DE10115869A1

DE10115869A1 - Device for diagnosing a power amplifier circuit

Info

Publication number: DE10115869A1
Application number: DE2001115869
Authority: DE
Inventors: Frank Schackmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-10
Anticipated expiration: 2021-03-31
Also published as: GB2373934A; DE10115869B4; FR2823034A1; GB0128666D0; GB2373934B

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Diagnose einer Endstufenschaltung vorgeschlagen, die eine Last (13, 14) enthält, die von einem Endstufenschalter (22) schaltbar ist. Parallel zum Endstufenschalter (22) ist ein Diagnoseschalter (21) geschaltet. Nach einem Auftreten eines Schaltsignals (16, 17) wird für eine vorgegebene Zeitdauer (T3-T2) der Diagnoseschalter (21) eingeschaltet und die Spannung (UT) am Endstufenschalter (22) mit einer vorgegebenen Schwellenspannung (US) verglichen. Nur wenn die Spannung (UT) am Endstufenschalter (22) die vorgegebene Schwellenspannung (US) unterschreitet, wird der Endstufenschalter (22) mit dem Steuersignal (UGate) eingeschaltet.A device for diagnosing an output stage circuit is proposed which contains a load (13, 14) which can be switched by an output stage switch (22). A diagnostic switch (21) is connected in parallel with the output stage switch (22). After the occurrence of a switching signal (16, 17) the diagnostic switch (21) is switched on for a predetermined period of time (T3-T2) and the voltage (UT) at the output stage switch (22) is compared with a predetermined threshold voltage (US). Only when the voltage (UT) at the output stage switch (22) falls below the predetermined threshold voltage (US) is the output stage switch (22) switched on with the control signal (UGate).

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Diagnose einer Endstufenschaltung nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.The invention is based on a device for diagnosis an output stage circuit according to the genre of the independent Claim.

Aus der DE-A 43 16 185 ist eine Endstufenschaltung bekannt geworden, bei der in Abhängigkeit von einer an einer Schalt strecke eines Endstufentransistors abgreifbaren Spannung die Steuerspannung des Endstufentransistors reduziert oder ggf. ganz abgeschaltet wird, um den Endstufentransistor vor einer thermischen Überlastung zu schützen.An output stage circuit is known from DE-A 43 16 185 become, depending on one at a switching stretch an output stage transistor tapped the Control voltage of the output stage transistor reduced or possibly is turned off completely to the output stage transistor in front of a to protect thermal overload.

Aus der DE-A 198 54 821 ist eine Endstufenschaltung bekannt geworden, die einen Endstufentransistor enthält, dem ein Di agnosetransistor parallel geschaltet ist, der einen integ rierten Überlastschutz und einen integrierten Überlast- Diagnoseausgang aufweist. Der Diagnosetransistor wird über die ggf. beim Schalten des Endstufentransistors induktiven Spannungsspitzen angesteuert. Ein häufiges Schalten des Di agnosetransistors führt zu einer Erwärmung des Diagnosetran sistors, die nach Überschreiten einer internen Schwelle über den Diagnoseausgang an eine signalverarbeitende Anordnung gemeldet wird.An output stage circuit is known from DE-A 198 54 821 become, which contains an output stage transistor, which a Di agnose transistor is connected in parallel, which has an integ overload protection and an integrated overload Has diagnostic output. The diagnostic transistor is over which may be inductive when switching the output stage transistor Voltage peaks triggered. Frequent switching of the Di agnose transistor leads to a warming of the diagnostic oil sistors that exceed an internal threshold above the diagnostic output to a signal processing arrangement is reported.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Diagnose einer Endstufenschaltung anzugeben, die mit kostengünstigen Mitteln einen Schutz eines Endstufentransis tors vor Überlastung ermöglicht.The invention has for its object a device to diagnose a power amplifier circuit, the with cost-effective means to protect a power amp transit enabled before overload.

Die Aufgabe wird durch die im unabhängigen Anspruch angege benen Merkmale gelöst.The task is indicated by the independent claim characteristics resolved.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Diagnose einer Endstu fenschaltung enthält einen Endstufenschalter, beispielsweise einen Transistor, zum Schalten einer Last. Dem Endstufen schalter ist ein Diagnoseschalter, beispielsweise ein tran sistor, parallel geschaltet. Eine vorgesehene signalverar beitende Anordnung stellt fest, dass ein Schaltsignal vor liegt, das zum Schalten des Endsufentransistors und somit zum Einschalten der Last führen soll. Nach dem Vorliegen des Schaltsignals stellt die signalverarbeitende Anordnung ein erstes Steuersignal zum Einschalten des Diagnoseschalters bereit. Ein Komparator vergleicht die Spannung oder zumin dest ein Maß für die Spannung am Endstufenschalter mit einem vorgegebenen Schwellenwert. In Abhängigkeit vom Vergleichs ergebnis wird ein zweites Steuersignal zum Einschalten des Endstufenschalters bereitgestellt oder unterdrückt.The device according to the invention for diagnosing a final stage fenschaltung contains an amplifier, for example a transistor, for switching a load. The power amps switch is a diagnostic switch, for example a tran sistor, connected in parallel. An intended signal processing processing arrangement determines that a switching signal lies that for switching the final stage transistor and thus to switch on the load. After the existence of the Switching signal sets the signal processing arrangement first control signal to switch on the diagnostic switch ready. A comparator compares the voltage or at least least a measure of the voltage at the power amplifier with a predetermined threshold. Depending on the comparison The result is a second control signal for switching on the Power amp switch provided or suppressed.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Detektion eines unzulässigen Zustands der Last wie beispielsweise ei nen Kurzschluß. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemä ßen Vorrichtung liegt in der kostengünstigen Realisierung, die insbesondere in einer Serienproduktion Kostenvorteile ergibt. The device according to the invention enables detection an impermissible state of the load such as egg NEN short circuit. A major advantage of the invention ß device is the cost-effective implementation, the cost advantages especially in series production results.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfin dungsgemäßen Vorrichtung zur Diagnose einer Endstufenschal tung ergeben sich aus abhängigen Ansprüchen.Advantageous refinements and developments of the inventions Invention device for diagnosing an output stage scarf tion result from dependent claims.

