DE3836019A1 - Sicherheitsschaltung fuer eine manuell und/oder programmiert betaetigbare verstelleinrichtung eines sitzes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es ist eine gattungsgemäße Sicherheitsschaltung bekannt (DE-PS 33 13 633), welche bereits ein hohes Maß an Sicher­ heit gegen Fehlfunktionen gewährleistet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Sicher­ heitsschaltung so weiterzubilden, daß die Sicherheit im Hinblick auf mögliche Defekte einzelner Bauelemente und der Standzeit einzelner Steuerelemente noch weiter erhöht wird.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Sicherheits­ schaltung erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des An­ spruchs 1 gelöst, wobei die Merkmale der Unteransprüche vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen des Erfindungsge­ genstandes kennzeichnen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 den auf einer Rechnerplatine angeordneten Teil und

Fig. 2 den Steuerteil der Sicherheitsschaltung.

In Fig. 1 ist ein Verstellschalter 1 für einen Fahrzeug­ sitz dargestellt, dessen Handverstelltasten 2, 3 und 4 sym­ bolisch dem Fahrzeugsitz entsprechen. Hierbei läßt sich mit der Handverstelltaste 2 das Sitzkissen in Längsrich­ tung vor- und zurück und sowohl vorne als auch hinten nach oben und unten, mit der Handverstelltaste 3 die Rücken­ lehne vor- und zurück und mit der Handverstelltaste 4 die Kopfstütze nach oben und unten verstellen. Des weiteren weist der Verstellschalter eine Speichertaste 5 und zwei Positionstasten 6, 7 auf. Über Analogausgänge 8, 9, 10 am Verstellschalter 1 werden die Informationen für die ein­ zelnen betätigten Funktionen - wobei jeder Einzelfunktion ein ganz bestimmter Analogspannungsbereich zwischen 0,5 und 4,5 V entspricht und diese Spannungsfenster im Ver­ stellschalter 1 über Spannungsteiler aus einer 5 V-Spannung generiert werden - in analogcodierter Form über einen Ana­ logmultiplexer 11 (bspw. IC 4066) auf den Eingang 12.1 des Microcontrollers 12 geführt, welcher seinerseits über die Ausgänge 12.2 bis 12.4 den Analogmultiplexer 11 ansteuert. Der Microcontroller - bspw. vom Typ Y 78 C 11 A - steuert sämtliche Abläufe und Funktionen der Sitzverstellung und er speichert des weiteren die Daten der den einzelnen Ver­ stellebenen zugeordneten Positions-Potentiometerwerte - welche über die Eingänge 12.5 dem Microcontroller zuge­ führt werden - über die Ausgänge 12.6 in einem externen EEPROM 13 (bspw. IC 9307) ab. Zu diesem Zweck sind Aus­ gänge PA 2 bis PA 7 des Microcontrollers über Schaltver­ stärker - welche durch einen Treiberbaustein 14, bspw. TD 62 305 AP, realisiert sind und Ausgänge PA 0, PA 1, PF 0, PF 1 über Schaltverstärker - welche durch einen Treiberbau­ stein 15, bspw. ebenfalls ein TD 62 305 AP, realisiert sind - mit entsprechenden Relais A bis L zur Aktivierung der Stellmotoren 16 bis 21 verbunden, siehe Fig. 2.

Hierbei ist folgende Zuordnung getroffen:

• - für die Drehrichtung der Stellmotoren 16-21:
  Ausgänge PA 0, PA 1, PF 0, PF 1,
  Treiberbaustein 15,
  Drehrichtungsrelais A bis D und deren Relaiskontakte A′ bis D′,
• - für die Aktivierung der Stellmotoren 16-21:
  Ausgänge PA 2 bis PA 7,
  Treiberbaustein 14,
  Motorrelais E-L und deren Relaiskontakte E′-L′.

Ersichtlich erfolgt hierbei die Spannungsversorgung der Motorgruppe 16-18 über die Klemme 15 B und der Motorgruppe 19-21 über die Klemme 15 A, wobei

• - der Motor 16 die Verstellung des Sitzkissens vor- und zurück,
• - der Motor 17 die Verstellung des Sitzkissens vorne nach oben und unten,
• - der Motor 18 die Verstellung der Rückenlehne vor- und zurück,
• - der Motor 19 die Verstellung der Lenksäule vor- und zurück (die entsprechenden Signale hierfür werden dem Microcontroller 12 über die Digitaleingänge 12.7 zugeführt),
• - der Motor 20 die Verstellung des Sitzkissens hinten nach oben und unten und
• - der Motor 21 die Verstellung der Kopfstütze nach oben und unten

bewirkt.

