungsschaltung (15) dazu vorgesehen sind, aus dem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs mit einer Betriebsspannung versorgt zu werden, wobei die Überwachungsschaltung (15) einen Pufferkondensator C1 hoher Kapazität umfasst, der die Betriebsspannung des Bordnetzes puffert.
  7. Überwachungsschaltung (15) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazität des Pufferkondensators C1 so bemessen ist, dass bei Trennung der Überwachungsschaltung vom Bordnetz die Logikbetriebsspannung des Logikbausteins (5) so lange aufrechterhalten bleibt, dass dieser kontrolliert in seinen Abschaltzustand versetzt werden kann.
  8. PW-modulierte Steuerung (1) für einen Gleichstrom-Elektromotor (10) zur Verwendung in einem Kfz, mit einer von einem Logikbaustein (5) angesteuerten Leistungsendstufe, wobei der Logikbaustein (5) a. über eine Spannungsquelle (20) mit einer Logikbetriebsspannung versorgt wird, b. dazu eingerichtet ist, i. über einen Steuersignaleingang I3 ein Steuersignal von einer externen Steuereinheit zu empfangen, und ii. die Leistungsendstufe in Abhängigkeit vom Steuersignal anzusteuern, dadurch gekennzeichnet, dass c. die Steuerung (1) eine Überwachungsschaltung (15) umfasst, die dazu eingerichtet ist, i. den Steuersignaleingang I3 auf das Vorhandensein eines Steuersignals zu überwachen, und ii. in Abwesenheit eines Steuersignals die Logikbetriebsspannung der überwachten elektronischen Schaltung (1) abzuschalten.
  9. PW-modulierte Steuerung (1) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Steuerung (1) eine Spannungsquelle (20) umfasst, die dazu eingerichtet ist, die Logikbetriebsspannung zu erzeugen, und b. die Überwachungsschaltung (15) dazu eingerichtet ist, ein Signal zum Ausschalten der Spannungsquelle (20) zu erzeugen.
  10. PW-modulierte Steuerung (1) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Leistungsendstufe zumindest einen Leistungs-Feldeffekttransistor T1 umfasst, und b. die Überwachungsschaltung (15) dazu eingerichtet ist, den Leistungs-Feldeffekttransistor T1 in den gesperrten Zustand zu versetzen.
  11. PW-modulierte Steuerung (1) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsschaltung (15) einen LIN-Transceiver umfasst.
  12. Verfahren zum Überwachen einer elektronischen Schaltung (1), die für eine Verwendung in Kraftfahrzeugen vorgesehen ist, wobei die zu überwachende elektronische Schaltung (1) a. zumindest einen Logikbaustein (5) umfasst, der über eine Spannungsquelle (20) mit einer Logikbetriebsspannung versorgt wird, b. dazu eingerichtet ist, über einen Steuersignaleingang I3 ein Steuersignal von einer externen Steuereinheit zu empfangen, durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet: c. der Steuersignaleingang I3 wird auf das Vorhandensein eines Steuersignals überwacht, und d. in Abwesenheit eines Steuersignals wird die Logikbetriebsspannung der überwachten elektronischen Schaltung (1) abgeschaltet.
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DE102009000721A1 (de) * 2009-02-09 2010-08-12 Zf Friedrichshafen Ag Ansteuerschaltung für eine Getriebebremse
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