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TECHNISCHES GEBIET
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Die
folgende Beschreibung betrifft allgemein Sicherheitsverriegelungssysteme,
die in Kraftfahrzeugen verwendet werden.
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HINTERGRUND
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Bei
vielen Kraftfahrzeugen ist ein Verriegelungssystem vorgesehen, um
einen Zugriff auf gewisse elektrische Merkmale zu beschränken. Beispielsweise
weisen viele Fahrzeuge ein elektrisches Hochspannungssystem zur
Leistungsversorgung von Elektromotoren oder anderen Systemen auf.
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Verriegelungssysteme
verhindern allgemein einen Zugriff auf Hochspannungs- oder andere
Systeme, indem sie die Systeme herunterfahren bzw. ausschalten,
wenn potentiell unsichere Bedingungen detektiert werden. Ein herkömmliches
Verriegelungssystem detektiert eine potentiell unsichere Bedingung
im Allgemeinen durch einen Schalter, der mit einer Zugriffsabdeckung
oder einer Blende an einem Zugriffspunkt verbunden ist. Die Zugriffsabdeckung verhindert
einen Zugriff auf eine Hochspannung oder dergleichen. Wenn die Abdeckung
offen ist, öffnet sich
der Schalter, um die Hochspannung oder eine andere elektrische Bedingung
zu deaktivieren. Wenn sich die Zugriffsabdeckung an Ort und Stelle
befindet, bleibt der Schalter geschlossen.
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Viele
herkömmliche
Verriegelungssysteme weisen mehr als einen Zugriffspunkt mit mehr
als einer Verriegelung auf. Die Schalter bei jeder der Verriegelungen
sind in einem Verriegelungskreis, der mit einem Controller verbunden
ist, typischerweise in Reihe verbunden. Wenn alle Verriegelungen
geschlossen sind, kann Strom durch den seriellen Verriegelungskreis
fließen.
Wenn alle Verriegelungen geschlossen sind, detektiert der Controller
eine sichere Bedingung und aktiviert das System. Wenn eine beliebige
oder mehrere der Verriegelungen offen sind, dann kann allgemein
kein Strom durch den seriellen Verriegelungskreis fließen. Wenn
eine offene Bedingung in dem Verriegelungskreis vorliegt, deaktiviert
der Controller das System oder verändert dessen Status auf andere
Weise, um einen Zugriff auf eine Hochspannung oder andere Bedingungen
zu verhindern.
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Beim
Durchführen
einer Reparatur oder einer Analyse eines herkömmlichen Systems, das mehrere
Zugriffspunkte mit mehreren Verriegelungen aufweist, zeigt der Controller
typischerweise nur an, dass in dem seriellen Verriegelungskreis
eine Unterbrechung vorliegt, ohne die Stelle der Unterbrechung anzuzeigen.
Das heißt,
dass der Controller bei einem herkömmlichen seriellen Verriegelungssystem
nur einen Status detektiert, der dem Status entspricht, dass alle
Verriegelungen geschlossen sind. Wartungspersonal wendet oft beträchtliche
Zeit und Anstrengung auf, um die Unterbrechung in dem Verriegelungssystem
zu analysieren und dann zu korrigieren, da man nur raten kann, welche
der Verriegelungen unterbrochen sind, und wie viele Verriegelungen unterbrochen
sind. Beispielsweise gibt es bei vier Verriegelungen in einem herkömmlichen
seriellen Verriegelungskreis 24 Möglichkeiten
oder 16 mögliche
Stati des herkömmlichen
seriellen Verriegelungskreises, was zu einer Anzahl möglicher
Bedingungen führt,
die von dem Techniker manuell diagnostiziert werden müssen. Zudem
können
bei herkömmlichen seriellen
Verriegelungssystemen auch andere Bedingungen, wie etwa ein offener
Verbinder oder ein gebrochener Draht in dem seriellen Verriegelungskreis als
eine Stelle mit unterbrochener Verriegelung erscheinen, wodurch
eine Diagnose eines „offenen” Verriegelungssystems
weiter verkompliziert wird.
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Eine
herkömmliche
Lösung
für die
Herausforderung der Diagnose von Verriegelungsunterbrechungsproblemen
besteht darin, für
jede Verriegelung einen separaten Verriegelungskreis zu betreiben,
wodurch die Verriegelungen parallel statt in Reihe angeordnet werden.
Diese Lösung
weist Nachteile hinsichtlich zusätzlicher
Kosten, zusätzlichem Platzbedarf,
zusätzlichem
Gewicht und zusätzlicher Installationszeit
auf, da im Allgemeinen viele zusätzliche
Drähte
benötigt
werden, um die Verriegelungen zu betreiben.
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Folglich
ist es wünschenswert,
ein serielles Verriegelungssystem mit der Fähigkeit bereitzustellen, einzelne
unterbrochene Stellen zu identifizieren. Darüber hinaus ergeben sich weitere
wünschenswerte
Merkmale und Eigenschaften aus der nachfolgenden genauen Beschreibung
und den beigefügten
Ansprüchen
in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen und dem vorstehenden
technischen Gebiet und Hintergrund.
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ZUSAMMENFASSUNG
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In Übereinstimmung
mit verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen umfasst ein Verriegelungssystem
einen seriellen Verriegelungskreis mit einer elektrischen Gesamteigenschaft.
Der serielle Verriegelungskreis umfasst eine erste Sicherheitsverriegelung
mit einem ersten Schalter, der zu einem ersten Impedanzwert parallel
geschaltet ist. Eine zweite Sicherheitsverriegelung ist mit der
ersten Sicherheitsverriegelung elektrisch in Reihe geschaltet. Die
zweite Sicherheitsverriegelung umfasst einen zweiten Schalter, der
zu einem zweiten Impedanzwert parallel geschaltet ist. Ein Steuerungsmodul steht
mit einer Datentabelle mit Werten in Kommunikationskopplung und
ist ausgestaltet, um eine Anzeige der elektrischen Gesamteigenschaft
zu empfangen. Das Steuerungsmodul vergleicht die elektrische Gesamteigenschaft
mit den Werten in der Datentabelle, um offene Sicherheitsverriegelungen
zu identifizieren.
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Ein
weiteres Beispiel eines seriellen Verriegelungssystems umfasst einen
seriellen Verriegelungskreis mit einer ersten Sicherheitsverriegelung an
einer ersten Stelle in dem seriellen Verriegelungskreis. Die erste
Sicherheitsverriegelung umfasst eine erste offene Position und einen
ersten Impedanzwert bei offener Verriegelung, welcher der ersten
offenen Position entspricht. Der serielle Verriegelungskreis umfasst
auch eine zweite Sicherheitsverriegelung an einer zweiten Stelle
in dem seriellen Verriegelungskreis, die mit der ersten Sicherheitsverriegelung
elektrisch in Reihe geschaltet ist. Die zweite Sicherheitsverriegelung
umfasst eine zweite offene Position und einen zweiten Impedanzwert
bei offener Verriegelung, welcher der zweiten offenen Position entspricht. Ein
Sensor ist ausgestaltet, um eine elektrische Gesamteigenschaft des
seriellen Verriegelungskreises zu messen. Die elektrische Gesamteigenschaft
weist einen ersten Gesamt-impedanzwert auf, der dem ersten Impedanzwert
bei offener Verriegelung entspricht, wenn nur die erste Sicherheitsverriegelung unterbrochen
ist. Die Gesamteigenschaft weist einen zweiten Gesamtimpedanzwert
auf, der dem zweiten Impedanzwert bei offener Verriegelung entspricht, wenn
nur die zweite Sicherheitsverriegelung unterbrochen ist. Der erste
Gesamtimpedanzwert unterscheidet sich von dem zweiten Gesamtimpedanzwert.
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Eine
weitere beispielhafte Ausführungsform umfasst
ein Verfahren zum Implementieren eines Sicherheitsverriegelungssystems.
Das Sicherheitsverriegelungssystem umfasst einen seriellen Verriegelungskreis
mit meh reren Verriegelungen, die jeweils einen einzigartigen Impedanzwert
umfassen. Das Sicherheitsverriegelungssystem umfasst auch eine Datentabelle,
die Werte speichert, die einzigartigen Stati des seriellen Verriegelungskreises
entsprechen, und eine elektrische Gesamteigenschaft des seriellen Verriegelungskreises.
