DE19803806B4

DE19803806B4 - Schaltungsanordnung für elektrische Verbraucher in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19803806B4
Application number: DE1998103806
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Frohne
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1998-01-31
Filing date: 1998-01-31
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2018-02-01
Also published as: DE19803806A1

Abstract

Schaltungsanordnung für elektrische Verbraucher in einem Kraftfahrzeug, umfassend mindestens zwei Schalter, durch deren Betätigung jeweils zugeordnete elektrische Verbraucher mit einer Versorgungsspannung U_B beaufschlagbar sind, wobei die Schalter (2) als leistungslose Schalter (2) ausgebildet sind, die mit einem schaltbare Leistungshalbleiterbauelemente (8) umfassenden Lichtmodul (3) verbunden sind, wobei über die Leistungshalbleiterelemente (8) bei Betätigung der Schalter (2) die elektrischen Verbraucher (5) mit der Versorgungsspannung U_B beaufschlagbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ansteuerung einer Rück- und einer Nebelschlussleuchte diese als eine einzige Leuchte ausgebildet sind, deren Leistung in Abhängigkeit des betätigten Schalters (2) durch das Lichtmodul (3) steuerbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für elektrische Verbraucher in einem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In Kraftfahrzeugen werden elektrische Verbraucher, wie beispielsweise die Lichtfunktionen, Heck- und Frontalscheibenheizung, mittels Leistungsschaltern zu- oder abgeschaltet. Dabei ist der Leistungsschalter zwischen der Betriebsspannung und dem elektronischen Verbraucher angeordnet, so daß bei geschlossenem Leistungsschalter der elektrische Verbraucher über den Leistungsschalter mit der Betriebsspannung verbunden ist. Da über den Leistungsschalter der gleiche Strom wie durch den elektrischen Verbraucher fließt, sind hohe qualitative Anforderungen an den Leistungsschalter anzulegen. Dieser muß auch bei hohen Stromstärken sicher in seinem ausgewählten Schaltzustand bleiben.

Ein solcher Leistungschalter ist beispielsweise aus der DE 44 09 460 bekannt. Gemeinsam ist allen Leistungsschalter, daß die Betätigungskraft auf einen Betätigungsschalter in eine Bewegung von zwei gegenüberliegenden Federelementen umgesetzt wird, so daß diese bei ausreichender Betätigungskraft galvanisch miteinander verbunden sind und den Schaltkreis schließen. Je nach Auslegung des zu schaltenden Stromkreises sind entsprechende Anpreßkräfte für die Federelemente notwendig. Dies führt dazu, daß für verschiedene Leistungsschalter unterschiedliche Betätigungskräfte notwendig sind, was für den Kraftfahrzeugführer störend bzw. irritierend sein kann. Des weiteren sind die Bedieneinheiten verhältnismäßig voluminös, wobei deren Größe von der zu schaltenden elektrischen Leistung und der Stromkreisverzweigung abhängig ist, die wiederum von der Ausstattung des einzelnen Kraftfahrzeuges abhängig sein kann, weshalb gewisse räumliche Vorhaltungen notwendig sind. Mit der Zunahme der elektrischen Verbraucher in einem Kraftfahrzeug stellt sich jedoch das Problem, daß der vorhandene Bauraum im Bereich der Instrumententafel begrenzt ist, so daß räumliche Vorhaltungen für die Baueinheiten an ihre Grenzen stoßen.

Aus der DE 195 29 533 A1 ist eine Betätigungseinheit bekannt, bei welcher mehrere Schalter an einer mit einem Mikrocomputer verbunden Leiterplatte angeordnet sind. Der Mikro-computer ist zur Steuerung der Fahrzeuglichter des zugehörigen Fahrzeugs in Abhängigkeit einer Betätigung der Schalter durch einen Fahrer ausgelegt. Dies ermöglicht es einem Fahrer, alle Fahrzeuglichter über den selben Schaltertyp zu schalten. Vorzugsweise wird dazu ein besonders platzsparender Schaltertyp verwendet.

