DE102008055697A1 - Elektronische Temperaturmessschaltung - Google Patents

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    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/01—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using semiconducting elements having PN junctions

Abstract

Elektronische Temperaturmessschaltung, umfassend mindestens zwei Messzweige, welche jeweils zumindest ein Temperatursensorelement (1) aufweisen, und wenigstens eine erste Auswerteschaltung (2), wobei zumindest einer der Messzweige mindestens ein Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelement (3) aufweist, mit welchem wenigstens zwischen einem Temperaturerfassungsbetriebsmodus und einem Prüfbetriebsmodus des Messzweiges umgeschaltet werden kann.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Temperaturmessschaltung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1, ein Verfahren zur Ansteuerung einer Temperaturmessschaltung gemäß Oberbegriff von Anspruch 10 sowie die Verwendung der Temperaturmessschaltung in Kraftfahrzeugen.
  • Druckschrift DE 10 2004 035 014 A1 schlägt eine Temperaturmessschaltung mit zwei Messzweigen, umfassend jeweils ein Temperatursensorelement, vor, wobei diese Messzweige mit einer gemeinsamen Auswerteschaltung verbunden sind und Schaltelemente aufweisen, mit denen die Messzweige gepulst betrieben werden können, um eine Eigenerwärmung der Sensorelemente zu verringern und mit denen die Messzweige an- und abgeschaltet werden können, um bei Teildefekten eine Redundanzumschaltung zwischen den Messzweigen zu ermöglichen.
  • Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Ansteuerung einer Temperaturmessschaltung und eine Temperaturmessschaltung vorzuschlagen, welche besonders für den Einsatz in sicherheitskritischen Systemen geeignet ist und dabei insbesondere relativ kostengünstig und/oder flexibel einsetzbar ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Temperaturmessschaltung gemäß Anspruch 1 sowie durch das Verfahren gemäß Anspruch 10.
  • Die Temperaturmessschaltung ermöglicht insbesondere eine redundante Temperaturmessung.
  • Die erste Auswerteschaltung ist den Messzweigen vorzugsweise gemeinsam zugeordnet und umfasst insbesondere zumindest einen Analog-/Digitalwandler. Besonders bevorzugt sind sämtliche Messzweige mit einem gemeinsamen Analog-/Digitalwandler verbunden und diesem entsprechend zugeordnet. Alternativ vorzugsweise umfasst die Auswerteschaltung mehrere Analog-/Digitalwandler, welchen einzelne Messzweige oder Gruppen von Messzweigen zugeordnet sind, dabei ist insbesondere mindestens ein Messzweig wenigstens zwei separaten Analog-/Digitalwandlern der Auswerteschaltung zugeordnet.
  • Die Messzweige weisen bevorzugt einen gemeinsamen Energieversorgungsanschluss auf und sind bezüglich dieses Energieversorgungsanschlusses und/oder bezüglich der Auswerteschaltung parallel zueinander geschaltet.
  • Wenigstens eines der Temperatursensorelemente umfasst vorzugsweise zumindest ein erstes Transistorelement, wobei insbesondere eine seiner Diodenstrecken, besonders bevorzugt seine Basis-Emitter-Diodenstrecke, zur Erfassung der Temperatur verwendet wird.
  • Zweckmäßigerweise umfasst das Temperatursensorelement, insbesondere jeweils, neben dem ersten Transistorelement wenigstens ein zusätzliches Transistorelement, ist also zumin dest als „Doppeltransistor” ausgebildet, wobei dieses zusätzliche Transistorelement besonders bevorzugt mit seinem Kollektoranschluss mit dem Emitteranschluss des ersten Transistorelements verbunden ist. An solch einem „Doppeltransistor” kann ein größerer Spannungsabfall in Abhängigkeit der Temperatur für die Auswerteschaltung bereitgestellt werden, als an einem einzelnen Transistorelement. Dadurch dass jedes Transistorelement des „Doppeltransistors” dieselbe Temperatur erfasst, da diese thermisch miteinander gekoppelt sind, kann außerdem geprüft werden, ob die von den jeweiligen Transistorelementen erfasste Temperatur plausibel ist.