Eine erste vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Schaltsignal, das die Diagnose auslöst, vom Endstufenschal ter abgegriffen wird. Da die Spannung am Endstufenschalter ohnehin zu erfassen ist, ergibt sich eine kostengünstige Re alisierung. Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Schaltsignal herangezogen wird, das an einem von einer Bedienperson betätigbaren Schalter auftritt.A first advantageous embodiment provides that the Switching signal that triggers the diagnosis from the output stage scarf ter is tapped. Because the voltage at the power amplifier is to be recorded anyway, there is an inexpensive Re sation. Another advantageous embodiment sees before that the switching signal is used, which on a switch that can be actuated by an operator occurs.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das erste Steuersignal, das den Diagnoseschalter einschaltet, auf eine vorgegebene erste Zeitdauer begrenzt ist. Mit dieser Maßnah me wird eine Überlastung des Diagnoseschalters im Falle ei nes Fehlers in der Last, beispielsweise eines Kurzschlusses, verhindert.An advantageous embodiment provides that the first Control signal that switches the diagnostic switch on predetermined first time period is limited. With this measure me will overload the diagnostic switch in the event of an a fault in the load, such as a short circuit, prevented.

Vorteilhafter Weise ist der Diagnoseschalter als ein Bipo lartransistor realisiert, so dass eine Strombegrenzung mit einem Basiswiderstand und/oder einem Gegenkopplungswider stand im Emitter-Kollektor-Kreis vorgesehen werden kann.The diagnostic switch is advantageously in the form of a bipo lar transistor realized so that a current limitation with a base resistor and / or a negative feedback resistor can be provided in the emitter-collector circuit.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass ein Analog signal-Speicher vorhanden ist, der die am Endstufenschalter auftretende Spannung für einen späteren Vergleich speichert. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung enthält der Analog signal-Speicher einen Kondensator, der vorzugsweise über ei nen Transistor während der ersten Zeitdauer entladen wird.An advantageous further development provides that an analog signal memory is present, which on the power amplifier voltage that occurs for a later comparison. According to an advantageous embodiment, the analog contains signal memory a capacitor, preferably via egg NEN transistor is discharged during the first period.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Last zwei in Serie geschaltete Lastteile enthält und dass der Endstufenschalter an einem Mittenabgriff der beiden Lasttei le angeschlossen ist. Die Lastteile sind beispielsweise Elektromagnete, die in einem Verstellantrieb angeordnet sind. Bei abgeschaltetem Endstufenschalter sind in dieser Ausges taltung beide Lastteile in Serie geschaltet und bei einge schaltetem Endstufenschalter wird ein Lastteil überbrückt. Die Endstufenschaltung kann dann derart ausgestaltet werden, dass die elektromagnetische Kraft für eine vorgegebene Zeit dauer erhöht werden kann, während der ein Verstellvorgang auftreten soll. Anschließend soll der Verstellantrieb ein Haltefunktion aufweisen. Eine Einsatzmöglichkeit ist bei ei nem Scheinwerfer eines Kraftfahrzeugs gegeben, bei dem der Verstellantrieb ein Umschalten zwischen Fahrlicht und Fern licht vornimmt.An advantageous embodiment provides that the load contains two load parts connected in series and that the Power switch on a center tap of the two load parts le is connected. The load parts are, for example, electromagnets, which are arranged in an adjustment drive. When the power stage switch is switched off, this excl circuit both load parts connected in series and with switched on switched load stage switch, a load section is bridged. The output stage circuit can then be designed in such a way that the electromagnetic force for a given time duration can be increased during the adjustment process should occur. Then the adjustment drive should be on Have a holding function. One possible application is at ei Given a headlight of a motor vehicle in which the Actuator a switch between driving lights and remote makes light.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Diagnose einer Endstufen schaltung ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.Further advantageous developments and refinements of Device according to the invention for diagnosing a power amplifier circuit result from further dependent claims and from the following description.

drawing

Fig. 1 zeigt ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Vor richtung zur Diagnose einer Endstufenschaltung und die Fig. 2a bis 2e zeigen Signalverläufe in Abhängigkeit von der Zeit, die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 1 auftreten. Fig. 1 shows a circuit diagram of a device according to the invention for the diagnosis of an output stage circuit and Figs. 2a to 2e show waveforms as a function of the time that occur in the device according to the invention according to Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine Energiequelle 10, die mit einer elektri schen Schaltungsmasse 11 verbunden ist. Die Energiequelle 10, die eine Betriebsspannung Ubat aufweist, ist über einen Schalter 12 mit einer ersten Last 13 verbindbar, die in Se rie zu einer zweiten Last 14 geschaltet ist, wobei die zwei te Last 14 an der Schaltungsmasse 11 liegt. Fig. 1 shows an energy source 10 which is connected to an electrical circuit's ground 11 . The power source 10 having an operating voltage Ubat, is connectable via a switch 12 to a first load 13, which rie in Se is connected to a second load 14, the two te load is 14 to the circuit ground. 11

