DE19937682C2

DE19937682C2 - Elektrische Schaltungsanordnung

Info

Publication number: DE19937682C2
Application number: DE19937682A
Authority: DE
Inventors: Hans Martin Von Staudt; Christoph Oster
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 1999-08-10
Filing date: 1999-08-10
Publication date: 2002-03-14
Anticipated expiration: 2019-08-11
Also published as: AU6993400A; EP1203386B1; BR0011202A; EP1203386A1; US6828693B2; US20020074858A1; DE19937682A1; JP2003527728A; DE50001994D1; WO2001011643A1; ES2198350T3

Abstract

Es wird eine elektrische Schaltungsanordnung für ein in einem Kraftfahrzeug befindliches, durch eine Steuerstufe zu beeinflussendes elektrisches System vorgeschlagen, wobei auch bei einer Störung der Spannungsversorgung der vorher vorhandene Funktionszustand über einen nahezu beliebig langen Zeitraum dadurch erhalten bleibt, daß der Steuerstufe ein elektronischer Schaltbaustein zugehörig ist, an dem die zumindest eine aus zwei tastend zu betätigenden Schaltelementen bestehende Schaltvorrichtung derart angeschlossen ist, daß über den Schaltbaustein der Ausgang der Steuerstufe und damit der zugeordnete Teil des Systems in Abhängigkeit davon, welches der beiden Schaltelemente betätigt worden ist, in einen der beiden Funktionszustände bringbar ist, der bis zu der erst durch Betätigung des anderen Schaltelementes erfolgenden Umschaltung auch bei Unterbrechung der Versorgungsspannung erhalten bleibt.

Description

Die vorliegende Erfindung geht von einer entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten elektrischen Schaltungsanordnung aus.

Derartige Schaltungsanordnungen sind dafür vorgesehen, um einen bestimmten Funktionszustand eines zwei verschiedene Funktionszustände aufweisenden elektrischen Systems dauerhaft zu erhalten. Dies ist z. B. dadurch möglich, daß dem System zur Initiierung der beiden Funktionszustände eine Leistungs-Schaltvorrichtung direkt zugeordnet wird, die zur Realisierung eines jeden der beiden Funktionszustände jeweils eine von einer Ausgangsstellung aus zu erreichende, rastend ausgeführte Schaltstellung aufweist.

Im Zuge der Weiterentwicklung sind dann die die volle Leistung übertragenden und somit auch dieselbe unterbrechenden Schaltvorrichtungen durch tastend zu betätigende - nur Steuerströme führende - Schaltvorrichtungen, wie z. B. sogenannte Silikonschaltmatten, ersetzt worden, denen dann beispielsweise bistabile Leistungs-Schaltrelais zugeordnet werden.

Solche Ausführungsformen bedingen aber einen recht erheblichen Aufwand sowohl hinsichtlich Material als auch bzgl. Platzbedarf.

Weiterhin ist es bekannt, neben diesen elektromechanischen Lösungen eine elektronische Speicherung des jeweiligen Funktionszustandes vorzunehmen. Hierzu bedient man sich der schon lange bekannten, für die Speicherung eines digitalen Zustandes bestimmten bistabilen Kippstufe (Flip/Flop), die in unterschiedlichen Technologien - wie z. B. CMOS - realisiert werden kann. Allen so aufgebauten elektronischen Funktionsspeicherungen ist die Eigenschaft gemeinsam, daß der gespeicherte Zustand verloren geht, sobald die Versorgungsspannung der Schaltungsanordnung nicht mehr zur Verfügung steht. Das Vorhalten einer Hilfsenergie in Form einer Batterie, eines Akkumulators oder eines hochkapazitiven Kondensators ist wiederum mit erhöhtem Aufwand verbunden und nur bedingt langzeitstabil.

Außerdem ist es z. B. durch die US-PS 4 388 704 bekannt, eine bistabile Kippstufe (Flip/Flop) mit einer Einrichtung zu versehen, durch die der aktuelle digitale Zustand der Kippstufe auch bei einer Unterbrechung der Versorgungsspannung erhalten bleibt.

Eine solche Ausführungsform ist aber nicht ohne weiteres für in Kraftfahrzeugen befindliche, über tastend zu betätigende Schaltvorrichtungen zu beeinflussende elektrische Systeme geeignet.