  • Es ist bevorzugt, dass das mindestens eine Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelement mit einer Kontrolleinheit verbunden ist oder von dieser Kontrolleinheit umfasst wird, wobei die Kontrolleinheit so ausgelegt ist, dass sie das Umschalten zwischen dem Temperaturerfassungsbetriebsmodus und dem Prüfbetriebsmodus des einzelnen oder jeweiligen Messzweiges in Abhängigkeit eines Messbetriebs und eines Testbetriebs der Temperaturmessschaltung, bezogen auf einen oder mehrere oder sämtliche Messzweige, veranlassen oder durchführen kann. Insbesondere ist die Kontrolleinheit dabei so ausgelegt, dass sie dieses Umschalten mittels des wenigstens einen Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelements periodisch, besonders bevorzugt kontinuierlich, veranlasst oder durchführt.
  • Das mindestens eine Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelement ist zweckmäßigerweise als elektronischer Schnittstellen-Treiber bzw. als „port-pin” ausgebildet, welcher insbesonde re eine „Tri-State-Treiber-Schaltung” umfasst.
  • Das wenigstens erste Transistorelement des zumindest einen Temperatursensorelements ist zweckmäßigerweise mit seinem Emitter- oder Kollektoranschluss an den Energieversorgungsanschluss direkt oder indirekt angeschlossen und mit seinem Kollektor- oder Emitteranschluss direkt oder indirekt an eine Masseleitung angeschlossen, wobei der Basisanschluss des ersten Transistorelements direkt oder indirekt mit dem Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelement verbunden ist.
  • Der Basisanschluss und der Kollektoranschluss des ersten Transistorelements sind vorzugsweise über einen Basiswiderstand miteinander verbunden und der Kollektoranschluss des ersten Transistorelements ist dabei insbesondere mit dem Energieversorgungsanschluss oder der Masseleitung direkt oder indirekt verbunden. Die Auslegung des Widerstandswertes des Basiswiderstands ist dabei zweckmäßigerweise abhängig von dem Wert des Eingangssignals der Auswerteschaltung im Testbetrieb der Temperaturmessschaltung, dabei soll dieses Eingangssignal in einem definierten Testwertband liegen.
  • Das mindestens eine Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelement ist bevorzugt so ausgebildet, dass es ausgangsseitig in einen „hochohmigen” Zustand versetzt werden kann oder ein elektrisches Signal entsprechend dem Energieversorgungsanschluss oder alternativ ein elektrisches Signal entsprechend der Masseleitung bereitstellen kann. Insbesondere wird das Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelement im bzw. während des Temperaturerfassungsbetriebsmodus des Messzweiges in einen „hochohmigen” Zustand versetzt und stellt im bzw. während des Prüfbetriebsmodus ein elektrisches Signal bzw. eine Spannung entsprechend dem Energieversorgungsanschluss bereit, besonders bevorzugt im Fall, dass das erste Transistorelement als Temperatursensorelement des Messzweiges als PNP-Transistor ausgebildet ist, oder das Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelement stellt im Prüfbetriebsmodus des Messzweiges ein elektrisches Signal bzw. eine Spannung entsprechend der Masseleitung bereit, besonders bevorzugt im Fall, dass das erste Transistorelement als Temperatursensorelement des Messzweiges als NPN-Transistor ausgebildet ist.
  • Unter einem ausgangsseitig „hochohmigen” Zustand wird vorzugsweise verstanden, dass sich das Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelement ausgangsseitig durch einen relativ hohen Ausgangswiderstand im Wesentlichen so verhält, als wäre es nicht mit dem jeweiligen Messzweig verbunden und beeinflusst damit den jeweiligen Messzweig nicht.
  • Die Temperatursensorelemente der Messzweige sind bevorzugt auf einer gemeinsamen Leiterplatte oder einem gemeinsamen Chip einer elektronischen Kontrolleinheit eines Kraftfahrzeugbremssystems angeordnet.
