DE102010005734A1 - Verfahren und Struktur zum Implementieren einer Widerstandskaskade - Google Patents

Verfahren und Struktur zum Implementieren einer Widerstandskaskade Download PDF

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    • H03K17/18Modifications for indicating state of switch
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Abstract

Es wird eine Schaltschnittstelle zur Verwendung in einem Fahrzeug bereitgestellt. Bei einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Schaltschnittstelle einen Empfänger und eine Schalteranordnung. Der Empfänger kann einen Eingangsknoten; eine mit dem Eingangsknoten elektrisch gekoppelte geregelte Leistungsversorgung; und einen Anlog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) umfassen, der zum Messen eines Spannungspotentials zwischen dem Eingangsknoten und der Empfängermasse ausgestaltet ist. Die Schalteranordnung kann einen ersten Widerstand, der mit dem Empfängereingangsknoten elektrisch gekoppelt ist, wobei der erste Widerstand einen ersten Widerstandswert aufweist; einen ersten Schalter, der zwischen den ersten Widerstand und eine Schalteranordnungsmasse elektrisch gekoppelt ist; einen zweiten Widerstand, der mit dem ersten Widerstand und dem ersten Schalter elektrisch gekoppelt ist, wobei der Widerstand einen zweiten Widerstandswert aufweist; und einen zweiten Schalter umfassen, der zwischen den zweiten Widerstand und die Schalteranordnungsmasse gekoppelt ist. Die ersten und zweiten Widerstandswerte können derart gewählt sein, dass die Schalteranordnung einen separaten Schalteranordnungsstatus für jeden Schalter mit einem zugehörigen Spannungspotential aufweist, das zwischen dem Eingangsknoten und der Masse für jeden Status der Schalteranordnung gemessen wird.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung ist eine teilweise Fortsetzung der anhängigen nicht vorläufigen US-Anmeldung mit der Seriennummer 11/852,471, die am 10. September 2007 eingereicht wurde und hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die folgende Beschreibung betrifft allgemein Widerstandskaskadennetzwerke, und sie betrifft insbesondere eine Widerstandskaskade zur Verwendung in einem Fahrzeug.
  • HINTERGRUND
  • Widerstandskaskadennetzwerke umfassen typischerweise eine Vielzahl von Widerständen und eine Vielzahl von Schaltern, die derart angeordnet sind, dass das Schließen eines beliebigen der Schalter entweder den hohen Widerstandswert oder den niedrigen Widerstandswert einer Spannungsteilerschaltung verändert. Die Spannungsteilerschaltung besteht aus einem hohen Widerstandswert zwischen einer Versorgungsspannung und einem Ausgangsanschluss und einem niedrigen Widerstandswert zwischen dem Ausgangsanschluss und einer Niederspannungsreferenz. Die Widerstandskaskade wird entweder für den hohen Widerstandwert oder den niedrigen Widerstandswert im Spannungsteilernetzwerk eingesetzt.
  • Auf diese Weise ist der Widerstandswert des Netzwerks eine Variable und wird in Abhängigkeit von dem gewählten Status des Schalters einen einzigartigen Widerstandswertbereich aufweisen. Die Ausgangsspannung des Spannungsteilers zeigt somit an, dass irgendwelche, falls überhaupt, der Schalter geschlossen sind (z. B. eine Schalterwahl eines Bedieners). Widerstandskaskadennetzwerke werden aufgrund ihrer Flexibilität bei der Implementierung und der Kostenersparnisse in Fahrzeuganwendungen zunehmend genutzt.
  • Es ist wünschenswert, eine Widerstandskaskade und eine Schaltschnittstelle zu implementieren, die eine erhöhte Zuverlässigkeit und Genauigkeit bereitstellen können. Darüber hinaus werden 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 offenbar werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Es wird eine Schaltschnittstelle zur Verwendung in einem Fahrzeug bereitgestellt. Bei einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Schaltschnittstelle einen Empfänger und eine Schalteranordnung. Der Empfänger kann einen Eingangsknoten, eine mit dem Eingangsknoten elektrisch gekoppelte geregelte Leistungsversorgung und einen Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) umfassen, der zum Messen eines Spannungspotentials zwischen dem Eingangsknoten und der Masse des Empfängers ausgestaltet ist. Die Schalteranordnung kann einen ersten Widerstand, der mit dem Eingangsknoten des Empfängers elektrisch gekoppelt ist, wobei der erste Widerstand einen ersten Widerstandswert aufweist, einen ersten Schalter, der zwischen den ersten Widerstand und eine Masse der Schalteranordnung elektrisch gekoppelt ist, einen zweiten Widerstand, der mit dem ersten Widerstand und dem ersten Schalter elektrisch gekoppelt ist, wobei der zweite Widerstand einen zweiten Widerstandswert aufweist, und einen zweiten Schalter umfassen, der zwischen den zweiten Widerstand und die Masse der Schalteranordnung gekoppelt ist.
  • Der erste und zweite Widerstandswert können derart gewählt sein, dass die Schalteranordnung für jeden Schalter einen separaten Schalteranordnungsstatus mit einem zugehörigen Spannungspotential aufweist, das zwischen dem Eingangsknoten und der Masse für jeden der Schalteranordnungsstati gemessen wird.
  • Es wird ein Verfahren zum Entwerfen einer Schaltschnittstelle bereitgestellt. Bei einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Schaltschnittstelle: einen Empfänger und eine Schalteranordnung mit mehreren Widerstanden und mehreren Schaltern, wobei der Empfänger umfasst: einen Eingangsknoten, eine mit dem Eingangsknoten elektrisch gekoppelte geregelte Leistungsversorgung und einen Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler), der zum Messen eines Spannungspotentials zwischen dem Eingangsknoten und der Masse des Empfängers ausgestaltet ist. Das Verfahren umfasst, dass Komponentenwerte für den Empfänger empfangen werden, Schwankungstoleranzen für die Komponentenwerte für die Schaltschnittstelle empfangen werden und Parameter empfangen werden, welche eine Gesamtanzahl von Widerständen in der Schalteranordnung, eine Gesamtanzahl von Schaltern in der Schalteranordnung, Schalterstatusspannungsbereiche und Totzonenspannungsbereiche zwischen Schalterstati der Schalteranordnung umfassen.
  • Das Verfahren umfasst auch, dass Werte der Widerstände in der Schalteranordnung eingestellt werden, dass Schalterstatusspannungsbereiche auf der Grundlage der eingestellten Widerstandswerte und der Schwankungstoleranzen für die Komponentenwerte berechnet werden, dass ermittelt wird, ob die Schaltschnittstelle mit den eingestellten Widerstandswerten innerhalb der Parameter liegt und dass das Einstellen von Widerstandswerten fortgesetzt wird, bis die Schaltschnittstelle die Parameter erfüllt.
  • BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 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, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und
  • 1 eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeuglenkrads mit Tasten gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist;
  • 2 ein Schaltplan einer beispielhaften Schaltschnittstelle ist;
  • 3 ein Schaltplan einer beispielhaften Schaltschnittstelle mit zwölf Schaltern ist;
  • 4 eine Tabelle beispielhafter Werte und Toleranzen für Ausführungsformen einer Schaltschnittstelle ist;
  • 5 eine Tabelle beispielhafter Kalibrierungswerte für Ausführungsformen einer Schaltschnittstelle von 4 ist;
  • 6 eine Tabelle beispielhafter Werte und Toleranzen für Ausführungsformen einer Schaltschnittstelle mit Totzonenspannungsbereichen ist;
  • 7 eine Tabelle beispielhafter Kalibrierungswerte ist, welche Totzonenspannungsbereiche für Ausführungsformen einer Schaltschnittstelle von 6 umfassen; und
  • 8 ein Flussablaufplan eines beispielhaften Verfahrens zum Entwerfen einer Schaltschnittstelle ist.
  • BESCHREIBUNG EINER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • 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 keine 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.
  • Bei einer Ausführungsform ist eine Anordnung von Tasten in einem Tastenfeld (oder mehreren Tastenfeldern) in einer Lenkradanordnung, die mit Schaltern verbunden ist, platziert. Statt mehrere Drähte zur Verbindung mehrerer Schalter mit einem Prozessor zu verwenden, kann eine Schalteranordnung implementiert sein, die relativ wenige Drähte für elektrische Verbindungen von einem allgemeinen Ort, wie etwa der Lenkradanordnung, verwendet. Der Einfachheit halber wird sich die folgende Erörterung primär auf eine Schalteranordnung in einem Lenkrad konzentrieren; jedoch können die nachstehend erörterten Prinzipien auf andere Schalter anordnungen in anderen Bereichen angewendet werden, wie etwa auf eine Bedienerdachkonsole zum Bedienen eines Sonnendachs und anderer Objekte, eine Armaturenbrettkonsole, eine Lenksäulenkonsole zum Bedienen von Schaltern, die mit der Lenksäule verbunden sind, sowie Schalteranordnungen in anderen Bereichen zum Bedienen anderer Systeme.
  • Ein Problem beim Implementieren einer Widerstandskaskadenschaltanordnung besteht darin, dass sich die tatsächlichen Widerstandswerte in einer Widerstandskaskade und andere Komponenten in einem System, das mit der Widerstandskaskade verbunden ist, vom Nennwert unterscheiden können und sich im Lauf der Zeit verändern können, wodurch sie die Ausgangsspannung bei einem geschlossenen Schalter verändern. Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist ein System mit Schalterstati und kalibrierten Bereichen implementiert, welche Schwankungen bei Widerstandswerten und andere Systemschwankungen tolerieren können.
  • Eine Schaltschnittstelle kann so implementiert sein, dass sie eine Spannung mit Bezug auf den Status einer Schalteranordnung interpretiert. Ein Empfängermodul kann eine Referenzspannung mit einem Spannungsabfall infolge eines speziellen Status der Schalteranordnung vergleichen. Ein Satz verschiedener Bereiche, wie etwa Spannungsvergleichsbereiche, kann einen Status der Schalteranordnung anzeigen. Die Schalteranordnung kann mit dem Empfänger gekoppelt sein. Die Schaltschnittstelle ermöglicht, dass eine einzige Schalteranordnung mehrere Schalter mit einer relativ niedrigen Anzahl von Verbindungsdrähten umfasst.
  • 1 ist eine isometrische Ansicht einer Lenkradanordnung 100, die in einem Fahrzeug 102 eingesetzt ist. Eine Bedienerschnittstelle umfasst bei der beispielhaften Ausführungsform zwölf Tasten K0–K11, die in einem Abschnitt der Lenkradanordnung 100 eingesetzt sind. Die Tasten K0- K11 können in verschiedene Schaltergruppen aufgeteilt sein und jede Schaltergruppe kann ein anderes Fahrzeugmerkmal oder verschiedene Aspekte des gleichen Fahrzeugmerkmals steuern. Wie in 1 gezeigt ist, können beispielsweise die Tasten K1–K5 in einer Tastengruppe 104 für die linke Hand eingesetzt sein und zum Steuern des Audiosystems des Fahrzeugs ausgestaltet sein, die Tasten K6–K9 können in einer Tastengruppe 106 für die rechte Hand eingesetzt sein und zum Steuern eines fahrzeugeigenen Telefonsystems ausgestaltet sein, und die Tasten K10, K11 und K0 können in einer oberen Tastengruppe 108 eingesetzt sein und zum Steuern eines Geschwindigkeitsregelungssystems ausgestaltet sein. Die Tasten (K0–K11) können in anderen Anordnungen und in anderen Gruppierungen oder Gruppen angeordnet sein. Es können auch zusätzliche Tasten verwendet werden, um andere Merkmale zu steuern. Wie nachstehend ausführlicher erläutert wird, können die Tasten K0–K11 von einem geeigneten fahrzeugeigenen Prozessor überwacht werden (z. B. einem Prozessor, der dem Karosseriesteuerungsmodul des Fahrzeugs, dem Radio, dem Armaturenbrett usw. zugeordnet ist), um zu ermitteln, ob ein Anwender (z. B. ein Fahrer des Fahrzeugs 102) irgendeine der Tasten in der Gruppe 104, der Gruppe 106, der Gruppe 108 und/oder in einer anderen Gruppe gedrückt oder aktiviert hat. Die Tasten K0–K11 können verbunden sein, um Schalter zu aktivieren, sodass ein Schalter geschlossen wird, wenn eine Taste gedrückt wird und ein Prozessor den geschlossenen Schalterstatus erkennen kann.
  • 2 veranschaulicht als Schaltplan eine beispielhafte empfängergeregelte Schalterschnittstelle 10 mit fünf Volt (5 V), die im Fahrzeug 102 eingesetzt werden kann. Es werden verschiedene sowohl konstante als auch variable Versorgungsspannungen (z. B. drei Volt) in Betracht gezogen. Die Schalterschnittstelle 10 umfasst eine Widerstandskaskadenschalteranordnung 18, die mit einem Empfängermodul 14 gekoppelt ist, das Span nungsvergleiche durchführt, um einen jeweiligen Status von eingebauten Schaltern (SW0–SWn) im Kaskadennetzwerk (z. B. Widerstände R1–Rn) zu ermitteln. Das Empfängermodul 14 umfasst einen Prozessor 35, der eine Analog/Digital-Wandlung (A/D-Wandlung) verwendet, um die jeweiligen Spannungsvergleiche durchzuführen. Die Spannungsvergleiche vergleichen eine Referenzspannung (die im gegenwärtigen Fall geregelt ist) mit einer gefilterten Eingangsspannung über dem Kaskadennetzwerk (z. B. Widerstände R1, R2 bis Rn). In Abhängigkeit von der wahrgenommenen Spannung kann eine Reihe vorbestimmter Schalterstati im Prozessor 35 des Empfängermoduls 14 registriert werden.
