EP1713997B1 - Elektrische schaltungsanordnung - Google Patents

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EP1713997B1
EP1713997B1 EP20050701384 EP05701384A EP1713997B1 EP 1713997 B1 EP1713997 B1 EP 1713997B1 EP 20050701384 EP20050701384 EP 20050701384 EP 05701384 A EP05701384 A EP 05701384A EP 1713997 B1 EP1713997 B1 EP 1713997B1
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transistor
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hand
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electrical circuit
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Hartmut Paschen
Michael Kassner
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Leopold Kostal GmbH and Co KG
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Leopold Kostal GmbH and Co KG
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    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/60—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators
    • E05F15/603—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors
    • E05F15/665—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for vertically-sliding wings
    • E05F15/689—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for vertically-sliding wings specially adapted for vehicle windows
    • E05F15/695—Control circuits therefor
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    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2201/00—Constructional elements; Accessories therefor
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    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/53—Type of wing
    • E05Y2900/55—Windows

Definitions

  • the present invention is based on an electrical circuit arrangement for influencing a power switching element assigned on the output side to an electric motor provided in a motor vehicle, which on the input side is connected to the positive pole (+) of the vehicle electrical system voltage source on the one hand and by a manually operable switching device both by means of a first, controlled via an electronic control device switching transistor, as well as by means of a second directly controlled by the switching device switching transistor to the negative pole (-) is to be connected.
  • Such circuitry is intended to provide an electrically powered aggregate, such as a motor vehicle, in a motor vehicle. a window or Schiebedachverstellsystem - to influence in a way that meets the requirements and legal requirements.
  • An electrical circuit arrangement according to the preamble of the main claim is characterized by the DE 100 00 530 A1 known.
  • mechanical changeover switches are used, which allow an optional connection one and the same circuit node with different potentials.
  • switches are technically complex and error-prone due to their complexity.
  • the present invention has the object, an electrical circuit of the type mentioned in such a way that the required safety function can be met without mechanical changeover switch.
  • the circuit arrangement comprises a microcomputer designed as a control unit 3, the input 3.11 is connected to a manually operable switching device 2.
  • the manually operable switching device 2 is designed as a push-button switch, upon actuation of which the input 3.11 of the control device 3 is connected to the positive pole (+) of the vehicle electrical system voltage source, also referred to as "plus".
  • a further circuit arrangement for the closing function can certainly fall back on the same control unit 3, to which this in addition to the one shown here still further inputs and outputs 3.1 x or 3.2x has, where the corresponding other components are connected.
  • An output 3.21 of the control unit 3 is connected to the base terminal of a switching transistor 4, whose emitter terminal with the also referred to as "ground" negative pole (-) of the board supply voltage source and its collector terminal with an input 1 'of the provided for adjusting the unit in question associated electric motor Power switching element 1 is connected.
  • the power switching device 1 is an electromechanical relay, the input side thereof being formed by the relay coil.
  • the other input 1 "of the power switching device 1, that is, the second terminal of the relay coil is connected to positive, ie to the positive pole (+) of the vehicle electrical system voltage source.
  • the normal operation of the circuit arrangement is such that via actuation of the manually operable switching device 2 plus, i. a positive input signal is applied to the input 3.11 of the control unit 3, whereupon this also outputs a positive output signal via its output 3.21 to the switching transistor 4.
  • the switching transistor 4 turns on and thus causes the energization of the relay coil of the power switching element 1, so that this attracts and causes operation of the associated electric motor in the relevant direction.
  • the situation is different with an emergency operation, which may be necessary, for example, when a vehicle is immersed in an especially salty water, for example due to an accident, as a result of which ia an immediate failure of the control unit 3 is caused.
  • an emergency operation which may be necessary, for example, when a vehicle is immersed in an especially salty water, for example due to an accident, as a result of which ia an immediate failure of the control unit 3 is caused.
  • the contacts 8 'and 8 " is formed by the conductivity in particular of the saline water, a resistance which is at least so low that a turn-on of the transistor 6 is reliably ensured.
  • the contacts 8', 8" can by adjacent surfaces on the Printed circuit board or better still be formed by parallel aligned pins.
  • An embodiment with pins can advantageously be designed so that they are guided on the outside of a housing and thus come into contact with the water before the other circuitry.
  • the transistor 9 When the control unit 3 fails, the transistor 9 is activated by the pull-up By means of a Schottky diode 11, the base of the transistor 4 which effects the switching on of the relay coil current in normal operation is additionally connected to the collector terminal of the transistor 9. This prevents inadvertent switching of the Transisto rs 4 can be done by its base possibly short-circuiting water resistance to plus.

Landscapes

  • Control Of Direct Current Motors (AREA)
  • Window Of Vehicle (AREA)
  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)

Description

  • 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 Fahrzeugöffnung 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 Öffnungsals 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 Öffnungs- 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 3.1 x 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 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 (5)

  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.
EP20050701384 2004-02-14 2005-02-09 Elektrische schaltungsanordnung Not-in-force EP1713997B1 (de)

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DE (2) DE102004007328A1 (de)
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