Darüber hinaus ist es durch das RELAIS LEXIKON, 2. Auflage, Dr. Alfred Hüthig Verlag, Heidelberg 1985, Seiten 62 und 226-242 bekannt, Schaltbausteine mit integrierten als Steuerstufe anzusehenden Schaltkreisen zu kombinieren, so daß auf einfache Weise eine Vielzahl von Schaltaufgaben im Zusammenhang mit einer Leistungsschaltstufe realisierbar ist. Dazu gehört auch eine mit einem herkömmlichen Flip/Flop versehene Schaltungsanordnung, die durch impulsförmige Signale beeinflußbar ist, wobei die impulsförmigen Signale natürlich auch von Tastschaltern hervorgerufen sein können.

Schließlich sind in dem Buch von Tietze, Schenk u. a., Halbleiter- Schaltungstechnik, Springer Verlag 1999 Seiten 751-752 elektrisch löschbare Festwertspeicher, d. h. sogenannte EEPROM's vom Grundsatz her beschrieben.

Aus den beiden letztgenannten Veröffentlichungen ist aber auch in der Zusammenschau ihrer Gegebenheiten kein Hinweis darauf zu entnehmen, ein nicht flüchtiges Flip/Flop aus wenigen EEPROM-Zellen zu realisieren und so auszubilden, d. h., in die Steuerstufe derart zu integrieren, daß das zugehörige System allein über einen Signal-Ausgang der Steuerstufe und somit über lediglich eine elektrische Verbindungsleitung zu beeinflussen ist.

Aufgrund dessen liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine für in Kraftfahrzeugen vorhandene elektrische Systeme geeignete elektrische Schaltungsanordnung mit elektronischer Funktionsspeicherung zu schaffen, bei der auch bei einer externen oder internen Störung - wie Stromausfall oder Leitungsunterbrechung - der vorher vorhandene Funktionszustand über einen nahezu beliebig langen Zeitraum erhalten bleibt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhaft bei einem derartigen Aufbau einer elektrischen Schaltungsanordnung ist, daß dieselbe mit relativ einfach herzustellenden Mitteln realisiert werden kann, wobei diese nur einen recht geringen Platzbedarf haben.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben und werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit vier Steuerstufen

Fig. 2 eine der Steuerstufen der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 mit einer zugehörigen Schaltvorrichtung.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, sind an einem in einem Kraftfahrzeug vorhandenen, beispielsweise als Fenster- bzw. Schiebedach- Verstelleinrichtung ausgebildeten, an der Versorgungsspannung U des Kraftfahrzeug - Bordnetzes liegenden elektrischen System S vier gleich ausgeführte Steuerstufen ST mit jeweils ihrem Ausgang A angeschlossen, die ebenfalls mit der Spannungsversorgung verbunden sind. Jeder Steuerstufe ist wiederum eine zwei voneinander getrennte, tastend zu betätigende Schaltelemente SV1, SV2 aufweisende Schaltvorrichtung SV zugeordnet, über die ein funktional zugehöriges, einen Teil des Systems bildendes System - Aggregat zwischen zwei Funktionszuständen umschaltbar - z. B. ein- und ausschaltbar - ist. Natürlich kann anstelle der beiden Schaltelemente dem Grundsatz nach auch nur ein Schaltelement eingesetzt werden, wobei dann durch wiederholte Betätigungen desselben die Umschaltung zwischen den zwei Funktionszuständen realisierbar ist. Um einen solchen einmal eingenommenen Funktionszustand dauerhaft zu gewährleisten, ist die Steuerstufe mit einem Schaltbaustein SB versehen, der aus einem durch Anwendung der EEPROM-Technik zu einem nicht flüchtigen Gebilde avancierten Flip/Flop besteht.

Dieser bistabile elektronische Schaltbaustein ist in bewährter Prozeßtechnik mit einem SO-8-Gehäuse versehen, von dem der Eingang Vdd über einen Begrenzungswiderstand BW derart an der Versorgungsspannung U liegt, daß im Überspannungsfall die umgesetzte Verlustleistung begrenzt werden kann. Diese Arbeitsspannung wird über interne Schaltmittel SM auf den internen Versorgungseingang Vc geführt, an dem ein zur kurzfristigen Stabilisierung der Arbeitsspannung vorgesehener Stützkondensator C1 einerseits angeschlossen ist, der andererseits sowohl mit dem Masseanschluß GND als auch direkt mit Masse verbunden ist. Der Ausgang OUT des Schaltbausteins ist dann auf den Anschluß A der Steuerstufe ST geführt. Die beiden Anschlüsse L1, L0, die allgemein als SET, RESET Eingänge bezeichnet werden, sind über in ihren Verbindungsleitungen VL1, VL2 befindliche Vorwiderstände VW1, VW2 und denselben zugeordnete Leuchtdioden LD1, LD2 gemeinsam am positiven Pol (+) der Spannungsversorgung angeschlossen, wobei von den im sichtbaren Wellenspektrum arbeitenden Leuchtdioden vorzugsweise die eine Leuchtdiode LD1 Lichtstrahlen im roten Wellenlängenbereich und die andere Leuchtdiode LD2 Lichtstrahlen im grünen Wellenlängenbereich emittiert.

