DE4141586C2

DE4141586C2 - Schaltungsanordnung zur Steuerung des Nachlaufs eines Steuergeräts in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE4141586C2
Application number: DE4141586A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl Ing Arnold; Reinhard Dipl Ing Gantenbein
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1991-12-17
Filing date: 1991-12-17
Publication date: 1996-07-11
Anticipated expiration: 2011-12-18
Also published as: JP3670669B2; JPH05263711A; US5473201A; FR2685142B1; ITMI922839A0; ITMI922839A1; DE4141586A1; IT1256714B; FR2685142A1; DE4143674B4

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Steuerung des Nach laufs eines Steuergerätes in einem Kraftfahrzeug nach der Gattung des Anspruchs 1.

Kraftfahrzeuge, deren Motor mit Hilfe eines Steuergerätes geregelt wird, weisen elektronische Baugruppen auf, die nicht nur während des Betriebs des Kraftfahrzeuges sondern auch noch nach Abschalten des Motors, also nach dem Öffnen des Zündschalters mit Spannung versorgt werden müssen. Üblicherweise ist es dabei erforderlich, diese Span nungsversorgung nur noch einen bestimmten Zeitraum aufrecht zu er halten, dieser Zeitraum wird allgemein als Nachlauf bezeichnet.

Die Abschaltung von elektronischen Bauelementen, die während einer Nachlaufphase noch mit Spannung versorgt werden, erfolgt bisher üb licherweise mit Hilfe eines Relais, das in Abhängigkeit von der Zündschalterbetätigung nach einer gewissen Zeitverzögerung die Ver bindung zwischen dem elektronischen Bauelement und der Spannungsver sorgung unterbricht. Ein System, das eine solche Abschaltung vornimmt, ist beispielsweise aus der DE-OS 28 15 780 bekannt. Die Verwendung eines Relais erfordert jedoch einen großen Aufwand und soll daher bei der nachfolgend beschriebenen Erfindung, vermieden werden.

Die DE-OS 37 43 962 zeigt eine weitere Einrichtung zur Stromversorgung eines Mikroprozessors in einem Kraftfahrzeug, bei der zwischen der Batterie und dem Mikroprozessor ein Spannungsregler angeordnet ist, der die Batteriespannung verarbeitet und dem Mikroprozessor eine gere gelte 5 Volt-Spannung zur Verfügung stellt.

Nach Öffnen des Zündschalters schaltet der Spannungsregler nicht sofort ab sondern liefert noch für eine gewisse Zeit die geregelte Volt-Spannung an den Mikroprozessor. Erst nach dieser Zeit schaltet der Spannungsregler ab, er übernimmt damit die Funktion eines Trenn schalters. Die Ansteuerung des Spannungsreglers erfolgt durch eine Verzögerungsschaltung, die den Schaltvorgang des Spannungsreglers aus löst.

Die Funktion des Spannungsreglers entspricht bei der bekannten Ein richtung damit der Funktion, die bei anderen Versorgungsschaltungen durch das "Hauptrelais" ausgeübt wird der Nachteil dieser Einrichtung besteht darin, daß weiterhin Schaltvorgange ausgelöst werden.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, daß das Steuergerät selbst nach dem Öffnen des Zündschlos ses noch eine gewisse Zeit mit Spannung versorgt wird und dann ohne Einsatz eines Relais von der Versorgungsspannung getrennt wird.

Besonders vorteilhaft ist jedoch, daß der dem Steuergerät zugeordne te Spannungsregler nach Öffnen des Zündschalters über das an seinem Eingang liegende Potential noch für eine bestimmte Zeit im einge schalteten Zustand bleibt, während er sich nach der Nachlaufzeit in folge einer Potentialänderung an seinem Eingang abschaltet und damit auch das Steuergerät sowie die von ihm während der Nachlaufzeit ver sorgten Verbraucher von der Versorgungsspannung trennt.

Weiterhin ist vorteilhaft, daß die zur Steuerung des Nachlaufs des Steuergerätes erforderlichen Bauelemente in einer einfachen elektro nischen Schaltung eingesetzt werden können und daß je nach Ausfüh rungsbeispiel ein Hardware gesteuerter Steuergerätenachlauf reali siert werden kann, bei dem kein zusätzliches Ansteuersignal erfor derlich ist, oder ein Software gesteuerter Steuergerätenachlauf rea lisiert werden kann, bei dem die Dauer des Nachlaufs vom Mikropro zessor des Steuergeräts selbst bestimmt und beliebig programmiert werden kann.

