DE19715129C1 - Schaltungsanordnung zur unabhängigen Ansteuerung zweier Verbraucher über eine Leitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur unab­ hängigen Ansteuerung zweier Verbraucher über eine Signallei­ tung gemäß dem Patentanspruch.

Allgemein stellt sich oft die Aufgabe, von einem Steuerge­ rät aus zwei räumlich getrennte Verbraucher anzusteuern. Das Steuergerät liefert ein hochpegeliges oder niederpegeliges Signal und abhängig davon sollen die Verbraucher jeweils für sich ein- und ausgeschaltet werden. Zur Übertragung der Ein- und Ausschaltsignale vom Steuergerät zu den Verbrauchern sind in der Regel mehrere Leitungen erforderlich.

Bei einer bekannten Schaltungsanordnung (DE 24 58 804 C2) werden mindestens zwei Verbraucher über eine Steuerleitung unabhängig angesteuert. Dies geschieht mit einem Steuergerät mit mindestens zwei Schaltstellungen, mit denen ein verschie­ denpegeliges Steuersignal zum Ein- und Ausschalten der Ver­ braucher erzeugbar ist. Mit dem Steuergerät ist über eine Si­ gnalschaltung der Spannungspegel der Steuerleitung auf drei unterschiedliche diskrete Werte schaltbar. Jeder Verbraucher ist von einem Eingangstransistor ansteuerbar, dessen Basis an die Steuerleitung angeschlossen ist und dessen Basis durch Emitterspannung von je einer Begrenzerdiode bestimmt ist, die an die Steuerleitung angeschlossen ist und deren Durchbruch­ spannung im Hinblick auf die Spannungspegel auf der Steuer­ leitung bemessen ist, so daß die einzelnen Verbraucher gege­ benenfalls nach Decodierung der Ausgangszustände bedient wer­ den können.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Schaltungsanordnung zu entwickeln, mit der es möglich ist, die beiden Verbraucher über eine einzige Signalleitung mit dem Steuergerät zu verbinden, über die die Verbraucher unabhängig voneinander angesteuert werden.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der genannten Aufgabe mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteil­ hafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß besteht die Schaltungsanordnung aus zwei Teilschaltungen, von denen die eine als Schnittstelle zwi­ schen der Signalleitung und dem Steuergerät dient und drei diskrete Spannungspegel erzeugt, die über die Signalleitung übertragen werden, während die andere Teilschaltung verbrau­ cherseitig vorgesehen ist und die übertragenen Signalpegel auswertet und damit selektiv die Verbraucher aktiviert. Es ist auf diese Weise möglich, über eine einzelne Signalleitung beide Verbraucher auszuschalten oder beide Verbraucher einzu­ schalten oder jeweils einen der Verbraucher einzuschalten, während der andere ausgeschaltet bleibt.

Ein bevorzugter Anwendungsfall, der aber nicht einschrän­ kend aufgefaßt werden soll, ist die Fernbedienung einer Tür­ verriegelungsanlage bei Kraftfahrzeugen. In diesem Fall sind die Verbraucher als Rückmeldelampen ausgebildet, die bei Auf­ leuchten in der Farbe Grün oder Rot Aufschluß darüber geben, ob die Türen eines Kraftfahrzeuges verriegelt oder unverrie­ gelt sind. Beim Aufleuchten beider Rückmeldelampen kann eine weitere Funktion vom Steuergerät übertragen werden, bei­ spielsweise kann damit angezeigt werden, daß die für die Fernbedienung erforderliche Batterie zur Stromversorgung aus­ gewechselt werden sollte.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an­ hand der einzigen Figur der Zeichnung näher erläutert, in der eine Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung dargestellt ist.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind ein Steuerge­ rät 6 und eine räumlich getrennte Anzeigeeinheit 7 über eine einzige Signalleitung 8 miteinander verbunden. Das Steuerge­ rät 6 besitzt zwei Ausgangsleitungen RM1 und RM2, an denen zur Ansteuerung der Anzeigeeinheit 7 jeweils ein hochpegeli­ ges oder niederpegeliges Signal ansteht. In der Anzeigeein­ heit 7 sind zwei Verbraucher 10 und 20 vorhanden, die abhän­ gig von den an den Ausgangsleitungen RM1 und RM2 anstehenden Signalpegeln ein- bzw. ausgeschaltet werden sollen.