Das Verfahren umfasst, dass ein numerischer Wert beschafft wird,
der die elektrische Gesamteigenschaft des seriellen Verriegelungskreises
darstellt. Das Verfahren umfasst auch, dass eine unterbrochene Verriegelung
identifiziert wird, indem der numerische Wert mit den Werten verglichen
wird, die in der Datentabelle gespeichert sind. Das Verfahren umfasst
auch, dass eine Ausgabe bereitgestellt wird, welche die unterbrochene
Verriegelung anzeigt.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Ein
vollständigeres
Verständnis
des Gegenstands kann durch Bezugnahme auf die genaue Beschreibung
und die Ansprüche
abgeleitet werden, wenn sie in Verbindung mit den folgenden Figuren betrachtet
werden, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen,
und
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1 eine
Seitenansicht eines beispielhaften Fahrzeugs mit einem beispielhaften
seriellen Verriegelungskreissystem ist;
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2 ein
Schaltplan eines beispielhaften seriellen Verriegelungssystems ist;
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3 ein
Blockdiagramm eines beispielhaften seriellen Verriegelungssystems
ist;
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4 eine
Datentabelle, die in einem beispielhaften Verriegelungssystem verwendet
wird, sowie ein beispielhafter Graph sind, der Beziehungen in der
Datentabelle darstellt; und
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5 ein
Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Implementieren
eines Sicherheitsverriegelungssystems ist.
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GENAUE BESCHREIBUNG
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Die
folgende genaue Beschreibung ist rein beispielhafter Natur und ist
nicht dazu gedacht, die Erfindung oder die Anwendung und Verwendungsmöglichkeiten
der Erfindung einzuschränken.
Darüber
hinaus besteht nicht die Absicht, durch irgendeine explizite oder
implizite Theorie gebunden zu sein, die in dem vorstehenden technischen
Gebiet, dem Hintergrund, der Kurzzusammenfassung oder der folgenden
genauen Beschreibung dargestellt ist.
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Bei
einer beispielhaften Ausführungsform
ist ein Fahrzeug mit einem seriellen Verriegelungssystem mit mehreren
Verriegelungen und einem Steuerungsmodul ausgestattet. Jede der
mehreren Verriegelungen in der beispielhaften Ausführungsform weist
einen Schalter und einen Widerstand parallel zu dem Schalter auf.
Wenn eine einzelne Verriegelung geschlossen wird, was eine sichere
Bedingung anzeigt, fließt
Strom durch den Schalter, der Parallelwiderstand wird umgangen,
und die einzelne Verriegelung weist einen geringen oder einen Null-Widerstandswert
auf. Wenn die einzelne Verriegelung offen oder unterbrochen ist,
fließt
Strom durch einen Widerstand, der einen bekannten Widerstandswert
aufweist. Wenn sich mehrere Verriegelungen in einem seriellen Verriegelungskreis befinden,
kann jede einzelne Verriegelung einen anderen Widerstandswert aufweisen.
Wenn nur eine der Verriegelungen unterbrochen ist, weist der gesamte
Verriegelungskreis auf diese Weise einen Widerstandswert auf, der
im Wesentlichen gleich dem Widerstandswert der einen unterbrochenen
Verriegelung ist. Eine Datentabelle kann mit Werten erstellt werden,
die den bekannten Widerstandswerten der einzelnen Verriegelungen entsprechen,
um die spezielle Verriegelung zu identifizieren, die unterbrochen
wurde.
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Bei
der beispielhaften Ausführungsform
umfasst das Steuerungsmodul einen Sensor, etwa einen Analog/Digital-Wandler,
um eine Spannung zu messen, die dem Widerstandswert oder einer anderen elektrischen
Eigenschaft des seriellen Verriegelungskreises entspricht. Das Steuerungsmodul
vergleicht die gemessene Spannung mit den Werten der Datentabelle,
um zu bestimmen, welche der Verriegelungen unterbrochen sind. Auf
diese Weise kann ein gemäß der beispielhaften
Ausführungsform
implementiertes serielles Verriegelungssystem ermitteln, welche
von mehreren Verriegelungen unterbrochen ist, wodurch Zeit und Aufwand
beim Analysieren von Verriegelungsunterbrechungen eingespart wird.
Details mehrerer beispielhafter Ausführungsformen werden nun mit
spezieller Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren dargestellt.
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1 zeigt
ein Fahrzeug 5 mit einem beispielhaften seriellen Verriegelungssystem 100.
Das serielle Verriegelungssystem 100 gemäß der beispielhaften
Ausführungsform
von 1 umfasst ein Steuerungsmodul 150, das
mit einem seriellen Verriegelungskreis 180 elektrisch gekoppelt
ist. Das Steuerungsmodul 150 kann ein Erfassungsmodul 151 umfassen,
das mit einem Prozessor 160 und einer Datentabelle 170 gekoppelt
ist. Der serielle Verriegelungskreis 180 kann eine beliebige
Anzahl von Verriegelungen umfassen, wie etwa eine erste Sicherheitsverriegelung 110,
eine zweite Sicherheitsverriegelung 120 und eine dritte
Sicherheitsverriegelung 130, die in 1 gezeigt
sind. Bei dem beispielhaften Fahrzeug sind die Verriegelungen an
verschiedenen Stellen angeordnet, wobei sich die erste Sicherheitsverriegelung 110 an
einer ersten Stelle 10 befindet, zum Beispiel an einem
Zugriffspunkt für
einen Motor. Die zweite Sicherheitsverriegelung 120 befindet
sich an einer zweiten Stelle 20, zum Beispiel an einem
Zugriffspunkt für
eine Batterie. Die dritte Sicherheitsverriegelung befindet sich
an einer dritten Stelle 30, zum Beispiel an einem Zugriffspunkt
für ein Getriebe.
Andere Ausführungsformen
können
eine beliebige Anzahl von Verriegelungen bereitstellen, die irgendwo
in dem Fahrzeug 5 angeordnet sind und auf eine beliebige
Weise verteilt sind.
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Jede
der Sicherheitsverriegelungen (110, 120 oder 130)
bei der beispielhaften Ausführungsform
weist eine offene Position und eine geschlossene Position auf. Wenn
sich eine der Sicherheitsverriegelungen in der geschlossenen Position
befindet, wirkt die Verriegelung als Kurzschluss in dem seriellen
Verriegelungskreis mit einem sehr niedrigen Impedanzwert. Wenn sich
die Verriegelung jedoch in einer offenen Position befindet, kann
die Verriegelung dennoch einen bekannten Impedanzwert aufweisen und
kann damit fortfahren, einen Strom durch den beispielhaften seriellen
Verriegelungskreis 180 zu leiten. Bei der beispielhaften
Ausführungsform
fließt
ein Strom durch verschiedene Strecken in dem seriellen Verriegelungskreis 180 in
Abhängigkeit
von den offenen oder geschlossenen Positionen der Sicherheitsverriegelungen
(110, 120 und 130). Da der Strom durch
unterschiedliche Strecken fließt,
kann der serielle Verriegelungskreis 180 unterschiedliche
elektrische Gesamteigenschaften, zum Beispiel unterschiedliche Impedanzwerte,
aufweisen. Die unterschiedlichen Impedanzwerte können von dem Steuerungsmodul 150 gemessen
werden.
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Das
Steuerungsmodul 150 ist ein beliebiges System, das entworfen
ist, um eine elektrische Eigenschaft mit Bezug auf eine Verriegelung
zu messen. Das Steuerungsmodul 150 kann auch eine Veränderung
in einem System auf der Grundlage der gemessenen elektrischen Eigenschaft
bewirken. Das Steuerungsmodul 150 kann eine beliebige Anzahl verschiedener
Komponenten, Einrichtungen und/oder Module umfassen und kann unter
Verwendung von Hardware und/oder Software implementiert sein. Beispielsweise
kann das Steuerungsmodul 150 ein Erfassungsmodul 151,
einen Prozessor 160 und eine Datentabelle 170 umfassen.
