DE19536196C1 - Schaltungsanordnung zur Steuerung von Verbrauchern - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Üblicherweise sind insbesondere auf dem Gebiet der Kraftfahr­ zeugtechnik einzelne Schalter zum Schalten von Verbrauchern über Leitungen mit einem Verteiler verbunden, der in einem Gehäuse untergebracht ist. Die Funktionsfähigkeit eines Schalters ist auf Dauer nur gewährleistet, wenn der zu schal­ tende Strom über einem Mindeststrom liegt, der durch die Bauart des Schalters bestimmt ist. Dieser Mindeststrom wird mitunter durch den Verbraucher nicht erreicht. In solchen Fällen muß der Mindeststrom je Stromkreis durch eine Hilfs­ last sichergestellt werden. Die Hilfslasten aller Stromkreise werden in einem Verteilergehäuse untergebracht, um die Verka­ belung im Kraftfahrzeug dennoch übersichtlich zu gestalten. Nachteilig ist dabei jedoch die durch die Hilfslasten erzeug­ te große Erwärmung sowie der zusätzliche Schaltungsaufwand.

Besonders kritisch ist die Situation, wenn mit einem solchen Schalter nur ein (sehr niedriger) Signalstrom geschaltet wird, durch den ein elektronischer Schalter für den (größe­ ren) Verbraucherstrom gesteuert wird.

Bei einer bekannten Schaltungsanordnung (DE 28 56 629 A1) zum Steuern von Verbrauchern - abhängig von der Schaltstellung zugeordneter Schalter - sind die Schalter über einen Hilfs­ schalter an eine Stromquelle angeschlossen. Der Hilfsschalter zur Ermittlung der Schaltstellung jedes Schalters ist von ei­ ner Steuereinheit in eine Schließstellung steuerbar.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung be­ reitzustellen, mit der Hilfslasten vermieden werden können.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch den Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteran­ sprüchen gekennzeichnet.

Durch die Erfindung wird ein hauptsächlich für andere Funk­ tionen vorgesehener Mikroprozessor dazu benutzt, die Schalt­ stellung jedes Schalters über einen zugeordneten Hilfsschal­ ter nacheinander abzutasten, dazu den jeweils notwendigen Mindeststrom über jeden Schalter zu leiten und bei entspre­ chender Schaltstellung des Schalters den zugeordneten Ver­ braucher zu schalten. Die Höhe des Mindeststroms kann dabei durch das Verhältnis der jeweiligen Einschaltdauer zur Pau­ sen-/Periodendauer festgelegt sein. Besonders vorteilhaft ist es, die Höhe des Mindeststroms je Schalter vorher abzuspei­ chern und im Betrieb abzufragen und entsprechend einzustel­ len. In diesem Fall kann man auf eine Sicherung je Stromkreis verzichten. Der jeweils nötige Mindeststrom kann von einer steuerbaren Stromquelle geliefert werden, die beispielsweise vom Mikroprozessor über einen A/D-Wandler angesteuert wird.

Die Erfindung wird nun anhand von zwei Figuren näher erläu­ tert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung zur Erklärung des durch die Erfindung zu lösenden Problems, und

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung, mit der Hilfslastwiderstände vermieden werden können.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 zeigt mehrere Schalter S1, S2, S3, S4, deren beweglicher Kontakt über jeweils eine Sicherung (Si1 . . . Si5) mit dem Pluspol B einer Spannungsquelle verbunden. Der Schalter S5 schaltet im geschlossenen Zustand einen Verbraucher V5, der mit Masse verbunden ist und der einen derartigen Innenwiderstand hat, daß der für den Schalter 55 erforderliche Mindeststrom fließen kann.

Die anderen Schalter S1 bis S4 sind jeweils mit einem zuge­ ordneten Hilfslastwiderstand R1 bis R4 und einer Sicherung Si1 . . . Si4 in Reihe geschaltet, wodurch der erforderliche Mindeststrom für jeden Schalter bestimmt ist. Diese Hilfs­ lastwiderstände sind üblicherweise aus Übersichtlichkeits­ gründen in der Verteilerbox Bx untergebracht und erzeugen aufgrund des über sie fließenden Mindeststroms Wärme, durch die der Innenraum der Verteilerbox unnötig aufgeheizt wird.