  • Die Schalteranordnung 18 kann eine beliebige Anzahl von Widerstanden und Schaltern aufweisen. 2 zeigt einen Widerstand Rn als den Widerstand, der am weitesten vom Eingangsknoten 30 entfernt in Reihe verbunden ist. Es können zusätzliche Widerstände umfasst sein, wobei ”n” bei ”Rn” die Gesamtanzahl von Widerständen in der Schalteranordnung 18 darstellt. Auf ähnliche Weise kann die Schalteranordnung 18 zusätzliche Schalter umfassen, die der Anzahl von Widerständen zugeordnet sind.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist eine Spannungsversorgungsreglereinrichtung 20 mit 5 V in das Empfängermodul 14 eingebaut, die eine Fahrzeugversorgungsspannung durch einen Anschluss 22 empfängt. Die Fahrzeugversorgungsspannung kann eine Versorgungsspannung sein, welche die Batterie eines herkömmlichen elektrischen Kraftfahrzeugsystems mit zwölf Volt umfasst. Bei der beispielhaften Ausführungsform wird die Fahrzeugversorgungsspannung dann durch einen Versorgungsschalter 24 und durch einen Pull-up-Widerstand 26 an den Eingangsknoten 30 geliefert. Der Eingangsknoten 30 kann durch einen Leiter 46 mit einem Eingangs/Ausgangs-Anschluss der Schalteranordnung 18 elektrisch verbunden sein.
  • Der Empfänger 14 kann die Spannungsunterschiede interpretieren, wenn einer der Schalter (SW0–SWn) geschlossen ist. Bei der beispielhaften Ausführungsform ist der Leiter 46 mit einem Eingangs/Ausgangs-Anschluss des Empfängers 14 gekoppelt. Wie gezeigt umfasst der Empfänger 14 einen Prozessor 35, der einen Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) 37 umfassen kann. Der A/D-Wandler 37 ist mit der Schalteranordnung 18 durch ein RC-Netzwerk gekoppelt, das Widerstände 28 und Kondensatoren 34 und 36 umfasst. Ein Eingangsanschluss 38 des Wandlers 37 vergleicht die Eingangsspannung mit einer positiven und negativen Spannungsreferenz 40 und 42 (in diesem Fall +/–5 V), die auch mit einer Masse 44 gekoppelt ist. Bei einer Ausführungsform wird eine ungefilterte Eingangsspannung von der Schalteranordnung 18 zwischen dem Eingangsknoten 30 und der Empfängermasse 44 empfangen. Eine gefilterte Eingangsspannung liegt zwischen dem Eingangsanschluss 38 und der Empfängermasse 44 an und ist durch ein RC-Netzwerk aus dem Widerstand 32 und dem Kondensator 34 gefiltert. Die Kalibrierungswerte können auf der gefilterten Eingangsspannung am Eingangsanschluss 38 beruhen, die eine Spannung ist, die vom A/D-Wandler 37 gelesen wird.
  • Bei der in 2 gezeigten beispielhaften Ausführungsform werden von der 5 V-Versorgung 20 positive und negative Referenzen 40 und 42 bereitgestellt. Bei anderen Ausführungsformen werden positive und negative Referenzen von einer separaten Spannungsversorgung bereitgestellt, die von der geregelten 5 V-Versorgung 20 getrennt ist. Bei der beispielhaften Ausführungsform toleriert die Schalterschnittstelle 10 eine Spannungsdifferenz zwischen einer ersten Leistungsversorgung und einer zweiten Leistungsversorgung von bis zu etwa 20 mV. Wenn zwei Leistungsversorgungen verwendet werden, ist die Spannung an Schalter 24 eine Versorgungsspannung und kann sich von einer Referenzspannung unterschei den, die zwischen der positiven Spannungsreferenz 40 und der negativen Spannungsreferenz 42 bereitgestellt ist.
  • Der Wandler 37 empfängt die gefilterte Eingangsspannung und die Spannungsreferenzwerte, wobei er die gefilterte Eingangsspannung am Eingangsanschluss 38 in ein digitales Signal umsetzt, das zur digitalen Verarbeitung geeignet ist. Der Prozessor 35 verwendet die digitalen Darstellungen der gefilterten Eingangsspannung relativ zu den Spannungsreferenzwerten, um ein Spannungskompensationsverhältnis zu ermitteln, das einen geschlossenen Schalter in der Schalteranordnung 18 anzeigt. Ein spezieller geschlossener Schalter entspricht einem speziellen Spannungskompensationsverhältnis, das vom Wandler 37 wahrgenommen wird. Wieder mit Bezug auf 2 wird beispielsweise ein Spannungskompensationsverhältnis (z. B. das Verhältnis der Referenzspannung zu der gefilterten über das Kaskadennetzwerk wahrgenommenen Eingangsspannung) vom Empfänger 14 registriert, wenn der Schalter SW1 geschlossen ist. Bei der beispielhaften Ausführungsform vergleicht der Empfänger 14 das an einem speziellen Augenblick wahrgenommene Verhältnis mit einem Verhältnisbereich, der im Speicher gespeichert ist, um zu bestimmen, dass der Schalter SW1 geschlossen ist.
  • Wieder mit Bezug auf 2 umfasst eine Ausführungsform drei Widerstände (z. B. die Widerstände R1, R2 und Rn, wobei Rn der Widerstand R3 ist), die für eine Detektion von zwei, drei oder vier Stati in der Schalteranordnung 18 sorgen, die von zwei, drei oder vier Tasten (z. B. den Tasten K0–K3) auf der Grundlage der Konfiguration der Schalteranordnung 18 betätigt werden. Wenn zwei Schalter und zwei Tasten mit drei Widerständen in der Schalteranordnung 18 verwendet werden, kann beispielsweise der Schalter SW0 offen bleiben und nicht mit einer Taste verbunden sein, sodass der Empfänger 14 einen Massekurzschluss am Eingangsknoten 30 als einen Fehlerstatus und nicht als einen geschlossenen Schalter interpretiert. Die Schalter SW1 und SW2 können mit Tasten, etwa K1 und K2 auf der Lenkradanordnung 100 (1) verbunden sein.
  • Eine Ausführungsform mit drei Widerständen ist so ausgestaltet, dass der Schalter SW3 (als Schalter SWn) weggelassen, kurzgeschlossen oder geschlossen gehalten wird, sodass R3 (Rn) mit einer Masse 62 der Schalteranordnung verbunden ist. Der Empfänger 14 kann dann einen Status, wobei R1, R2 und R3 zwischen dem Eingangsknoten 30 und der Masse 62 der Schalteranordnung in Reihe verbunden sind, als einen Status interpretieren, bei dem alle verfügbaren Schalter offen sind (keine Tasten gedrückt). Diese Konfiguration ermöglicht eine Schaltungsunterbrechungsfehleranalyse des Verbinders 46.
  • Wenn die Schalteranordnung 18 mit einer Konfiguration verwendet wird, die drei Widerstände und drei Tasten aufweist, dann kann SW0 weggelassen werden und SWn kann mit einer Taste, etwa der Taste K3 verwendet werden. Alternativ kann der Schalter SW0 mit dem mit Masse verbundenen Widerstand R3 (Rn) verwendet werden, um für drei Schaltstati mit drei Widerstanden in der Schalteranordnung 18 zu sorgen. Wenn die Schalteranordnung 18 mit drei Widerständen und vier Schaltern verwendet wird, dann können sowohl SW0 als auch SW3 (SWn) als Schalter verwendet werden, etwa als Schalter, die mit den Tasten K0 und K3 verbunden sind, die für einen Fahrer des Fahrzeugs 102 verfügbar sind. Auf die gleiche Weise wie in dem vorstehend erörterten Beispiel kann die Schalteranordnung 18 mit mehr oder weniger Widerstanden und mit oder weniger verfügbaren Schaltern als Widerstanden konfiguriert sein.