Zeichnung

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge stellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei ist das in Fig. 1 aufgezeigte Ausführungsbeispiel für einen Hardware gesteuerten Steuergerätenachlauf geeignet, die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiele ermöglichen einen Software gesteuerten Steuergerätenachlauf.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist ein Steuergerät SG mit einem internen Spannungsreg ler, der als integrierter Schaltkreis IC1 bezeichnet wird und die Eingänge On und In aufweist, schematisch dargestellt. Der Eingang In des Spannungsreglers IC1 ist mit der Batteriespannungsklemme K ver bunden, an der die Batteriespannung UB liegt.

Der Eingang On des Spannungsreglers IC1 ist über eine Serienschal tung der Widerstände R1, R2 mit der batteriefernen Klemme Kl.15 des Zündschalters ZS verbunden, der im übrigen an den postiven Pol der Batterie BA angeschlossen ist.

Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R1 und R2 ist über einen Kondensator C1 mit Masse verbunden, der Verbindungspunkt zwi schen Klemme Kl.15 und dem Widerstand R1 liegt über eine in Sper richtung gepolte Diode oder einer Zenerdiode D1 auf Masse.

Nach dem Öffnen des Zündschlosses, also wenn die Verbindung zwischen der Batterie und dem Widerstand R1 unterbrochen ist, wird der On-Eingang des Spannungsreglers IC1 mit Hilfe der vom Kondensator C1 gespeicherten Ladung weiter angesteuert, bis der Kondensator C1 als Folge des am Eingang On des Spannungsreglers IC1 auftretenden Ein gangsstroms IE entladen ist.

Solange der Eingang On des Spannungsreglers IC1 angesteuert wird, liefert dieser die steuergeräteinterne Versorgungsspannung UVCC, nach Abfall des Potentials am Eingang On des Spannungsreglers IC1 wird keine Spannung UVCC mehr geliefert und das Steuergerät wird abgeschaltet.

Die Dauer des Nachlaufs entspricht damit der Zeit, die benötigt wird, bis der Kondensator C1 entladen wird. Maßgeblich für die Nach laufzeit ist daher die Kapazität des Kondensators C1 und der Ein gangsstrom IE des Spannungsreglers IC1.

Da der Ausgang des Spannungsreglers IC1, an dem die steuergerätein terne Versorgungsspannung UVCC geliefert wird, nur oberhalb einer vor gebbaren Schwellenspannung US am Eingang On des Spannungsreglers auftritt, ist auch die Höhe dieser Schwellenspannung US für die Dauer des Nachlaufs maßgeblich.

Damit bietet sich die Möglichkeit, die Dauer des Nachlaufs durch ge eignete Wahl der Kapazität des Kondensators C1, unter Berücksichti gung des Eingangsstroms IE und durch geeignete Wahl der Schwellen spannung US nach Bedarf einzustellen.

Die Zenerdiode D1 dient zur Begrenzung der Kondensatorspannung bei negativen und positiven Störungen auf der vom Zündschalter ZS kom menden Leitung, die Widerstände R1 und R2 dienen als Schutzwider stände für den Kondensator C1 bzw. den Spannungsregler IC1.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Steuer gerät wieder mit SG bezeichnet, es weist unter anderem einen Span nungsregler IC2 und einen weiteren integrierten Schaltkreis IC3 auf.

Der Spannungsregler hat einen Eingang In, dem von der Klemme K die Batteriespannung UB zugeführt wird und einen Eingang On, der über einen Widerstand R3 mit der batteriefernen Klemme Kl.15 des Zünd schalters ZS verbunden ist, wobei die andere Seite des Zündschalters ZS mit der Batterie BA in Verbindung steht.