Vorgesehen ist eine signalverarbeitende Anordnung 15, der ein erstes Schaltsignal 16 zugeführt ist, das am Schalter 12 auftritt. Die signalverarbeitende Anordnung 15 erhält wei terhin ein zweites Schaltsignal 17 von einem ersten Kompara tor 18 und ein drittes Schaltsignal 19 von einem zweiten Komparator 20 zugeführt.A signal processing arrangement 15 is provided , to which a first switching signal 16 is supplied, which occurs at the switch 12 . The signal processing arrangement 15 receives Wei further a second switching signal 17 from a first comparator 18 and a third switching signal 19 supplied by a second comparator 20 .

Die signalverarbeitende Anordnung 15 gibt ein erstes Steuer signal UBasis an einen Diagnoseschalter 21 sowie ein zweites Schaltsignal UGate an einen Endstufenschalter 22 ab.The signal processing arrangement 15 emits a first control signal UBasis to a diagnostic switch 21 and a second switching signal UGate to an output stage switch 22 .

Der Endstufenschalter 22 verbindet einen Mittenabgriff 23 der miteinander verbundenen Lasten 13, 14 mit der Schal tungsmasse 11. Am Mittenabgriff 23 tritt die Spannung UT auf. Der Mittenabgriff 23 ist weiterhin verbunden mit dem ersten Komparator 18, einem ersten Schaltstreckenanschluss 24 des Diagnoseschalters 21 sowie mit einem Steueranschluss 25 eines Schalttransistors 26.The output stage switch 22 connects a center tap 23 of the interconnected loads 13 , 14 with the circuit device mass 11th The voltage UT occurs at the center tap 23 . The center tap 23 is also connected to the first comparator 18 , a first switching path connection 24 of the diagnostic switch 21 and to a control connection 25 of a switching transistor 26 .

Das erste Steuersignal UBasis gelangt über einen Strombe grenzungswiderstand 27 an einen Steueranschluss 28 des Diag noseschalters 21, dessen zweiter Schaltstreckenanschluss 29 über einen Gegenkopplungswiderstand 30 mit der Schaltungs masse 11 verbunden ist.The first control signal UBasis passes through a current limiting resistor 27 to a control connection 28 of the diagnostic switch 21 , the second switching path connection 29 of which is connected to the circuit ground 11 via a negative feedback resistor 30 .

Ein erster Schaltstreckenanschluß 31 des Schalttransistors 26 ist mit einem Speicherkondensator C, mit dem zweiten Kom parator 20 sowie mit einem Ladewiderstand R verbunden. Ein zweiter Schaltstreckenanschluß 32 des Schalttransistors 26 ist, ebenso wie der Speicherkondensator C, an der Schal tungsmasse 11 angeschlossen.A first switching path connection 31 of the switching transistor 26 is connected to a storage capacitor C, to the second comparator 20 and to a charging resistor R. A second switching path connection 32 of the switching transistor 26 is, like the storage capacitor C, connected to the circuit ground 11 .

Der erste Komparator 18 vergleicht die Spannung UT am End stufenschalter 22 mit einer vorgegebenen Schwellenspannung US und gibt in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis das zwei te Schaltsignal 17 aus, während der zweite Komparator 20 ei ne am Speicherkondensator C auftretende Kondensatorspannung UC mit der Schwellenspannung US vergleicht und in Abhängig keit vom Vergleichsergebnis das dritte Schaltsignal 19 aus gibt.The first comparator 18 compares the voltage UT at the tap changer 22 with a predetermined threshold voltage US and outputs the second switching signal 17 as a function of the comparison result, while the second comparator 20 compares a capacitor voltage UC occurring at the storage capacitor C with the threshold voltage US and in Depending on the comparison result, the third switching signal 19 outputs.

Fig. 2a zeigt das erste Schaltsignal 16 in Abhängigkeit von der Zeit t. Zu einem ersten Zeitpunkt T1 tritt das erste Schaltsignal 16 auf und endet zu einem fünften Zeitpunkt T5. Fig. 2a shows the first switching signal 16 in function of the time t. The first switching signal 16 occurs at a first time T1 and ends at a fifth time T5.

Fig. 2b zeigt das erste Steuersignal UBasis in Abhängigkeit von der Zeit t. Das erste Steuersignal UBasis tritt zu einem zweiten Zeitpunkt T2 auf und endet zu einem dritten Zeit punkt T3. FIG. 2b shows the first control signal UBasis in function of time t. The first control signal UBasis occurs at a second point in time T2 and ends at a third point in time T3.

Fig. 2c zeigt das zweite Steuersignal UGate in Abhängigkeit von der Zeit t. Das zweite Steuersignal UGate tritt zum dritten Zeitpunkt T3 auf und endet zu einem vierten Zeit punkt T4. Fig. 2c shows the second control signal UGate in function of time t. The second control signal UGate occurs at the third time T3 and ends at a fourth time T4.

