EP1713997A1 - Elektrische schaltungsanordnung - Google Patents

Elektrische schaltungsanordnung

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EP1713997A1
EP1713997A1 EP05701384A EP05701384A EP1713997A1 EP 1713997 A1 EP1713997 A1 EP 1713997A1 EP 05701384 A EP05701384 A EP 05701384A EP 05701384 A EP05701384 A EP 05701384A EP 1713997 A1 EP1713997 A1 EP 1713997A1
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voltage source
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Definitions

  • the present invention is based on an electrical circuit arrangement for influencing an output side associated with an electric motor which is provided for adjusting an assembly present in a motor vehicle and which on the input side has the positive pole (+) of the
  • On-board electrical system voltage source is connected and, on the other hand, is to be connected to the negative pole (-) by means of a manually operable switching device both by means of a first switching transistor controlled by an electronic control unit and by means of a second switching transistor directly controlled by the switching device.
  • Circuit arrangements of this type are provided for an electrically operated unit that is present in a motor vehicle, such as a window or sunroof adjustment system - to be influenced in a way that complies with the requirements or the legal regulations.
  • the present invention is therefore based on the object of developing an electrical circuit arrangement of the type mentioned at the outset in such a way that the required safety function can also be performed without a mechanical changeover switch.
  • the circuit arrangement comprises a control unit 3 designed as a microcomputer, the input 3.11 of which is connected to a manually operable switching device 2.
  • the manually operable switching device 2 is designed as a push-button switch, when it is actuated, the input 3.11 of the control device 3 is connected to the positive pole (+) of the vehicle electrical system voltage source, which is also referred to as “plus”.
  • a further circuit arrangement for the closing function can be used for the same control device 3, for which the latter has further inputs and outputs 3.1x or 3.2x in addition to those shown here, to which the corresponding further components are connected .
  • An output 3.21 of control unit 3 is connected to the base connection of a switching transistor 4, whose emitter connection with the negative pole (-) of the vehicle electrical system voltage source, which is also referred to as “ground”, and its collector connection is connected to an input 1 'of the power switching element 1 assigned to the electric motor provided for adjusting the relevant unit.
  • the power switching element 1 is an electromechanical relay, the input side of which is formed by the relay coil.
  • the other input 1 "of the power switching element 1, ie the second connection of the relay coil is connected to plus, ie to the positive pole (+) of the vehicle electrical system voltage source.
  • the normal operation of the circuit arrangement is such that an actuation of the manually operable switching device 2 plus, ie a positive input signal is applied to the input 3.11 of the control device 3, whereupon this likewise outputs a positive output signal to the switching transistor 4 via its output 3.21.
  • the switching transistor 4 switches through and thus energizes the relay coil of the power switching element 1, so that it picks up and causes the associated electric motor to operate in the relevant direction.
  • the situation is different in the case of an emergency operation, which may be necessary, for example, when a vehicle plunges into an especially saline water, for example as a result of an accident, which generally causes the control unit 3 to fail immediately.
  • it must first be ensured that there is no unwanted activation of the power switching element 1. This is done by the switching transistor 6, the collector-emitter path of which is connected in parallel to the inputs 1 ', 1 "of the power switching element 1 and which short-circuits the latter in the switched-on state.
  • the base connection of the transistor 6 must be made by one by two closely connected electrical contacts 8 ', 8 "formed water sensor 8.
  • the contacts 8', 8" can be caused by adjacent surfaces on the Printed circuit board or better still be formed by parallel aligned pins.
  • a design with pins can advantageously be designed so that they are guided to the outside of a housing and thus come into contact with the water before the rest of the circuit arrangement.
  • An intentional activation of the power switching element 1 by actuating the switching device 2 is possible in that it is connected on the one hand directly to the base of the switching transistor 5 and via a diode 7 to the base of the switching transistor 6.

