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Die
Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung und eine Prüfvorrichtung
zum Überprüfen von Zeilenleitern
und/oder Spaltenleitern, die Zuleitungen von elektrisch matrixförmig in
Zeilen und Spalten miteinander verbundenen Schaltungselementen bilden.
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In
der
EP 0 895 091 A2 ist
ein Verfahren zum Überwachen
der Unversehrtheit von Zuleitungen in einer Anordnung von Schaltungselementen
offenbart, die matrixförmig
miteinander verbunden sind. Die Anordnung von Schaltungselementen
bildet eine n x m-Matrix mit n Zeilenleitern und m Spaltenleitern. Jeder
Zeilenleiter weist ein freies Ende und ein Verbindungsende auf.
Ein zusätzlicher
Spaltenleiter wird mit dem freien Ende jedes der n Zeilenleiter über jeweils
ein Widerstandselement verbunden. Der zusätzliche Spaltenleiter weist
ebenfalls ein freies Ende und ein Verbindungsende auf. Ein Widerstandwert zwischen
dem Verbindungsende des zusätzlichen Spaltenleiters
und dem Verbindungsende des jeweiligen Zeilenleiters wird gemessen.
Entsprechend ist ein zusätzlicher
Zeilenleiter vorgesehen, der ebenfalls ein freies Ende und ein Verbindungsende
aufweist und der mit dem freien Ende jedes der n Spaltenleiter über jeweils
ein Widerstandselement verbunden wird. Ein Widerstandswert zwischen
dem Verbindungsende des zusätzlichen
Zeilenleiters und dem Verbindungsende des jeweiligen Spaltenleiters wird
gemessen.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist, eine Schaltungsanordnung und eine Prüfvorrichtung
zu schaffen, die einfach ist.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale der unabhängigen
Patentansprüche.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Gemäß eines
ersten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch eine Schaltungsanordnung zum Überprüfen von
mindestens drei Zeilenleitern und/oder von mindestens drei Spaltenleitern,
die Zuleitungen von elektrisch matrixförmig in Zeilen und Spalten
miteinander verbundenen Schaltungselementen bilden. Mindestens zwei
Zeilenprüfleiter und/oder
zwei Spaltenprüfleiter
sind vorgesehen. Jeder der mindestens drei Zeilenleiter bzw. der
mindestens drei Spaltenleiter ist jeweils einem der mindestens zwei
Zeilenprüfleiter
bzw. der mindestens zwei Spaltenprüfleiter zugeordnet. Jedem der
mindestens zwei Zeilenprüfleiter
und/oder der mindestens zwei Spaltenprüfleiter ist jeweils mindestens
ein Zeilenleiter bzw. mindestens ein Spaltenleiter zugeordnet. Mindestens
einem der mindestens zwei Zeilenprüfleiter bzw. der mindestens
zwei Spaltenprüfleiter
sind mindestens zwei Zeilenleiter bzw. mindestens zwei Spaltenleiter
zugeordnet. Die mindestens drei Zeilenleiter bzw. die mindestens
drei Spaltenleiter sind jeweils mit einem ersten Ende über ein
Prüfelement
mit dem zugeordneten Zeilenprüfleiter
bzw. Spaltenprüfleiter
verbunden. Ferner sind die mindestens drei Zeilenleiter bzw. die
mindestens drei Spaltenleiter und die mindestens zwei Zeilenprüfleiter
bzw. die mindestens zwei Spaltenprüfleiter jeweils mit einem zweiten
Ende mit einer Auswerteeinheit koppelbar.
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Der
Vorteil ist, dass nicht für
jeden zu überprüfenden Zeilenleiter
bzw. Spaltenleiter eine eigene Prüfleitung erforderlich ist.
Dadurch ist die Schaltungsanordnung einfach und kommt mit wenigen
zusätzlichen
Prüfleitern
aus. Dies verein facht ein Kontaktieren mit der Auswerteeinheit.
Ferner kann die Auswerteeinheit einfach ausgebildet sein.