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Das
Erfassungsmodul 151 ist eine beliebige Einrichtung, Schaltung
oder Komponente, die entworfen ist, um eine elektrische Eigenschaft
zu erfassen oder zu detektieren. Das Erfassungsmodul 151 kann
entworfen sein, um eine resistive, kapazitive, induktive, magnetische
oder andere elektrische Eigenschaft einer Schaltung zu erfassen,
die mit dem Erfassungsmodul 151 gekoppelt ist. Bei der
beispielhaften Ausführungsform
von 1 ist das Erfassungsmodul 151 ausgestaltet,
um einen Gesamtwiderstandswert des seriellen Verriegelungskreises 180 zu
messen. Das Erfassungsmodul 151 kann auch zum Übertragen
eines Werts an den Prozessor 160 ausgestaltet sein. Bei
einer beispielhaften Ausführungsform
ist das Erfassungsmodul 151 ein Analog/Digital-Wandlungsmerkmal,
das mit Merkmalen in dem Steuerungsmodul 150 implementiert
sein kann.
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Der
Prozessor 160 ist eine beliebige Schaltung oder Schaltungskombination,
die eine Logik auf der Grundlage eines Eingabewerts ausführt und
ein Ergebnis als eine Ausgabe erzeugt. Der Prozessor 160 kann
ein beliebiger Prozessor oder eine Prozessorkombination sein, wie
etwa Analogprozessoren oder Analogcomputer, Digitalprozessoren,
Mikroprozessoren und/oder Mikrocontroller. Bei der beispielhaften
Ausführungsform
von 1 ist der Prozessor 160 ein Mikrocontroller.
Bei anderen Ausführungsformen
ist der Prozessor 160 ein Mikroprozessor, der von dem Steuerungsmodul 150 getrennt
ist. Der Prozessor 160 kann mit der Datentabelle 170 in
Kommunikationskopplung stehen.
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Die
Datentabelle 170 ist eine beliebige Sammlung gespeicherter
Werte, die auf das Verriegelungssystem 100 bezogen sind.
Die Datentabelle 170 kann auf beliebige Weise gespeichert
sein, wie etwa auf einem computerlesbaren Medium in einem digitalen
Format. Die Datentabelle kann in einem Computerspeicher gespeichert
sein, wie etwa einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff, einem Flashspeicher,
einem Festwertspeicher, einem Trommelspeicher, einem Magnetkernspeicher,
einem Blasenspeicher, einem Twistorspeicher und/oder anderen Typen eines
magnetischen oder nicht magnetischen Speichers. Die Datentabelle 170 kann
eine Sammlung digitaler oder analoger Werte sein, beispielsweise
von Werten, die mit verschiedenen Impedanzwerten des seriellen Verriegelungskreises 180 in
Beziehung stehen. Bei der beispielhaften Ausführungsform von 1 ist
die Datentabelle 170 Teil des Steuerungsmoduls 150.
Bei anderen Ausführungsformen
ist die Datentabelle 170 von dem Steuerungsmodul 150 getrennt
und kann mit dem Prozessor 160 in Kommunikationskopplung
stehen.
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Da
in 1 jede der Sicherheitsverriegelungen (110, 120 und 130)
bei der beispielhaften Ausführungsform
einen Strom sowohl in dem offenen als auch dem geschlossenen Status
leitet, ist das Steuerungsmodul 150 in der Lage, eine elektrische
Gesamteigenschaft des seriellen Verriegelungskreises 180 zu
messen, die sich verändert,
wenn unterschiedliche Kombinationen von Verriegelungen offen und/oder
geschlossen sind. Beispielsweise kann das Steuerungsmodul 150 die
elektrische Gesamteigenschaft des seriellen Verriegelungskreises 180 messen
und kann die elektrische Gesamteigenschaft als einen numerischen
Wert an den Prozessor 160 weiterleiten. Der Prozessor 160 vergleicht
den empfangenen numerischen Wert auf geeignete Weise mit Werten
in der Datentabelle 170 oder dergleichen. Die Werte in
der Datentabelle 170 können
die möglichen Spannungen
darstellen, die aus den verschiedenen Impedanzen der offenen oder
geschlossenen Verriegelungen resultieren können. Durch Vergleichen der erfassten
Spannung mit diesen bekannten Werten ermittelt das beispielhafte
System, welche Kombination von offenen und/oder geschlossenen Verriegelungen
in dem seriellen Verriegelungskreis 180 gegenwärtig vorhanden
ist.
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Die
beispielhafte Ausführungsform
von 1 ist so gezeigt, dass jede Verriegelung einen Widerstand
parallel zu einem Schalter aufweist. In Übereinstimmung mit anderen
Ausführungsformen können andere
Schaltungsanordnungen verwendet werden, sodass jede Verriegelung
einen ersten Impedanzwert aufweist, wenn sie geschlossen ist, und einen
zweiten Impedanzwert, wenn sie offen oder unterbrochen ist. Bei
der beispielhaften Ausführungsform
von 1 ist die Impedanzeinrichtung als ein Widerstand
gezeigt. Andere Einrichtungen mit messbaren Impedanzen, wie etwa
Kondensatoren und/oder Spulen können
bei anderen Ausführungsformen
verwendet werden.
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1 ist
als eine beispielhafte Ausführungsform
mit drei Sicherheitsverriegelungen (110, 120 und 130)
an drei Stellen gezeigt, die als Teil des seriellen Verriegelungskreises 180 in
Reihe geschaltet sind. Bei anderen Ausführungsformen können mehr oder
weniger Verriegelungen in dem seriellen Verriegelungskreis 180 an
anderen geeigneten Stellen, die sich von den erörterten unterscheiden, vorhanden sein.
Zum Beispiel zeigt 2 einen seriellen Verriegelungskreis 180 mit
ersten, zweiten und dritten Sicherheitsverriegelungen (110, 120 und 130)
sowie einer vierten Sicherheitsverriegelung 140. Die Ausführungsform
von 2 benötigt
die Si cherheitsverriegelungen nicht an irgendeiner speziellen Stelle,
da sie an einer beliebigen geeigneten Stelle in einem Fahrzeug oder
einem anderen System platziert sein können.
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Die
Details und die Arbeitsweise der in 2 gezeigten
beispielhaften Ausführungsform
werden nun erörtert.
Das Steuerungsmodul 150 kann ein Erfassungsmodul 151 umfassen,
das mit dem Prozessor 160 in Kommunikationskopplung steht.
Der Prozessor 160 kommuniziert bei der beispielhaften Ausführungsform
mit einer Aktivierungsschaltung 190 und der Datentabelle 170.
Die Aktivierungsschaltung 190 kann eine beliebige Schaltung
zum Aktivieren oder Deaktivieren eines Systems sein, das beispielsweise
ein Hochspannungssystem umfasst. Das Erfassungsmodul 151 weist
bei der beispielhaften Ausführungsform
eine Quelle 152, eine Verbindung mit elektrischer Masse
oder einer anderen Referenz 15, einen Lesewiderstand 154 und
einen Sensor 156 auf. Der Sensor 156 ist auf geeignete
Weise angeschlossen, um eine elektrische Gesamteigenschaft des seriellen
Verriegelungskreises 180 zu messen. Das Erfassungsmodul 151 kann
beispielsweise durch einen Verriegelungskreisverbinder 182 mit
dem seriellen Verriegelungskreis 180 verbunden sein.
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Der
Sensor 156 ist eine beliebige Einrichtung zum Messen einer
elektrischen Eigenschaft. Der Sensor 156 kann die elektrische
Eigenschaft auf beliebige Weise erfassen oder detektieren. Der Sensor 156 kann
eine elektrische Eigenschaft beispielsweise kontinuierlich, synchron,
asynchron und/oder auf andere Weisen messen. Der Sensor 156 kann
eine Einrichtung, wie etwa ein Analog/Digital-Wandler, sein.
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Bei
einer beispielhaften Ausführungsform misst
der Sensor 156 eine Spannungsänderung über einem Lesewiderstand 154.
