DE3736272C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Rücksetzimpulses für einen Mikroprozessor in einer mikroprozessorgesteuerten Schaltung in Kraftfahrzeugen, bei der ein Spannungssprung an einem Schalter für die Erzeugung eines Rücksetzimpulses ausgewertet wird.

Aus der DE 36 03 082 A1 ist eine Schaltungsanordnung eingangs genannter Art zum Rücksetzen von Recheneinrichtungen, insbesondere von Mikroprozessoren gesteuerten Einrichtungen zur Kraftstoffdosierung oder Einspritzung, zur Zündzeitpunkteinstellung und dergleichen, bekannt, bei der unabhängig von der an der Recheneinrichtung durch einen Selbsthaltekreis noch anliegenden Versorgungsspannung die Änderung des Schaltzustandes des Zündschloßschalters des Kraftfahrzeugs bei dessen Wiederstart durch eine integrierende Differenzierung ausgewertet und einem Vergleicher zugeführt wird, an dessen Ausgang ein Reset- Impuls beim Wiederstart anliegt. Die bekannte Schaltung erfüllt dabei die Aufgabe, in einem solchen mikrocomputergesteuerten (Einspritz)System, welches seine Spannungsversorgung selbst etwa über ein Relais abzuschalten hat, dafür zu sorgen, daß bei auftretenden Fehlfunktionen beliebiger Art oder beliebiger Ursache sicher resetiert werden kann. Die bekannte Schaltung ist relativ aufwendig. Sie benötigt einen steuerbaren Ladestromkreis für einen Kondensator, der ständig an einer Spannungsquelle anliegt, weiterhin eine Komparatorschaltung, in der ein in Abhängigkeit von den Stromflanken erzeugter Impuls mit einer Referenzspannung verglichen wird.

Im vermehrten Umfang werden auch in Kraftfahrzeugen mikroprozessorgesteuerte Schaltungen für Funktionssteuerung verschiedenster Art eingesetzt, z. B. als Bordcomputer, als Steuer- und Regelschaltung für die Innenraumheizung usw. Mikroprozessorschaltungen haben bekanntlich den Nachteil, daß nur dann eine fehlerfreie Funktion gewährleistet ist, wenn die Möglichkeit besteht, einen kontrollierten Programmablauf sicherzustellen. So weisen fast alle Computer, die mit Mikroprozessoren ausgestattet sind, einen sog. Rücksetzsteuereingang (Reseteingang) auf, über den es möglich ist, den Programmablauf zur Aktivierung des Computers kontrolliert neu zu starten. Zu diesem Zweck wird über einen Tastschalter kurzzeitig ein Impuls an den Rücksetzeingang des Mikroprozessors angelegt, so daß er auf die Ausgangsposition zurückstellt und mit der Eigendiagnose und dem kontrollierten Programmablauf starten kann. Ein Rücksetzen muß auch dann erfolgen, wenn z. B. durch Fehlbedienungen der Schaltungsanordnung unerwünschte Steuereffekte ausgelöst werden. So kann z. B. durch falsche Vorgabe eine Überheizung des Innenraumes eines Kraftfahrzeuges bewirkt werden, wenn z. B. die Eingabe der Einstellfunktionen nicht in der vorgeschriebenen Art und Weise gemacht worden sind. Aus der Computer-Technik ist es, wie bereits ausgeführt, in diesen Fällen bekannt, durch Rücksetzen des Mikroprozessors einen kontrollierten Programmablauf neu zu starten, um die Korrektur in gewünschter Weise zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Resetimpulserzeugungsschaltung mit wenigen Bauelementen zu realisieren, die störimpulsempfindlich ist und keine zusätzliche Spannungsversorgung benötigt.

Gelöst wird die Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebene technische Lehre.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nach der Erfindung ist am Armaturenbrett ein Schalter vorgesehen. Dieser kann ein separater Schalter sein oder ein solcher, der mit dem Zündschloßschalter gekoppelt ist, bei dessen Betätigung eine Spannungsquelle an den Rest-Eingang des Mikroprozessors der mikroprozessorgesteuerten Schaltung oder über einen gemeinsamen Bus mehrere Mikroprozessoren verschiedener Schaltungen angeschlossen werden, wodurch eine Rücksetzung der Mikroprozessoren bewirkt wird. Die Impulserzeugungsschaltung beendet dabei selbsttätig den Impuls. Im Fehlerfall braucht mithin der Benutzer eines Fahrzeuges mit derartigen Einrichtungen nicht in die Werkstatt zu fahren, um die Rücksetzung des Mikroprozessors einer Schaltungseinheit durch Eingriff in die Schaltung bewerkstelligen zu lassen. Er kann vielmehr, wenn er einen Fehler feststellt oder den Eindruck hat, daß die Vorgaben nicht richtig sind, ein unmittelbares Rücksetzen dadurch bewirken, daß er den vorgesehenen Schalter am Armaturenbrett oder den Zündschloßschalter betätigt und diesen nach dem Ausschalten wieder einschaltet.