In der DE 39 13 266 A1 ist eine Schaltungsanordnung für Kraftfahrzeuge mit mehreren elektrischen Verbrauchern beschrieben. Die elektrischen Verbraucher sind dabei separat von den Schaltern angeordnet und werden über einen Kabelbaum von einer zentralen Logikschaltung ein- und ausgeschaltet. Durch diese Schaltungsanordnung kann die Anzahl der verkabelten Schaltersteckplätze reduziert werden.

Die Anordnung der Verbraucher benötigt relativ viel Platz und ihre Ansteuerung ist relativ komplex ausgebildet.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, eine Schaltungsanordnung für elektrische Verbraucher in einem Kraftfahrzeug zu schaffen, welche kompakt ausgebildete Verbraucher aufwandsarm ansteuern kann.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.

Durch die Ausbildung der Schalter als leistungslose Schalter, die mit einem schaltbare Leistungshalbleiterbauelemente umfassenden Lichtmodul verbunden sind, wobei über die Leistungshalbleiterbauelemente bei Betätigung der Schalter die elektrischen Verbraucher mit der Versorgungsspannung beaufschlagbar sind, können die Schalter der verschiedenen elektrischen Verbraucher gleich ausgelegt werden, so daß jeweils die Schalter mit gleicher Betätigungskraft bedienbar sind. Darüber hinaus sind die leistungslosen Schalter weniger voluminös, was Einbau und Gestaltung der Schalter im Kraftfahrzeug wesentlich vereinfacht.

Trotz des zusätzlichen Lichtmoduls ergibt sich insgesamt eine Raumeinsparung, da dieses von mehreren Schaltern genutzt wird. Des weiteren erhöht die Reduzierung der Betätigungskräfte die Lebensdauer der Schaltungsanordnung.

Neben einer Raum-, Leitungs-, Gewichts- und Leistungsersparnis ermöglicht das erfindungsgemäße Konzept auch die Einsparung ganzer Verbraucher. So können die bisher als separate Bauteile ausgebildeten Rück- und Nebelschlußleuchten als ein Bauelement ausgebildet werden, wobei dann das Lichtmodul in Abhängigkeit von der ausgewählten Beleuchtungsart die Stromstärke der Leuchte steuert.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Lichtmodul räumlich getrennt von den Schaltern angeordnet, beispielsweise in unmittelbarer Nähe der elektrischen Verbraucher. Dies reduziert einerseits den benötigen Bauraum im Bereich der Instrumententafel und verkürzt andererseits die betätigten Leitungslängen zwischen Versorgungsspannung und elektrischen Verbrauchern, was wiederum die elektrische Verlustleistung reduziert.