Der Lesewiderstand 154 und der serielle Verriegelungskreis 180 können beispielsweise
als eine Spannungsteilerschaltung angeordnet sein. Auf diese Weise
ist der Sensor 156 angeschlossen, um die Spannungsänderung über dem Lesewiderstand 154 zu
messen, wenn sich die Impedanz des seriellen Verriegelungskreises 180 ändert. Bei
einer beispielhaften Ausführungsform
nimmt die Spannung über
dem Lesewiderstand 154 ab, wenn die Gesamtimpedanz in dem
seriellen Verriegelungskreis 180 zunimmt. Bei der beispielhaften
Ausführungsform
weisen die Sicherheitsverriegelungen (110, 120, 130 und 140)
Widerstände
mit bekannten Widerstandswerten auf, was eine Korrelation der von dem
Sensor 156 gemessenen Spannung mit einem erwarteten Ergebnis
ermöglicht,
welches von der offenen oder geschlossenen Position der Sicherheitsverriegelungen
(110, 120, 130 und 140) abhängt. Bei der
beispielhaften Ausführungsform
ist der Sensor 156 so gewählt, dass er eine geeignete
Auflösung aufweist,
um den Unterschied zwischen Impedanzen zu detektieren, die aus Kombinationen
von offenen und geschlossenen Verriegelungen resultieren.
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Beispielsweise
kann die erste Sicherheitsverriegelung 110 einen ersten
Widerstand 112 mit einer ersten Impedanz und einen ersten
Schalter 114 aufweisen. Auf ähnliche Weise umfasst die zweite
Sicherheitsverriegelung 120 bei der beispielhaften Ausführungsform
einen zweiten Widerstand mit einer zweiten Impedanz und einen zweiten
Schalter. Die dritte Sicherheitsverriegelung 130 kann auch
auf geeignete Weise einen dritten Widerstand 132 mit einer dritten
Impedanz und einen dritten Schalter 134 aufweisen. Bei
der beispielhaften Ausführungsform
umfasst die vierte Sicherheitsverriegelung einen vierten Widerstand 142 mit
einer vierten Impedanz und einen vierten Schalter 144.
Wie vorstehend erörtert,
kann die Impedanz der beispielhaften Verriegelung, wenn die Verriegelung
geschlossen ist, in etwa äquivalent zu
einem Kurzschluss oder einer anderen Bedingung mit niedriger Impedanz
sein. Wenn die Verriegelung bei der beispielhaften Ausführungsform
offen ist, ändert
sich die Impedanz, so dass sie der Impedanz des Widerstands entspricht.
Wenn eine oder mehrere der Verriegelungen unterbrochen werden, ändert sich
daher der Widerstandswert des seriellen Verriegelungskreises 180.
Der Gesamtwiderstandswert der beispielhaften Schaltung, die den
Lesewiderstand 154 umfasst, ändert sich ebenfalls, sodass
eine Spannungsänderung über dem
Lesewiderstand 154 von dem Sensor 156 gelesen
wird. Andere Ausführungsformen
können
auf Wunsch modifiziert sein, indem beispielsweise der Stromfluss
durch Vertauschen der Position der Quelle 152 und der Masse 15 umgedreht
wird, und/oder, indem das Spannungspotential über dem seriellen Verriegelungskreis 180 statt über dem
Lesewiderstand 154 gelesen wird.
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Ein
Schalter ist eine beliebige Einrichtung, die Stati einer elektrischen
Kopplung verändert.
Bei der in 2 gezeigten beispielhaften Ausführungsform
können
die Schalter 114, 124, 134 und 144 Brückenschalter
sein, die verbunden werden, um Kurzschlüsse über die Widerstände 112, 122, 132 bzw. 142 zu
erzeugen. Die Schalter dieser beispielhaften Ausführungsform
weisen zwei Stati auf, offen und geschlossen. Bei anderen Ausführungsformen
können Verriegelungsschalter
andere Schaltertypen sein, wie etwa einpolige Einschalter 114, 124 und 134,
die in 1 gezeigt sind. Bei einer alternativen Ausführungsform
können
die Schalter 114, 124, 134 und 144 auch
so arbeiten, dass sie mehr als zwei Stati aufweisen. Die Schalter 114, 124, 134 und 144 können beispielsweise
Magnetschalter, Mikroschalter, Halbleiterschalter, Relais und/oder
andere Schaltertypen sein.
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Verriegelungen
in dem seriellen Verriegelungskreis 180 werden auf eine
beliebige Weise hergestellt. Zum Beispiel können Verriegelungen so hergestellt
werden, dass jede Verriegelung einen Widerstand mit einem anderen
Wert aufweist. Alternativ kann eine Verriegelung mit mehreren Wider ständen hergestellt
werden und kann Schalter oder Brücken aufweisen,
um die Widerstandskombination zu wählen, die bei einer speziellen
Verriegelung an einer speziellen Stelle geeignet ist. Die in den
beispielhaften Figuren gezeigten Verriegelungen liegen in numerischer
Reihenfolge vor und weisen zu Erörterungszwecken
Widerstände
in aufsteigender Reihenfolge auf. Die Verriegelungen können jedoch
in dem seriellen Verriegelungskreis 180 in einer beliebigen Reihenfolge
platziert sein.
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Bei
einer beispielhaften Ausführungsform kann
der serielle Verriegelungskreis 180 entworfen sein, um
die Identifikation einer offenen Verriegelung zu erleichtern. Widerstandswerte
in den Sicherheitsverriegelungen (110, 120, 130 und 140)
können
beispielsweise so gewählt
sein, dass jeder Widerstand einen anderen Wert aufweist, wobei die
speziellen Werte derart gewählt
sind, dass jeder Status des seriellen Verriegelungskreises 180 einen
einzigartigen Impedanzwert erzeugt. Beispielsweise können die Widerstandswerte
in einer Beziehung mit geometrischer Progression stehen, wie etwa
einer Verdoppelungsprogression oder dergleichen. Bei der beispielhaften
Ausführungsform
von 2 sind die Widerstandswerte für die Widerstände (112, 122, 132 und 142)
in den Sicherheitsverriegelungen (110, 120, 130 und 140)
in einer geometrischen Progression gewählt. Speziell sind die Werte
bei dieser beispielhaften Ausführungsform
in einer Verdoppelungsprogression gewählt, wobei der zweite Widerstand 122 einen Wert
aufweist, der doppelt so groß wie
der erste Widerstand 112 ist, und der dritte Widerstand 132 einen Wert
aufweist, der doppelt so groß wie
der zweite Widerstand 122 ist, sowie der vierte Widerstand 142 einen
Wert aufweist, der doppelt so groß wie der dritte Widerstand 132 ist.
Durch das Wählen
von Werten mit der beispielhaften geometrischen Progression sind
alle Kombinationen von Widerstandswerten bei den vielfältigen Kombinationen
von offenen und geschlossenen Positionen in dem seriellen Verriegelungskreis 180 einzigartig.
Bei einer Ausführungs form
ist der erste Widerstand 112 beispielsweise ein 10 Ω-Widerstand,
der zweite Widerstand 122 ist ein 20 Ω-Widerstand, der dritte Widerstand 132 ist
ein 40 Ω-Widerstand
und der vierte Widerstand 142 ist ein 80 Ω-Widerstand. Andere
Ausführungsformen
können
jedoch Werte aufweisen, die von dem Beispiel weit abweichen.
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Wie
vorstehend erörtert
kann der serielle Verriegelungskreis 180 mehr oder weniger
Sicherheitsverriegelungen aufweisen. Die Verdoppelungsprogression
kann bei diesem Beispiel fortgesetzt werden, wobei zusätzliche
aufeinanderfolgende Verriegelungen einen Widerstand mit einem Wert
aufweisen, der das Doppelte des Werts des vorherigen Widerstands
ist. Bei anderen Ausführungsformen können andere
Nennwiderstandswerte und Wertesequenzen gewählt sein. Faktoren zum Wählen von Nennimpedanzwerten
können
auch die Maximalabweichung des Komponentenwerts von dem Nennwert,
den Betriebstemperaturbereich und andere spezielle Schaltungs- oder
Umgebungsfaktoren umfassen.
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Bei
einer anderen beispielhaften Ausführungsform können der
erste Widerstand 112, der zweite Widerstand 122,
der dritte Widerstand 132 und der vierte Widerstand 142 alle
mit einem Widerstand des gleichen Nennwerts implementiert sein. Obwohl
das Implementieren von Widerständen
mit dem gleichen Wert es einer Ausführungsform des Systems typischerweise
nicht ermöglicht,
zu detektieren, welche der Sicherheitsverriegelungen unterbrochen
sind, würden
die in Reihe geschalteten bekannten Werte die Ermittlung der Anzahl
unterbrochener Verriegelungen ermöglichen, wodurch eine Verbesserung
gegenüber
herkömmlichen
seriellen Verriegelungssystemen bereitstellt wird.