  • Im Messbetrieb der Temperaturmessschaltung werden bevorzugt sämtliche Messzweige gleichzeitig im Temperaturerfassungsbetriebsmodus betrieben, wodurch im Wesentlichen eine Messung der höchsten Temperatur aller durch sämtliche Messzweige erfassten Temperaturen erfolgt. Alternativ vorzugsweise werden im Messbetrieb oder in einem zusätzlichen, zweiten Messbe trieb, der Temperaturmessschaltung nur ein einzelner oder eine definierte Anzahl von Messzweigen gleichzeitig im Temperaturerfassungsbetriebsmodus betrieben, wodurch die Messpräzision erhöht wird. Insbesondere werden der „normale” Messbetrieb und der zusätzliche, zweite Messbetrieb zu verschiedenen Zeiten durchgeführt.
  • Im Testbetrieb der Temperaturmessschaltung werden bzw. sind sämtliche Messzweige bevorzugt abgeschaltet bzw. in den Prüfbetriebsmodus versetzt, indem das jeweilige Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelement ein elektrisches Signal entsprechend dem Energieversorgungsanschluss oder alternativ entsprechend der Masseleitung bereitstellt, wodurch zumindest teilweise die Funktionsfähigkeit dieser Messzweige geprüft werden kann. Im Testbetrieb der Temperaturmessschaltung wird insbesondere geprüft, ob der an der Auswerteschaltung anliegende Ausgangssignalpegel der Temperatursensorelemente einen definierten Wert aufweist und/oder in einem definierten Fehlerband liegt.
  • Es ist bevorzugt, dass die Temperaturmessschaltung mit einer elektronischen Kontrolleinheit eines Kraftfahrzeugregelungssystems verbunden ist, welche bei zumindest einem erkannten Fehler der Temperaturmessschaltung in einen Notbetrieb schaltet bzw. geschaltet wird, in welchem insbesondere zumindest eine Anti-Blockier-Funktion in Betrieb bleibt und beispielsweise wenigstens eine Traktionskontroll-Funktion abgeschaltet wird. Besonders bevorzugt wird die elektronische Kontrolleinheit bei zwei oder mehr erkannten Fehlern abgeschaltet.
  • Die Temperaturmessschaltung ist vorzugsweise in eine elektronische Kontrolleinheit eines Kraftfahrzeugregelungssystems integriert, insbesondere in die elektronische Kontrolleinheit eines Kraftfahrzeugbremssystems.
  • Es ist zweckmäßig, dass zwei, insbesondere im Wesentlichen identische, redundante Temperaturmessschaltungen an eine gemeinsame erste Auswerteschaltung angeschlossen sind, wodurch die Funktionsfähigkeit der Auswerteschaltung, besonders bevorzugt des Analog-/Digitalwandlers, getestet, ganz besonders bevorzugt mittels einer Plausibilitätsbetrachtung, geprüft werden kann. Obige Redundanz bezieht sich insbesondere auf die Verdopplung der Anzahl der Messzweige, wobei jeweils ein Paar Messzweige, also zwei redundante Messzweige, derselben Wärmequelle bzw. demselben Temperaturerfassungspunkt zugeordnet sind.
  • Die Temperaturmessschaltung umfasst vorzugsweise lediglich einen einzelnen Analog-Digitalwandler.
  • Das mindestens eine Temperatursensorelement besteht bevorzugt aus einem oder mehreren, insbesondere zwei, bipolaren Transistorelementen, besonders bevorzugt in Silizium-NPN- oder PNP-Technik. Das mindestens eine Transistorelement wird ganz besonders bevorzugt als Diode beschaltet, so dass die Temperaturabhängigkeit der Basis-Emitter-Diode ausgenutzt werden kann. Beispielsweise liegt diesbezüglich der Temperaturkoeffizient bei Silizium bei –2 mV/K je Transistorelement.
