DE102006006399B4

DE102006006399B4 - Verfahren zum Betrieb eines Ausgangstreibers sowie Schaltungsanordnung mit einem Ausgangstreiber

Info

Publication number: DE102006006399B4
Application number: DE200610006399
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Claussen Hans-Peter
Original assignee: Jungheinrich AG
Current assignee: Jungheinrich AG
Priority date: 2006-02-11
Filing date: 2006-02-11
Publication date: 2012-06-28
Anticipated expiration: 2026-02-12
Also published as: DE102006006399A1

Abstract

Verfahren zum Betrieb einer Steuerung mit mindestens einem Ausgangstreiber, der mindestens einen Signaleingangsanschluss (46), mindestens einen Signalausgangsanschluss (60) und mindestens einen Diagnoseausgangsanschluss (44) aufweist, wobei an dem Diagnoseausgangsanschluss (44) ein vorbestimmtes Diagnosesignal anliegt, wenn ein definierter Spannungswert an dem Signalausgangsanschluss (60) über- oder unterschritten wird, dadurch gekennzeichnet, dass
• der Signalausgangsanschluss (60) wahlweise als digitaler Signaleingang oder Signalausgang eingesetzt werden kann, wobei
• bei der Verwendung als digitaler Signaleingang am Signalausgangsanschluss (60) digitale Eingangssignale (58) angelegt werden,
• wobei der Signalausgangsanschluss (60) für einen logischen Signalwert der digitalen Eingangssignale (58) auf Masse geschaltet wird und hiermit ein definierter Spannungswert unter- oder überschritten wird,
• für jeden Takt, in dem der Signalausgangsanschluss (60) auf Masse liegt, ein Diagnosesignal am Diagnoseausgangsanschluss (44) ausgelöst wird, und
• das Diagnosesignal am Diagnoseausgangsanschluss (44) als Eingangssignal gelesen wird,
• und bei der Verwendung als Signalausgang der Signalausgangsanschluss (60) an...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Ausgangstreibers sowie eine Schaltungsanordnung mit einem Ausgangstreiber.
Bei dem Einsatz von elektronischen Steuerungen in Fahrzeugen werden regelmäßig Eingangssignale, die für Bedienerwünsche und Anforderungen stehen, über elektrische Schalter erfaßt. Ebenfalls werden Systemzustände des Fahrzeugs in digitalen Eingangsstufen erfasst. Sämtliche Signale liegen als analoge oder digitale Eingangssignale an einer Steuerung an und werden in dieser zu Ausgangssignalen verarbeitet. Die Ausgangssignale liegen hierbei an einem Ausgangstreiber an, der aufgrund der an ihm anliegenden Schaltsignale die Lasten schaltet. Grundsätzlich ist es hierbei möglich, die an dem Ausgang anliegende Last gegen Masse zu schalten oder die Last gegen einen Spannungswert zu schalten.
Es ist bekannt, dass Ausgangstreiber als integrierte Schaltung ausgeführt sind und eine Diagnosefunktion besitzen. Die Diagnosefunktionen können unterschiedliche Eigenschaften des Ausgangstreibers betreffen. Eine Diagnosefunktion ist das Feststellen, ob an der Ausgangslast ein Drahtbruch vorliegt. Eine andere Diagnosefunktion ist das Feststellen, ob die Ausgangslast kurzgeschlossen ist. An einem entsprechenden Datenausgang des Ausgangstreibers werden entsprechende Diagnosedaten ausgegeben.
Aus DE 10 2005 006 867 A1 ist ein Halbleiterschalter mit einer Steuervorrichtung mit mehreren Anschlusskontakten für Eingangs- und Ausgangssignalen bekannt. Signale an einem Ausgangsdeaktivierungsanschluss zeigen an, ob eine überwachte Spannung an einem Signaleingangsanschluss über- oder unterschritten ist. Die Steuervorrichtung schaltet den Halbleiterschalter in Abhängigkeit der überwachten Spannung ein oder aus.
Aus DE 195 34 833 A1 ist ferner ein Steuergerät in Kraftfahrzeugen bekannt, dass zur Durchführung von Kraftfahrzeugfunktionen und Fehlerüberprüfungsroutinen dient. Mit diesem Steuergerät kann mittels eines Testprogramms die Hardware des Steuergerätes auf ihre Funktionstüchtigkeit bzw. Fehler hin überprüft werden.
Bei dem praktischen Einsatz einer Steuerung in Fahrzeugen ergeben sich je nach Fahrzeugtyp und Fahrzeugausstattung unterschiedliche Anforderungen an die Anzahl der benötigten digitalen Eingänge und digitalen Ausgänge. Soll daher eine Steuerung für mehrere Fahrzeugtypen mit jeweils unterschiedlicher Anzahl an digitalen Ein- und Ausgängen vorgesehen werden, so muß die Steuerung die maximale Anzahl an digitalen Eingängen und die maximale Anzahl an digitalen Ausgängen der unterschiedlichen Fahrzeugtypen aufweisen. Dies führt zu einer höheren Anzahl von Anschlüssen insgesamt, als benötigt wird. Insbesondere im Bereich der Flurförderzeuge liegen unterschiedliche Anforderungen vor, die mit einem Controller angesteuert und geregelt werden sollen.