Hierzu ist die Steuerleitung 8 an die Ausgangsleitungen RM1 und RM2 des Steuergeräts 6 über eine Signalschaltung 9 ange­ schlossen. Diese besteht aus zwei seriell geschalteten Tran­ sistoren T10 und T20. Der Emitter des Transistors T20 vom PNP-Typ ist an eine Gleichspannungsquelle VCC und der Emitter des Transistors T10 vom NPN-Typ an Masse angeschlossen. Die Kollektoren beider Transistoren sind über die Widerstände R10 und R20 miteinander verbunden, und am gemeinsamen Anschluß der beiden Widerstände liegt die Steuerleitung 8. Die hoch- bzw. niederpegeligen Signale auf den Ausgangsleitungen RM1 und RM2 steuern die Transistoren T10 und T20 in den Sperrzu­ stand bzw. in den Durchlaßzustand. Der Transistor T20 wird aktiviert, wenn RM2 niederpeglig ist und der Transistor T10 wird aktiviert, wenn RM1 hochpegelig ist, bzw. umgekehrt. Da­ mit lassen sich unterschiedliche, diskrete Spannungspegel an der Steuerleitung 8 erzeugen, wie noch erläutert wird.

In der Anzeigeeinheit 7 ist die Steuerleitung 8 an Ein­ gangsschaltungen 11 und 21 angeschlossen, die jeweils zu ei­ nem Verbraucher 10, 20 gehören. Die Schaltung 11 weist einen Transistor T11 auf, dessen Emitter an die Gleichspannungs­ quelle VCC und dessen Kollektor über einen Kondensator C10 mit Masse verbunden ist. Die Basis des Transistors T11 liegt über einen Widerstand R11 und eine Begrenzerdiode Z10 an der Steuerleitung 8. Emitter und Basis sind über einen Überbrüc­ kungswiderstand R12 miteinander verbunden.

Der Verbraucher 10 wird von einem Treibertransistor T12 geschaltet, dessen Basis über einen Widerstand R13 an den Kollektor des Transistors C11 und über einen Widerstand R14 an Masse und den Emitter des Treibertransistors T12 ange­ schlossen ist. Ferner ist der Verbraucher 10 mit der Gleich­ spannungsquelle VCC verbunden.

Die Schaltung 21 für den Verbraucher 20 besteht ebenfalls aus einem Transistor T21, einem Kondensator C20, einer Be­ grenzungsdiode Z20; einem Widerstand R22 und einem Überbrüc­ kungswiderstand R21. Der Unterschied zur bereits geschilder­ ten Schaltung 11 besteht lediglich darin, daß der Emitter des Transistors T21 sowie der Überbrückungswiderstand R21 nicht an die Spannungsquelle VCC, sondern vielmehr an die Steuer­ leitung 8 angeschlossen sind, während die Begrenzerdiode Z20 an Masse und nicht an der Steuerleitung 8 liegt.

Ferner ist für den Verbraucher 20 ein Treibertransistor T22 vorgesehen, dessen Basis wiederum mit dem Kollektor des Transistors T21 verbunden ist, wie bereits anhand der Schal­ tung 11 erläutert worden ist.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Schaltungsanord­ nung erläutert, wonach über die Steuerleitung 8 die beiden Verbraucher 10 und 20 von dem zentralen Steuergerät 6 aus an­ gesteuert werden. Erfindungsgemäß lassen sich damit folgende Schaltzustände der Verbraucher 10 und 20 einstellen:

• a) beide Verbraucher AUS;
• b) Verbraucher 10 EIN;
• c) Verbraucher 20 EIN;
• d) beide Verbraucher EIN.

Zu a). Sind die Signale auf den Ausgangsleitungen RM1 und RM2 des Steuergeräts 6 niederpegelig und damit inaktiv, so sind die beiden Transistoren T10 und T20 gesperrt. Damit be­ findet sich die Steuerleitung 8 im Zustand "Tristate", d. h. der Signalpegel auf der Steuerleitung 8 liegt auf einem mitt­ leren Wert zwischen der Spannung der Gleichspannungsquelle VCC, die beispielsweise 5 V betragen kann und dem Massean­ schluß der Gleichspannungsquelle, die mit 0 V angenommen wird. Der mittlere Spannungswert hängt dabei von der Dimen­ sionierung der Widerstände R25 und R26 ab. Sind beide Wider­ stände R25 und R26 gleich groß, so stellt sich beispielsweise 2,5 V ein.