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Jedoch
ermöglicht
das Vorsehen von zwei oder mehr Zeilenprüfleitern bzw. Spaltenprüfleitern eine
größere Gestaltungsfreiheit
bezüglich
eines Verlaufs der Zuleitungen und bezüglich einer Platzierung der
Prüfelemente.
Durch geeignetes Platzieren der Prüfelemente kann die Zuverlässigkeit
der Schaltungsanordnung verbessert werden, z.B. durch Platzieren
der Prüfelemente
in mechanisch wenig belasteten Bereichen. Ferner ermöglicht das
Vorsehen von mindestens zwei Zeilenprüfleitern bzw. mindestens zwei
Spaltenprüfleitern
ein Durchführen
eines weiteren Leiters zwischen diesen. Dies ist insbesondere dann
vorteilhaft, wenn die Zeilenleiter und die Spaltenleiter auf voneinander
unterschiedlichen Ebenen ohne Durchkontaktierung geführt sind.
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Gemäß eines
zweiten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch eine Schaltungsanordnung zum Überprüfen von
mindestens einem Zeilenleiter und von mindestens einem Spaltenleiter,
die Zuleitungen von elektrisch matrixförmig in Zeilen und Spalten
miteinander verbundenen Schaltungselementen bilden. Der mindestens
eine Zeilenleiter und der mindestens eine Spaltenleiter sind jeweils
mit einem ersten Ende über
ein Prüfelement
mit einem gemeinsamen Prüfleiter
verbunden. Der mindestens eine Zeilenleiter und der mindestens eine
Spaltenleiter und der gemeinsame Prüfleiter sind mit einem zweiten
Ende mit einer Auswerteeinheit koppelbar.
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Der
Vorteil ist, dass der gemeinsame Prüfleiter ein besonders einfaches
Kontaktieren der Auswerteeinheit ermöglicht und die Auswerteeinheit
besonders einfach ausgebildet sein kann. Das Überprüfen der Zuleitungen kann besonders
einfach erfolgen, da zusätzlich
zu den Zuleitungen nur der gemeinsame Prüfleiter angesteuert werden
muss.
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Gemäß eines
dritten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch eine Prüfvorrichtung,
die eine Schaltungsanordnung und eine Auswerteeinheit umfasst. Die
Schaltungsanordnung umfasst elektrisch matrixförmig in Zeilen und Spalten
durch Zuleitungen miteinander verbundene Schaltungselemente. Die
Schaltungsanordnung weist ferner mindestens zwei Prüfleiter
auf. Jede Zuleitung ist einem der mindestens zwei Prüfleiter
zugeordnet. Jedem der mindestens zwei Prüfleiter ist mindestens eine
Zuleitung zugeordnet. Die Zuleitungen sind jeweils mit einem ersten
Ende über
ein Prüfelement
mit dem zugeordneten Prüfleiter
verbunden. Die Zuleitungen sind ferner als Zeilenleiter oder als
Spaltenleiter ausgebildet. Die mindestens zwei Prüfleiter
und die Zuleitungen sind mit jeweils einem zweiten Ende mit der
Auswerteeinheit gekoppelt. In der Auswerteeinheit sind mindestens
zwei der mindestens zwei Prüfleiter
miteinander verbunden und bilden einen gemeinsamen Prüfleiter.
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Der
Vorteil ist, dass die mindestens zwei Prüfleiter nicht in der Schaltungsanordnung
durch eine Durchkontaktierung verbunden sein müssen. Ferner ermöglicht das
Vorsehen der mindestens zwei Prüfleiter
eine größere Gestaltungsfreiheit
bezüglich eines
Verlaufs der Zuleitungen oder der Prüfleiter oder bezüglich der
Platzierung der Prüfelemente, ohne
dass sich die Komplexität
der Auswerteschaltung dadurch wesentlich erhöht. Durch das Vorsehen des
gemeinsamen Prüfleiters
kann die Auswerteeinheit besonders einfach ausgebildet sein, da
zusätzlich
zu den Zuleitungen nur der gemeinsame Prüfleiter angesteuert werden
muss.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
erste Ausführungsform
einer Prüfvorrichtung,
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2 eine
zweite Ausführungsform
der Prüfvorrichtung,
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3 eine
dritte Ausführungsform
der Prüfvorrichtung
und
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4 eine
vierte Ausführungsform
der Prüfvorrichtung.