Des weiteren ist erkennbar, daß die Motoren für die eine Drehrichtung von Klemme 15 B (Klemme 15 A) über den Dreh­ richtungsrelaiskontakt A′(B′), die Motorrelaiskontakte G′, F′, oder L′(E′, H′oder K′) und den Drehrichtungsrelaiskon­ takt C′(D′) an Masse 22 gelegt sind, hingegen für die an­ dere Drehrichtung von Klemme 15 B (Klemme 15 A) über den Drehrichtungsrelaiskontakt C′(D′), die Motorrelaiskontakte G′, F′ oder L′(E′,H′ oder K′) und den Drehrichtungsrelais­ kontakt A′(B′) an Masse 22 gelegt sind; für den Start ei­ nes Stellmotors muß also das entsprechende Motorrelais und ein zugeordnetes Drehrichtungsrelais anziehen.

Wie ferner aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind die Ausgänge 8, 9, 10 des Verstellschalters 1 nicht nur mit dem Analogmultiplexer 11, sondern auch noch mit einem Mehr­ fach- Komparator 23 verbunden, so der Ausgang 8 mit dem +Eingang des Komparators 23.1, der Ausgang 9 mit dem +Ein­ gang des Komparators 23.2 und der Ausgang 10 mit dem +Ein­ gang des Komparators 23.3, wobei die +Eingänge über Wider­ stände 24, 25, 26 auf Versorgungsspannung 27 (+5 V) liegen. Die -Eingänge der Komparatoren sind an einen einerseits an Masse 22 und andererseits ebenfalls an Versorgungsspannung 27 angelegten Spannungsteiler 28 (Widerstand 28.1 und 28.2) angeschlossen, welcher die Schaltschwelle für die Kompara­ toren vorgibt. Die Ausgänge der Komparatoren sind hingegen einerseits über einen Widerstand an Versorgungsspannung 27 angelegt und andererseits über eine gemeinsame Ausgangslei­ tung 29 mit der Basis eines als Schalter 30 dienenden PNP- Transistors verbunden, dessen Emitter auf Versorgungsspan­ nung 27 liegt und dessen Kollektor über eine Schaltleitung 31 mit dem Spannungsversorgungseingang des Treiberbau­ steins 15 verbunden ist.

Die Wirkungsweise der Sicherheitsschaltung ist nun fol­ gende:

Solange am Verstellschalter 1 keine Funktion abgerufen wird - d.h. keine Taste gedrückt, alle Schalter offen -, liegen alle Steuereingänge 12.2-12.4 und 12.7 des Micro­ controllers 12 auf Versorgungsspannung 27 (+5 V). Soll nun bspw. die Kopfstütze des Fahrzeugsitzes verstellt werden und wird aus diesem Grunde die Handverstelltaste 4 am Ver­ stellschalter 1 betätigt, so liegt an einem der Analogausgänge 8, 9 oder 10 - bspw. an 8 - desselben eine Span­ nung < 4,5 V an, welche bewirkt, daß der +Eingang des Kom­ parators 23.1 unter die durch den Spannungsteiler 28 vorge­ gebene Schwelle gezogen und in Folge die Ausgangsleitung 29 auf 0 V durchgeschaltet wird. Dadurch wird der Transi­ stor 30 leitend und gibt die Spannungsversorgung 27 für den Treiberbaustein 15 frei. Des weiteren liegt das Span­ nungssignal vom Analogausgang 8 auch am Analogmultiplexer 11 an, welcher ein entsprechendes Signal dem ADW-Eingang 12.1 des Microcontrollers 12 zuführt. Der Multicontroller steuert nun die Funktion und den Ablauf der Kopfstützenver­ stellung, indem er einerseits am Ausgang PF 0 oder PF 1 ein Signal für die Drehrichtung des Stellmotors 21 und andererseits am Ausgang PA 5 ein Signal für die Aktivie­ rung des Stellmotors 21 erzeugt, wobei die Signale durch den Treiberbaustein 14 und den aktiv geschalteten Treiber­ baustein 15 entsprechend verstärkt die zugehörigen Dreh­ richtungsrelais B oder D und das zugehörige Motorrelais K ansteuern und in Folge die entsprechenden Relaiskontakte B′ oder D′ und K′ geschaltet werden.