Fig. 2d zeigt die Spannung UT am Endstufenschalter 22 in Abhängigkeit von der Zeit t. Zum ersten Zeitpunkt T1 springt die Spannung UT auf einen ersten Betrag UM, die auftritt, wenn der Endstufenschalter 21 abgeschaltet ist, also beide Lasten 13, 14 in Serie geschaltet sind. Zum zweiten Zeit punkt T2 springt die Spannung UT auf eine Restspannung UCES, die zwischen dem ersten Schaltstreckenanschluss 24 und dem zweiten Schaltstreckenanschluss 29 des Diagnoseschalters 21 auftritt. Zum dritten Zeitpunkt T3 springt die Spannung UT auf eine Restspannung UDSS. Zum Zeitpunkt T4 springt die Spannung UT wieder auf den ersten Betrag UM und verharrt dort bis zum fünften Zeitpunkt T5, an dem sie auf den Betrag Null zurückfällt. Fig. 2d shows the voltage at the output stage UT switch 22 in dependence on the time t. At the first time T1, the voltage UT jumps to a first amount UM, which occurs when the output stage switch 21 is switched off, that is to say both loads 13 , 14 are connected in series. At the second point in time T2, the voltage UT jumps to a residual voltage UCES that occurs between the first switching path connection 24 and the second switching path connection 29 of the diagnostic switch 21 . At the third time T3, the voltage UT jumps to a residual voltage UDSS. At time T4, the voltage UT jumps back to the first amount UM and remains there until the fifth time T5, at which it falls back to zero.

Fig. 2e zeigt die Spannung UT am Endstufenschalter 22 im Fehlerfall. Die Spannung UT springt zum ersten Zeitpunkt T1 auf die Betriebsspannung UBat und verharrt dort bis zum fünften Zeitpunkt T5, an dem die Spannung UT wieder auf den Betrag Null zurückfällt. Im Fehlerfall wird der Endstufen schalter 22 zwischen T3 und T4 nicht eingeschaltet. Fig. 2e shows the voltage UT at the output stage switches 22 in case of failure. The voltage UT jumps to the operating voltage UBat at the first time T1 and remains there until the fifth time T5, at which the voltage UT falls back to zero. In the event of a fault, the power stage switch 22 is not switched on between T3 and T4.

In den Fig. 2d und 2e ist weiterhin eingetragen die Schwellenspannung US, die den beiden Komparatoren 18, 20 zu geführt ist.In FIGS. 2d and 2e, the threshold voltage US, which is fed to the two comparators 18 , 20 , is also entered.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Diagnose einer Endstu fenschaltung arbeitet folgendermaßen:
Die Betriebsspannung UBat der Energiequelle 10 wird mit dem Schalter 12 an die beiden in Serie geschalteten Lasten 13, 14 gelegt. Nach dem Betätigen des Schalters 12 zum ersten Zeitpunkt T1 tritt das in Fig. 2a gezeigte erste Schaltsig nal 16 auf. Ein Öffnen des Schalters 12 zum Abschalten der Lasten 13, 14 tritt zum fünften Zeitpunkt T5 auf.The device according to the invention for diagnosing an end stage circuit operates as follows:
The operating voltage UBat of the energy source 10 is applied with the switch 12 to the two loads 13 , 14 connected in series. After operating the switch 12 at the first time T1, the first switching signal 16 shown in FIG. 2a occurs. An opening of the switch 12 for switching off the loads 13 , 14 occurs at the fifth time T5.

Die beiden Lasten 13, 14 sind beispielsweise Elektromagnete, die in einem nicht näher gezeigten Verstellantrieb angeord net sind. Die Aufteilung der Last in eine erste und zweite Last 13, 14 ermöglicht die Vorgabe von zwei unterschiedli chen Kräften, wobei die größere Kraft während des Verstell vorgangs und die kleinere Kraft zum Halten des Verstellan triebs bei einer vorgegebenen Position dienen kann. Die kleinere Kraft tritt auf, wenn die erste und zweite Last 13, 14 bei abgeschalteten Endstufenschalter 22 in Serie geschal tet sind. Eine zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, dass die von der ersten Last 13 bereitgestellte Kraft größer ist als die von der zweiten Last 14. Bei einem Einschalten des End stufenschalters 22 wird die zweite Last 14 überbrückt und die erste Last 13 unmittelbar mit der Schaltungsmasse 11 verbunden. In diesem Betriebszustand wird eine größere Kraft für beispielsweise einen Verstellvorgang zur Verfügung ge stellt. The two loads 13 , 14 are, for example, electromagnets which are arranged in an adjusting drive (not shown in more detail). The division of the load into a first and second load 13 , 14 enables the presetting of two different forces, the larger force during the adjustment process and the smaller force for holding the adjustment drive can serve at a predetermined position. The smaller force occurs when the first and second loads 13 , 14 are switched in series with the output stage switch 22 switched off. An expedient embodiment provides that the force provided by the first load 13 is greater than that by the second load 14 . When the power tap changer 22 is switched on, the second load 14 is bridged and the first load 13 is connected directly to the circuit ground 11 . In this operating state, a greater force is available for, for example, an adjustment process.