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Elemente
gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
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Eine
erste Ausführungsform
einer Prüfvorrichtung
umfasst eine erste Ausführungsform
einer Schaltungsanordnung und eine erste Ausführungsform einer Auswerteeinheit
AE (1). Die Schaltungsanordnung umfasst Schaltungselemente
SE, die elektrisch matrixförmig
in Zeilen und Spalten durch Zuleitungen miteinander verbunden sind.
Die Zuleitungen sind gebildet durch Zeilenleiter und Spaltenleiter.
Jedes Schaltungselement ist mit einem Zeilenleiter und einem Spaltenleiter
verbunden. Die Schaltungselemente sind beispielsweise Sensoren, z.B.
Drucksensoren. Die Schaltungsanordnung ist beispielsweise mattenförmig ausgebildet
und ist beispielsweise in einem Kraftfahrzeugsitz zum Erfassen einer
Sitzbelegung vorgesehen. So kann durch eine geeignete Auswertung
von Sensorsignalen der Drucksensoren beispielsweise unterschieden
werden, ob der Kraftfahrzeugsitz durch eine Person, einen Kindersitz
oder einen Gegenstand wie beispielsweise eine Tasche belegt ist.
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Die
Zeilenleiter und die Spaltenleiter sind beispielsweise auf unterschiedlichen
Ebenen angeordnet. Dadurch können
die Zeilenleiter und die Spaltenleiter einander überkreuzend verlaufend angeordnet
sein, ohne elektrisch miteinander verbunden zu sein. Beispielsweise
sind die Ebenen jeweils als eine Folie ausgebildet, auf der die
Zuleitungen ausgebildet sind.
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In
diesem Beispiel sind die Zeilenleiter gebildet durch einen ersten
Zeilenleiter Z1, einen zweiten Zeilenleiter Z2, einen dritten Zeilenleiter
Z3 und einen vierten Zeilenleiter Z4. Die Spaltenleiter sind gebildet durch
einen ersten Spaltenleiter S1, einen zweiten Spaltenleiter S2, einen
dritten Spaltenleiter S3 und einen vierten Spaltenleiter S4. Die
Zeilenleiter und die Spaltenleiter weisen jeweils ein erstes Ende
und ein zweites Ende auf.
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Der
erste, zweite und dritte Zeilenleiter Z1, Z2, Z3 sind jeweils mit
ihrem ersten Ende über
ein Prüfelement
PE mit einem ersten Zeilenprüfleiter ZP1
verbunden. Der vierte Zeilenleiter Z4 ist mit seinem ersten Ende über ein
Prüfelement
PE mit einem zweiten Zeilenprüfleiter
ZP2 verbunden. Entsprechend sind der erste, zweite und dritte Spaltenleiter S1,
S2, S3 jeweils mit ihrem ersten Ende über ein Prüfelement PE mit einem ersten
Spaltenprüfleiter SP1
verbunden. Der vierte Spaltenleiter S4 ist mit seinem ersten Ende über ein
Prüfelement
PE mit einem zweiten Spaltenprüfleiter
SP2 verbunden. Die Prüfelemente
PE sind beispielsweise jeweils als ein ohmscher Widerstand ausgebildet.
Vorzugsweise weist der ohmsche Widerstand einen vorgegebenen Widerstandswert
auf. Die Prüfelemente
können
jedoch auch z.B. jeweils als eine Diode ausgebildet sein.