  • Die Verwendung von Transistoren bzw. Transistorelementen anstelle von einzelnen Dioden hat zwei Gründe:
    Transistoren sind relativ kostengünstig und der Betriebsmodus von Transistoren kann relativ einfach einzeln umgeschaltet werden, wodurch die einzelnen Messzweige in relativ einfacher Weise einzeln bezüglich ihres Betriebsmodus umgeschaltet werden können.
  • Es ist zweckmäßig, dass die Temperatursensorelemente der Temperaturmessschaltung zumindest teilweise im Wesentlichen in unmittelbarer Nähe von zu überwachenden, insbesondere sicherheitsrelevanten, Wärmequellen eines elektronischen Systems angeordnet sind.
  • Das Verfahren zur Ansteuerung einer Temperaturmessschaltung wird vorzugsweise weitergebildet, indem die Messzweige jeweils ein Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelement aufweisen und indem das Temperatursensorelement jeweils mindestens ein erstes Transistorelement aufweist, dessen Basis- und Kollektoranschluss über einen Basiswiderstand mit einander verbunden sind, wobei der Basisanschluss des ersten Transistorelements jeweils zusätzlich mit dem Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelement verbunden ist, wobei in der Auswerteschaltung während eines Messbetriebs der Temperaturmessschaltung die Temperatur eines Messzweiges oder die Temperatur des Messzweiges mit der maximalen, erfassten Temperatur oder eine gemeinsame Temperatur mehrerer Messzweige ermittelt wird, indem die Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelemente von einer gemeinsamen Kontrolleinheit so angesteuert werden, dass sich ein oder alle oder mehrere Messzweige im Temperaturerfas sungsbetriebsmodus befinden, und wobei während eines Testbetriebs der Temperaturmessschaltung das am Eingang der Auswerteschaltung anliegende elektrische Signal auf das Vorliegen eines oder mehrerer möglicher Fehler ausgewertet wird, indem aus dem Wert dieses elektrischen Signals in Abhängigkeit der Betriebszustände der Messzweige, von denen wenigstens einer durch sein Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelement in den Prüfbetriebsmodus versetzt ist, eine Zuordnung zu wenigstens einem der folgenden Schaltungszustände durchgeführt wird:
    kein erkennbarer Fehler, undefinierter Fehler, Leitungsunterbrechung zwischen Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelement und Basisanschluss des ersten Transistorelements eines Messpfades, Fehler in einem Analog-/Digitalwandler der Auswerteschaltung, Kurzschluss über dem Basiswiderstand, Kurzschluss über dem Kollektor-/Emitteranschluss des ersten Transistorelements eines Messzweiges und/oder fehlerhafte Widerstandswerte elektronischer Bauelemente.
  • Es ist zweckmäßig, dass als Eingangssignal der Auswerteschaltung im Testbetrieb der Temperaturmessschaltung der Wert einer elektrischen Spannung UOut ausgewertet wird, welche sich im Wesentlichen gemäß folgender Formel ergibt
    Figure 00090001
    wobei RBasis_x als der Widerstandswert des Basiswiderstands eines Messzweiges, RVor als der Widerstandswert eines einem Energieversorgungsanschlusses oder dem Anschluss einer Masseleitung nachgeschalteten bzw. den Messzweigen vorgeschalte ten und mit den Messzweigen jeweils gemeinsam verbundenen, Vorwiderstandes, UVCC als an dem Energieversorgungsanschluss (4) bereitgestellte Versorgungsspannung und n als die Anzahl der Messzweige, definiert sind.
  • Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung der Temperaturmessschaltung in Kraftfahrzeugen, insbesondere in einer elektronischen Kontrolleinheit eines Kraftfahrzeugbremssystems.
  • Die Temperaturmessschaltung ist vorzugsweise zur Verwendung in elektronischen Reglern und/oder Kontrolleinheiten und/oder Sensoranordnungen sicherheitskritischer Systeme vorgesehen, und dabei insbesondere ausgebildet auf einem gemeinsamen Chip. Dies betrifft besonders bevorzugt Motoransteuerungs- oder Ventilansteuerungseinheiten. Hierbei können in relativ einfacher Weise an verschiedenen Orten eines Chips Temperaturen erfasst werden.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand von Figuren.