  • Bei beispielhaften Ausführungsformen können verschiedene Anzahlen von Widerstanden verwendet werden, wie etwa von zwei bis zwölf Widerstän den, wobei jeder Widerstand einen Nennwiderstandswert in einem Bereich aufweist. Diese Werte können gewählt sein, um mehrere Schaltstati auf der Grundlage von Spannungen zu erzeugen, die am Eingangsanschluss 38 in Ansprechen auf verschiedene Tastendrücke empfangen werden. Die Nennwiderstandswerte können auf der Grundlage von Faktoren gewählt sein, welche die am Eingangsanschluss 38 gemessene Spannung, wenn alle Schalter offen sind, die Gesamtanzahl verwendeter Widerstände, die Masserückführungskonfiguration, Kalibrierungsbereiche für gemessene Spannungen sowie andere Faktoren umfassen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform, bei der zwei oder mehr Widerstände verwendet werden, weist der erste Widerstand einen ersten Widerstandswert zwischen etwa 40 Ohm und 230 Ohm auf und der zweite Widerstand weist einen zweiten Widerstandswert zwischen etwa 40 Ohm und 1870 Ohm auf. Wenn drei oder mehr Widerstände verwendet werden, kann ein dritter Widerstand einen dritten Widerstandswert zwischen etwa 50 Ohm und etwa 1870 Ohm aufweisen. Wenn vier oder mehr Widerstände verwendet werden, kann ein vierter Widerstand einen vierten Widerstandswert zwischen etwa 60 Ohm und etwa 2100 Ohm aufweisen. Wenn fünf oder mehr Widerstände verwendet werden, kann ein fünfter Widerstand einen fünften Widerstandswert zwischen etwa 80 Ohm bis etwa 1870 Ohm aufweisen. Wenn sechs oder mehr Widerstände verwendet werden, kann ein sechster Widerstand einen sechsten Widerstandswert zwischen etwa 110 Ohm und etwa 1870 Ohm aufweisen. Wenn sieben oder mehr Widerstände verwendet werden, kann ein siebter Widerstand einen siebten Widerstandswert zwischen etwa 150 Ohm und etwa 1870 Ohm aufweisen. Wenn acht oder mehr Widerstände verwendet werden, kann ein achter Widerstand einen achten Widerstandswert zwischen etwa 220 und etwa 1910 Ohm aufweisen. Wenn neun oder mehr Widerstände verwendet werden, kann ein neunter Widerstand einen neunten Widerstandswert zwischen etwa 320 Ohm und etwa 1870 Ohm aufweisen. Wenn zehn oder mehr Widerstände verwendet werden, kann ein zehnter Widerstand einen zehnten Widerstandswert zwischen etwa 520 Ohm und etwa 2050 Ohm aufweisen. Wenn elf oder mehr Widerstände verwendet werden, kann ein elfter Widerstand einen elften Wert zwischen etwa 950 Ohm und etwa 2370 Ohm aufweisen. Ein zwölfter Widerstand kann einen zwölften Widerstandswert von etwa 2260 Ohm aufweisen. Bei den beispielhaften Ausführungsformen sind die Widerstandswerte miteinander koordiniert, um geeignete Spannungsbereiche zwischen Widerstandsstati bereitzustellen.
  • Eine Schwankung bei Systemwiderstandswerten, wie etwa einem Schaltkontaktwiderstandswert der Schalter SW1–SWn, einem Widerstandswert des Leistungsschalters (Schalter 24) am Pull-up-Widerstand und dem Kabelbaumwiderstandswert (Leiter 46) sowie bei irgendeinem anderen Widerstandswert, kann Veränderungen bei der Spannung bewirken, die vom A/D-Wandler 37 gemessen wird. Wenn die gemessenen Spannungsschwankungen die kalibrierten Bereiche für die Schalteranordnungsstati überschreiten, dann kann der Prozessor 35 eine falsche Ermittlung des Schalteranordnungsordnungsstatus aufweisen. Bei der beispielhaften Ausführungsform toleriert die Schalterschnittstelle 10 eine Schwankung bei Systemwiderstandswerten aufgrund von Netzwerkkomponenten, etwa Anstiege bei den Schalterwiderstandswerten (Schalter SW–SWn) im Lauf der Zeit, auf robuste Weise. Beispielsweise können Schalterkontakte in der Schalteranordnung 18 einen Kontaktwiderstandswert von bis zu 100 Ohm aufweisen. Der Widerstandswert des Leistungsschalters (Schalter 24) am Pull-up-Widerstand des Empfängers kann von null Ohm bis 10 Ohm reichen. Der Kabelbaumwiderstandswert kann zwischen null und ein Ohm variieren. Der Kabelbaumwiderstandswert besteht zusätzlich zum Schalteranordnungswiderstandswert und zum Leistungsschalterwiderstandswert. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Schalterschnittstelle 10 Schalterströme aufweisen, die von etwa 1 mA bis etwa 18 mA reichen. Höhere Ströme können sich ergeben, wenn der Eingangsknoten 30 mit Masse kurzgeschlossen ist (z. B. mit Schalter SW0). Zudem toleriert die Schalterschnittstelle 10 Kurzschlussspannungen ohne fälschlich Schaltstati zu registrieren. Zum Beispiel kann bei verschiedenen Ausführungsformen der Empfänger 14 einen Fehlerstatus mit einem teilweisen Massekurzschluss am Eingangsknoten 30 erfahren. Der teilweise Massekurzschluss kann zu einer Spannung von bis zu etwa einem Volt führen, die am Eingangsanschluss 38 gemessen wird, ohne dass unangemessene Schalteranordnungsstati registriert werden. Bei anderen Ausführungsformen kann die Toleranz für eine Spannung aufgrund eines Kurzschlusses eine höhere oder niedrigere Spannung als ein Volt sein.
  • Bei einer Ausführungsform umfasst die Schalteranordnung 18 eine lokale Masse 62 der Schalteranordnung, die etwa durch ein Fahrwerk des Fahrzeugs mit einer gemeinsamen elektrischen Masse verbunden ist. Der Empfänger 14 kann eine Empfängermasse 44 aufweisen, die ebenfalls mit einer gemeinsamen elektrischen Masse verbunden ist, um dadurch eine indirekte elektrische Verbindung zwischen der Empfängermasse 44 und der Schalteranordnungsmasse 62 bereitzustellen. Durch die Verwendung einer indirekten Masse durch eine gemeinsame Masse, wie etwa ein Fahrwerk des Fahrzeugs, können ein zusätzlicher Widerstandswert und/oder eine zusätzliche Spannung als eine Spannungsänderung am Eingangsknoten 30 detektiert werden. Bei der beispielhaften Ausführungsform ist die Schalterschnittstelle 10 konzipiert, um eine Spannungsdifferenz von bis zu etwa einem Volt aufgrund des indirekten Massepfads zu tolerieren. Ein beispielhafte Schalteranordnung 18, die nur einen direkten elektrischen Leiter 46 benötigt, weist den Vorteil von Kostenersparnissen beim Draht sowie einer verringerten Größe bei elektrischen Zwischenverbindungen auf, etwa denjenigen, die bei Fahrzeuglenkrädern und Kabelbaumverbindungen üblich sind.