Der Endstufenschalter 22 ist vorzugsweise ein Transistor, vorzugsweise ein MOS-Feldeffekttransistors. Ein Kurzschluß in der ersten Last 13 oder ein Ereignis, das anderweitig zu einem erhöhten Strom führen würde, kann den Endstufenschal ter 22, insbesondere eine MOS-Feldeffekttransistor gegebe nenfalls zerstören.The output stage switch 22 is preferably a transistor, preferably a MOS field-effect transistor. A short circuit in the first load 13 or an event that would otherwise lead to an increased current can destroy the output stage switch 22 , in particular a MOS field effect transistor, if appropriate.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung sieht eine Diagnose vor, bei der die am Endstufenschalter 22 auftretende Spannung UT oder ein Maß für die Spannung UT bei abgeschaltetem Endstu fenschalter 22 mit einem vorgegebenen Schwellenwert US ver glichen wird.The inventive apparatus provides a diagnosis, in which the appearing at the output stage switches 22 voltage UT or a measure of the voltage UT fenschalter switch off the Endstu ver 22 with a predetermined threshold US equalized.

Die signalverarbeitende Anordnung 15 erhält die Information, dass der Endstufenschalter 22 eingeschaltet werden soll, beispielsweise durch das Auftreten des ersten Schaltsignals 16, das beim Betätigen des Schalters 12 zum ersten Zeitpunkt T1 auftritt. Eine andere Möglichkeit, den Einschaltwunsch zu erkennen, besteht durch Auswertung der Spannung UT am End stufenschalter 22 mittels des ersten Komparators 18.The signal processing arrangement 15 receives the information that the output stage switch 22 is to be switched on, for example by the occurrence of the first switching signal 16 which occurs when the switch 12 is actuated at the first time T1. Another possibility of recognizing the switch-on request is by evaluating the voltage UT at the tap changer 22 by means of the first comparator 18th

Zunächst wird der Fall beschrieben, bei dem die erste Last 13 ordnungsgemäß arbeitet. Nach dem ersten Zeitpunkt T1 tritt das erste Schaltsignal 16 auf und gleichzeitig springt die Spannung UT am Endstufenschalter 22 gemäß Fig. 2d auf den ersten Betrag UM. Der erste Betrag UM ergibt sich durch Spannungsteilung an den Innenwiderständen der beiden Lasten 13, 14, die am Mittenabgriff 23 auftritt, an dem der Endstu fenschalter 22 angeschlossen ist. Die Vorgabe des Einschalt zustands des Endstufenschalters 22 zum ersten Zeitpunkt T1 wird demnach durch Auftreten des ersten Schaltsignals 16 0- der mit der Spannung UT detektiert, die die Schwellenspan nung US überschreitet. Der erste Komparator 18 gibt darauf hin das zweite Schaltsignal 17 aus. First, the case where the first load 13 is working properly will be described. After the first time T1, the first switching signal 16 occurs and at the same time the voltage UT at the output stage switch 22 jumps to the first amount UM according to FIG. 2d. The first amount UM results from voltage division across the internal resistances of the two loads 13 , 14 , which occurs at the center tap 23 , to which the end stage switch 22 is connected. The specification of the switch-on state of the output stage switch 22 at the first time T1 is accordingly detected by the occurrence of the first switching signal 16 0- with the voltage UT that exceeds the threshold voltage voltage US. The first comparator 18 then outputs the second switching signal 17 .

Sowohl die signalverarbeitende Anordnung 15 als auch die Komparatoren 18, 20 sind vorzugsweise als Mikroprozessor schaltung realisiert. Die Funktion der beiden Komparatoren 18, 19 übernimmt jeweils ein Eingangsport des Mikroprozes sors, wobei die Schwellenspannung US der Schwellenspannung der Ports des Mikroprozessors entspricht. Im gezeigten Aus führungsbeispiel ist daher für beide Komparatoren 18, 20 dieselbe Schwellenspannung US vorgesehen.Both the signal processing arrangement 15 and the comparators 18 , 20 are preferably implemented as a microprocessor circuit. The function of the two comparators 18 , 19 is performed by an input port of the microprocessor, the threshold voltage US corresponding to the threshold voltage of the ports of the microprocessor. In the exemplary embodiment shown, the same threshold voltage US is therefore provided for both comparators 18 , 20 .

Anschließend gibt die signalverarbeitende Anordnung 15 gemäß Fig. 2b das erste Steuersignal UBasis an den Diagnosschal ter 21 ab. Der Diagnoseschalter 21 ist vorteilhafter Weise ein Transistor, vorzugsweise ein Bipolartransistor. Der we sentliche Vorteil dieser Maßnahme liegt darin, dass mit dem Strombegrenzungswiderstand 27 am Steueranschluss 28 der durch den Transistor 21 fliessende Strom auf einen vorgege benen Wert begrenzt werden kann, der sich wenigstens nähe rungsweise ergibt aus dem im Steueranschluss 28 fließenden Strom multipliziert mit dem Stromverstärkungsfaktor des Transistors. Eine weitere Maßnahme, den Strom zu begrenzen, bietet der Gegenkopplungswiderstand 30, der zwischen dem zweiten Schaltstreckenanschluss 29 und der Schaltungsmasse 11 liegt. Der Gegenkopplungswiderstand 30 stabilisiert den Arbeitspunkt des Transistors 21 durch ein Verringern des im Steueranschluss 28 zum zweiten Schaltstreckenanschluss 29 fließenden Stroms aufgrund der Erhöhung des Spannungsabfalls am Gegenkopplungswiderstand 30 bei zunehmendem Strom.Subsequently, the signal processing arrangement 15 according to FIG. 2b outputs the first control signal UBasis to the diagnostic switch 21 . The diagnostic switch 21 is advantageously a transistor, preferably a bipolar transistor. The essential advantage of this measure is that with the current limiting resistor 27 at the control connection 28, the current flowing through the transistor 21 can be limited to a predetermined value, which at least approximately results from the current flowing in the control connection 28 multiplied by the current amplification factor of the transistor. A further measure to limit the current is provided by the negative feedback resistor 30 , which lies between the second switching path connection 29 and the circuit ground 11 . The negative feedback resistor 30 stabilizes the operating point of the transistor 21 by reducing the current flowing in the control connection 28 to the second switching path connection 29 due to the increase in the voltage drop across the negative feedback resistor 30 with increasing current.