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Der
erste, zweite und dritte Zeilenleiter Z1, Z2, Z3 bilden eine erste
Teilmenge der Zeilenleiter. Der vierte Zeilenleiter Z4 bildet eine
zweite Teilmenge der Zeilenleiter. Ent sprechend bilden der erste,
zweite und dritte Spaltenleiter S1, S2, S3 eine erste Teilmenge
der Spaltenleiter und bildet der vierte Spaltenleiter S4 eine zweite
Teilmenge der Spaltenleiter. Jedem Prüfleiter, also jeweils dem ersten
Zeilenprüfleiter
ZP1, dem zweiten Zeilenprüfleiter
ZP2, dem ersten Spaltenprüfleiter
SP1 und dem zweiten Spaltenprüfleiter
SP2, ist eine dieser voneinander unterschiedlichen Teilmengen zugeordnet,
d.h. jeder Zeilenleiter bzw. jeder Spaltenleiter ist nur einem der Zeilenprüfleiter
bzw. Spaltenprüfleiter
zugeordnet und jedem Zeilenprüfleiter
bzw. Spaltenprüfleiter
ist mindestens ein Zeilenleiter bzw. mindestens ein Spaltenleiter
zugeordnet. Mindestes eine der Teilmengen der Zeilenleiter bzw.
der Teilmengen der Spaltenleiter umfasst jedoch mindestens zwei
Zeilenleiter bzw. Spaltenleiter. Bevorzugt umfassen die jeweiligen
Teilmengen jedoch mehrere Zeilenleiter bzw. Spaltenleiter. Dadurch
sind für
ein Überprüfen der
Zeilenleiter und/oder der Spaltenleiter nur wenige Zeilenprüfleiter
bzw. Spaltenprüfleiter
erforderlich. Dem ersten und dem zweiten Zeilenprüfleiter
ZP1, ZP2 ist jeweils eine der Teilmengen der Zeilenleiter zugeordnet,
dem ersten und dem zweiten Spaltenprüfleiter SP1, SP2 ist jeweils
eine der Teilmengen der Spaltenleiter zugeordnet.
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Es
können
auch mehr oder weniger Zeilenleiter oder Spaltenleiter vorgesehen
sein. Jedoch sind mindestens drei Zeilenleiter und/oder mindestens
drei Spaltenleiter vorgesehen. Ferner sind mindestens zwei Zeilenprüfleiter
und/oder mindestens zwei Spaltenprüfleiter vorgesehen.
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Mit
ihrem zweiten Ende sind die Zeilenleiter, die Spaltenleiter, die
Zeilenprüfleiter
und die Spaltenprüfleiter
mit der Auswerteeinheit AE gekoppelt.
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Durch
das Vorsehen der mindestens zwei Zeilenprüfleiter und/oder der mindestens
zwei Spaltenprüfleiter
wird die Gestaltungsfreiheit bezüglich
eines Verlaufs der Zeilenleiter bzw. der Spaltenleiter und bezüglich einer
Anordnung oder Platzierung der Prüfelemente PE verbessert. Wird
die Schaltungsanordnung beispielsweise genutzt für die Sitzbelegungserkennung
in dem Kraftfahrzeugsitz, dann kann die Schaltungsanordnung so besonders
gut an die jeweilige Sitzgeometrie des Kraftfahrzeugsitzes angepasst
werden. Beispielsweise können
die dem ersten Zeilenprüfleiter
ZP1 zugeordneten Prüfelemente
PE und das dem zweiten Zeilenprüfleiter
ZP2 zugeordnete Prüfelement
PE auf unterschiedlichen Seiten des Kraftfahrzeugsitzes angeordnet
werden. In dem Kraftfahrzeugsitz ist die Schaltungsanordnung gegebenenfalls
erheblichen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Durch die verbesserte
Gestaltungsfreiheit ist es so möglich,
die Prüfelemente
PE in Bereichen des Kraftfahrzeugsitzes zu platzieren, die mechanisch
weniger stark belastet sind. Entsprechend können auch die Zuleitungen und
die Zeilen- und/oder Spaltenprüfleiter
so angeordnet werden, dass diese möglichst geringen mechanischen
Belastungen ausgesetzt sind. Dadurch kann ein möglicher Verschleiß der Schaltungsanordnung
verringert werden. Die Schaltungsanordnung kann so dauerhaft zuverlässig betrieben
werden.