  • Bei einer Ausführungsform ist die Schalterschnittstelle 10 mit einer indirekten Masseverbindung zwischen der Schalteranordnung 18 und dem Empfänger 14 ausgestaltet und wird mit Tasten (z. B. den Tasten K0–K11) in der Lenkradanordnung 100 verwendet. In der Lenkradanordnung 100 können auch zusätzliche Einrichtungen verwendet werden, wie etwa eine weitere Schalterschnittstelle, ein Hupenbetätigungsschalter, ein Luftsack, eine Lenkradheizung und/oder andere Einrichtungen. Einige oder alle Einrichtungen in der Lenkradanordnung 100 können eine Masseverbindung gemeinsam nutzen, die mit dem Fahrwerk des Fahrzeugs oder einer anderen gemeinsamen Masse verbunden ist, um die Anzahl der elektrischen Verbindungen zu verringern, die zwischen einer Lenksäule und der Lenkradanordnung 100 benötigt werden. Bei anderen Ausführungsformen ist die Schalterschnittstelle 10 mit einem direkten elektrischen Masseleiter 49 implementiert, der die Schalteranordnungsmasse 62 mit der Empfängermasse 44 koppelt, wie in 3 gezeigt ist.
  • Mit Bezug auf 3 ist eine beispielhafte Schalterschnittstelle 10 mit zwölf Widerständen (R1–R12) und zwölf Schaltern (SW1–SW12) gezeigt. Bei der beispielhaften Ausführungsform werden die zwölf Schalter (SW1–SW12) von zwölf Tasten (K0–K11) an der Lenkradanordnung 100 (1) betätigt. Bei der in 3 gezeigten beispielhaften Ausführungsform detektiert der Empfänger 14 immer nur einen geschlossenen Schalter, wobei die Schalter mit niedrigerer Nummer die höchste Priorität aufweisen. Bei der beispielhaften Ausführungsform schließt ein Drücken jeder der zwölf verschiedenen Tasten (K0–K11) jeden der zwölf verschiedenen Schalter (SW1–SW12) und führt auch zu zwölf unterschiedlichen Spannungen am Eingangsanschluss 38.
  • Bei der beispielhaften Ausführungsform empfängt der Eingangsanschluss 38 des A/D-Wandlers 37 die Spannung mit Bezug auf eine der zwölf Tasten. Der A/D-Wandler 37 kann Teil des Prozessors 35 sein, der mit einem Speichermodul 80, das eine Datentabelle enthält, in Kommunikationskopplung steht. Der Prozessor 35 kann mit dem Speichermodul 80 gekoppelt sein, das eine geeignete Software- und/oder Firmwarelogik zur Ermittlung des Status der Schalteranordnung 18 enthält. Die Datentabelle im Speichermodul 80 kann beispielsweise verwendet werden, um die gedrückte Taste und/oder den geschlossenen Schalter unter Verwendung einer Nachschlagetabelle mit der Spannung zu korrelieren, die am Eingangsanschluss 38 gemessen wird. Das Speichermodul 80 kann ein beliebiger Speicher sein, etwa ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff, ein Flash-Speicher, ein Festwertspeicher, ein Trommelspeicher, ein Magnetkernspeicher, ein Blasenspeicher, ein Twistor-Speicher und/oder andere Typen von magnetischem oder nichtmagnetischem Speicher.
  • In 4 ist eine Tabelle mit beispielhaften Schaltungswerten für die in 2 und 3 dargestellte Schalterschnittstelle 10 gezeigt. 4 ist in drei Sektionen 402, 404 und 406 unterteilt. Die Sektion 402 zeigt beispielhafte Widerstandswerte für die Widerstandskaskadenschalteranordnung 18, 404 zeigt beispielhafte Komponentenwerte und Toleranzen für den Empfänger 14 und 406 zeigt beispielhafte Werte und Toleranzen für das System der Schalterschnittstelle 10. Beispielhafte Werte für die Schalteranordnung 18 sind zuerst in Sektion 402 veranschaulicht, die Ausführungsformen 408A408K mit zwei bis zwölf Widerstanden (R1–R12) in der Schalteranordnung 18 zeigt. Beispielhafte Werte der Widerstände R1–R12 sind in 4 für jede der beispielhaften Ausführungsformen gezeigt. Jede der Ausführungsformen weist einen Bereich von Funktionen oder Stati (z. B. Tasten K0–K11) auf, der mit der beispielhaften Ausführungsform verwendet werden kann, wie durch die vertikalen Spalten 408A–K in
  • 4 abgebildet ist. Wenn, wie vorstehend erörtert wurde, der Kurzschlussschalter SW0 verwendet wird, können die Schaltstati einer mehr als die Anzahl der Widerstände sein. Wenn, wie auch vorstehend erörtert wurde, der Widerstand, der vom Eingangsknoten 30 in Reihe am weitesten entfernt ist, mit Masse verbunden ist und kein Kurzschlussschalter verwendet wird, dann kann die Anzahl der Schaltstati um eins weniger als die Anzahl der Widerstände sein. In anderen Ausführungsformen können Anordnungen verwendet werden, um eine andere Anzahl von Schaltstati zu erzeugen. Die Werte und Toleranzen in 4 beruhen auf dem in 2 und 3 gezeigten beispielhaften Konzept. Änderungen beim beispielhaften Konzept von 2 und 3 führen zu anderen Werten für die beispielhaften Ausführungsformen von Widerständen und Toleranzen in 4.
  • Bei den in 4 gezeigten beispielhaften Ausführungsformen sind Empfängerwerte und Toleranzen in der Sektion 404 der Tabelle gezeigt. In der Sektion 404 umfassen Empfängerwerte etwa 280 Ohm für den Pull-up-Widerstand 26 (Rpu), etwa 49,9 kOhm für den Pull-down-Widerstand 28 (Rpd), etwa 10 kOhm für den Widerstand 32 (Rad), zwischen etwa 0–10 Ohm für den Widerstandswert des Schalters 24 (Rpu_sw) und Kapazitäten von etwa 100 Nanofarad für den Kondensator 34 (Cad) und etwa 10 Nanofarad für den Kondensator 36 (Cin). In 4 können die Ausführungsformen 408A408K alle mit einem Empfänger verwendet werden, der die Werte wie erörtert aufweist.
