DE3201947A1

DE3201947A1 - Ueberwachungsanordnung zur sicherstellung der betriebsbereitschaft von elektrischen bauteilen in kraftfahrzeuggeraeten

Info

Publication number: DE3201947A1
Application number: DE19823201947
Authority: DE
Inventors: Jürgen 7730 Villingen-Schwenningen Adams
Original assignee: Kienzle Apparate GmbH
Current assignee: Digital Kienzle Computersysteme GmbH and Co KG
Priority date: 1982-01-22
Filing date: 1982-01-22
Publication date: 1983-08-04

Description

überwachungsanordnung zur Sicherstellung der Betriebsbereit-
schaft von elektronischen Bauteilen in Kraftfahrzeuggeräten Die Erfindung bezieht sich auf eine überwachungsanordnung zur Sicherstellung der Betriebsbereitschaft, insbesondere bei niedrigen Temperaturen, von batteriebetriebenen elektronischen Bauteilen in Geräten, die zum Einbau in Kraftfahrzeuge bestimmt sind.
Durch die Zunahme der Verwendung von hochintegrierten elektronischen Bauteilen in Geräten, die im Kraftfahrzeug Verwendung finden sollen, entsteht das Problem, daß bei Temperaturen unter Null Grad die normalen elektronischen Bauelemente nicht mehr ganz störungsfrei arbeiten. Das bedeutet, daß insbesondere in Klimazonen, in denen die Kraftfahrzeuge häufig bei Temperaturen unter Null Grad abgestellt werden und dann bei sehr tiefen Temperaturen bis beispielsweise 300 C auch wieder in Betrieb genommen werden, keine Sicherheit dafür gegeben ist, daß nicht die Geräte fehlerhaft arbeiten bis das Fahrzeug eine solche Temperatur erreicht hat, daß die kritische Temperaturgrenze überschritten ist. Man kann diese Fehler dadurch vermeiden, indem man hinsichtlich der Qualitätsanforderungen an die elektronischen Bauteile auf die Military-Qualifikation zurückgreift. Diese Bauteile sind jedoch unverhältnismäßig viel teurer als die normalen Bausteine, so daß ein Bedarf dafür besteht, andere Mittel und Wege aufzuzeigen, um Fehler der elektronischen Bauelemente bei niedrigen Betriebstemperaturen zu vermeiden.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, daß ein Heizelement mit einem positiven Widerstands-Temperatur-Koeffizienten in körperlichen Kontakt mit den zu überwachenden Bauelementen gebracht wird.
In weiterer Ausbildung der Erfindung besteht das Heizelement aus einem Keramikwiderstandselement mit Dotierungen an Halb- leitern. Das Heizelement ist ferner eingebunden in den Stromkreis einer Schwellwertschaltung, die die zu überwachenden Bauelemente bei Erreichen der richtigen Temperatur einschaltet.
Die Einrichtung kann gleichzeitig noch mit einer Anzeige verknüpft sein in Form einer Leuchtanzeige, die während des Aufheizvorganges leuchtet und bei Erreichen der richtigen Betriebstemperatur der elektronischen Bauelemente selbsttätig durch die Regelschaltung ausgeschaltet wird.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der erfindungsgemäßen Überwachungsanordnung ergeben sich anhand einer Beschreibung der Schaltungsanordnung, die in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist.
FIG. 1 zeigt ein Übersichtsschaltbild, während FIG. 2 ein Detail der FIG. 1 ist.
In FIG. 1 werden mit 1 die elektronischen Bauteile der Geräte bezeichnet, die temperaturanfällig sind, insbesondere solche Bauelemente, die bei Temperaturen beispielsweise unter 100 nicht mehr korrekt arbeiten. Hierbei kann es sich um Mikroprozessoren, um Speicherbausteine und dergl. handeln. Durch eine Klebstoffschicht 2 sind die elektronischen Bauelemente in physischem Kontakt mit einem Widerstandsheizelement 3, welches einen positiven Widerstandstemperaturkoeffizienten hat. Hierbei handelt es sich um Keramik-Elemente, die mit Dotierungen von Halbleitern versehen sind. Bei Temperaturen von 0 -35° haben derartige Widerstandsheizelemente einen Widerstandswert von 2,5 bis 5fl , bei Temperaturen von+5O0 einen Widerstandswert in der Größenordnung von 1.SooS2 . Elektrisch liegt das Heizelement 3 mit seinen beiden Anschlüssen an einer Schwellwertschaltung 4, die mit einer Stromquelle von beispielsweise +12V verbunden ist. Eine Leuchtanzeige 5 bei spielsweise in Form einer Leuchtdiode,ist zur Anzeige der Betriebsbereitschaft bzw. Nichtbetriebsbereitschaft vorgesehen.
Über eine Leitung 6 ist die Regelungsschaltung 4 mit den elektronischen Bauelementen 1 verbunden, indem hier beispielsweise bei Abgabe eines entsprechenden Signals eine Nullstellung und damit eine Einschaltung der Elektronik erfolgt.
Ein Beispiel für die Schwellwertschaltung zeigt die FIG. 2.
Bei tiefer Temperatur, wenn das Widerstandsheizelement 3 niederohmig ist, liegt an der Basis des Transistors 7 eine solche Spannung an, daß der Transistor durchgeschaltet ist und damit die Lampe 5 brennt. Die Diode 9 dient der Spannungsbegrenzung am Widerstand 8, so daß durch die auftretende Verlustleistung am Widerstand 8 dieser nicht zerstört wird und die zur Wärmeerzeugung notwendige Verlustleistung im Heizelement 3 erzeugt wird. In dem Maße, wie das Widerstandselement 3 sich durch den Diodenstrom der Diode 9 und den Strom durch den Widerstand 8 erwärmt, nimmt der Widerstandswert des Heizelementes 3 zu. Durch den Prüfwiderstand 8 und die Basisemitterschwellspannung des Transistors 7 ist der Schaltpunkt des Heizelementes 3 auf einen solchen Spannungswert am Stromteiler 3, 8 eingestellt, daß der Transistor 7 gesperrt wird, wenn die richtige Temperatur erreicht ist. Hierdurch erlischt die Leuchtanzeige 5,und gleichzeitig wird über die Leitung 6 ein Nullstellungssignal an die Elektronik 1 gegeben, derart daß von jetzt an die Elektronik die richtige Arbeitstemperatur hat und demzufolge die Inbetriebnahme erfolgen kann bzw. erfolgt ist.
Wenn die Widerstandsheizelemente 3 eine solche Größe haben, daß sie nicht sämtliche temperaturempfindlichen elektronischen Bauteile gleichzeitig überdecken können, dann ist es möglich, dieses Widerstandsheizelement auf ein gut wärmeleitendes Teil aufzukleben, beispielsweise auf ein Blechteil,und dieses Blechteil dann in körperlichen Kontakt mit sämtlichen temperaturempfindlichen Elektronikbauelementen zu bringen.
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Claims