  • 1 bis 3 zeigen schematische Ausführungsbeispiele.
  • 1 zeigt eine beispielhafte Temperaturmessschaltung mit vier Temperatursensorelementen, welche als NPN-Transistorpaare ausgebildet sind.
  • 2 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Tempera turmessschaltung, mit vier Temperatursensorelementen, welche jeweils als PNP-Transistorpaar ausgebildet sind.
  • Die in 1 und 2 dargestellten beispielhaften Temperaturmessschaltungen umfassen jeweils vier Messzweige, die jeweils ein Temperatursensorelement 1 und ein Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelement 3, Port 1 bis 4 aufweisen, sowie eine erste Auswerteschaltung 2, die jeweils einen nicht dargestellten Analog-/Digitalwandler umfasst. Die Temperatursensorelemente 1 umfassen dabei jeweils ein erstes Transistorelement 5 und ein zusätzliches, zweites Transistorelement 11, sind also jeweils als „Doppeltransistor” ausgebildet, wobei zweites Transistorelement 11 mit seinem Kollektoranschluss mit dem Emitteranschluss des ersten Transistorelements 5 verbunden ist.
  • Um einen Testbetrieb der jeweiligen Temperaturmessschaltung zu ermöglichen, ist jeweils in 1 und 2 beim jeweils ersten Transistorelement 5 der Messzweige dessen Basisanschluss über einen Basiswiderstand 9, R_Basis_x mit dem Kollektoranschluss verbunden. Basisanschluss und Kollektoranschluss des jeweiligen zweiten Transistorelements 11 sind hingegen miteinander niederohmig verbunden bzw. kurzgeschlossen. Durch den geringen Basisstrom, der etwa dem Kollektorstrom geteilt durch den Stromverstärkungsfaktor des ersten Transistorelements entspricht, beispielsweise 250, entsteht durch Implementierung des Basiswiderstands 9 nur ein unwesentlicher Messfehler. Der hierduch relativ hochohmig angeschlossene Basisanschluss des ersten Transistorelements 5 wird im Tem peraturerfassungsbetriebsmodus durch das jeweilige Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelement 3, beispielhaft ausgebildet als elektronischer Schnittstellen-Treiber bzw. als „port-pin” der Kontrolleinheit 7 „hochohmig” beschaltet. Im Prüfbetriebsmodus des jeweiligen Messzweiges wird durch Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelement 3 ein elektrisches Signal bzw. eine Spannung VCC entsprechend dem Energieversorgungsanschluss 4 bereitgestellt und an den Basisanschluss des jeweiligen ersten Transistorelements 5 angelegt, falls das erste Transistorelement 5 als PNP-Transistor ausgebildet ist, wie in 2. Alternativ wird im Prüfbetriebsmodus des jeweiligen Messzweiges durch Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelement 3 ein elektrisches Signal bzw. eine Spannung entsprechend der Masseleitung 8 bereitgestellt, im Fall, dass das erste Transistorelement 5 als NPN-Transistor ausgebildet ist, wie in 1.
  • Kontrolleinheit 7 ist jeweils beispielhaft als Mikroprozessor ausgebildet.
  • In 1 ist Energieversorgungsanschluss 4 ein Vorwiderstand 10, RVor nachgeschaltet bzw. dem jeweiligen Messzweig vorgeschaltet und mit diesen verbunden. In 2 ist der Masseleitung 8 bzw. deren Anschluss ebenfalls ein Vorwiderstand 10, RVor nachgeschaltet bzw. dem jeweiligen Messzweig vorgeschaltet und mit diesen verbunden.
  • Die Temperaturmessung mittel des jeweiligen „Doppeltransistors” erfolgt beispielgemäß entsprechend der folgenden Formel: T(U) = Tcal – (U – Utemp,cal)·250K/V
  • Dabei ist U die aktuelle Spannung und Tcal sowie Utemp,cal sind hinterlegte Daten einer Testmessung bzw. eines Kalibriervorgangs, der nach der Herstellung bzw. der Fertigung der Temperaturmessschaltung durchgeführt wird. Alternativ beispielhaft sind die Parameter Tcal und Utemp,cal aus bauteilspezifischen Messreihen bekannt.