Der Ausgang VCC des Spannungsreglers IC2, an dem die steuergeräte interne Versorgungsspannung UVCC entsteht, ist über einen Widerstand R4 mit dem Eingang HR des integrierten Schaltkreises IC3 verbunden und über einen Serienschaltung eines Widerstandes R5 sowie eines Transistors T1 mit Masse verbunden. Die Basis des Transistors T1 ist über einen Kondensator C3 mit Masse und außerdem über einen Wider stand R11 mit dem Eingang HR des integrierten Schaltkreises IC3 verbunden, der Kollektor des Transistors T1 ist mit dem Eingang On des Spannungsreglers IC2 verbunden und über eine in Sperrichtung liegende Zenerdiode D2 mit Masse verbunden. Ein Kondensator C2 liegt schließlich zwischen dem Ausgang VC des Spannungsreglers IC2 und Masse.

Der integrierte Schaltkreis IC3, der mit der zentralen Prozessorein heit CPU des Steuergeräts verbunden ist, erhält von dieser das An steuersignal Ab, das über einen internen Treiber an den Ausgang HR des integrierten Schaltkreises IC3 gelangt und zur Ansteuerung des Transistors T1 verwendet wird. Dieses Signal, das am Ausgang HR ab gegeben wird, dient bei herkömmlichen Steuergeräten zur Ansteuerung des Hauptrelais Re1, die zugehörige Verbindung ist gestrichelt dar gestellt, die Verwendung eines solchen Hauptrelais Re1 soll bei der vorliegenden Erfindung gerade vermieden werden.

Nach dem Abschalten des Motors bzw. dem Öffnen des Zündschalters ZS hält die zentrale Prozessoreinheit CPU über das Ansteuersignal Ab den Ausgang HR des integrierten Schaltkreises IC3 auf Low-Potential, bis der Nachlauf beendet werden soll. Dabei wird der On-Eingang des Spannungsreglers IC2 über die steuergeräteinterne Versorgungsspannung UVCC und den Widerstand R5 auf High-Potential gehalten. Der Span nungsregler IC2 bleibt damit eingeschaltet und gibt weiterhin die steuergeräteinterne Versorgungsspannung ab.

Soll der Nachlauf beendet werden, wird von der zentralen Prozessor einheit CPU ein entsprechendes Signal abgegeben, das den Ausgang HR des integrierten Schaltkreises IC3 auf High-Potential legt. Dadurch wird auch das Potential an der Basis des Transistors T1 auf High gelegt, wodurch der Transistor T1 leitet, so daß das Potential am Eingang On des Spannungsreglers IC2 auf Low verringert wird. Damit schaltet der Spannungsregler IC2 ab und der Nachlauf wird beendet.

Das Zeitglied R4, C3 hält nach dem Einschalten des Zündschlosses die Basis von T1 solange auf Low, und damit T1 gesperrt, bis der Ausgang HR von der CPU auf Low geschaltet wird. R11 dient als Schutzwider stand für den Ausgang HR.

Der Widerstand R3, der an Klemme Kl.15 des Zündschalters ZS ange schlossen ist, sowie die zwischen R3 bzw. dem Eingang On des Span nungsreglers IC2 und Masse geschaltete Zenerdiode D2 dienen zur Be grenzung von Störungen, die vom Zündschalter zum Steuergerät gelan gen könnten.

In Fig. 3 ist eine weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dar gestellt, bei dem wiederum nur die erfindungswesentlichen Bestand teile des Steuergerätes SG, nämlich der Spannungsregler IC2 und der integrierte Schaltkreis IC3 sowie die CPU schematisch abgebildet sind.

Die Beschaltung bei diesem Ausführungsbeispiel ist derart ausge führt, daß dem Eingang In des Spannungsreglers IC2 die Batteriespan nung UB zugeführt wird, der Eingang On des Spannungsreglers IC2 ist über eine Diode D3 und einen Widerstand R6 mit Klemme Kl.15 verbun den, zwischen dem Verbindungspunkt des Widerstandes R6 und der Anode der Diode D3 und Masse liegt ein Widerstand R7 sowie parallel dazu eine weitere Zenerdiode D4.

Weitere Widerstände R8 und R9 liegen zwischen dem Eingang In des Spannungsreglers IC2 und dem Ausgang HR der integrierten Schaltung IC3, zwischen dem Eingang In und dem Eingang On des Spannungsreglers IC2 liegt die Serienschaltung einer Diode D6, Emitter-Kollek tor-Strecke eines Transistors T2 sowie eines weiteren Widerstandes R10. Am Widerstand R10 liegt damit die Spannung UBN.