Unter Zugrundelegung einer ordnungsgemäßen ersten Last 13 fällt zum zweiten Zeitpunkt T2 gemäß Fig. 2d die Spannung am Diagnoseschalter 21 auf die Restspannung UCSS ab, die der Restspannung des eingeschalteten Diagnoseschalters 21 ent spricht. Das Abfall der Spannung UT unter die Schwellenspannung US detektiert der erste Komparator 18 und stellt das zweite Schaltsignal 17 bereit.On the basis of a proper first load 13 , the voltage at the diagnostic switch 21 drops to the residual voltage UCSS at the second point in time T2 in accordance with FIG. 2d, which speaks to the residual voltage of the activated diagnostic switch 21 . The first comparator 18 detects the drop in the voltage UT below the threshold voltage US and provides the second switching signal 17 .

Aufgrund des ordnungsgemäßen Unterschreitens der Schwellen spannung US gibt die signalverarbeitende Anordnung 15 das zweite Steuersignal UGate an den Endstufenschalter 22 zum dritten Zeitpunkt T3 ab, das den Endstufenschalter 22 und somit die erste Last 13 vollständig einschaltet. Die zweite Last 14 ist zu diesem Zeitpunkt durch den eingeschalteten Endstufenschalter 22 überbrückt. Während des Vorliegens des zweiten Steuersignals UGate gemäß Fig. 2c zieht der Endstu fenschalter 22 die Spannung UT auf die in Fig. 2d gezeigte Restspannung UDSS herunter, die am Endstufenschalter 22 im eingeschalteten Zustand auftritt. Eine vorteilhalfte Ausges taltung sieht vor, dass das zweite Steuersignal UGate zeit begrenzt ist und nur während einer zweiten Zeitdauer vor liegt, die der Zeitdifferenz zwischen dem dritten und vier ten Zeitpunkt T4-T3 entspricht. Sofern die Lasten 13, 14 in dem bereits beschriebenen Verstellantrieb angeordnet sind, kann ein Überlasten des Antriebs mit dieser Maßnahme verhindert werden. Ein weiterer Vorteil ist der zusätzliche Schutz des Endstufenschalters 22 gegenüber einer längerfris tigen Erwärmung. Zum vierten Zeitpunkt T4 beendet daher die signalverarbeitende Anordnung 15 den Einschaltzustand des Endstufenschalters 22 durch Abschalten der zweiten Steuer spannung UGate. Zum vierten Zeitpunkt T4 springt die Span nung UT wieder auf den ersten Betrag UM. Dieser Betriebszu stand wird zum Zeitpunkt T5 beendet mit dem Öffnen des Schalters 12.Due to the correct falling below the threshold voltage US, the signal processing arrangement 15 emits the second control signal UGate to the output stage switch 22 at the third time T3, which turns on the output stage switch 22 and thus the first load 13 completely. At this point in time, the second load 14 is bridged by the switched on power stage switch 22 . During the presence of the second control signal UGate according to FIG. 2c, the end stage switch 22 pulls the voltage UT down to the residual voltage UDSS shown in FIG. 2d, which occurs at the end stage switch 22 in the switched-on state. An advantageous embodiment provides that the second control signal UGate is limited in time and is only present for a second time period which corresponds to the time difference between the third and fourth time T4-T3. If the loads 13 , 14 are arranged in the adjustment drive already described, overloading the drive can be prevented with this measure. Another advantage is the additional protection of the output stage switch 22 against long-term heating. At the fourth time T4, therefore, the signal processing arrangement 15 ends the on state of the output stage switch 22 by switching off the second control voltage UGate. At the fourth time T4, the voltage UT jumps back to the first amount UM. This operating status was terminated at the time T5 with the opening of the switch 12 .