  • Beispielgemäß sind in sowohl in 1, als auch in 2, die jeweils vier Messzweige parallel geschaltet, wodurch im Messbetrieb der Temperaturmessschaltung das jeweilige Temperatursensorelement mit der geringsten Summenspannung über beide Basis-Emitter-Dioden 6 der beiden Transistorelemente 5 und 11, aller Temperatursensorelemente 1, welche sich im Temperaturerfassungsbetriebsmodus des jeweiligen Messzweiges befinden, das sich einstellende Eingangssignal UOut bzw. die Eingangspannung an Auswerteschaltung 2 bestimmt. Dies entspricht dem Temperatursignal bzw. der Temperaturinformation des Temperatursensorelements 1, welches die höchste Temperatur aller durch sämtliche Messzweige erfassten Temperaturen θ1, θ2, θ3, θ4 erfasst. Die in 1 und 2 gezeigten, beispielhaften Temperaturmessschaltungen werden beispielgemäß verwendet, um die Temperaturen mehrerer unabhängiger Wärmequellen auf einer Leiterplatte zu messen, indem in räumlicher Nähe jeder Wärmequelle ein „Doppeltransistor” platziert wird, der die entsprechende Temperatur erfasst. Um die Temperaturen der Messzweige einzeln bewerten zu können, kann man beispielsweise den Einfluss der Temperatursensorelemente 1 aller übrigen Messzweige unterdrücken, indem diese jeweils in den Prüfbetriebsmodus versetzt werden, indem die Basis des jeweils ersten Transistorelements entsprechend angesteuert wird.
  • Bei geeigneter Auslegung der Basiswiderstände 9, RBasis_x und des Vorwiderstands 10, RVor ergibt sich im Testbetrieb der Temperaturmessschaltung eine Eingangsspannung der Auswerteschaltung Uout, die maßgeblich durch das Spannungsteilerverhältnis von RVor und n mal RBasis_x bestimmt ist. Näherungsweise gilt folgende Formel:
    Figure 00140001
    wobei n die Anzahl der Messzweige ist.
  • Dieser Wert von UOut ist temperaturunabhängig und muss höher sein, als die Summe der Basis-Emitter-Spannungen des „Doppeltransistors”, im Fall, dass dieser die niedrigste zu erfassende Temperatur des definierten Messbereichs der Temperaturmessschaltung erfasst.
  • Im Testbetrieb der Temperaturmessschaltung wird ein Fehler detektiert, wenn der Spannungswert UOut sich außerhalb eines bauteilabhängigen Toleranzbandes des Messbereichs A, welches anhand der 3 beispielhaft veranschaulicht ist, befindet.
  • Im Rahmen des Testbetriebs der Temperaturmessschaltung können zusätzlich verschiedene andere Fehler in Abhängigkeit von UOut detektiert werden, beispielsweise eine Leitungsunterbrechung zwischen Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelement und Basisanschluss des ersten Transistorelements eines Messpfades, Fehler in einem Analog-/Digitalwandler der Auswerteschaltung, Kurzschluss über dem Basiswiderstand, Kurzschluss über dem Kollektor-/Emitteranschluss des ersten Transistorelements eines Messzweiges und/oder fehlerhafte Widerstandswerte elektronischer Bauelemente, beispielsweise von RVor und R_Basis_x.
  • Um eine redundante Messung zu ermöglichen, ist in einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel die Temperaturmessschaltung verdoppelt ausgebildet bzw. weist eine doppelte Anzahl an Messzweigen auf, wobei jeweils ein Paar Messzweige derselben Wärmequelle bzw. demselben Temperaturerfassungspunkt zugeordnet sind. Ein Fehler bezüglich der redundanten Temperaturmessung wird detektiert, wenn der Betrag der Differenz, der von zwei redundanten Zweigen erfassten Temperaturen, über einen definierten Zeitraum einen definierten Temperaturgrenzwert überschreitet.