Die Basis des Transistors T2 ist mit dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R8 und R9 verbunden. Eine weitere Zenerdiode D4 liegt zwischen dem Eingang In des Spannungsreglers IC2 und Masse. Die sonst übliche Verbindung zwischen dem IC3, dem Hauptrelais Re1 und der Batterie BA ist wieder gestrichelt dargestellt.

Nach dem Abschalten des Zündschalters hält die zentrale Prozessor einheit CPU über das dem integrierten Schaltkreis IC3 zugeführte An steuersignal Ab den Ausgang HR des integrierten Schaltkreises IC3 auf Low, bis der Nachlauf beendet werden soll. Dabei wird der On-Eingang des Spannungsreglers IC2 über die steuergeräteinterne Batteriespannung UB, die über Transistor T2 und Widerstand R10 zuge führt wird, auf High gehalten, der Spannungsregler IC2 bleibt damit eingeschaltet bis ein entsprechendes Nachlaufendesignal von der CPU abgegeben wird. Ebenso wird das Steuergerät über die Emitter-Kollek torstrecke von T2 mit der geschalteten Batteriespannung UBN ver sorgt.

Wird ein solches Signal über den integrierten Schaltkreis IC3 bzw. dessen Treiber zur Ansteuerung des Transistors T1 abgegeben, sperrt der Transistor und am Eingang On des Spannungsreglers IC2 sinkt das Potential ab. Dabei zieht der Widerstand R7 das Eingangspotential des Spannungsreglers IC2 nach der Abschaltung des Steuergerätes auf Low, der Widerstand R8 garantiert ein sicheres Sperren des Transi stors T2 nachdem das Ansteuersignal Ab dem integrierten Schaltkrei ses IC3 zugeführt wurde.

Der Widerstand R6 und die Zenerdiode D4 dienen zur Begrenzung von Störungen, die über Klemme Kl.15 zum Steuergerät SG gelangen könn ten, die Zenerdiode D5 begrenzt die Spannung am Eingang In des Span nungsreglers IC2 und die Diode D3 verhindert einen Stromfluß von der Batteriespannungsklemme K zur Klemme Kl.15 aus dem Steuergerät SG heraus. D6 dient als Schutzdiode im Falle einer Verpolung des Bat terieanschlusses.

Claims

1. Schaltungsanordnung zur Steuerung des Nachlaufs eines Steuergerätes in einem Kraftfahrzeug, mit einem dem Steuergerät zugeordneten Spannungsregler, dessen Eingang mit der batteriefernen Klemme des Zündschalters in Verbindung steht und der die Versorgungsspannung des Steuergeräts liefert, mit Mitteln zur steuerbaren Beendigung des Nachlaufs nach Öffnen des Zündschalters, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel das Potential an dem mit dem Zündschalter (ZS) in Verbindung stehenden Eingang des Spannungsreglers (IC2) beein flussen und einen integrierten Schaltkreis (IC3) umfassen, dem die Dauer des Nachlauf s festlegende Ansteuersignale des Steuergerätes zugeführt werden und der das Basispotential eines Transistors (T1, T2) beeinflußt, wodurch auch das Poten tial am Eingang des Spannungsreglers (IC2) verändert wird und dieses Potential mit einer Schwellenspannung (US) verglichen wird und abhängig vom Vergleichsergebnis die Spannung (UVCC) abgeschaltet wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der mit dem Zündschalter (ZS) in Verbindung stehende Eingang des Spannungsreglers über wenigstens einen Widerstand zur Potentialbeeinflussung mit einer im Kraftfahrzeug vorlieg enden Spannung beaufschlagbar ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die besagte Spannung die Bordnetzspannung oder die steuergeräteinterne Versorgungsspannung ist und der Widerstand so gewählt wird, daß am Eingang des Spannungsreglers ein Potential entsteht, das den Spannungsregler in eingeschaltetem Zustand hält.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Anschluß am Kollektor des Transistors (T2) vorgesehen ist, an dem die geschaltete Bordnetzspannung (UBN) abnehmbar ist.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Begrenzung von Störun gen vorgesehen sind, die mit dem Eingang des Spannungsreglers in Verbindung stehen und diese Mittel Widerstände und Zener dioden sind, wobei wenigstens eine Zenerdiode zwischen dem Eingang des Spannungsreglers liegt.