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Bei
einer anderen beispielhaften Ausführungsform können Widerstandswerte
mit verschiedenen Werten in einer anderen geometrischen Progres sion
für jede
Sicherheitsverriegelung gewählt
sein. Eine geometrische Progression kann Werte derart aufweisen,
dass jede der Verriegelungen einen einzigartigen Widerstandswert
so aufweist, dass das Steuerungsmodul 150 ermitteln kann,
welche Verriegelung unterbrochen ist, wenn nur eine Verriegelung unterbrochen
ist. Bei dieser beispielhaften Ausführungsform kann der serielle
Verriegelungskreis 180 möglicherweise keine einzigartige
elektrische Gesamteigenschaft für
jede einzigartige Kombination von offenen und geschlossenen Verriegelungen
aufweisen. Als Beispiel kann ein serieller Verriegelungskreis 180 fünf Verriegelungen
mit fünf
Widerstanden mit Nennwerten von 1 Ω, 2 Ω, 3 Ω, 4 Ω und 5 Ω aufweisen. Die Anzahl möglicher
Kombinationen offener und geschlossener Verriegelungen beträgt bei diesem
Szenario 25 oder 32 mögliche Kombinationen. Mit den
beispielhaften Widerständen
kann der Verriegelungskreis in dem seriellen Verriegelungskreis 180 für unterschiedliche
Kombinationen von offenen und geschlossenen Verriegelungen die gleiche
elektrische Gesamteigenschaft aufweisen. Als Beispiel sind in einer
ersten Situation die Verriegelungen 1 und 2 offen und der serielle
Verriegelungskreis weist eine elektrische Gesamteigenschaft von
3 Ω auf.
In einer zweiten Situation ist nur die Verriegelung 3 offen und
wieder weist der serielle Verriegelungskreis eine elektrische Gesamteigenschaft
von 3 Ω auf.
Obwohl dieses beispielhafte System die exakte Kombination offener
und geschlossener Verriegelungen bei allen 32 einzigartigen Situationen
nicht detektieren kann, kann das System trotzdem zu der Feststellung in
der Lage sein, dass ein kleiner Satz von Möglichkeiten für Verriegelungsunterbrechungsstellen
existiert, wodurch eine Verbesserung gegenüber herkömmlichen seriellen Verriegelungssystemen
bereitgestellt wird.
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Der
Sensor 156 misst, wie erörtert wurde, verschiedene Werte
aufgrund von Veränderungen bei
dem seriellen Verriegelungskreis 180. Der Sensor 156 kann
auch in der Lage sein, eine offene Bedingung in dem seriellen Verriegelungskreis 180 zu
detektieren. Offene Schaltungen können sich beispielsweise ergeben,
wenn der Verriegelungskreisverbinder 182 von dem Erfassungsmodul 151 getrennt wird.
Als eine zusätzliche
Bedingung zu anderen bereits erörterten
Bedingungen kann der Sensor 156 eine offene Schaltung detektieren
und kann die Bedingung mit offener Schaltung als einen numerischen Wert
an den Prozessor 160 weiterleiten. Wenn der Sensor 156 bei
der beispielhaften Ausführungsform eine
Spannung über
dem Lesewiderstand 154 misst, kann eine offene Schaltung
in dem seriellen Verriegelungskreis 180 als null Volt über dem
Lesewiderstand 154 gemessen werden, obwohl bei anderen
Ausführungsformen
andere Werte formuliert sein können.
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Bei
einer Ausführungsform
ist eine Quellenkomponente 153 zwischen eine Quelle 152 und
den seriellen Verriegelungskreis 180 gekoppelt. Die Quellenkomponente 153 kann
ein Mittel zum Detektieren einer Kurzschlussbedingung von dem Sensor 156 zu der
Quelle 152 bereitstellen. Bei der beispielhaften Ausführungsform
wird der Sensor 156 nur die Spannung der Quelle 152 messen,
wenn ein Kurzschluss zu der Quelle 152 existiert, und er
wird andernfalls die Spannung der Quelle minus dem Spannungsabfall über der
Quellenkomponente 153 messen, wenn alle Verriegelungen
geschlossen sind. Bei der beispielhaften Ausführungsform von 2 ist
die Quellenkomponente ein Widerstand, der einen Spannungsabfall über den
Widerstand bereitstellt. Bei einer anderen Ausführungsform ist die Quellenkomponente 153 eine
Diode mit einem konstanten Spannungsabfall über der Diode. Bei anderen
Ausführungsformen
kann der Sensor 156 andere Bedingungen detektieren.
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Bei
anderen beispielhaften Ausführungsformen
werden in dem seriellen Verriegelungskreis 180 Verbinder
verwendet. Zum Beispiel ist in 3 eine beispielhafte
Ausführungsform
mit einer Kabelbaumverdrahtung 50 mit einem ersten Kabelbaumverbinder 52 und
einem zweiten Kabelbaumverbinder 54 gezeigt. Wenn der erste
oder der zweite Kabelbaumverbinder 52, 54 oder
beide bei der beispielhaften Ausführungsform getrennt werden,
wird der serielle Verriegelungskreis 180 keinen Strom durchleiten
und eine offene Schaltung bilden. Bei der beispielhaften Ausführungsform
von 3 umfasst das Steuerungsmodul 150 eine
Aktivierungseinrichtung, um ein System, wie etwa ein Hochspannungssystem,
zu aktivieren/deaktivieren. Bei einer beispielhaften Ausführungsform
kann ein (nicht gezeigtes) Schütz
mit der Batterie 20 verbunden sein und mit der Aktivierungsschaltung 190 in
dem Steuerungsmodul 150 in Kommunikationskopplung stehen.
Wenn das Steuerungsmodul 150 ermittelt, dass eine Ausschaltbedingung
existiert, kann die Aktivierungsschaltung 190 das Schütz so ansteuern,
dass die Batterie 20 von einer Hochspannungsschaltung getrennt
wird, sodass die Batterie 20 nicht langer eine Spannung
an die Hochspannungsschaltung liefert. Andere Einrichtungen, die
betrieben werden, wie sie von der Aktivierungsschaltung 190 oder
von einem anderen Aktivierungssystem angesteuert werden, können an
anderen Stellen verwendet werden. Bei anderen Ausführungsformen
kann die Aktivierungsschaltung 190 von dem Steuerungsmodul 150 getrennt
sein.
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3 zeigt
ein beispielhaftes Verriegelungssystem 100. Eine erste
Sicherheitsverriegelung 110 ist bei der beispielhaften
Ausführungsform
bei dem Steuerungsmodul 150 verbunden. Die erste Sicherheitsverriegelung 110 kann
eine erste Zugangsabdeckung 116 aufweisen, die einen Zugang
zu Verbindern für
das Steuerungsmodul 150 verhindert. Andere Sicherheitsmerkmale
bei der beispielhaften Ausführungsform
können
eine dritte Sicherheitsabdeckung 136 an einer dritten Stelle 30 und
Batterieanschlussabdeckungen 32 umfassen, die mit einer zweiten
Sicherheitsverriegelung 120 verbunden sind. Bei einigen
Fahrzeugen (wie etwa Elektrofahrzeuge, die Hybridelektrofahrzeuge
umfassen), kann eine Batterie oder eine Batteriebank eine Leistungsversorgung
für einen
oder mehrere Fahrzeugmotoren bereitstellen. Während die Batterien aufgeladen
werden, kann an den Batterieanschlüssen eine Hochspannung und/oder
ein hoher Strom vorhanden sein. Daher können die Batterieanschlussabdeckungen 32 mit
der zweiten Sicherheitsverriegelung 120 verbunden sein,
um einen Zugriff auf den Anschluss zu verhindern, während die
Batterien aufgeladen werden.