Der bewegliche Kontakt eines Schalters ist mit einem Multi­ plexer MP verbunden, der in bestimmten Zeitintervallen die jeweilige Schaltstellung jedes Schalters ermittelt und diese einem Mikroprozessor µP zuleitet, der dann ein entsprechendes Signal zur Ansteuerung eines dem jeweiligen Schalter zugeord­ neten Verbrauchers R1, R2, R3, R4 abgibt.

Durch die in Fig. 2 gezeigte Schaltungsanordnung können die für den Schalter S1 bis S4 notwendigen Hilfslastwiderstände vermieden werden.

Gemäß Fig. 2 sind wiederum Schalter S1 bis S4 vorgesehen, durch welche zugeordnete Verbraucher geschaltet werden sol­ len. Der feste Teil eines jeden Schalters ist mit Masse verbunden, während der bewegliche Teil mit jeweils dem festen Teil eines Hilfsschalters HS1 bis HS4 verbunden ist. Der bewegliche Teil eines jeden Hilfsschalters ist über eine steuerbare Stromquelle Q mit dem Pluspol einer Batterie B verbunden. Außerdem ist wieder ein Mikroprozessor µP vorgese­ hen, der über eine Ansteuerleitung k einen Multiplexer MP ansteuert, der in bestimmten Zeitabständen die einzelnen Hilfsschalter HS1 bis HS4 ansteuert und diese schließt. Zwischen dem Mikroprozessor und der Leitung zwischen Strom­ quelle Q und dem beweglichen Kontakt der Hilfsschalter ist ein Schmittrigger ST geschaltet, der das Potential dieses Punktes abtastet und an den Mikroprozessor meldet.

Ist nun ein Schalter, beispielsweise S3, geschlossen und der Kontakt des betreffenden Hilfsschalters HS3 ebenfalls, sinkt das Potential am Eingang des Schmittriggers von einem hohen Pegel auf Masse. Dies wird dann am Eingang m des Mikroprozes­ sors erkannt. Der Mikroprozessor gibt dann einen entsprechen­ den Befehl an eine Ausgabeeinheit aus, die, wie in Fig. 2 angedeutet, einen Transistor T so ansteuert, daß ein Strom über einen Vorwiderstand Rv und einen Verbraucher V1 fließt.

Bei der Schaltungsanordnung ist außerdem ein A/D-Wandler vorgesehen, der mit einem weiteren Ausgang des Mikroprozes­ sors verbunden ist und mit der Stromquelle Q in Verbindung steht. Über diesen Wandler stellt der Mikroprozessor die Stromquelle auf den Mindeststrom, der für den gerade abgeta­ steten Schalter nötig ist.

Wird auf den A/D-Wandler verzichtet, so kann durch Ändern der Abtastzeiten bzw. des Tastverhältnisses die Größe des Min­ deststroms über den betreffenden Hilfsschalter und den Schaltkontakt beeinflußt werden.

Durch die Erfindung werden die Hilfslastwiderstände somit vermieden. Es wird aufgrund der Ansteuerung der Stromquelle vom Mikroprozessor immer nur der für den jeweiligen Schalter erforderlichen Mindeststrom eingestellt. Daher können auch die ansonsten bei Hilfslasten erforderlichen Sicherungen entfallen. Eine Erwärmung der Verteilerbox bzw. ein unnötiger Stromverbrauch wird daher vermieden.

Claims (6)

1. Schaltungsanordnung zur Steuerung von Verbrauchern abhängig von der Schaltstellung zugeordneter Schalter, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (S1, S2, S3, S4) über jeweils einen Hilfsschalter (HS1, HS2, HS3, HS4) an eine Stromquelle (Q) angeschlossen sind, die einen jeweils erforderlichen Mindeststrom liefert, und daß die Hilfsschalter (HS1, MS2, HS3, HS4) zur Ermittlung der Schaltstellung jedes Schalters (S1, S2, S3, S4) von einer Steuereinheit (µP) in eine Schließstellung steuerbar sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (µP) einen Mikroprozessor, eine Abtasteinrichtung (ST) und einen Multiplexer (MP) aufweist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mindeststrom für jeden Schalter (S1, S2, S3, S4) individuell einstellbar ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtasten durch Schließen der einzelnen Hilfsschalter (HS1, HS2, HS3, HS4) über den Multiplexers (MP) vorgenommen wird.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Tastverhältnis jedes Hilfsschalters (HS1, HS2, HS3, HS4) einstellbar ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (Q) durch den Mikroprozessor (µP) auf den Mindeststrom eingestellt wird, der zu dem jeweils abgetasteten Schalter (S1, S2, S3, S4) gehört.