  • Beispielhaft wird jeder „Doppeltransistor” bei der Redundanzprüfung betrachtet. Alternativ beispielhaft werden das erste und das zweite Transistorelement eines Temperatursensorelements separat hinsichtlich einer gegenseitig plausiblen Temperaturerfassung betrachtet. Auch diesbezüglich wird ein Fehler detektiert, wenn der Betrag der Differenz, der von zwei Transistorelementen erfassten Temperaturen, über einen definierten Zeitraum einen definierten Temperaturgrenzwert überschreitet.
  • In 3 sind beispielhafte Messintervalle des Eingangssig nals UOut der Auswerteschaltung veranschaulicht, wobei UOut als gemeinsamer Ausgangssignalwert sämtlicher Temperatursensorelemente an der Auswerteschaltung bzw. dem A-/D-Wandler anliegt. Der Messbereich A ist dabei ein gültiger Testbereich, ausgehend von einem definierten Wert, welcher im Testbetrieb zu erwarten ist, unter Berücksichtigung eines bauteilabhängigen Toleranzbandes. Messbereich B kennzeichnet dabei einen beispielhaften, gültigen Temperaturmessbereich im Mess- bzw. Normalbetrieb.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102004035014 A1 [0002]

Claims (13)

  1. Elektronische Temperaturmessschaltung, umfassend mindestens zwei Messzweige, welche jeweils zumindest ein Temperatursensorelement (1) aufweisen, und wenigstens eine erste Auswerteschaltung (2), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Messzweige mindestens ein Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelement (3) aufweist, mit welchem wenigstens zwischen einem Temperaturerfassungsbetriebsmodus und einem Prüfbetriebsmodus des Messzweiges umgeschaltet werden kann.
  2. Temperaturmessschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Auswerteschaltung (2) den Messzweigen gemeinsam zugeordnet ist und insbesondere zumindest einen Analog-/Digitalwandler umfasst.
  3. Temperaturmessschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messzweige einen gemeinsamen Energieversorgungsanschluss (4, VCC) aufweisen und bezüglich dieses Energieversorgungsanschlusses und/oder der Auswerteschaltung (2) parallel zueinander geschaltet sind.
  4. Temperaturmessschaltung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Temperatursensorelemente (1) zumindest ein erstes Transistorelement (5) umfasst, wobei insbesondere eine seiner Diodenstrecken (6) zur Erfassung der Tempe ratur verwendet wird.
  5. Temperaturmessschaltung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelement (3) mit einer Kontrolleinheit (7) verbunden ist oder von dieser Kontrolleinheit (7) umfasst wird, wobei die Kontrolleinheit so ausgelegt ist, dass sie das Umschalten zwischen dem Temperaturerfassungsbetriebsmodus und dem Prüfbetriebsmodus des einzelnen oder jeweiligen Messzweiges in Abhängigkeit eines Messbetriebs und eines Testbetriebs der Temperaturmessschaltung, bezogen auf einen oder mehrere oder sämtliche Messzweige, veranlassen oder durchführen kann.
  6. Temperaturmessschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (7) so ausgelegt ist, dass sie dieses Umschalten mittels des wenigstens einen Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelements (3) periodisch veranlasst oder durchführt.
  7. Temperaturmessschaltung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine erste Transistorelement (5) des zumindest einen Temperatursensorelements (1) mit seinem Emitter- oder Kollektoranschluss an den Energieversorgungsanschluss (4, VCC) direkt oder indirekt angeschlossen ist und mit seinem Kollektor- oder Emitteranschluss direkt oder indirekt an eine Masseleitung (8) angeschlossen ist, wobei der Basisanschluss des ersten Transistorele ments (5) direkt oder indirekt mit dem Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelement (3) verbunden ist.