Im folgenden wird das Verhalten bei einem Fehler in der ers ten Last 13 beschrieben:
Unter einem Fehler in der ersten Last 13 wird beispielsweise ein niederohmig werden oder ein Kurzschluß in der ersten Last 13 verstanden. Bei einem Einschalten eines Endstufen schalters 22 könnte dann ein auftretender Überstrom zur Zer störung des Endstufenschalters 22 führen. Nach dem Betätigen des Schalters 12 erkennt die signalverarbeitende Anordnung wieder entweder anhand des Auftretens des ersten Schaltsig nals 16 oder anhand des Auftretens des zweiten Schaltsignals 17, dass ein Einschalten des Endstufenschalters 22 erfolgen soll. Die Spannung UT springt zum ersten Zeitpunkt T1 bei einem Kurzschluss in der ersten Last 13 auf die Betriebs spannung UBat der Energiequelle 10. Sofern kein Kurzschluss, sondern ein weniger niederohmiger Zustand in der ersten Last 13 vorliegt, liegt die Spannung UT auf einem entsprechend niedrigeren Wert, der aber stets höher ist als der erste Be trag UM, der bei einer ordnungsgemäßen ersten Last 13 auf tritt. Die signalverarbeitende Anordnung 15 veranlasst dar aufhin zum zweiten Zeitpunkt T2 die Ausgabe des ersten Steu ersignals UBasis zum Einschalten des Diagnoseschalters 21. Im Fehlerfall vermag der Diagnoseschalter 21 die Spannung UT nicht unter die vorgegebene Schwellenspannung US zu ziehen. Eine Zerstörung des als Diagnoseschalter 21 vorgesehenen Bi polartransistors durch einen unzulässig hohen Strom wird vermieden einerseits durch den Strombegrenzungswiderstand 27 und/oder durch den ggf. vorgesehenen Gegenkopplungswider stand 30.The behavior in the event of an error in the first load 13 is described below:
An error in the first load 13 is understood to mean, for example, a low resistance or a short circuit in the first load 13 . On power amplifiers a switch 22 then an occurring overcurrent may Zer to trouble the final stage switch lead 22nd After actuation of the switch 12 , the signal processing arrangement recognizes again either from the occurrence of the first switching signal 16 or from the occurrence of the second switching signal 17 that the power stage switch 22 is to be switched on. The voltage UT jumps to the operating voltage UBat of the energy source 10 at the first time T1 in the event of a short circuit in the first load 13 . Unless there is a short circuit, but a less low-resistance state in the first load 13 , the voltage UT is at a correspondingly lower value, but which is always higher than the first amount UM, which occurs with a proper first load 13 . The signal processing arrangement 15 then causes the second control signal UBasis to output the first control signal UBasis to turn on the diagnostic switch 21 . In the event of a fault, the diagnostic switch 21 cannot pull the voltage UT below the predetermined threshold voltage US. Destruction of the provided as diagnostic switch 21 Bi-polar transistor by an excessive current is prevented on the one hand by the current limiting resistor 27 and / or through the optionally provided feedback Resist was 30th

Der erste Komparator 18 stellt nach dem zweiten Zeitpunkt T2 kein zweites Schaltsignal 17 bereit, so dass die signalver arbeitende Anordnung 15 erkennt, dass ein Fehler vorliegt. Ein Bereitstellen des zweiten Steuersignals UGate zum Ein schalten des Enstufenschalters 22 unterbleibt in diesem Be triebsfall. Ein Zerstören des Endstufenschalters 22 wird mit dieser Maßnahme wirkungsvoll verhindert. Der nunmehr vorlie gende Betriebszustand bleibt bis zum fünften Zeitpunkt T5 erhalten, bei dem der Schalter 12 geöffnet wird. The first comparator 18 does not provide a second switching signal 17 after the second time T2, so that the signal processing arrangement 15 recognizes that there is an error. Providing the second control signal UGate to turn on the step switch 22 does not occur in this operating case. This measure effectively prevents destruction of the power stage switch 22 . The now vorlie operating state remains until the fifth time T5, at which the switch 12 is opened.

Die erste Zeitdauer, entsprechend der Differenz der Zeit punkte T3-T2, während der das erste Steuersignal UBasis bereitgestellt ist, wird zweckmäßigerweise kurz gehalten und liegt beispielsweise im Mikrosekundenbereich. Mit dieser Maßnahme wird einerseits eine Temperaturerhöhung im Diagno seschalter 21 bei einem vorliegenden Fehler vermieden. Ande rerseits wird der benötigte Zeitaufwand für die Diagnose re duziert.The first time period, corresponding to the difference between the times T3-T2, during which the first control signal UBasis is provided, is expediently kept short and is, for example, in the microsecond range. With this measure, on the one hand, an increase in temperature in the diagnostic switch 21 is avoided in the event of an error. On the other hand, the time required for the diagnosis is reduced.