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Bei
einer Ausführungsform
des Sicherheitsverriegelungssystems 100 wird eine Verriegelungsunterbrechung
an einer Stelle anders behandelt als eine Unterbrechung an einer
anderen Stelle. Das beispielhafte serielle Verriegelungssystem 100 umfasst eine
Logik, die eine Reaktion auf eine Verriegelungsunterbrechung auf
der Grundlage der Stelle der Unterbrechung sowie der gegenwärtigen Betriebsbedingungen
bestimmt. Wenn der serielle Verriegelungskreis 180 beispielsweise
in dem Fahrzeug 5 implementiert ist, können verschiedene Prioritätsniveaus zum
Deaktivieren eines Systems in dem Fahrzeug 5 in Abhängigkeit
von den gegenwärtigen
Betriebsbedingungen des Fahrzeugs 5 und der Stelle der
Sicherheitsverriegelungsunterbrechung existieren. Betriebsbedingungen
von Fahrzeug 5 können
eine gegenwärtige
Geschwindigkeit des Fahrzeugs, einen Ladestatus der Batterie, einen
gegenwärtigen
Fahrgang, ob die Frontscheinwerfer in Verwendung sind, Straßenbedingungen,
den Aufenthaltsort des Fahrzeugs, die Nähe des Fahrzeugs zu speziellen
Orten, und/oder andere Betriebsbedingungen, sofern geeignet, umfassen.
Der Prozessor 160 kann Daten von verschiedenen Sensoren
empfangen, die vielfältige Betriebsbedingungen
des Fahrzeugs 5 anzeigen, wie etwa einen numerischen Wert
von dem Sensor 156, der mit dem Status des seriellen Verriegelungskreises 180 in
Beziehung steht, und numerische Werte von anderen Einrichtungen,
die mit anderen gegenwärtigen
Betriebsbedingungen in Beziehung stehen. Bei der beispielhaften
Ausführungsform
vergleicht der Prozessor 160 dann jeden der numerischen
Werte mit der Datentabelle 170. Der Prozessor 160 kann eine
Logik aufweisen, die geeignet programmiert ist, um eine Reaktion
auf eine Verriegelungsunterbrechung an einer speziellen Stelle unter
bestimmten Betriebsbedingungen zu bestimmen.
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Das
Verriegelungssystem 100 kann eine Logik umfassen, welche
die Datentabelle 170 verwendet, um eine Reaktion auf eine
Verriegelungsunterbrechung zu bestimmen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform
umfasst eine Betriebsbedingung des Fahrzeugs 5, ob sich
das Fahrzeug 5 gegenwärtig
bewegt. Bei einem Beispiel kann ein Prozessor auf der Grundlage
einer bestimmten Betriebsbedingung bestimmen, dass sich das Fahrzeug 5 bewegt und
dass eine Verriegelung unterbrochen ist, die aus dem Inneren des
Fahrzeugs 5 heraus nicht zugänglich ist. Bei diesem Beispiel
kann das Verriegelungssystem 100 eine Logik aufweisen,
um zu bestimmen, dass die korrekte Reaktion darin besteht, den Fahrer zu
warnen, um zu einer Reparaturwerkstatt zu fahren statt einen Motor
oder einen anderen Teil des Fahrzeugs 5 auszuschalten.
Bei einer alternativen Ausführungsform
bestimmt eine programmierte Logik, dass eine korrekte Reaktion auf
die vorstehende Situation darin bestehen kann, dass das Fahrzeug 5 so gesteuert
wird, dass ein kontrollierter Halt erreicht wird, bevor eines oder
mehrere Systeme deaktiviert werden.
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Mehr
Details werden nun bei einer beispielhaften Ausführungsform mit Bezug auf die
in 4 gezeigte Datentabelle 170 erörtert. Wie
vorstehend erörtert
wurde, kann die Datentabelle 170 eine beliebige Sammlung
gespeicherter Werte mit Bezug auf das Verriegelungssystem 100 sein.
Die in 4 gezeigte Datentabelle 170 ist eine
beispielhafte Ausführungsform
einer Datentabelle, die bei einem Verriegelungssystem 100 verwendet
werden kann, das vier Verriegelungen in dem seriellen Verriegelungskreis 180 aufweist.
Die Werte und die Struktur der beispielhaften Datentabelle 170 sind
mit der in 2 gezeigten beispielhaften Ausführungsform
des Verriegelungssystems 100 korreliert. Bei anderen Ausführungsformen
kann die Datentabelle 170 eine Struktur aufweisen, die
mit anderen Ausführungsformen
des Verriegelungssystems 100 korreliert ist. Die beispielhafte
Datentabelle 170 in 4 weist
zu Erörterungszwecken
fünf Zeilen
auf, die mit A-E beschriftet sind. Die Zeile A ist eine Referenzzeile,
wobei die Zahlen 0–15
die sechzehn möglichen
Stati des beispielhaften seriellen Verriegelungskreises mit vier
Sicherheitsverriegelungen darstellen. Die Zeilen B–E stellen
die möglichen
Stati (offen oder geschlossen) der vier beispielhaften Sicherheitsverriegelungen
dar. Die Spalte 0 stellt beispielsweise den Status des seriellen
Verriegelungskreises 180 dar, wenn alle vier Sicherheitsverriegelungen
geschlossen sind, was durch eine „0” in den Zeilen B–E unter
der Spalte 0 dargestellt ist. Die Spalte 15 stellt den
Status des seriellen Verriegelungskreises 180 dar, wenn
alle vier Verriegelungen in einer offenen Position sind, was durch
eine „1” in den
Zeilen B–E
unter der Spalte 15 dargestellt ist. Als ein drittes Beispiel
stellt die Spalte 6 den Status des seriellen Verriegelungskreises 180 dar,
wenn die erste Sicherheitsverriegelung geschlossen ist, was durch
eine „0” dargestellt
ist, die zweite Sicherheitsverriegelung offen ist, was durch eine „1” dargestellt
ist, die dritte Sicherheitsverriegelung offen ist, was durch eine „1” dargestellt
ist und die vierte Sicherheitsverriegelung geschlossen ist, was
durch eine „0” dargestellt
ist.
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Die
Datentabelle 170 kann bei einer beispielhaften Ausführungsform
andere Daten umfassen, die in 4 nicht
gezeigt sind, wie etwa die spezielle Stelle der ersten bis vierten
Verriegelung (110, 120, 130 und 140),
Spannungen, die mit den sechzehn verschiedenen möglichen Stati des beispielhaften seriellen
Verriegelungskreises korreliert sind, numerische Werte, die mit
digitalen Auslesewerten aus dem Sensor 156 bei den sechzehn
verschiedenen Stati der beispielhaften Ausführungsform korre liert sind, und/oder
andere Daten mit Bezug auf das Verriegelungssystem 100.
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Wie
vorstehend erörtert
wurde, können
die Werte der Widerstände
in dem seriellen Verriegelungskreis 180 so gewählt sein,
dass sie einzigartige elektrische Gesamteigenschaften für die unterschiedlichen
Stati des seriellen Verriegelungskreises 180 bereitstellen.
Der Lesewiderstand 154 kann auch mit einem Wert gewählt sein,
um eine Messung jeder einzigartigen elektrischen Gesamteigenschaft
zu ermöglichen.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist
der Lesewiderstand 154 in einer Spannungsteilerschaltung
verwendet und die elektrische Gesamteigenschaft des seriellen Verriegelungskreises 180 wird
als eine Spannung über
dem Lesewiderstand 154 gemessen. Die Größe des Lesewiderstands 154 kann
den Spannungsbereich festlegen, der über dem Lesewiderstand 154 gemessen
wird, und kann zusammen mit dem Sensor 156 so gewählt sein,
dass jede der angenommenen Spannungsänderungen über dem Lesewiderstand 154 aufgrund
einer Veränderung
in dem seriellen Verriegelungskreis 180 von dem Sensor 156 detektiert
werden kann.
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Die
Datentabelle 170 und der Graph 400, die in 4 gezeigt
sind, beruhen auf einer beispielhaften Ausführungsform des in 2 gezeigten
Verriegelungssystems 100 in diesem Beispiel ohne die Quellenkomponente 153.