Bei diesem Spannungspegel sind die beiden Eingangstransi­ storen T11 und T21 in der Anzeigeeinheit 7 ebenfalls ge­ sperrt, da deren Basis-Emitter-Strecken wegen der zwischen Basis des Transistors T11 und der Steuerleitung 8 liegenden Begrenzerdiode Z10 und wegen der der zwischen Masse und Steu­ erleitung vorgesehenen Begrenzerdiode Z20 für die Basis des Transistors T21 nicht durchschalten können. Voraussetzung hierfür ist, daß die Durchbruchsspannung der Begrenzerdioden unterhalb der Spannung der Gleichspannungsquelle liegt. Wenn beispielsweise die Gleichspannung VCC gleich 5 V beträgt, so wird die Durchbruchsspannung der Begrenzerdioden Z10 und Z20 zu 3 V gewählt. Da die Tristate-Spannung auf der Steuerlei­ tung 8 geringer ist als die Durchbruchsspannung der Be­ grenzerdioden, bleiben die Transistoren T11 und T21 gesperrt. Damit sind auch die Treibertransistoren T12 und T22 gesperrt, da diese nicht angesteuert werden. Beide Verbraucher sind ausgeschaltet.

Zu b). Wird das Steuersignal RM1 aktiviert, also hochpege­ lig, so schaltet der Transistor T10 durch. Da das Signal auf der Ausgangsleitung RM2 gleichzeitig hochpegelig (inaktiv) ist, so liegt über R10 ein Potential von annähernd 0 V an der Steuerleitung 8. Diese hat damit den Zustand "low active". Der Potentialunterschied zwischen der Steuerleitung 8 und der Spannung der Gleichspannungsquelle VCC reicht nun aus, um über die Begrenzerdiode Z10 den Eingangstransistor T11 in der Anzeigeeinheit 7 durchzusteuern. Dann wird über T11 wiederum der Treibertransistor T12 aktiviert und damit der Verbraucher 10 eingeschaltet. Ferner wird der Kondensator C10 geladen.

Sobald im Steuergerät 6 das Signal auf der Ausgangsleitung RM1 niederpegelig geschaltet wird, so sperren die Transisto­ ren T10 und T11 sofort. Da der Kondensator C10 in der Ein­ gangsschaltung 11 vorgesehen ist, bleiben der Treibertransi­ stor T12 und damit auch der Verbraucher 10 solange einge­ schaltet, bis der Kondensator C10 sich über die Widerstände R13 und R14 soweit entladen hat, daß der Spannungsabfall am Widerstand R14 nicht mehr ausreicht, um die Basis-Emitter- Strecke des Treibertransistors T12 durchzusteuern. Der Ver­ braucher 10 bleibt also während der Entladezeit des Kondensa­ tors C10 aktiv, d. h. ist der Verbraucher eine Lampe, so leuchtet diese nach.

Zu c). Wird nun andererseits das Steuersignal auf der Aus­ gangsleitung RM2 niederpegelig (aktiv) geschaltet, so schal­ tet der Transistor T20 durch. Ist das Signal auf RM1 gleich­ zeitig niederpegelig, so liegt über dem Widerstand R20 die Spannung der Gleichspannungsquelle VCC an der Steuerleitung 8 und diese hat damit den Zustand "High active". Der Potentia­ lunterschied zwischen der Steuerleitung 8 und der Gleichspan­ nungsquelle reicht nun aus, um über die Begrenzerdiode Z20 den Eingangstransistor T21 in der Anzeigeeinheit 7 durchzu­ steuern. Damit wird wiederum der Treibertransistor T22 für den Verbraucher 20 aktiviert und der Kondensator C20 geladen. In diesem Zustand ist der Verbraucher 20 eingeschaltet und der Verbraucher 10 ausgeschaltet.

Wird das Signal auf der Leitung RM2 wieder niederpegelig, so sperren die Transistoren T20 und T21 sofort. Der Verbrau­ cher 20 bleibt jedoch solange eingeschaltet, bis der Konden­ sator C20 sich über die Widerstände R23 und R24 soweit entla­ den hat, daß der Spannungsabfall am Widerstand R24 nicht mehr ausreicht, um die Basis-Emitter-Strecke des Treibertransi­ stors T22 durchzusteuern. Ist der Verbraucher 20 eine Lampe, so leuchtet diese für den Entladezeit des Kondensators C20 nach.

Zu d). Werden die Steuersignale auf den Ausgangsleitungen RM1 und RM2 des Steuergeräts in der unter b) und c) beschrie­ benen Weise abwechseln hochpegelig und niederpegelig geschal­ tet, und ist dabei die Dauer der Steuersignale jeweils kürzer als die Entladezeiten der Kondensatoren C10 und C20, also die Zeit bis zum Abschalten der Verbraucher 10 und 20, so bleiben beide Verbraucher 10 und 20 permanent eingeschaltet. Die Steuerleitung 8 hat dabei den Zustand "Frequenz".