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Abstract

Es wird eine elektrische Schaltungsanordnung zur Beeinflussung eines ausgangsseitig einem zur Verstellung eines in einem Kraftfahrzeug vorhandenen Aggregates vorgesehenen Elektromotor zugeordneten Leistungsschaltorgans vorgeschlagen. Bei einer solchen Schaltungsanordnung ist sicherzustellen, daß bei einem insbesondere durch Eintauchen in Wasser hervorgerufenen Ausfall eines zentralen Steuergeräts noch ein Betrieb des Elektromotors insbesondere in einer bevorzugten, nämlich das Öffnen der betreffenden Fahrzeugöffnung bewirkenden Drehrichtung möglich ist, wobei diese Sicherheitsfunktion auch ohne mechanische Wechselschalter erfüllt werden soll. Dies gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß ein mit seiner Kollektor-Emitter-Strecke in Parallelschaltung zu den Eingängen des Leistungsschaltorgans liegender Schalttransistor vorhanden ist, dessen Basisanschluß einerseits über eine Diode mit der als Tastschalter ausgeführten manuell betätigbaren Schaltvorrichtung und andererseits mit einem durch zwei eng benachbarte elektrische Kontakte gebildeten Wasserfühler verbunden ist.

Description

Elektrische Schaltungsanordnung
Die vorliegende Erfindung geht aus von einer elektrischen Schaltungsanordnung zur Beeinflussung eines ausgangsseitig einem zur Verstellung eines in einem Kraftfahrzeug vorhandenen Aggregates vorgesehenen Elektromotor zugeordneten Leistungsschaltorgans, welches eingangsseitig einerseits mit dem positiven Pol (+) der
Bordnetzspannungsquelle verbunden und andererseits durch eine manuell betätigbare Schaltvorrichtung sowohl mittels eines ersten, über ein elektronisches Steuergerät angesteuerten Schalttransistors, als auch mittels eines zweiten durch die Schaltvorrichtung direkt angesteuerten Schalttransistors mit dem negativen Pol (-) zu verbinden ist.
Derartige Schaltungsanordnungen sind dazu vorgesehen, ein in einem Kraftfahrzeug vorhandenes, elektrisch betriebenes Aggregat - wie z.B. ein Fenster- bzw. Schiebedachverstellsystem - in einer den Anforderungen bzw. den gesetzlichen Vorschriften entsprechenden Art und Weise zu beeinflussen.
Dabei ist es erforderlich, daß bei einem in der Schaltungsanordnung auftretenden Fehler - wie z.B. bei einer elektrischen Überbrückung eines Schaltungsteils - eine sogenannte „Gefahrenöffnung" möglich ist. Diese Gefahrenöffnung ist insbesondere bei in Kraftfahrzeugen vorhandenen, elektromotorisch betriebenen Fenster- und Schiebedachverstellsystemen von besonderer Bedeutung z.B. dann, wenn ein Kraftfahrzeug durch Unachtsamkeit oder einen Unfall in ein Gewässer gerät, das so tief ist, daß ein Ausstieg der Insassen nur durch ein Fenster oder durch das Schiebedach möglich ist. In einem solchen Falle muß gewährleistet sein, daß bei einer z.B. durch Salzwasser hervorgerufenen Überbrückung von Schaltungsteilen noch ein Betrieb des Elektromotors insbesondere in einer bevorzugten, nämlich das öffnen der betreffenden Fahrzeugoffnung bewirkenden Drehrichtung möglich ist.
Eine elektrische Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs ist durch die DE 100 00 530 A1 bekannt geworden. Bei diesem vorbekannten Gegenstand sind als manuell betätigbare Schaltvorrichtungen mechanische Wechselschalter eingesetzt, die ein wahlweises Verbinden ein und desselben Schaltungsknotens mit unterschiedlichen Potentialen ermöglichen. Solche Schalter sind jedoch technisch aufwendig und durch ihre Komplexität auch fehleranfällig.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art derart weiterzubilden, daß die erforderliche Sicherheitsfunktion auch ohne mechanische Wechselschalter erfüllt werden kann.
Dies gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß ein mit seiner Kollektor-Emitter- Strecke in Parallelschaltung zu den Eingängen des Leistungsschaltorgans liegender Schalttransistor vorhanden ist, dessen Basisanschluß einerseits über eine Diode mit der als Tastschalter ausgeführten manuell betätigbaren Schaltvorrichtung und andererseits mit einem durch zwei eng benachbarte elektrische Kontakte gebildeten Wasserfühler verbunden ist.