  • Die beispielhafte Ausführungsform kann eine oder mehrere Leistungsversorgungen, etwa die 5 V-Leistungsversorgung 20 aufweisen. Wenn die Spannung einer beliebigen der Leistungsversorgungen nicht gleich der Nennspannung ist, kann bei der Messung durch den A/D-Wandler 37 ein resultierender Fehler wahrgenommen werden. Jede Leistungsversorgung in der beispielhaften Ausführungsform kann eine Spannung innerhalb etwa vier Prozent der Nennspannung aufweisen, was in der Sektion 404 als 5 V-Versorgungsfehler aufgelistet ist. Die beispielhafte Ausführungsform kann auch eine Differenz bei den tatsächlichen Werten verschiedener Leistungsversorgungen tolerieren. Bei einer beispielhaften Ausführungsform empfängt der Prozessor 35 Leistung von einer von der 5 V-Leistungsversorgung 20 getrennten Leistungsversorgung und toleriert bis zu etwa 20 mV Unterschied zwischen den Spannungen von den separaten Leistungsversorgungen, was als 5 V-Nachführfehler aufgelistet ist, während ein geeigneter Lesewert von dem A/D-Wandler mit Bezug auf den Status der Schalteranordnung 18 bereitgestellt wird. Wieder werden Änderungen bei beliebigen dieser beispielhaften Werte die Spannungswerte beeinflussen, die am Eingangsanschluss 38 (3) gemessen werden.
  • Die in 4 gezeigten beispielhaften Ausführungsformen tolerieren auch Fehler mit Bezug auf den Betrieb des A/D-Wandlers 37. Der A/D-Wandler 37 kann ein 10-Bit-A/D-Wandler sein. A/D-Wandler mit anderen Auflösungsniveaus können auch verwendet werden. Bei der beispielhaften Ausführungsform kann der A/D-Wandler 37 mit der beispielhaften 10 Bit-Auflösung Fehler mit bis zu etwa vier der am wenigsten signifikanten Bits (LSB) aufweisen. Ein beispielhafter A/D-Wandler 37 kann einen Leckstrom aufweisen, der in den Anschluss 38 hinein und aus diesem heraus fließt und eine Änderung bei der Spannung verursachen kann, die von dem A/D-Wandler 37 gelesen wird. Bei der beispielhaften Ausführungsform lässt die Schalterschnittstelle 10 bis zu etwa ein Mikroampere Leckstrom zu, der entweder in den Anschluss 38 hinein oder aus diesem heraus fließt, während sie noch eine geeignete Interpretation des Status der Schalteranordnung 18 bereitstellt. Die Widerstandswerte, Empfängerwerte und Systemwerte in 4 stellen besonders wünschenswerte Vorteile für das offenbarte Konzept bereit. Bei der beispielhaften Ausführungsform wären die Vorteile der speziellen Werte bei anderen Werten nicht verfüg bar. Zum Beispiel ermöglichen die in 4 gezeigten speziellen Werte eine erhöhte Robustheit und Zuverlässigkeit sowie weitere Vorteile.
  • Die Sektion 406 in 4 zeigt beispielhafte Werte für verschiedene Parameter des Schalterschnittstellensystems 10 (3). Für in 4 gezeigte Ausführungsformen umfassen beispielhafte Widerstandswerte auf der Systemseite für den Widerstandswert bei unterbrochener Schaltung größer oder gleich etwa 100 kOhm (Ropen – im System wahrgenommener Widerstandswert, während eine Schaltervorrichtung unterbrochen ist), weniger als oder gleich etwa 1 Ohm für einen Kabelbaumwiderstandswert (Rharness) und weniger als oder gleich etwa 100 Milliohm für einen kurzgeschlossenen Widerstandswert (Rshort). Die Fehlergrenze der Kurzschlussspannung (Vshort) erscheint, wie zuvor beschrieben, bei den beispielhaften Ausführungsformen mit zehn Widerstanden oder weniger in 4 als weniger als oder gleich etwa ein Volt. Die beispielhaften Ausführungsformen mit elf oder zwölf Widerstanden weisen eine Toleranz von bis zu etwa einem halben Volt Kurzschlussspannung (Vshort) auf. Ein Nennstrom bei einem maximalen Widerstandswert in den in 4 gezeigten beispielhaften Ausführungsformen reicht wie gezeigt von etwa 2,13 mA bis zu etwa einem mA. Bei den in 4 gezeigten beispielhaften Ausführungsformen kann die Schalterschnittstelle 10 eine geeignete Interpretation von Schalteranordnungsstati bereitstellen, wenn Systemschwankungen innerhalb der gezeigten Bereiche liegen.
  • 5 zeigt eine Tabelle alternativer beispielhafter Softwarekalibrierungen in Sektion 502, die im Speichermodul 80 (3) gespeichert sein können. Die beispielhaften Ausführungsformen in 5 sind auf die beispielhaften Ausführungsformen von 4 bezogen, wobei die Anzahl der Widerstände von 4 mit den Widerstanden in 5 korreliert ist. Zum Beispiel ist die Ausführungsform in Spalte 408A mit den Kalibrierungswerten in Spal te 508A korreliert, wie auch die Ausführungsformen in 408B bis 408K jeweils mit den Kalibrierungswerten in 508B bis 508K korreliert sind. Das heißt, dass Widerstände, welche die Werte aufweisen, die in der Sektion 402 von 4 offengelegt sind, am Anschluss 38 Spannungen erzeugen sollten, wie in 5 offengelegt ist, vorausgesetzt, dass das Schalterschnittstellensystem 10 in Übereinstimmung mit den Parametern konzipiert ist, die in den Sektionen 404, 406 von 4 offengelegt sind. Schalter mit niedrigerer Nummer können bei einer Ausführungsform größere Spannungskalibrierungsbereiche aufweisen als die Schalter mit höherer Nummer, da Spannungsänderungen, wie sie in Sektion 404 und 406 von 4 gezeigt sind, eine größere Auswirkung auf die gemessene Spannung aufweisen können, wenn ein Schalter mit niedrigerer Nummer geschlossen ist.
  • Die Ausführungsformen von 4 sind so konzipiert, dass sie dem Schalter mit der niedrigsten Nummer die höchste Priorität geben. Wenn mehr als ein Schalter gedrückt wird, stellt das Konzept der Schalteranordnung 18 einen Widerstandswert bereit, der im Wesentlichen gleich dem gedrückten Schalter mit der niedrigsten Nummer ist. Bei einer beispielhaften Ausführungsform können die Schalter SW1, SW2 und SW3 zum Bedienen von Geschwindigkeitsregelungsfunktionen des Fahrzeugs 102 verwendet werden. Ferner können die Schalter SW4, SW5 und SW6 verwendet werden, um Anzeigen zu bedienen, welche die Fahrzeuggeschwindigkeit und andere Fahrzeugbedingungen anzeigen, und die Schalter SW7, SW8 und SW9 können verwendet werden, um Freisprech-Telefonfunktionen zu bedienen. Bei diesem Beispiel ist die höchste Priorität den Geschwindigkeitsregelungsfunktionen zugeordnet und die niedrigste Priorität den Freisprech-Telefonfunktionen. Viele andere Implementierungen, welche Implementierungen umfassen, die zusätzliche und/oder alternative Merkmale des Fahrzeugs steuern, können unter Verwendung ähnlicher Konzepte entworfen werden.