Es hat sich gezeigt, daß beim Einschalten der mechanischen Kontakte, gleich ob es sich hier um einen separaten Schalter am Armaturenbrett oder einen mit dem Zündschloßschalter gekoppelten Schaltkontakt handelt, undefinierte Zustände beim Einschalten auftreten können, die vom Prellen der Kontakte abhängig sind und zu einem Mehrfachrücksetzen des Mikroprozessors führen können, was dadurch vermieden wird, daß der Impulserzeugungsschaltung eine Gleichrichter- und/oder Siebschaltung vorgeschaltet ist, die verhindert, daß während der Prellzeit des Kontaktes Impulse an den Rücksetzeingang des Mikroprozessors abgegeben werden.

Wird nun der Schaltkontakt geöffnet, so kann sich der Ladekondensator der RC-Schaltung über den parallel geschalteten hochohmigen Entladewiderstand völlig entladen. Wird der Schalter wieder eingeschaltet, so liegt die Reset- Spannung unmittelbar am Reset-Eingang an. Gleichzeitig wird der Kondensator über den Ladewiderstand aufgeladen. Mit Erreichen einer bestimmten Spannung spricht der Schwellenwertschalter an und unterbricht die Stromzufuhr zum Reset-Eingang. Die Schwellenwertschaltung kann dabei z. B. mit einem Längstransistor im Stromversorgungswerk gekoppelt sein, der durch die entsprechende Ansteuerung sperrend schaltet. Es ist aber auch möglich, wie im Anspruch 6 angegeben, den Transistor gegen Masse zu schalten, so daß hierüber der Reset-Eingang kurzgeschlossen wird. Um an den Reset-Eingang eine Impulsspannung mit einem definierten Amplitudenwert anzulegen, ist es zweckmäßig, nach Ansprüchen 7 und 8 eine Spannungsbegrenzerschaltung vorzusehen, die auf die erforderliche Reset-Spannung ausgelegt ist und zweckmäßigerweise aus einer Stabilisierungsschaltung mit einer Zenerdiode, wie sie im Anspruch 8 angegeben ist, besteht, die die Ausgangsspannung auf die Zenerdiodenspannung stabilisiert.

Ein Schaltungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird nachfolgend anhand der Fig. 1 unter Verweis auf die in Fig. 2 dargestellten Impulsspannungsdiagramme erläutert.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 zeigt einen an das Stromversorgungsnetz UB - einer Gleichstromquelle - des Kraftfahrzeuges angeschlossenen Schaltkontakt S, der z. B. vom Zündschloß betätigt wird. In Reihe mit diesem Schaltkontakt ist eine Diode D1 einer Gleichrichterschaltung mit einem Lade- und Siebkondensator C1 in Durchlaßrichtung geschaltet. Von dem Verbindungspunkt der Diode D1 mit dem Kondensator C1 ist somit eine prellschwingungsfreie Gleichspannung abgreifbar, die als Rücksetz-Spannung an die nicht dargestellten Eingänge des Mikroprozessors bzw. der Mikroprozessoren in den Schaltungen im Kraftfahrzeug angelegt wird. Dies erfolgt über einen Widerstand R1, der den Strom begrenzt, und eine Zenerdiode D3, die mit der Kathode an die Verbindungsleitung und mit der Anode gegen Masse geschaltet ist, so daß von ihr nur eine Spannung abgreifbar ist, die der Zenerspannung entspricht. Üblicherweise beträgt die Reset- Spannung der Mikroprozessoren 5 V, so daß hier eine Begrenzerschaltung R 1, O 3 mit einer Zenerdiode D 3 verwendet werden muß, die auf diesen Spannungswert ausgelegt ist.