Wie bereits eingangs erwähnt, läßt sich die beschriebene Schaltungsanordnung mit besonderem Vorteil bei Fernbedie­ nungsschaltungen von Türverriegelungsanlagen in Kraftfahrzeu­ gen einsetzen, bei denen eine rote Rückmeldelampe den verrie­ gelten Zustand und eine grüne Rückmeldelampe den unverriegel­ ten Zustand der Türen meldet. Dabei sind die Rückmeldelampen mit den zugehörigen Schaltungen 11 und 21 im Fahrzeug an ei­ ner gut sichtbaren Stelle untergebracht und über die einzige Steuerleitung 8 mit dem räumlich getrennten Steuergerät 6 verbunden, das von einem Sender angesteuert wird. Sinnvoll ist der Einsatz der Schaltungsanordnung vor allem dann, wenn in der ausgelagerten Einheit auch andere Funktionsteile un­ tergebracht sind, die bereits die Versorgungsspannung und Masseanbindung zur Verfügung stellen, z. B. eine Infrarot- Empfangseinheit. Der Schaltzustand, wonach beide Lampen ein­ geschaltet sind, läßt sich mit Vorteil für eine Servicefunk­ tion verwenden, beispielsweise zur Signalisierung, daß die in der Sendeeinheit der Fernbedienung erforderliche Batterie er­ schöpft ist und ausgewechselt werden sollte.

Claims (6)

1. Schaltungsanordnung zur unabhängigen Ansteuerung zweier Verbraucher über eine Steuerleitung,

• 1. insbesondere zweier Rückmeldelampen bei einer Fernbedienung von Türverriegelungsanlagen in Kraftfahrzeugen,
• 2. mit einem Steuergerät (6) mit zwei Ausgangsleitungen (RM1, RM2), auf denen jeweils ein niederpegeliges oder hochpegeli­ ges Steuersignal zum Ein- und Ausschalten der Verbraucher an­ steht,
• 3. wobei die Steuerleitung (8) an die Ausgangsleitungen (RM1, RM2) des Steuergeräts (6) über eine Signalschaltung (9) ange­ schlossen ist,
• 4. welche Signalschaltung (9) aus zwei in Serie geschalteten Transistoren (T10, T20) besteht, die Verbindung zwischen den beiden Transistoren mit der Signalleitung (8) verbunden ist und die Basis jedes Transistors an eine Ausgangsleitung (RM1, RM2) des Steuergeräts angeschlossen ist, so daß der Span­ nungspegel der Steuerleitung (8) auf drei unterschiedliche diskrete Werte schaltbar ist, und zwar im inaktiven Zustand beider Ausgangsleitungen (RM1, RM2) an der Steuerleitung (8) eine mittlere Spannung ansteht und im aktiven Zustand der ei­ nen und inaktiven Zustand der anderen Ausgangsleitung an der Steuerleitung entweder die Spannung der Gleichspannungsquelle oder Massespannung ansteht
• 5. und jeder Verbraucher (10, 20) von einem Eingangstransistor (T11, T21) ansteuerbar ist, dessen Basis-Emitter-Spannung von je einer Begrenzerdiode (Z10, Z20) bestimmt ist, wobei der Emitter des ersten Eingangstransistors (T11) an eine Gleich­ spannungsquelle und die Basis über eine erste Begrenzerdiode (Z10) an die Steuerleitung (8) angeschlossen ist und der Emitter des zweiten Eingangstransistors (T21) an die Steuer­ leitung und dessen Basis über eine zweite Begrenzerdiode (Z20) an Masse angeschlossen ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ansteuerleitung jedes einem Verbrauch schaltenden Treibertransistors (T12, T22) einen Kondensator (C10, C20) aufweist, der die Einschaltdauer der Verbraucher nach Abschalten des hochpege­ ligen Signals am Steuergerät (6) verlängert.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an den Ausgangsleitungen (RM1, RM2) des Steuer­ geräts (6) die Steuersignale im Wechsel zwischen hochpegelig und niederpegelig mit einer Frequenz umgeschaltet werden, bei der die Ansteuerzeiten zum Einschalten der Verbraucher (10, 20) kürzer sind als die über die Kondensatoren (C10, C20) verlängerte Einschaltdauer der Verbraucher, wobei beide Ver­ braucher dauernd eingeschaltet sind.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß verbraucherseitig der Emitter des ersten Eingangstransistors (T11) an eine Gleichspannungsquel­ le und die Basis über die Begrenzerdiode (Z10) an die Steuer­ leitung (8) angeschlossen ist und der Emitter des zweiten Eingangstransistors (T21) an die Steuerleitung und dessen Ba­ sis über die Begrenzerdiode (Z20) an Masse angeschlossen ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Begrenzerdioden (Z10, Z20) jeweils über ei­ nen Überbrückungswiderstand (R12, R21) mit der Gleichspan­ nungsquelle und Masse verbunden sind.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbraucher als Rückmeldelam­ pen ausgeführt sind.