  8. Temperaturmessschaltung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Basisanschluss und der Kollektoranschluss des ersten Transistorelements (5) über einen Basiswiderstand (9, RBasis_x) mit einander verbunden sind und der Kollektoranschluss des ersten Transistorelements mit dem Energieversorgungsanschluss (4) oder der Masseleitung (8) direkt oder indirekt verbunden ist.
  9. Temperaturmessschaltung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatursensorelemente (1) der Messzweige auf einer gemeinsamen Leiterplatte oder einem gemeinsamen Chip einer elektronischen Kontrolleinheit eines Kraftfahrzeugbremssystems angeordnet sind.
  10. Verfahren zur Ansteuerung einer Temperaturmessschaltung, insbesondere einer Temperaturmessschaltung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend mindestens zwei Messzweige, welche jeweils zumindest ein Temperatursensorelement (1) aufweisen, und wenigstens eine erste Auswerteschaltung (2), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Messzweige mittels mindestens eines Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelements (3) zwischen wenigstens einem Temperaturerfassungsbetriebsmodus und einem Prüfbetriebsmodus umgeschaltet wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messzweige jeweils ein Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelement (3) aufweisen und dass das Temperatursensorelement (1) jeweils mindestens ein erstes Transistorelement (5) aufweist, dessen Basis- und Kollektoranschluss über einen Basiswiderstand (9, RBasis_x) mit einander verbunden sind, wobei der Basisanschluss des ersten Transistorelements (5) jeweils zusätzlich mit dem Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelement (3) verbunden ist, wobei in der Auswerteschaltung (2) während eines Messbetriebs der Temperaturmessschaltung die Temperatur eines Messzweiges oder die Temperatur des Messzweiges mit der maximalen, erfassten Temperatur oder eine gemeinsame Temperatur mehrerer Messzweige ermittelt wird, indem die Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelemente (3) von einer gemeinsamen Kontrolleinheit (7) so angesteuert werden, dass sich ein oder alle oder mehrere Messzweige im Temperaturerfassungsbetriebsmodus befinden, und wobei während eines Testbetriebs der Temperaturmessschaltung das am Eingang der Auswerteschaltung (2) anliegende elektrische Signal (UOut) auf das Vorliegen eines oder mehrerer möglicher Fehler ausgewertet wird, indem aus dem Wert dieses elektrischen Signals (UOut) in Abhängigkeit der Betriebszustände der Messzweige, von denen wenigstens einer durch sein Messzweig-Betriebsmodus-Umschaltelement in den Prüfbetriebsmodus versetzt ist, eine Zuordnung zu wenigstens einem der folgenden Schaltungs-Zustände durchgeführt wird: kein erkennbarer Fehler, undefinierter Fehler, Leitungsunterbrechung zwischen Messzweig-Betriebsmodus- Umschaltelement und Basisanschluss des ersten Transistorelements eines Messpfades, Fehler in einem Analog-/Digitalwandler der Auswerteschaltung, Kurzschluss über dem Basiswiderstand, Kurzschluss über dem Kollektor-/Emitteranschluss des ersten Transistorelements eines Messzweiges und/oder fehlerhafte Widerstandswerte elektronischer Bauelemente.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Eingangssignal der Auswerteschaltung (2) im Testbetrieb der Temperaturmessschaltung der Wert einer elektrischen Spannung UOut ausgewertet wird, welche sich im Wesentlichen gemäß folgender Formel ergibt
    Figure 00210001
    wobei RBasis_x als der Widerstandswert des Basiswiderstands eines Messzweiges, RVor als der Widerstandswert eines einem Energieversorgungsanschlusses oder dem Anschluss einer Masseleitung nachgeschalteten und damit den Messzweigen vorgeschalteten und mit den Messzweigen jeweils gemeinsam verbundenen, Vorwiderstandes; UVCC als an dem Energieversorgungsanschluss (4) bereitgestellte Versorgungsspannung und n als die Anzahl der Messzweige, definiert sind.
  13. Verwendung der Temperaturmessschaltung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 in Kraftfahrzeugen, insbesondere in einer elektronischen Kontrolleinheit eines Kraftfahrzeugbremssystems.
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