  • Bei den beispielhaften Ausführungsformen von 5 beruhen die Spannungsbereiche auf den in 4 gewählten Widerstandsnennwerten. Die Auswahl von Widerstandswerten beruht auf vielen Faktoren. Bei der beispielhaften Ausführungsform beruht die Auswahl von Widerstandswerten beispielsweise auf einer Beziehung zwischen den gewählten Widerstandswerten und den am Eingangsanschluss 38 (2) gemessenen Spannungen, welche keine einfache lineare Beziehung ist. Die Beziehung zwischen gewählten Widerstandsnennwerten und gemessenen Spannungen kann aus vielen Gründen nichtlinear sein, etwa aufgrund von Widerstandswerten, die auf der Grundlage einer prozentualen Basis variieren, wobei höhere Widerstandswerte bei der gleichen prozentualen Änderung (z. B. 1% Änderung) eine größere Veränderung des Ohmschen Werts aufweisen. Wenn Widerstandswerte aus Standardwiderstandswerten gewählt sind, dann führt eine Entwurfsänderung beim verwendeten Widerstandsnennwert typischerweise zu einer diskreten Veränderung der gemessenen Spannung. Andere nichtlineare Beziehungen können andere Variationen umfassen, welche die Spannungsteilerschaltung beeinflussen, einschließlich des Pull-up-Widerstands 26 und des Pull-down-Widerstands 28 und der am Eingangsanschluss 38 gemessenen Spannung.
  • Die Kalibrierungswerte in der Sektion 502 beruhen auf den Widerstandswerten von 4 in der Sektion 402 sowie auf den Toleranzwerten in den Sektionen 404 und 406. Die Kalibrierungswerte in der Sektion 502 beruhen auf den nichtlinearen Beziehungen zwischen Widerstandswerten, Systemtoleranzen und einer vom A/D-Wandler 37 (2) gemessenen Spannung. Bei jeder Ausführungsform von 5 weisen die Stati der niedrigeren Schalter größere Spannungsbereiche als die Stati der höheren Schal ter auf. Obwohl die Schalterstati verschiedene Spannungsbereiche aufweisen, ist die Toleranz gegenüber Veränderungen zwischen den verschiedenen Schalterstati im Wesentlichen gleich, weil die Spannungsbereiche auf den vorstehend erörterten nichtlinearen Beziehungen beruhen.
  • Eine Ausführungsform mit zwei Widerständen, die Widerstandswerte von etwa 187 Ohm für den Widerstand R1 und etwa 1870 Ohm für den Widerstand R2 aufweist, wie bei Spalte 408A in 4 gezeigt ist, wird beispielhaft erörtert. Die Ausführungsform mit zwei Widerständen kann Softwarekalibrierungen mit Bezug auf Spannungen, die am Eingangsanschluss 38 gelesen werden, aufweisen, wie bei Spalte 508A in 5 gezeigt ist. Wenn bei der Ausführungsform mit zwei Widerständen eine Spannung im Bereich von etwa 0 bis etwa 1,147 Volt am Eingangsanschluss 38 des A/D-Wandlers 37 gemessen wird, kann der Spannungsbereich vom Prozessor 35 als ein Kurzschluss mit Masse interpretiert werden oder der Schalter SW0 als geschlossen interpretiert werden, wenn der Schalter SW0 verwendet wird. Wenn die am Eingangsanschluss 38 (2) gemessene Spannung bei der Ausführungsform mit zwei Widerständen etwa 1,147 bis etwa 4,078 Volt beträgt, kann der Prozessor 35 ermitteln, dass sich der Schalter SW1 in einer geschlossenen Position befindet. Wenn die gemessene Spannung in einem Bereich von etwa 4,078 bis 4,735 Volt liegt, kann der Prozessor 35 auf ähnliche Weise ermitteln, dass sich der Schalter SW2 in einer geschlossenen Position befindet.
  • 5 betrachtet verschiedene Ausgestaltungen der Schalteranordnung 18 (2). Wenn zum Beispiel eine Ausführungsform mit zwei Widerständen (Widerstände R1 und R2) und einem Schalter (Schalter SW1) verwendet wird, wobei der Widerstand R2 zwischen den Schalter SW1 und die Schalteranordnungsmasse 62 gekoppelt ist, dann kann ein Bereich von etwa 4,078 bis 4,735 Volt so interpretiert werden, dass sich alle Schalter in ei nem offenen Status befinden und es dem Prozessor 35 ermöglichen, zu ermitteln, dass die Schalteranordnung 18 mit dem Empfängermodul 14 verbunden ist. Bei der beispielhaften Ausführungsform mit zwei Widerständen und einem Schalter SW1 kann ein Bereich von etwa 4,735 Volt oder höher (bis unendlich) entweder einen Fehlerstatus eines Kurzschlusses zwischen dem Eingangsknoten 30 und einer Leistungsversorgungsspannung oder einen Fehlerstatus mit einer Schaltungsunterbrechung zwischen dem Empfänger 14 und der Schalteranordnung 18 darstellen.
  • Wenn jedoch eine Ausführungsform mit einer Ausgestaltung mit Widerständen R1 und R2 mit Schaltern SW1 und SW2 verwendet wird, kann ein Spannungsbereich am Eingangsanschluss 38 zwischen etwa 4,735 Volt und unendlich einen Status der Schalteranordnung 18 darstellen, bei dem alle sich Schalter in einer offenen Position befinden. In 5 sind auch Softwarekalibrierungen für beispielhafte Ausführungsformen mit zwei bis zwölf Widerstanden gezeigt, wie sie in 4 gezeigt sind.
  • 6 zeigt Widerstandswerte in Sektion 602, Empfängerwerte in Sektion 604 und Systemwerte in Sektion 606 auf die gleiche Weise wie es in 4 gezeigt ist. Die beispielhaften Ausführungsformen in den Spalten 608A–L von 6 sind jedoch für Softwarekalibrierungen konzipiert, die Totzonenspannungsbereiche zwischen Spannungsbereichen für jeden Status der Schalteranordnung 18 (2 und 3) aufweisen. Das heißt, dass die verwendbaren Schalterstati voneinander durch ”Totzonen” getrennt sind, die nicht mit einem Schalterstatus korreliert sind, um die Sicherheit, Robustheit und/oder Störungsdetektion weiter zu verbessern. 6 zeigt zwei Ausführungsformen mit vier Widerstanden (R1–R4) in Spalten 608C und 608D, wobei die mit ”4 lokal” beschriftete Ausführungsform in Spalte 608C eine Ausführungsform ohne einen direkten elektrischen Leiter zwischen der Schalteranordnungsmasse 62 und der Empfängermasse 44 ist.
  • Die Ausführungsformen mit lokaler Masse (Spalten 608A–C) tolerieren einen Spannungsunterschied von bis zu etwa einem Volt aufgrund eines indirekten Pfads zwischen der Schalteranordnungsmasse 62 und der Empfängermasse 44. Die Widerstandswerte, Empfängerwerte und Systemwerte in 6 stellen besonders wünschenswerte Vorteile für das offenbarte Konzept bereit. Die Vorteile aus den speziellen Werten sind bei anderen Werten nicht verfügbar. Zum Beispiel ermöglichen die speziellen in 4 gezeigten Werte eine erhöhte Robustheit und Zuverlässigkeit sowie weitere Vorteile.