Besonders vorteilhaft bei einem solchen Aufbau einer elektrischen Schaltungsanordnung ist, daß sie in identischer Form sowohl für die Öffnungsais auch für die Schließfunktion des zu betätigenden Aggregates verwendbar ist, so daß für die komplette Funktion nur eine Duplizierung dieser grundlegenden Schaltungsanordnung erforderlich ist. Weitere besonders günstige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstands sind in den Unteransprüchen angegeben und werden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Da die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, wie bereits erwähnt, in identischer Form sowohl für die Offnungs- als auch für die Schließfunktion des zu betätigenden Aggregates verwendbar ist, ist sie in der Darstellung nur einmal wiedergegeben und wird beispielhaft als für die Öffnungsfunktion eingesetzt beschrieben. Wie aus der Darstellung ersichtlich, umfaßt die Schaltungsanordnung ein als Mikrocomputer ausgeführtes Steuergerät 3, dessen Eingang 3.11 mit einer manuell betätigbaren Schaltvorrichtung 2 verbunden ist. Die manuell betätigbaren Schaltvorrichtung 2 ist dabei als Tastschalter ausgeführt, bei dessen Betätigung der Eingang 3.11 des Steuergeräts 3 mit dem auch als „Plus" bezeichneten positiven Pol (+) der Bordnetzspannungsquelle verbunden wird. Eine weitere Schaltungsanordnung für die Schließfunktion kann durchaus auf das gleiche Steuergerät 3 zurückgreifen, wozu dieses neben den hier dargestellten noch über weitere Ein- und Ausgänge 3.1x bzw. 3.2x verfügt, an denen die entsprechenden weiteren Komponenten angeschlossen sind. Ein Ausgang 3.21 des Steuergeräts 3 ist mit dem Basisanschluß eines Schalttransistors 4 verbunden, dessen Emitteranschluß mit dem auch als „Masse" bezeichneten negativen Pol (-) der Bordnetzspannungsquelle und dessen Kollektoranschluß mit einem Eingang 1 ' des dem zur Verstellung des betreffenden Aggregates vorgesehenen Elektromotor zugeordneten Leistungsschaltorgans 1 verbunden ist. Bei dem Leistungsschaltorgan 1 handelt es sich um ein elektromechanisches Relais, wobei die Eingangsseite desselben durch die Relaisspule gebildet ist. Der andere Eingang 1 " des Leistungsschaltorgans 1 , d.h. der zweite Anschluß der Relaisspule ist mit Plus, d.h. mit dem positiven Pol (+) der Bordnetzspannungsquelle verbunden. Der Normalbetrieb der Schaltungsanordnung sieht so aus, daß über eine Betätigung der manuell betätigbaren Schaltvorrichtung 2 Plus, d.h. ein positives Eingangssignal an den Eingang 3.11 des Steuergerätes 3 angelegt wird, worauf dieses ebenfalls ein positives Ausgangssignal über seinen Ausgang 3.21 an den Schalttransistor 4 abgibt. Der Schalttransistor 4 schaltet durch und bewirkt damit die Bestromung der Relaisspule des Leistungsschaltorgans 1 , so daß dieses anzieht und einen Betrieb des zugeordneten Elektromotors in der betreffenden Richtung bewirkt.
Anders verhält es sich bei einem Notbetrieb, der z.B. dann erforderlich sein kann, wenn ein Fahrzeug etwa durch einen Unfall in ein insbesondere salzhaltiges Gewässer eintaucht, wodurch i.a. ein sofortiges Versagen des Steuergeräts 3 verursacht ist. Zunächst muß in diesem Falle sichergestellt sein, daß keine ungewollte Aktivierung des Leistungsschaltorgans 1 erfolgt. Dies geschieht durch den Schalttransistor 6, dessen Kollektor-Emitter-Strecke in Parallelschaltung zu den Eingängen 1 ', 1 " des Leistungsschaltorgans 1 liegt und der im durchgeschalteten Zustand letzteres kurzschließt. Um dieses Durchschalten zu bewirken ist der Basisanschluß des Transistors 6 mit einem durch zwei eng benachbarte elektrische Kontakte 8', 8" gebildeten Wasserfühler 8 verbunden. Zwischen den Kontakten 8' und 8" bildet sich durch die Leitfähigkeit insbesondere des salzhaltigen Wassers ein Widerstand aus, der zumindest so gering ist, daß ein Durchschalten des Transistors 6 