Damit nun ein Impuls definierter Länge als Reset-Impuls an den Reset-Eingang des Mikroprozessors gelegt wird, ist eine Impulserzeugungerschaltung vorgesehen, die aus einer Ladeschaltung und einem Schwellenwertschalter besteht. Der Ladewiderstand R 2 ist mit dem Siebkondensator C 1 verbunden. Über ihn fließt ein Ladestrom an einen gegen Masse geschalteten Ladekondensator C 2. Parallel zum Ladekondensator C 2 ist ein Entladewiderstand R 3 geschaltet, über den der Ladekondensator C 2 nach Öffnen des Schalters S vollständig entladen wird. Mit dem Schließen des Schaltkontaktes S wird, wie bereits beschrieben, am Ausgang eine Reset-Spannung abgegriffen und den Reset-Eingängen des Mikroprozessors zugeführt, die, wie aus Fig. 2(2) zu ersehen ist, von Prellschwingungen, die in Fig. 2(1) dargestellt sind, befreit ist. Gleichzeitig wird auch der Kondensator C 2 über den Ladewiderstand R 2 aufgeladen, wie in Fig. 2(3) dargestellt ist. Da der Entladewiderstand R 3 gegenüber dem Ladewiderstand R 2 sehr groß ist, hat er während der Ladung des Kondensators C 2 praktisch keine Wirkung. Mit Erreichen der Zenerspannung der Diode D 2, die mit der Kathode an dem Ladekondensator C 2 und mit der Anode an der Basis eines Schalttransistors T angeschlossen ist, wird die Zenerdiode D 2 leitend, wodurch der npn-dotierte Transistor T leitend schaltet. Die Spannung wird dabei von dem Fußpunktwiderstand an der Basis abgegriffen. Der Transistor T ist mit seinem Kollektor an der Verbindungsleitung zu den Rücksetzeingängen der Mikroprozessoren angeschaltet und mit seinem Emitter gegen Masse geschaltet. Parallel zu dieser Strecke ist eine Zenerdiode D 3 vorgesehen, die die Reset-Spannung begrenzt. Zwischen dem Kollektor des Transistors T und dem Anschluß des Ladewiderstandes R 2 ist ein Widerstand R 1 vorgesehen, der den Strom begrenzt. Wie aus den Diagrammen in Fig. 2 (3 und 4) ersichtlich ist, wird der Transistor T nach Erreichen der Zenerspannung der Diode D 2 leitend geschaltet, so daß über den Transistor T die Verbindungsleitung gegen Masse geschaltet wird. Durch diese Maßnahme entsteht ein in der Amplitude und der Länge definierter Rücksetzimpuls. Der Transistor T, der nun leitend geschaltet bleibt, solange der Schalter S geschlossen ist, verhindert eine Neubildung eines Reset-Impulses. Erst wenn der Schaltkontakt S geöffnet ist, kann sich der Ladekondensator C 2 über den parallel geschalteten Entladewiderstand R 3 völlig entladen, um die Schaltung für die Neuaktivierung bei Einschalten des Schaltkontaktes S vorzubereiten. Da der Transistor bei eingeschalteter Zündung dauernd leitend bleibt, verhindert er somit auch ein ungewolltes Rücksetzen des Mikroprozessors durch Störimpulse, wenn diese z. B. durch die Gleichrichtersiebschaltung nicht völlig unterdrückt werden.

Claims (5)

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Rücksetzimpulses für einen oder mehrere Mikroprozessoren in mikroprozessorgesteuerten Schaltungen in Kraftfahrzeugen, bei der ein Spannungssprung an einem Schalter für die Erzeugung des Rücksetzimpulses ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Impulserzeugungsschaltung aus einer Ladeschaltung mit einem RC-Glied (R2, C2) mit einem über den Schaltkontakt an eine Stromquelle (UB) anschaltbaren Ladewiderstand (R2) und einem gegen Masse geschalteten Ladekondensator (C2) besteht, zu dem parallel ein gegenüber dem Ladewiderstand (R2) wesentlich größerer Entladewiderstand (R3) parallel geschaltet ist, und daß mit dem Verbindungspunkt der Lade- und Entladewiderstände (R2, R3) die Kathode einer Zenerdiode (D2) verbunden ist, denen Anode mit der Basis eines npn- dotierten Schalttransistors (T) verbunden ist, dessen Emitter an Masse und dessen Kollektor an der Rücksetzleitung der Mikroprozessoren und der Stromquelle (UB) angeschlossen ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schließkontakt des Zündschlosses bzw. eines Schalters am Armaturenbrett und der Impulserzeugungsschaltung eine Gleichrichter- und/oder Siebschaltung (D1, C1) zwischengeschaltet ist.

3. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulserzeugungsschaltung eine Spannungsbegrenzungsschaltung nach- oder vorgeschaltet ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsbegrenzungsschaltung aus einem zwischen dem Kollektor des Schalttransistors (T) und dem Ladewiderstand (R2) zwischengeschalteten Widerstand (R1) und einer parallel zur Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors geschalteten Zenerdiode (D3) besteht.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkontakt (S) des Schalters Bestandteil des Zündschlosses ist und bei Betätigen des Zündschlosses in eine Funktionsstellung geschlossen und nur in der "Aus"-Stellung wieder geöffnet wird.