Patentansprüche: S Uberwachungsanordnung zur Sicherstellung der Betriebsbereitschaft, insbesondere bei niedrigen Temperaturen, von batteriebetriebenen elektronischen Bauteilen in Geräten, die zum Einbau im Kraftfahrzeug bestimmt sind, insbesondere in Taxametern und Tachographen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Heizelement (3) mit einem positiven Widerstandstemperaturkoeffizienten in körperlichem Kontakt mit den zu überwachenden elektronischen Bauelementen (1) gebracht wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (3) ein Keramik-Widerstandselement mit Dotierungen an Halbleitern ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das.Heizelement (3) elektrisch im Stromkreis einer Schwellwertschaltung (4) liegt, die die zu überwachenden Bauelemente (1) bei Erreichen der richtigen Temperatur einschaltet.
4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leuchtanzeige (5) vorgesehen ist, die vor Erreichen des Betriebszustandes der elektronischen Bauelemente (1) den Heizvorgang sichtbar macht und bei Erreichen der Betriebstemperatur erlischt.

. .
5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (3) bei mehreren zu überwachenden Bauelementen (1) auf ein gut wärmeleitendes Teil, beispielsweise ein Blechteil, aufgeklebt ist und daß das wärmeleitende Teil ausreichend groß gehalten ist, um sämtliche zu überwachenden Bauelemente (1) im körperlichen Kontakt miteinander zu überdecken.
6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwertschaltung (4) aus einem Transistor (7) und einem Prüfwiderstand (8) besteht, wobei der Prüfwiderstand (8) und das Heizelement (3) einen Spannungsteiler im Basis-Emitterkreis des Transistors (7) bilden.