Ersichtlich erfolgt eine Relaisansteuerung also nur dann, wenn die entsprechende Taste 4 am Verstellschalter 1 be­ tätigt wurde und eine Aktivierung durch den Microcontrol­ ler 12 gegeben ist. Da der Microcontroller 12 also keinen direkten "Durchgriff" zu den Drehrichtungsrelais hat, wer­ den unkontrollierte oder unerwünschte Verstellbewegungen mit größter Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen, da nur zwei unabhängige Bauelementeausfälle einen kritischen Zustand auslösen könnten. Da ferner die Drehrichtungsrelais und Motorrelais durch getrennte Treiberbausteine 14, 15 ange­ steuert werden und nur die Kombination von Drehrichtungs­ und Motorrelais zu einer Verstellbewegung führt, kann auch hier der Ausfall eines einzelnen Treiberbausteines keinen kritischen Zustand auslösen. Wird nun am Ende der gewünsch­ ten Verstellbewegung die Taste wieder losgelassen (nicht­ betätigter Zustand), so fällt aufgrund der Sperrung des Treiberbausteines 15 - in Folge des Sperrens des Transi­ stors 30 - zunächst das Drehrichtungsrelais B oder D ab, so daß der Relaiskontakt B′ oder D′ öffnet. Die dabei auf­ treffenden Löschströme werden hierbei über die in Sperrich­ tung geschalteten Dioden 32, 33 im Stromkreis der Stellmo­ toren 19-21 bzw. Dioden 34, 35 im Stromkreis der Stellmoto­ ren 16-18 geleitet. Erst dann wird - nachdem die Löschener­ gien abgebaut sind - zeitverzögert, etwa nach 10-100 msec, das Motorrelais K mit seinem Relaiskontakt K′ in Grundstel­ lung gebracht, so daß durch die zeitlich versetzte Ab­ fallsteuerung der Relais Induktionsfunken bzw. -spitzen wirkungsvoll verhindert werden, was zu einer Erhöhung der Standzeit der Steuerelemente und somit zu höherer Sicher­ heit führt.

Unabhängig davon wird die Induktivität des Stellmotors 21 über die anderen Stellmotoren 19, 20 der Gruppe gelöscht.

Vorstehend beschriebene Funktions- und Wirkungsweisen an­ hand einer Betätigung der Taste 4 gelten entsprechend auch bei der Betätigung einer der anderen Tasten.

Generell erfolgt - in bekannter Weise -

• - die Speicherung einer Position durch Betätigen der Speichertaste 5 und anschließendes Betätigen (innerhalb einer vorbestimmten Zeit) der gewünschten Positionstaste 6 oder 7,
• - das Abrufen einer gespeicherten Position durch Betätigen der entsprechenden Positionstaste, und zwar solange, bis die abgespeicherte Position erreicht ist,
• - bei Betätigung einer Handverstelltaste, während eine Positionstaste gedrückt ist, eine Unterbrechung einer eventuell gerade ablaufenden programmierten Verstellbewegung und es wird die Handverstellung ausgeführt,
• - bei gleichzeitiger Betätigung von mehreren Positionsta­ sten oder einer Positionstaste vor der Speichertaste ein sofortiger Stillstand aller Stellmotoren.

Claims (6)

1. Sicherheitsschaltung für eine manuell über Handverstell­ tasten oder programmiert über Positionstasten und eine Speichertaste betätigbare Verstelleinrichtung eines Sit­ zes, insb. eines Fahrzeugsitzes, mit einem über ein Motor­ relais aktivierbaren Stellmotor für jede Verstellebene sowie mit Drehrichtungsrelais für jeweils mehrere der Stellmotoren, wobei die Ansteuerung der Relais über Schalt­ verstärker erfolgt, welche aufgrund der bei einer Tasten­ betätigung einem Microcontroller zugeführten Signale von diesem angesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltverstärker für die Drehrichtungsrelais (A-D) in einem Treiberbaustein (15) vereint sind, welcher nur dann an Versorgungsspannung (27) gelegt wird, wenn auf­ grund einer Betätigung mindestens einer der Handverstell­ tasten (2, 3, 4) oder einer Positionstaste (6, 7) ein Schal­ ter (30) geschlossen ist.

2. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (30) ein PNP-Transistor ist, dessen Emitter mit der Versorgungsspannung (27) und dessen Kol­ lektor mit dem Treiberbaustein (15) verbunden ist und wel­ cher leitend wird, wenn dessen Basis in Abhängigkeit des Vorliegens eines Signals von einer der Tasten (2, 3, 4, 6, 7) entsprechend angesteuert wird.

3. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des Transistors mit dem Ausgang eines Kom­ parators (23) verbunden ist, an dessen +Eingang das Signal bei einer Tastenbetätigung anliegt.

4. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Schaltverstärker für die Motorrelais (E-L) in einem Treiberbaustein (14) vereint sind, wobei eine Ak­ tivierung eines Stellmotors (16-21) nur dann erfolgt, wenn sowohl von dem Treiberbaustein (14) als auch von dem Trei­ berbaustein (15) die entsprechenden Relais (A-D; E-L) für den Stellmotor angesteuert sind.

5. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Wegfall des Tastenbetätigungssignals über den Trei­ berbaustein (15) zuerst das Drehrichtungsrelais (A-D) und zeitverzögert über den Treiberbaustein (14) das Mo­ torrelais (E-L) deaktiviert wird.

6. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stromkreis der von den Relais geschalteten Stellmotoren Dioden (32, 33; 34, 35) in Sperrichtung geschaltet sind.