Vorteilhafterweise umfaßt das Lichtmodul einen Mikroprozessor, der die einzelnen Betätigungssignale der Schalter in entsprechende Schaltsignale für die Leistungshalbleiterbauelemente umsetzt. Dadurch ist eine einfache Anpassung der elektrischen Verbraucher an länderspezifische Vorschriften, wie beispielsweise die erforderliche Beleuchtungsstärke, durch entsprechende Umprogrammierung des Mikroprozesses möglich. Ebenso vereinfacht dies die Diagnosemöglichkeiten der einzelnen Strompfade.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die Figuren zeigen:
1 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung und
2 ein Prinzipschaltbild des Lichtmoduls.
Die Schaltungsanordnung 1 für die elektrischen Verbraucher in einem Kraftfahrzeug umfaßt eine Vielzahl leistungsloser Schalter 2 und ein Lichtmodul 3. Die Schalter 2 sind jeweils über Signalleitung 4 mit dem Lichtmodul 3 verbunden. Ebenso könnten alle Schalter 2 über eine gemeinsame Signalleitung 4 mit dem Lichtmodul 3 verbunden sein, wobei dann die von den Schaltern 2 erzeugten Signale eine Kennung für den jeweiligen Schalter 2 aufweisen müßten. Das Lichtmodul 3 ist einerseits mit der Versorgungsspannung U_B und andererseits mit den den Schaltern 2 zugeordneten elektrischen Verbrauchern 5 verbunden. Des weiteren verfügt das Lichtmodul 3 über mindestens eine Diagnoseleitung 6, über die Ausfälle elektrischer Verbraucher 5 angezeigt werden können.
Im ausgeschalteten Zustand trennt das Lichtmodul 3 die elektrischen Verbraucher 5 von der Versorgungsspannung U_B. Wird nun ein Schalter 2 betätigt, so erzeugt der Schalter 2 ein elektrisches Signal, das über die zugehörige Signalleitung 4 an das Lichtmodul 3 übertragen wird. Das Lichtmodul 3 schaltet darauf die Versorgungsspannung U_B auf die zugehörigen elektrischen Verbraucher 5. Fällt beispielsweise ein elektrischer Verbraucher 5 aus, so kann dies leicht über die Änderung des Stromflusses erfaßt und über die Diagnoseleitung 6 zur Anzeige gebracht werden. Da alle Schalter 2, unabhängig davon, wieviel elektrische Leitung die zugeordneten elektrischen Verbraucher 5 umsetzen, nur ein Schaltsignal umsetzen, das die Betätigung signalisiert, können diese weitgehend baugleich ausgebildet und mit gleicher Betätigungskraft geschaltet werden.
In der 2 ist ein Prinzipienschaltbild des Lichtmoduls 3 dargestellt. Das Lichtmodul 3 umfaßt einen Mikroprozessor 7 und eine Anzahl schaltbarer Leistungshalbleiterelemente 8. Prinzipiell können auch andere Schalter verwendet werden, jedoch sind Leistungshalbleiterbauelemente 8 bezüglich Integration, Zuverlässigkeit und Preis vorzuziehen, wobei diese vorzugsweise als MOS-FETs ausgebildet sind. Jedoch sind auch andere Bauformen wie z.B. GBTs oder Thyristoren geeignet.
Empfängt nun der Mikroprozessor 7 ein elektrisches Signal über eine der Signalleitungen 4, so wird ein zugehöriges Leistungehalbleiterbauelement 8 entsprechend der benötigten Leistung aufgesteuert. Dabei sei angemerkt, daß nicht zwangsläufig jeder Signalleitung 4 genau ein Leistungshalbleiterbauelement 8 zugeordnet sein muß. Über eine Auswertelogik 9 kann dann verglichen werden, wieviel Strom tatsächlich fließt und welcher eigentlich gemäß Ansteuerung durch den Mikroprozessor 7 fließen müßte, so daß auf Ausfälle elektrischer Verbraucher 5 zurückgeschlossen werden kann.

Claims

Schaltungsanordnung für elektrische Verbraucher in einem Kraftfahrzeug, umfassend mindestens zwei Schalter, durch deren Betätigung jeweils zugeordnete elektrische Verbraucher mit einer Versorgungsspannung U_B beaufschlagbar sind, wobei die Schalter (2) als leistungslose Schalter (2) ausgebildet sind, die mit einem schaltbare Leistungshalbleiterbauelemente (8) umfassenden Lichtmodul (3) verbunden sind, wobei über die Leistungshalbleiterelemente (8) bei Betätigung der Schalter (2) die elektrischen Verbraucher (5) mit der Versorgungsspannung U_B beaufschlagbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ansteuerung einer Rück- und einer Nebelschlussleuchte diese als eine einzige Leuchte ausgebildet sind, deren Leistung in Abhängigkeit des betätigten Schalters (2) durch das Lichtmodul (3) steuerbar ist.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (2) und das Lichtmodul (3) räumlich getrennt voneinander angeordnet sind.
Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtmodul (3) einen Mikroprozessor (7) umfaßt, über den die Leistungshalbleiterbauelemente (8) geregelt ansteuerbar sind.