Wie in der nachstehenden Tabelle wiedergegeben, erfordern die Fahrzeugtypen A bis D jeweils eine unterschiedliche Anzahl an digitalen Ein- und Ausgängen. Insgesamt werden nie mehr als 16 Anschlüsse benötigt. Soll eine gemeinsame Steuerung vorgesehen werden, die bei allen vier Fahrzeugtypen eingesetzt werden kann, so benötigt diese insgesamt 21 Anschlüsse, davon 11 digitale Eingänge und 10 digitale Ausgänge.

Fahrzeugbezeichnung	Benötigte Anzahl der digitalen Eingänge	Benötigte Anzahl der digitalen Ausgänge	Summe der Anschlüsse
Fahrzeugtyp A	10	6	16
Fahrzeugtyp B	5	4	9
Fahrzeugtyp C	6	10	16
Fahrzeugtyp D	11	4	15
Maximalwert	11	10	21

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung bereitzustellen, die für unterschiedliche Fahrzeugtypen einsetzbar ist, und die mit einer möglichst geringen Anzahl von flexibel konfigurierbaren Anschlüssen auskommt.
Gelöst wird die Aufgabe durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines oder mehrerer Ausgangstreiber in der Schaltung. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines Ausgangstreibers ist Gegenstand des Anspruchs 1. Eine Schaltungsanordnung mit einem Ausgangstreiber ist Gegenstand des Anspruchs 5.
Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft den Betrieb einer Steuerung mit mindestens einem Ausgangstreiber. Der Ausgangstreiber weist einen Signaleingangsanschluß, mindestens einen Signalausgangsanschluß und mindestens einen Diagnoseausgangsanschluß auf. An dem Diagnoseausgangsanschluß liegt in Abhängigkeit von dem erwarteten Schaltzustand des Ausgangstreibers ein vorbestimmtes Diagnosesignal an, wenn ein definierter Spannungswert an dem Signalausgangsanschluß über- oder unterschritten wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden an dem Signalausgangsanschluß digitale Eingangssignale angelegt, bei denen einer der logischen Signalwerte den definierten Spannungswert unter- oder überschreitet und ein Diagnosesignal an dem Diagnoseausgangsanschluß auslöst. Die an dem Diagnosesignalanschluß anliegenden Diagnosesignale werden als Eingangssignal gelesen und weitergeleitet. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Signalausgangsanschluß des Ausgangstreibers als digitaler Signaleingang verwendet. Die an dem Ausgangsanschluß anliegenden Signale werden über das Diagnosesignal ausgelesen.
Die erfindungsgemäße Steuerung besitzt also einen Anschluß, der wahlweise als digitaler Ausgang, bei regulärem Betrieb des Ausgangstreibers, oder als digitaler Eingang, bei erfindungsgemäßem Betrieb des Ausgangstreibers, eingesetzt werden kann. Indem ein oder mehrere Anschlüsse der Steuerung variabel als Eingangsoder Ausgangsanschlüsse konfigurierbar sind, kann eine Steuerung für mehrere Fahrzeugtypen ausgelegt werden, ohne dass jeweils auf die mögliche Maximalzahl der Eingangs- und Ausgangsanschlüsse abgestellt werden muß.