Die nachstehende Erörterung
bezieht sich daher auf 2 sowie auf 4. Bei
einer beispielhaften Ausführungsform
von 2 misst der Sensor 156 eine Spannung über dem
Lesewiderstand 154 als einen 80 Ω-Widerstand, wobei die Quelle 152 eine
Spannung von 12 Volt bereitstellt. Bei der beispielhaften Ausführungsform
sind der erste, der zweite, der dritte und der vierte Widerstand (112, 122, 132 und 142)
als 10 Ω,
20 Ω, 40 Ω bzw. 80 Ω-Widerstände gewählt. Der
Graph 400 von 4 zeigt die Beziehung zwischen
der über
dem Lesewiderstand 154 gemessenen Span nung und den sechzehn
Stati des seriellen Verriegelungskreises 180, wie mit Bezug
auf die Datentabelle 170 erörtert wurde. Wenn der serielle
Verriegelungskreis 180 mit dem Lesewiderstand 154 in
Reihe geschaltet ist, wird sich beispielsweise die Spannung verändern, die über dem
Lesewiderstand 154 gemessen wird, wenn sich die elektrische
Gesamteigenschaft des seriellen Verriegelungskreises 180 verändert. Wenn
alle vier Verriegelungen geschlossen sind, wird die elektrische Gesamteigenschaft
des beispielhaften seriellen Verriegelungskreises 180 beispielsweise
etwa 0 als Impedanzwert betragen. Nahezu die gesamte Spannung von
der Quelle 152 wird dann über dem Lesewiderstand 154 gemessen
und der Sensor 156 kann etwa 12 Volt messen. Wenn als weiteres
Beispiel die vierte Sicherheitsverriegelung 140 die einzige
offene Verriegelung ist, während
die anderen drei geschlossen sind, wird der beispielhafte serielle
Verriegelungskreis 180 eine elektrische Gesamteigenschaft von
80 Ω oder
den Wert des vierten Widerstands 142 aufweisen. Bei diesem
Beispiel ist die Impedanz des seriellen Verriegelungskreises 180 in
etwa gleich der Impedanz des 80 Ω-Lesewiderstands 154,
sodass die Hälfte
der Spannung (oder 6 Volt) an dem Lesewiderstand 154 abfallen
wird, was bei dem Graph 400 als Status 8 dargestellt
ist. Wie in Graph 400 gezeigt ist, weist jeder der sechzehn
Stati bei der beispielhaften Ausführungsform eine einzigartige
gemessene Spannung auf, die einer einzigartigen elektrischen Gesamteigenschaft
des seriellen Verriegelungskreises 180 entspricht. Dies
ermöglicht
es dem Prozessor 160, einen numerischen Wert, der die gemessene
Spannung darstellt, mit einem speziellen Status des seriellen Verriegelungskreises 180 zu
korrelieren und zu ermitteln, welche der Sicherheitsverriegelungen
unterbrochen sind.
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Nachdem
verschiedene Ausführungsformen und
Verfahren zum Implementieren beispielhafter Verriegelungssysteme 100 allgemein
beschrieben wurden, wird in 5 ein allgemeines
Verfahren zum Implementieren eines Sicherheitsverriegelungssystems
gezeigt und nachstehend beschrieben. 5 ist ein
Flussdiagramm für
ein Verfahren 500 zum Implementieren eines beispielhaften
Sicherheitsverriegelungssystems auf eine Weise, welche die Verwendung
eines seriellen Verriegelungskreises ermöglicht und welche die Bestimmung
unterbrochener Verriegelungen ermöglicht.
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Allgemein
betrachtet umfasst das Verfahren 500 die groben Schritte
des Erfassens einer elektrischen Gesamteigenschaft eines seriellen
Verriegelungskreises (Schritt 504), des Umwandelns der elektrischen
Eigenschaft in einen numerischen Wert (Schritt 506), des
Vergleichens des numerischen Werts mit einer Datentabelle (Schritt 508),
der Rückgabe
einer Identifikation einer unterbrochenen Verriegelung (Schritt 512),
der Beschaffung einer Betriebsbedingung des Systems (514)
und des Vergleichens unterbrochener Verriegelungen mit der Betriebsbedingung
(Schritt 516). Bei einer praktischen Ausführungsform
können
einige oder alle diese Schritte weggelassen, modifiziert oder ergänzt sein.
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Das
Verfahren 500 kann Schritte umfassen, die nützlich sind,
wenn ein System mit Sicherheitsverriegelungen betrieben wird (Schritt 502),
wie etwa ein Fahrzeug mit einem Hochspannungsverriegelungssystem.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform
umfasst das System einen seriellen Verriegelungskreis 180 mit
mehreren Verriegelungen (110, 120, 130 und 140),
die jeweils einen einzigartigen Impedanzwert umfassen, wie vorstehend
genauer beschrieben ist. Die beispielhafte Ausführungsform weist auch eine
Datentabelle 170 auf, welche Werte speichert, die einzigartigen
Stati des seriellen Verriegelungskreises 180 entsprechen.
Das Verfahren 500 kann auf andere Systeme mit Sicherheitsverriegelungen
anwendbar sein. Die folgende Erörterung
des Verfahrens 500 wird jedoch auf das vorstehend vorgestellte
beispielhafte Verfahren Bezug nehmen.
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Mit
Schritt 502 beginnend, umfasst ein Betreiben des Systems,
dass ermöglicht
wird, dass Leistung in einem Verriegelungssystem 100 vorhanden
ist. Leistung kann beispielsweise bereitgestellt werden, indem eine
Verbindung zwischen dem Verriegelungssystem und einer Leistungsquelle
aktiviert wird. Das Betreiben des Systems kann sich auch auf ein
Starten eines Systems beziehen, zum Beispiel das Starten des Fahrzeugs 5 mit
dem Verriegelungssystem 100. Bei einer beispielhaften Ausführungsform
werden die Schritte des Verfahrens 500 vor einem Aktivieren
von Leistung für
das überwachte
System ausgeführt.
Ein Fahrzeug 5 kann zum Beispiel ein Hochspannungsleistungssystem
und ein Verriegelungssystem 100 aufweisen. Das beispielhafte Fahrzeug 5 ermittelt,
ob irgendwelche Verriegelungen unterbrochen sind (Schritt 510),
bevor ein Zündungssystem
aktiviert wird. Wenn das Verriegelungssystem 100 bei diesem
Beispiel ermittelt, dass eine Sicherheitsverriegelung unterbrochen
ist, wird das Zündungssystem
typischerweise nicht aktiviert.
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Schritt 504 beginnt
den Prozess des Ermittelns, ob in dem Verriegelungssystem 100 eine
Unterbrechung vorliegt. Der Schritt 504 des Erfassens einer
elektrischen Gesamteigenschaft eines seriellen Verriegelungskreises
wird auf beliebige Weise ausgeführt.
Wie vorstehend erörtert
wurde, wird bei einer beispielhaften Ausführungsform die elektrische
Gesamteigenschaft des seriellen Verriegelungskreises 180 unter
Verwendung der gemessenen Spannung über dem Lesewiderstand 154 erfasst.
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Die
gemessene Spannung kann in einen numerischen Wert umgewandelt werden,
wie bei Schritt 506 gezeigt ist. Der numerische Wert kann
auf eine beliebige Weise umgewandelt werden. Zum Beispiel kann ein
Analog/Digital-Wandler verwendet werden, um die analoge Spannung
zu empfangen (zum Beispiel wie bei Schritt 504) und um
die analoge Spannung, die über
dem Lesewiderstand 154 gemessen wird, in einen digitalen Wert
umzuwandeln. Der digitale Wert kann empfangen und zumindest temporär von einem
Computer, wie etwa dem Prozessor 160, gespeichert werden.