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2 zeigt
eine zweite Ausführungsform
der Schaltungsanordnung und der Prüfvorrichtung, die im Wesentlichen
der ersten Ausführungsform
entspricht. Bei der zweiten Ausführungsform
bilden der erste Zeilenleiter Z1 und der zweite Zeilenleiter Z2 die
erste Teilmenge der Zeilenleiter, die dem ersten Zeilenprüfleiter
ZP1 zugeordnet ist. Der dritte Zeilenleiter Z3 und der vierte Zeilenleiter
Z4 bilden die zweite Teilmenge der Zeilenleiter, die dem zweiten
Zeilenprüfleiter
ZP2 zugeordnet ist. Entsprechend bilden der erste Spaltenlei ter
S1 und der zweite Spaltenleiter S2 die erste Teilmenge der Spaltenleiter,
die dem ersten Spaltenprüfleiter
SP1 zugeordnet ist. Der dritte Spaltenleiter S3 und der vierte Spaltenleiter
S4 bilden die zweite Teilmenge der Spaltenleiter, die dem zweiten
Spaltenprüfleiter
SP2 zugeordnet ist.
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Zwischen
dem ersten Zeilenprüfleiter
ZP1 und dem zweiten Zeilenprüfleiter
ZP2 verläuft
ein weiterer Leiter L, der ebenfalls mit der Auswerteeinheit AE
gekoppelt ist. Der weitere Leiter L muss nicht Bestandteil der Schaltungsanordnung
sein. Der weitere Leiter L ist beispielsweise als eine weitere Zuleitung
zu einem oder mehreren weiteren Elementen ausgebildet, die nicht
Bestandteil der Schaltungsanordnung sein müssen. Ein solches weiteres
Element ist beispielsweise ein Temperatursensor, der eine Temperatur
in dem Kraftfahrzeugsitz erfasst, z.B. um zuverlässiger zwischen der Sitzbelegung
des Kraftfahrzeugsitzes durch eine Person oder durch einen Gegenstand
unterscheiden zu können.
Das weitere Element und der weitere Leiter L können jedoch auch zu einem anderen
Zweck ausgebildet sein. Es können
auch weitere solcher weiteren Leiter L vorgesehen sein, insbesondere
auch zwischen dem ersten Spaltenprüfleiter SP1 und dem zweiten
Spaltenprüfleiter
SP2. Der Vorteil ist, dass durch das Vorsehen der mindestens zwei
Zeilenprüfleiter
und/oder der mindestens zwei Spaltenprüfleiter auf einfache Weise
das weitere Element oder mehrere weitere Elemente mit der Auswerteeinheit
AE oder mit einer anderen Einheit elektrisch gekoppelt werden können, deren
Zuleitungen die Zeilenleiter bzw. die Spaltenleiter der Schaltungsanordnung
kreuzen müssen. Dadurch
braucht der weitere Leiter L nicht in einer zusätzlichen Ebene angeordnet werden,
sondern kann in der gleichen Ebene angeordnet werden, wie die Zeilenleiter
und die Zeilenprüfleiter
bzw. die Spaltenleiter und die Spaltenprüfleiter.
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3 zeigt
eine dritte Ausführungsform
der Schaltungsanordnung und der Prüfvorrichtung. In der dritten
Ausführungsform
sind alle Zeilenleiter und alle Spaltenleiter einem gemeinsamen
Prüfleiter
P zugeordnet, d.h. der erste, zweite, dritte und vierte Zeilenleiter
Z1, Z2, Z3, Z4 sind jeweils über
ein Prüfelement PE
mit dem gemeinsamen Prüfleiter
P verbunden und der erste, zweite, dritte und vierte Spaltenleiter S1,
S2, S3, S4 sind jeweils über
ein Prüfelement
PE mit dem gemeinsamen Prüfleiter
P verbunden. Dadurch ist es möglich,
die Zeilenleiter und die Spaltenleiter über den gemeinsamen Prüfleiter
P zu überprüfen. Gegebenenfalls
erfordert die Schaltungsanordnung eine Durchkontaktierung, z.B.
wenn die Zeilenleiter und die Spaltenleiter in unterschiedlichen
Ebenen angeordnet sind.