In einer möglichen Ausgestaltung wird der Signalausgangsanschluß des Ausgangstreibers, bei Verwendung als digitaler Signalausgang, an eine Last angeschlossen und, bei der Verwendung für die digitalen Eingangssignale, für einen logischen Signalwert der digitalen Eingangssignale auf Masse geschaltet. Bei dieser Ausgestaltung schaltet der Ausgangstreiber eine Last durch Anlegen einer Spannung. Ein Kurzschluß gegen Masse wird durch die Diagnosefunktion erkannt, wenn der Anschluß auf Masse geschaltet wird, indem die digitalen Eingangssignale nun für einen logischen Signalwert auf Masse geschaltet werden. Bei dieser Ansteuerung entsteht für jeden Takt, in dem der Anschluß der Steuerung auf Masse liegt, ein Diagnosesignal, welches aussagt, dass der Anschluß auf Masse geschaltet wird. Anhand dieses Diagnosesignals kann dann das digitale Eingangssignal wiedergewonnen und an die Steuerung weitergeleitet werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung liegt ein zusätzlicher Widerstand an dem Signalausgangsanschluß an, wenn die digitalen Eingangssignale an dem Signalausgangsanschluß anliegen. Der zusätzliche Widerstand erhöht den Kontaktstrom durch einen angeschlossenen Schalter, der sich zusammensetzt aus der Summe des Diagnosestroms und des zusätzlichen Stroms. Damit wird sichergestellt, dass der Kontaktestrom durch einen mechanischen Schalter einen Mindestwert erreicht, der Kontaktprobleme des Schalters vermeidet, beispielsweise Kontakt-Oxidation.
In einer bevorzugten Ausgestaltung werden – wenn die digitalen Eingangssignale an dem Signalausgangsanschluß anliegen – die Diagnosesignale in mindestens zwei Teile aufgeteilt. Von den Teilen zeigt ein erster Teil an, ob oder ob nicht ein logischer Wert an dem Signalausgangsanschluß anliegt. Dieser Teil des Diagnosesignals dient nachfolgend als digitales Eingangssignal. Der verbleibende Teil des Diagnosesignals enthält die üblichen Diagnosedaten.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls für eine Schaltungsanordnung mit einem Ausgangstreiber gelöst. Der Ausgangstreiber besitzt mehrere Anschlußkontakte, von denen jeweils mindestens einer für Eingangssignale, Ausgangssignale und für Diagnosesignale vorgesehen ist. Das Diagnosesignal zeigt an, dass an einem Kontakt für ein Ausgangssignal ein vorbestimmter Spannungswert über- und/oder unterschritten wird. Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung liegen digitale Eingangssignale an den Anschlußkontakt für die Ausgangssignale an, wobei Eingangsmittel vorgesehen sind, damit die digitalen Eingangssignale mit einem logischen Wert den vorbestimmten Spannungswert über- oder unterschreiten. Ferner ist eine Auswerteeinheit vorgesehen, die die Diagnosesignale als Eingangssignale weiterleiten. Der besondere Vorteil an der Schaltungsanordnung, bei der es sich beispielsweise um eine Steuerung bestehend aus Mikroprozessor, digitalem Signalprozessor (DSP) oder sonstigem Controller im Zusammenspiel mit mehreren Ausgangstreibern, handeln kann, liegt darin, dass die Mittel eine variable Konfiguration eines Anschlusses sowohl als Anschluß für Ausgangsdaten als auch für digitale Eingangsdaten ermöglichen.
Bevorzugt liegt bei der Verwendung des Anschlußkontakts für die Ausgangssignale eine Last und bei der Verwendung für das Eingangssignal eine Masse an.
Zusätzlich liegt an dem Anschlußkontakt über einen Widerstand bevorzugt eine vorbestimmte Spannung an, wenn über den Anschlußkontakt digitale Eingangssignale gelesen werden. Wird der Anschlußkontakt dann auf Masse gelegt, fließt ein zusätzlicher Strom.
Weiter bevorzugt leitet bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung die Auswerteeinheit die aus den Diagnosedaten generierten Eingangssignale weiter.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird nachfolgend näher erläutert.