Sofern die signalverarbeitende Anordnung 15 als Mikroprozes sorschaltung realisiert ist, bei der die Funktion der Kompa ratoren 18, 20 die Eingangsports übernehmen, kann aufgrund der Arbeitsbelastung der signalverarbeitenden Anordnung 15 durch weitere nicht nähere beschriebene Aufgaben der Fall auftreten, dass während der kurzen Zeitdauer zwischen dem zweiten und dritten Zeitpunkt T2, T3 der entsprechende Ein gangsport nicht abgefragt wird. Gemäß einer Weiterbildung sind deshalb der weitere Schalttransistor 26, der Speicher kondensator C, der Ladewiderstand R sowie der zweite Kompa rator 20 vorgesehen. Der Schalttransistor 26, der Kondensa tor C und der Ladewiderstand R bilden zusammen einen Analog signal-Speicher, der die Spannung UT bzw. ein Maß für die Spannung UT auch nach dem dritten Zeitpunkt T3 als Kondensa torspannung UC zur Verfügung stellt. Der Steueranschluss 25 des Schalttransistors 26 ist mit dem Mittenabgriff 23 ver bunden, an dem die Spannung UT auftritt. Der Speicherkonden sator C wird bei abgeschaltetem Schalttransistor 26 über den Ladewiderstand R bei geschlossenem Schalter 12 auf die Be triebsspannung UBat geladen. Ein Einschalten des Diagnose schalters 21 erfolgt nach dem Auftreten des ersten Schalt signals 16. Sofern der Diagnoseschalter 21 die Spannung UT unter die Schwellenspannung US herunterzuzieht, wird der Schalttransistor 26 eingeschaltet und somit der Speicherkon densator C schlagartig entladen. Die Spannung UC am Ladekon densator C liegt somit ebenfalls unterhalb der Schwellenspannung US, so dass der zweite Komparator 20 das dritte Schaltsignal 19 bereitstellt. Durch die Speicherwirkung des Speicherkondensators C unterschreitet die Kondensatorspan nung UC aber auch nach dem dritten Zeitpunkt T3 bei einem ordnungsgemäßen Zustand der ersten Last 13 die Schwellen spannung US, so dass die signalverarbeitende Anordnung 15 auch nach dem dritten Zeitpunkt T3 noch Gelegenheit hat, diesen ordnungsgemäßen Zustand anhand des dritten Schaltsig nals 19 des zweiten Komparators 20 festzustellen. Bei abge schaltetem Schalttransistor 26 nach dem dritten Zeitpunkt T3 steigt die Kondensatorspannung UC an, wobei die sich erge bende Zeitkonstante durch den Ladewiderstand R festlegbar ist. Die Kondensatorspannung UC stimmt nicht mit der Span nung UT am Mittenabgriff 23 am Endstufenschalter 22 überein, stellt aber zumindest ein Maß dar, welches ein Detektieren ermöglicht, ob die Spannung UT unterhalb der Schwellenspan nung US liegt.If the signal processing arrangement 15 is implemented as a microprocessor circuit in which the function of the compa rators 18 , 20 take over the input ports, the workload of the signal processing arrangement 15 can be the result of further tasks not described in more detail that during the short period between the second and third time T2, T3 the corresponding input port is not queried. According to a development, the further switching transistor 26 , the storage capacitor C, the charging resistor R and the second compa rator 20 are therefore provided. The switching transistor 26 , the capacitor C and the charging resistor R together form an analog signal memory which provides the voltage UT or a measure of the voltage UT even after the third time T3 as the capacitor voltage UC. The control terminal 25 of the switching transistor 26 is connected to the center tap 23 , at which the voltage UT occurs. The storage capacitor C is charged when the switching transistor 26 is switched off via the charging resistor R when the switch 12 is closed to the operating voltage UBat. The diagnostic switch 21 is switched on after the occurrence of the first switching signal 16 . If the diagnostic switch 21, the voltage UT below the threshold voltage US herunterzuzieht, the switching transistor 26 is turned on and thus the capacitor C Speicherkon abruptly discharged. The voltage UC at the charging capacitor C is thus also below the threshold voltage US, so that the second comparator 20 provides the third switching signal 19 . Due to the storage effect of the storage capacitor C, the capacitor voltage UC falls below the threshold voltage US even after the third time T3 in a proper state of the first load 13 , so that the signal processing arrangement 15 still has the opportunity after the third time T3 to this proper state based on the third switching signal 19 of the second comparator 20 . When the switching transistor 26 is switched off after the third point in time T3, the capacitor voltage UC rises, the resulting time constant being determinable by the charging resistor R. The capacitor voltage UC does not match the voltage UT at the center tap 23 on the output stage switch 22 , but at least represents a measure which enables detection of whether the voltage UT is below the threshold voltage US.

Claims

1. A device for the diagnosis of an output stage circuit, which is switchable by at least one Endstufensschalter (22) at least one load (13, 14), with a connected in parallel with the output stage switch (22) Diagno seschalter (21), characterized, in that signal processing arrangement ( 15 ) is provided which, after the presence of a switching signal ( 16 , 17 ), provides a first control signal (UBasis) for switching on the diagnostic switch ( 21 ), that a comparator ( 18 , 20 ) is also provided, which is a Measure the voltage (UT) at the output stage switch ( 22 ) with a predetermined threshold value (US) and that, depending on the comparison result, a second control signal (UGate) for switching on the output stage switch ( 22 ) is provided or suppressed.

2. Device according to claim 1, characterized in that the switching signal ( 17 ) from the voltage (UT) at the output stage switch ( 22 ) is derived.

3. Device according to claim 1, characterized in that the switching signal ( 16 ) occurs at a switch ( 12 ).

4. Device according to one of the preceding claims, there characterized in that the first control signal (UBa sis) for a predetermined first time period (T3-T2) is bordered.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the diagnostic switch ( 21 ) is a bipolar transistor.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the control terminal (28) of the diagnostic switch (21) is a current limiting resistor (27) and / or provided on a second circuit path terminal (29) of the diagnostic switch (21) is a negative feedback resistor (30).

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the output stage switch ( 22 ) is a MOS field-effect transistor.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the load contains a first and second load part ( 13 , 14 ) which are connected in series to one another, and that the output stage switch ( 22 ) on the center tap ( 23 ) of the two Load parts ( 13 , 14 ) is connected.

9. Device according to one of the preceding claims, there characterized in that the second control signal (UGa te) for a second predetermined period of time (T4-T3) is bordered.

10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that an analog signal memory (26, C, R) is provided for storing a measure of the voltage (UT) at the output stage switch ( 22 ).

11. The device according to claim 10, characterized in that the analog signal memory (26, C, R) contains a capacitor (C) which can be discharged via a switching transistor ( 26 ) during the first period (T3-T2).

12. The apparatus according to claim 10, characterized in that a comparator ( 20 ) is provided for comparing the voltage (UC) on the analog signal memory (26, C, R) with a predetermined threshold voltage (US).

13. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the two load parts ( 13 , 14 ) are designed as electromagnets.