An den beiden Eingängen L1, L0 des Schaltbausteins SB bzw. an die denselben zugeordneten Verbindungsleitungen VL1, VL2 ist dann die Schaltvorrichtung SV mit den beiden tastend zu betätigenden Schaltelementen SV1, SV2 angeschlossen. Damit wird erreicht, daß durch die Betätigung des Schaltelementes SV1 am Ausgang A des Schaltbausteins SB der Zustand "1" hervorgerufen wird, während bei Betätigung des Schaltelementes SV2 am Ausgang A der Zustand "0" generiert wird. Der jeweils eingenommene Zustand wird dann durch die zugehörige Leuchtdiode kenntlich gemacht.

Claims

1. Elektrische Schaltungsanordnung für ein in einem Kraftfahrzeug befindliches, an der Spannungsversorgung des Kraftfahrzeug- Bordnetzes liegendes, durch zumindest eine Steuerstufe zu beeinflussendes elektrisches System, wobei jeder Steuerstufe eine manuell zu betätigende Schaltvorrichtung zugeordnet ist, über die ein zugeordneter Teil des Systems zwischen zwei Funktionszuständen umschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der mit ihrem einzigen Signal-Ausgang (A) über eine elektrische Verbindungsleitung an dem System (S) angeschlossenen Steuerstufe (ST) ein aus EEPROM-Zellen realisierter, ein nicht flüchtiges Flip/Flop repräsentierender elektronischer Schaltbaustein (SB) zugehörig ist, an dem die zumindest eine aus wenigstens einem tastend zu betätigenden Schaltelement (SV1, SV2) bestehende Schaltvorrichtung (SV) derart angeschlossen ist, daß über den Schaltbaustein der Signal- Ausgang (A) der Steuerstufe und damit der zugeordnete Teil des Systems in Abhängigkeit von der Betätigung der Schaltvorrichtung in einen der beiden Funktionszustände bringbar ist, der bis zu der erst durch erneute Betätigung der Schaltvorrichtung erfolgenden Umschaltung auch bei Unterbrechung der Versorgungsspannung (U) erhalten bleibt.

2. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mittels EEPROM-Technik gebildete, nicht flüchtige Flip/Flop als ASIC ausgeführt ist.

3. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden mit dem positiven Pol (+) der Spannungsversorgung (U) des Bordnetzes verbundenen Eingängen (L1, L0) des Schaltbausteins (SB) zwei der Schaltvorrichtung (SV) zugehörige, tastend zu betätigende Schaltelemente (SV1, SV2) jeweils einerseits angeschlossen sind, die jeweils andererseits mit dem auf Masse liegenden negativen Pol (-) der Spannungsversorgung verbunden sind, wobei mit ihrer Aktivierung das eine Schaltelement (SV1) den Zustand "0" und das andere Schaltelement den Zustand "1" am Ausgang (OUT) des Schaltbausteins (SB) und damit auch am Ausgang (A) der Steuerstufe (ST) hervorruft.

4. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die beiden zwischen den Eingängen (L1, L0) des Schaltbausteins (SB) und dem positiven Pol (+) der Spannungsversorgung (U) liegenden Verbindungsleitungen (VL1, VL2) jeweils eine Leuchtdiode (LD1, LD2) über jeweils einen Vorwiderstand (VW1, VW2) eingefügt ist.

5. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leuchtdioden (LD1, LD2) sichtbare Strahlen mit unterschiedlicher Wellenlänge abgeben.

6. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Leuchtdioden (LD1) Strahlen im roten Wellenlängenbereich und die andere Leuchtdiode (LD2) Strahlen im grünen Wellenlängenbereich abgibt.

7. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der positive Pol (+) der Spannungsversorgung mit dem externen Versorgungseingang (Vdd) des Schaltbausteins (SB) über einen im Überspannungsfall die umgesetzte Verlustleistung limitierenden Begrenzungswiderstand (BW) verbunden ist.

8. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der externe Versorgungseingang (Vdd) des Schaltbausteins (SB) über eine integrierte, als Verpolungsschutz dienende Diode (D) mit dem zugeordneten internen Versorgungseingang (Vdd*) verbunden ist.

9. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsspannung durch einen einerseits dem internen Versorgungseingang (Vc) und andererseits an dem mit Masse verbundenen Masseanschluß (GND) angeschlossenen Stützkondensator (C1) stabilisiert ist.