1 zeigt eine schematische Ansicht einer Steuerung für ein Flurförderzeug,
2 zeigt eine reguläre Verwendung eines Ausgangstreibers zum Schalten einer Last und
3 zeigt den Ausgangstreiber aus 2 bei der Verwendung als Signaleingang.
1 zeigt schematisch eine Steuerung 10 für ein Flurförderzeug. Die Steuerung 10 weist vier digitale Eingangsstufen 12 und drei digitale Ausgangsstufen 14 auf. Eingänge und Ausgänge sind mit einem digitalen Signalprozessor (DSP) 16 verbunden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel schalten die digitalen Eingänge 12 gegen Masse 18, wenn sie geschlossen sind. An einem digitalen Eingang beispielsweise für die Hubhöhe stammen die Eingangssignale von einem Höhensensor 20, der seine Daten digitalisiert an den Eingang 12 anlegt.
Mit den Ausgangssignalen 14 werden ohmsche und induktive Lasten 22 geschaltet. Ebenfalls dargestellt ist der Fahrmotor 24, der über das Hauptschütz 26 mit der Batterie 28 verbunden ist. Schlüsselschalter 30 schaltet die Stromversorgung der Steuerung 10. Not-Ausschalter 32 und Sicherung 34 sind zwischen Schlüsselschalter 30 und Batterie 28 vorgesehen.
In der dargestellten Konfiguration besitzt die Steuerung 10 vier digitale Eingänge 12 und drei digitale Ausgänge 14.
In 2 dargestellt ist der Ausgangstreiber 36, der es erlaubt, die Ausgänge 14 als Eingänge zu konfigurieren. Der Ausgangstreiber 36 wird in 38 mit einer Spannung versorgt. Der Ausgangstreiber besitzt eine Diagnoseschnittstelle 40, an der ein Clock-Signal 42 anliegt und an der Diagnosedaten zur weiteren Verarbeitung 44 ausgelesen werden. Die zu schaltenden Steuersignale 46 liegen an einem Transistor 48 an, der mit einer Stromquelle 50 verbunden ist. Liegt an dem Transistor 48 über den Anschluß 46 eine Spannung an, so schaltet dieser beispielsweise frei und ein Strom fließt von der Stromquelle 50 zum Grund 54 und es fließt in der angeschlossenen Last ein Strom von der Batterie durch die Last und den Transistor nach Masse. Ist der Schalter aufgrund der Steuersignale 46 geöffnet, so kann der Strom von der Stromquelle 50 nicht mehr zur Masse abfließen. Ein Beispiel für einen solchen Ausgangstreiber ist beispielsweise der L9651 von ST Microelectronics.
3 zeigt den Ausgangstreiber 36 bei der Verwendung als Dateneingang. Bei der erfindungsgemäßen Verwendung liegen digitale Eingangssignale 58 an dem Ausgangsanschluß 60 an. In 3 dargestellt sind die digitalen Eingangssignale als ein Schalter, der den Ausgangsanschluß 60 gegen Masse schaltet. Die Diagnoseeinheit 52 stellt über den somit über den Kontakt 60 fließenden Strom fest, dass ein Kurzschluß an dem entsprechenden Kontakt 60 vorliegt und schaltet entsprechend die Diagnoseschnittstelle 40. An der Diagnoseschnittstelle 40 liegen Ausgangssignale 44 und geben dann Aufschluß, ob der Anschluß 60 auf Masse 59 geschaltet ist. Bei diesem Verfahren ermöglichen es die Diagnosedaten 44, die anliegenden Eingangssignale 58 anzuzeigen.
Um für die mechanischen Schaltkontakte einen ausreichenden Strom zur Verfügung zu stellen, ist ein Zusatzwiderstand 62 gegen eine vorbestimmte Spannung V64 geschaltet. Der Zusatzwiderstand liegt ebenfalls an dem Anschlußkontakt 60 an.