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Mit
einem gespeicherten numerischen Wert führt der Prozessor 160 bei
der beispielhaften Ausführungsform
den Schritt des Vergleichens des numerischen Werts mit einem oder
mehreren Werten aus, die in einer Datentabelle oder einer anderen Struktur
gespeichert sind (Schritt 508). Der numerische Wert kann
verwendet werden, um zu ermitteln, ob irgendwelche Verriegelungen
unterbrochen sind (Schritt 510). Wie vorstehend bei einer
beispielhaften Ausführungsform
erörtert
wurde, weist der serielle Verriegelungskreis 180 mehrere
einzigartige Stati auf, wobei jeder Status eine einzigartige elektrische Gesamteigenschaft
aufweist. Ein Status weist eine einzigartige elektrische Gesamteigenschaft
auf, die einer Bedingung zugeordnet ist, bei der keine Verriegelungen
unterbrochen sind. Durch ein Vergleichen des numerischen Werts mit
den in der Datentabelle 170 gespeicherten Werten kann der
Prozessor bei der beispielhaften Ausführungsform ermitteln, welche
der einzigartigen Stati des seriellen Verriegelungskreises 180 gegenwärtig existieren,
und ob irgendwelche Verriegelungen unterbrochen sind. Wenn keine
Verriegelungen unterbrochen sind, kann der Prozessor mit dem Vergleichen
neu aktualisierter numerischer Werte fortfahren, da der Sensor 156 mit dem
Erfassen der elektrischen Gesamteigenschaft des seriellen Verriegelungskreises 180 fortfährt.
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Wenn
der Prozessor 160 bei der beispielhaften Ausführungsform
in Schritt 510 ermittelt, dass mindestens eine Verriegelung
unterbrochen ist, werden ein oder mehrere Werte von der Datentabelle 170 zurückgegeben,
welche die unterbrochenen Verriegelungen darstellen (Schritt 512).
Bei der beispielhaften Ausführungsform
kann der Prozessor ferner eine Betriebs bedingung des Systems beschaffen (Schritt 514).
Eine Betriebsbedingung des Systems kann eine beliebige Betriebsbedingung
sein, die für eine
Ermittlung relevant ist, ob das System ausgeschaltet oder sein Status
anderweitig geändert
werden soll. Wie vorstehend erörtert
wurde, kann zum Beispiel eine Betriebsbedingung die gegenwärtige Geschwindigkeit
des Fahrzeugs 5 sein. Bei der beispielhaften Ausführungsform
können
mehrere Betriebsbedingungen beschafft und von dem Prozessor 160 gespeichert
werden.
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Wenn
eine Verriegelung unterbrochen und eine Betriebsbedingung gespeichert
ist, kann der Prozessor 160 die unterbrochenen Verriegelungen mit
der Betriebsbedingung vergleichen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform
weist der Prozessor eine programmierte Logik auf, um zu ermitteln,
wann eine Ausschalt- oder eine andere Gegenmaßnahmenbedingung existiert.
Die beispielhafte programmierte Logik ermittelt auf der Grundlage
der unterbrochenen Verriegelungen und der Betriebsbedingung, ob
eine Gegenmaßnahmenbedingung
existiert (Schritt 518).
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Wenn
der Prozessor 160 bei der beispielhaften Ausführungsform
ermittelt, dass eine Ausschaltbedingung existiert und dass eine
oder mehrere unterbrochene Verriegelungen vorliegen, kommuniziert der
Prozessor mit der Aktivierungsschaltung 190, um das System
auszuschalten (Schritt 520). Wenn der Prozessor 160 ermittelt,
dass keine Ausschaltbedingung vorliegt, aber dass eine oder mehrere
Verriegelungen unterbrochen wurden, kann der Prozessor 160 Werte
ausgeben, die den unterbrochenen Verriegelungen entsprechen (Schritt 522),
oder eine andere Benachrichtigung bereitstellen. Bei einer beispielhaften
Ausführungsform
kommuniziert der Prozessor 160 mit einer elektrischen Hochspannungsaktivierungs-/Deaktivierungsschaltung
auf der Grundlage der programmierten Logik, der unterbrochenen Verriegelungen
und der gegenwärtigen
Betriebsbedin gungen. Bei anderen Ausführungsformen können mehr
oder weniger Bedingungen existieren, um zu ermitteln, ob ein System
ausgeschaltet wird. Zusätzlich
zu Gegenmaßnahmen,
wie etwa einem Ausschalten eines Systems, kann die Ausgabe beispielsweise
eine Anzeige sein, die für
einen Fahrer des Fahrzeugs 5 sichtbar ist. Bei anderen
Ausführungsformen
kann die Ausgabe ein Signal sein, das mit der Verwendung von zusätzlicher
Ausrüstung
für einen Wartungstechniker
verfügbar
ist.
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Bei
einer beispielhaften Ausführungsform des
Verfahrens 500 fährt
der Prozessor 160 bei Schritt 510 damit fort,
zu ermitteln, ob zusätzliche Verriegelungen
unterbrochen sind, nachdem ermittelt wurde, dass eine der Verriegelungen
unterbrochen ist. Der Prozessor 160 kann nach einer anfänglichen Ermittlung,
dass keine Ausschaltbedingung bei Schritt 518 existiert,
auch fortfahren, zu ermitteln, ob eine Ausschaltbedingung existiert.
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Das
Verfahren 500 kann in einem Computer ausgeführt werden,
wie etwa einem Motorsteuerungsmodul, einem Fahrzeugcontroller und/oder
anderen Computern. Die programmierte Logik kann durch einen Quell- und/oder Objectcode
dargestellt sein und kann in einer beliebigen Programmiersprache
oder Maschinensprache vorhanden sein. Die Logik kann in einem beliebigen
computerlesbaren Medium gespeichert sein, wie etwa Festplatten,
Firmware, Flashspeicher, Compact Disk, RAM und/oder anderen Typen
eines magnetischen und/oder nicht magnetischen computerlesbaren
Mediums. Die Logik kann durch einen beliebigen Prozessor, wie etwa einen
analogen Computerprozessor, einen digitalen Computerprozessor, einen
Mikroprozessor, einen virtuellen Prozessor, einen Mikrocontroller
und/oder andere Typen von Prozessoren ausgeführt werden. Die Ausgabe von
Schritt 522 kann auf einer Anzeige sichtbar sein, zum Beispiel
als ein Text und/oder ein Bild. Die Ausgabe kann zur zukünftigen
Betrachtung oder weiteren Verarbeitung gespeichert werden.
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Die
vorstehende Beschreibung bezieht sich auf Elemente oder Knoten oder
Merkmale, die miteinander „verbunden” oder „gekoppelt” bzw. „geschaltet” sind.
Bei der Verwendung hierin bedeutet „verbunden”, sofern es nicht ausdrücklich anderweitig
angegeben ist, dass ein Element/Knoten/Merkmal mit einem weiteren
Element, Knoten oder einem weiteren Merkmal in einem mechanischen,
logischen, elektrischen oder einem anderen geeigneten Sinn direkt verbunden
ist (oder direkt damit kommuniziert). Gleichermaßen bedeutet „gekoppelt” bzw. „geschaltet”, sofern
es nicht ausdrücklich
anderweitig angegeben ist, dass ein Element/Knoten/Merkmal mit einem
weiteren Element/Knoten/Merkmal in einem mechanischen, logischen,
elektrischen oder einem anderen geeigneten Sinn entweder direkt
oder indirekt verbunden ist (oder direkt oder indirekt damit kommuniziert).
Der Begriff „beispielhaft” wird in
dem Sinn von „Beispiel” verwendet
statt in dem Sinn von „Modell”. Außerdem können, obwohl
die Figuren beispielhafte Anordnungen von Elementen darstellen können, bei einer
praktischen Ausführungsform
zusätzliche
dazwischenkommende Elemente, Einrichtungen, Merkmale oder Komponenten
vorhanden sein.
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Obwohl
mindestens eine beispielhafte Ausführungsform in der vorstehenden
genauen Beschreibung dargestellt wurde, ist festzustellen, dass eine
große
Anzahl an Variationen existiert. Es ist auch festzustellen, dass
die beispielhafte Ausführungsform
oder die beispielhaften Ausführungsformen
nur Beispiele sind und nicht dazu gedacht sind, den Umfang, die
Anwendbarkeit oder die Ausgestaltung der Erfindung in irgendeiner
Weise einzuschränken.
Stattdessen wird die vorstehende genaue Beschreibung Fachleuten
eine brauchbare Anleitung zur Implementierung der beispielhaften
Ausführungsform
oder der beispielhaften Ausführungsformen bereitstellen.
Es versteht sich, dass bei der Funktion und Anordnung von Elementen
verschiedene Änderungen
durchgeführt
werden können,
ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen und
deren juristischen Äquivalenten
offengelegt ist.