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Für das Kontaktieren
der Auswerteeinheit AE ist zusätzlich
zu Anschlüssen
für die
Zeilenleiter und die Spaltenleiter nur ein zusätzlicher Anschluss für den gemeinsamen
Prüfleiter
P erforderlich. Dadurch ist das Kontaktieren der Auswerteeinheit
AE besonders einfach und die Auswerteeinheit AE kann besonders einfach
ausgebildet sein. Insbesondere kann auch eine anwendungsspezifische
integrierte Schaltung ASIC besonders einfach ausgebildet sein, die
gegebenenfalls in der Auswerteeinheit AE vorgesehen ist. Die anwendungsspezifische
integrierte Schaltung ASIC muss daher zusätzlich zu den Anschlüssen für die Zeilenleiter
und Spaltenleiter nur einen Anschluss für den gemeinsamen Prüfleiter
P vorsehen.
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4 zeigt
eine vierte Ausführungsform
der Schaltungsanordnung und der Prüfvorrichtung. Bei der vierten
Ausführungsform
sind dem ersten Zeilenprüfleiter
ZP1 der erste, zweite, dritte und vierte Zeilenleiter Z1, Z2, Z3,
Z4 zugeordnet und sind dem ersten Spaltenprüfleiter SP1 der erste, zweite,
dritte und vierte Spaltenleiter S1, S2, S3, S4 zugeordnet. Dadurch
muss die Auswerteeinheit AE zusätzlich
zu den Anschlüssen
für die
Zeilenleiter und die Spaltenleiter nur zwei Anschlüsse für den ersten
Zeilenprüfleiter ZP1
und den ersten Spaltenprüfleiter
SP1 aufweisen. Der erste Zeilenprüfleiter ZP1 und der erste Spaltenprüfleiter
SP1 sind in der Auswerteeinheit AE elektrisch leitend miteinander
verbunden und bilden so den gemeinsamen Prüfleiter P. Dies hat den Vorteil, dass
die gegebenenfalls in der Auswerteeinheit AE vorgesehene anwendungsspezifische
integrierte Schaltung ASIC zusätzlich
zu den Anschlüssen
für die
Zeilenleiter und die Spaltenleiter nur einen weiteren Anschluss
für den
gemeinsamen Prüfleiter
P erfordert. Dadurch kann die anwendungsspezifische integrierte
Schaltung ASIC besonders einfach ausgebildet sein. Ferner ist so
kein Durchkontaktieren bei der Schaltungsanordnung erforderlich.
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Die
erste Ausführungsform
und die zweite Ausführungsform
können
miteinander kombiniert werden, d.h. der weitere Leiter L kann z.B.
ebenso in der ersten Ausführungsform
vorgesehen sein. Ferner kann auch die vierte Ausführungsform
mit der ersten oder der zweiten Ausführungsform kombiniert werden,
z.B. durch elektrisch leitendes Verbinden des ersten Zeilenprüfleiters
ZP1, des zweiten Zeilenprüfleiters
ZP2, des ersten Spaltenprüfleiters
SP1 und/oder des zweiten Spaltenprüfleiters SP2 zu dem gemeinsamen
Prüfleiter
P. Ferner kann die anwendungsspezifische integrierte Schaltung ASIC
ebenso in der ersten oder der zweiten Ausführungsform vorgesehen sein
oder kann die Auswerteeinheit AE bilden. Ferner können auch
entsprechend der dritten Ausführungsform
mindestens ein Spaltenleiter und mindestens ein Zeilenleiter demselben
Prüfleiter
zugeordnet sein.
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Das Überprüfen eines
Zeilenleiters bzw. eines Spaltenleiters erfolgt beispielsweise durch
eine Widerstandsmessung zwischen dem zweiten Ende des jeweiligen
Zeilenleiters und dem zweiten Ende des diesem zugeordneten Zeilenprüfleiters
bzw. zwischen dem zweiten Ende des jeweiligen Spaltenleiters und
dem zweiten Ende des diesem zugeordneten Spaltenprüfleiters.
Weicht der gemessene Widerstandswert beispielsweise um einen vorgegebenen Betrag
oder einen vorgegebenen Faktor von dem vorgegebenen Widerstandswert
des jeweiligen Prüfelements
PE ab, dann ist der entsprechende Zeilenleiter bzw. Spaltenleiter
oder der zugeordnete Zeilenprüfleiter
bzw. Spaltenprüfleiter
gegebenenfalls fehlerhaft.