Claims

Verfahren zum Betrieb einer Steuerung mit mindestens einem Ausgangstreiber, der mindestens einen Signaleingangsanschluss (46), mindestens einen Signalausgangsanschluss (60) und mindestens einen Diagnoseausgangsanschluss (44) aufweist, wobei an dem Diagnoseausgangsanschluss (44) ein vorbestimmtes Diagnosesignal anliegt, wenn ein definierter Spannungswert an dem Signalausgangsanschluss (60) über- oder unterschritten wird, dadurch gekennzeichnet, dass • der Signalausgangsanschluss (60) wahlweise als digitaler Signaleingang oder Signalausgang eingesetzt werden kann, wobei • bei der Verwendung als digitaler Signaleingang am Signalausgangsanschluss (60) digitale Eingangssignale (58) angelegt werden, • wobei der Signalausgangsanschluss (60) für einen logischen Signalwert der digitalen Eingangssignale (58) auf Masse geschaltet wird und hiermit ein definierter Spannungswert unter- oder überschritten wird, • für jeden Takt, in dem der Signalausgangsanschluss (60) auf Masse liegt, ein Diagnosesignal am Diagnoseausgangsanschluss (44) ausgelöst wird, und • das Diagnosesignal am Diagnoseausgangsanschluss (44) als Eingangssignal gelesen wird, • und bei der Verwendung als Signalausgang der Signalausgangsanschluss (60) an eine Last (22) angeschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zusätzlicher Strom an dem Signalausgangsanschluss (60) anliegt, wenn die digitalen Eingangssignale (58) an dem Signalausgangsanschluss (60) anliegen.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die digitalen Eingangssignale (58) an dem Signalausgangsanschluss (60) anliegen, das Diagnosesignal mindestens in zwei Teile aufgeteilt wird, von denen einer anzeigt, ob oder ob nicht ein logischer Wert an dem Signalausgangsanschluss (60) anliegt und der andere Teil die übrigen Diagnosedaten enthält.
Schaltungsanordnung mit einem Ausgangstreiber (36), der mehrere Anschlusskontakte (46, 60, 44) aufweist, von denen jeweils mindestens einer für Eingangssignale, Ausgangssignale und für Diagnosesignale vorgesehen ist, wobei am Anschlusskontakt (44) für den Diagnoseausgangsanschluss (44) ein Diagnosesignal anliegt, wenn ein vorbestimmter Spannungswert an dem Anschlusskontakt (60) für den Signalausgangsanschluss über- oder unterschritten wird, dadurch gekennzeichnet, dass • der Anschlusskontakt (60) für den Signalausgangsanschluss wahlweise als digitaler Signaleingang oder als Signalausgang verwendet werden kann und Eingangsmittel vorgesehen sind, um am Anschlusskontakt (60) digitale Eingangssignale anzulegen, falls dieser Anschlusskontakt als digitaler Signaleingang verwendet wird, • wobei an dem Signalausgangsanschluss (60) für einen logischen Signalwert der digitalen Eingangssignale (58) Masse anliegt und damit ein definierter Spannungswert unter- oder überschritten wird, • jeder Takt, in dem der Signalausgangsanschluss (60) auf Masse liegt, ein Diagnosesignal auslöst, • das Diagnosesignal am Diagnoseausgangsanschluss (44) als Eingangssignal gelesen wird, • und bei der Verwendung des Anschlusskontaktes (60) als Signalausgang am Anschlusskontakt (60) eine Last (22) anliegt.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich der Anschlusskontakt (60) über einen Widerstand (62) an einer vorbestimmten Spannung (64) anliegt, wenn an dem Anschlusskontakt digitale Eingangssignale (58) anliegen.