sicher gewährleistet ist. Die Kontakte 8', 8" können durch benachbarte Flächen auf der Leiterplatte oder besser noch durch parallel ausgerichtete Stifte gebildet sein. Eine Ausführung mit Stiften kann dabei vorteilhaft so ausgeführt sein, daß diese auf die Außenseite eines Gehäuses geführt sind und somit noch vor der übrigen Schaltungsanordnung mit dem Wasser in Berührung kommen. Eine absichtliche Aktivierung des Leistungsschaltorgans 1 durch die Betätigung der Schalteinrichtung 2 ist dadurch möglich, daß diese einerseits direkt mit der Basis des Schalttransistors 5 sowie über eine Diode 7 mit mit der Basis des Schalttransistors 6 verbunden ist. Bei einer Betätigung der Schalteinrichtung 2 werden diese beiden mit Plus verbunden, wodurch der in Parallelschaltung zu den Eingängen 1 ', 1 " des Leistungsschaltorgans 1 liegende Transistor 6 gesperrt und der in Reihenschaltung mit dem Leistungsschaltorgan 1 liegende Transistor 5 nach Masse hin durchgeschaltet, so daß die Relaisspule bestromt wird. Der in Reihe mit diesem Transistor 5 liegende weitere Transistor 9 dient lediglich dazu diesen Aktivierungspfad im Normalbetrieb zu unterbinden, indem dieser dann durch das Steuergerät 3 gesperrt wird. Beim Ausfall des Steuergeräts 3 ist der Transistor 9 durch den Pull-Up Widerstand 10 durchgeschaltet und ermöglicht den Stromfluß nach Masse und damit den Notbetrieb. Durch eine Schottky-Diode 11 ist die Basis des im Normalbetrieb die Einschaltung des Relaisspulenstroms bewirkenden Transistors 4 zusätzlich mit dem Kollektoranschluß des Transistors 9 verbunden. Hierdurch ist verhindert, daß eine unbeabsichtigte Schaltung des Transistors 4 durch einen seine Basis möglicherweise nach Plus hin kurzschließenden Wasserwiderstand erfolgen kann.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrische Schaltungsanordnung zur Beeinflussung eines ausgangsseitig einem zur Verstellung eines in einem Kraftfahrzeug vorhandenen Aggregates vorgesehenen Elektromotor zugeordneten Leistungsschaltorgans (1 ), welches eingangsseitig einerseits mit dem positiven Pol (+) der Bordnetzspannungsquelle verbunden und andererseits durch eine manuell betätigbare Schaltvorrichtung (2) sowohl mittels eines ersten, über ein elektronisches Steuergerät (3) angesteuerten Schalttransistors (4) , als auch mittels eines zweiten durch die Schaltvorrichtung (2) direkt angesteuerten Schalttransistors (5) mit dem negativen Pol (-) der Bordnetzspannungsquelle zu verbinden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit seiner Kollektor-Emitter-Strecke in Parallelschaltung zu den Eingängen (1 ', 1 ") des Leistungsschaltorgans (1 ) liegender dritter Schalttransistor (6) vorhanden ist, dessen Basisanschluß einerseits über eine Diode (7) mit der als Tastschalter ausgeführten manuell betätigbaren Schaltvorrichtung (2) und andererseits mit einem durch zwei eng benachbarte elektrische Kontakte (8', 8") gebildeten Wasserfühler (8) verbunden ist.
2. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem durch die Schaltvorrichtung (2) direkt angesteuerten Schalttransistor (5) und dem negativen Pol (-) der Bordnetzspannungsquelle ein weiterer Transistor (9) angeordnet ist, dessen Basisanschluß einerseits über einen Pull-Up-Widerstand (10) mit dem positiven Pol (+) der Bordnetzspannungsquelle verbunden und andererseits durch das Steuergerät (3) mit dem negativen Pol (-) der Bordnetzspannungsquelle verbindbar ist.
3. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Basisanschluß des zur Aktivierung des Leistungsschaltorgans (1 ) über das elektronische Steuergerät (3) vorgesehenen Schalttransistors (4) zusätzlich mit dem Kollektoranschluß des weiteren Transistors (9) verbunden ist.
4. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Leistungsschaltorgan (1 ) als elektromechanisches Relais ausgeführt ist.
5. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Steuergerät (3) ein Mikrocontroller ist.
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