  • 7 zeigt Softwarekalibrierungswerte in Sektion 702 für die in 6 gezeigten beispielhaften Ausführungsformen mit Totzonenspannungsbereichen zwischen Spannungsbereichen für Schalterstati. Die Kalibrierungen in Spalten 708A–L sind jeweils mit den Ausführungsformen in den Spalten 608A–L korreliert. Die vielfältigen Schalterstati können mit oder ohne sogenannte ”Totzonenregionen” kalibriert sein. Totzonenregionen sind Regionen des Zählverhältnisses oder Spannungsverhältnisses, die so ausgestaltet sind, dass sie keinen Schalterstatus anzeigen. Folglich sind die Totzonenregionen ”Zwischen”-Regionen. Die jeweiligen Totzonenregionen können bei einer speziellen Anwendungen markiert oder auf einen Diagnosecode gesetzt sein. Mit anderen Worten kann, wenn ein Spannungs- oder Zählverhältnis in einer Totzonenregion beobachtet wird, eine Markierung oder ein Diagnosecode an einen Techniker gesandt werden, um die Schnittstelle auf Fehler hin zu analysieren. Die Kalibrierungen sind im Prozessor 35 oder im Speichermodul 80 aufgezeichnet, wobei der Prozessor 35 die am Anschluss 38 empfangene gefilterte Eingangsspannung mit der Referenzspannung (in diesem Fall 5 V) vergleicht.
  • Eine beispielhafte Kalibrierung für die Ausführungsform von Spalte 608A in 6 ist in Spalte 708A gezeigt und ist zu Veranschaulichungszwecken im unteren Abschnitt der Tabelle in 7 weiter ausgeführt. Wenn von dem Prozessor 35 ermittelt wird, dass eine vom A/D-Wandler 37 gemessene Spannung zwischen etwa Null und 1,098 Volt liegt, dann registriert der Empfänger 14 einen Schalter SW0 als geschlossen, oder wenn SW0 nicht verwendet wird, dann stellt dieser Signalbereich einen Kurzschluss mit Masse am Empfängersignal dar. Wenn ermittelt wird, dass die Spannung zwischen etwa 1,49 bis 3,294 Volt beträgt, dann registriert der Prozessor 35, dass sich der Schalter SW1 in einer geschlossenen Position befindet. Wenn ermittelt wird, dass die Spannung zwischen etwa 3,686 und etwa 4,392 Volt liegt, dann registriert der Prozessor 35, dass sich der Schalter SW2 in einer geschlossenen Position befindet.
  • 7 betrachtet verschiedene Konfigurationen der Schalteranordnung 18 (2). Wenn beispielsweise die Ausführungsform von Spalte 708A einen Schalter SW1 umfasst, wobei die Position von SW2 mit Masse kurzgeschlossen ist, dann kann eine gemessene Spannung zwischen etwa 3,686 und 4,392 Volt so interpretiert werden, dass sich alle Schalter in einem offenen Status befinden. Die beispielhafte Konfiguration ermöglicht es dem Prozessor 35 zu ermitteln, dass die Schalteranordnung 18 mit dem Empfängermodul 14 verbunden ist, wenn alle Schalter offen sind. Wenn bei dieser Konfiguration ermittelt wird, dass die Spannung zwischen etwa 4,784 oder höher (bis unendlich oder den maximalen Lesewert des A/D-Wandlers 37) liegt, dann kann der Prozessor 35 einen Fehlerstatus entweder eines Kurzschlusses zwischen dem Eingangsknoten 30 und einer Versorgungsspannung oder einen Fehlerstatus einer Schaltungsunterbrechung zwischen dem Empfänger 14 und der Schalteranordnung 18 registrieren. Bei einer Konfiguration jedoch, bei der der Schalter mit der höchsten Nummer als Schalter verwendet wird (in diesem Beispiel SW2), kann eine gemessene Spannung zwischen etwa 4,784 oder höher vom Prozessor 35 so interpretiert werden, dass sich alle Schalter in einem offenen Status befinden.
  • Bei dem beispielhaften Vergleich/jeweiligen Schalterstatus für den Empfänger 14 (2 und 3), der im unteren Abschnitt der Tabelle in 7 beschrieben ist, sind drei Totzonenregionen zwischen normal arbeitenden Schalterstati gezeigt. Wenn ermittelt wird, dass die Spannung zwischen etwa 1,098 und etwa 1,498 Volt (Spannungsbereich zwischen Kurzschluss und SW1-Stati) oder zwischen etwa 3,294 und etwa 3,686 (Spannungsbereich zwischen Stati von SW1 und SW2) oder zwischen etwa 4,392 und etwa 4,784 (Spannungsbereich zwischen Stati von SW2 und unterbrochenem Status) liegt, dann registriert der Empfänger 14 einen Totzonenspannungsbereich und kann ein Diagnosesignal an einen Anwender und/oder einen Techniker senden. Jede der in 7 gezeigten Ausführungsformen kann auf ähnliche Weise wie das vorstehend erläuterte Beispiel in die Praxis umgesetzt werden.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform sind Widerstandswerte und Systemwerte so gewählt, dass sie die Systemtoleranzen erfüllen. Die in 4 und 6 gezeigten Komponentenwerte stellen zusammen mit den in 5 und 7 gezeigten Kalibrierungswerten ein System bereit, das dahingehend vielseitig ist, dass eine Empfängerkonfiguration implementiert werden kann, um einen genauen Betrieb mit einer Vielfalt verschiedener Schalteranordnungsausführungsformen bereitzustellen, wie etwa ein bis dreizehn Schalterstati, die einen einzigen Empfänger verwenden. Kalibrierungswerte in 5 und 7 können eine Kalibrierung mit unterschiedlichen Prioritätsebenen bereitstellen, wie etwa einer höheren Priorität für Schalter mit niedrigerer Nummer, wie vorstehend beschrieben ist. Die beispielhaften Komponentenwerte können auch eine erhöhte Zuverlässigkeit bereitstellen, wenn sich die Komponentenwerte und die Systembedingun gen im Lauf der Zeit ändern. Die in 6 gezeigten Komponentenwerte zusammen mit den in 7 gezeigten Kalibrierungswerten ermöglichen ein System, das Totzonen- oder Diagnosebereiche zwischen den Bereichen für Schalterstati der Schalteranordnung umfasst. Totzonenregionen können eine erhöhte Sicherheit bei der Ermittlung eines korrekten Schalterstatus bereitstellen.
  • 8 zeigt einen Flussablaufplan eines beispielhaften Verfahrens 800 zum Entwerfen einer Schalterschnittstelle 10 (2). Das beispielhafte Verfahren 800 beginnt bei Schritt 810. Ein Computer mit einem Prozessor und einem Speichermodul kann verwendet werden, um die Schalterschnittstelle 10 zu entwerfen. Komponentenwerte für den Empfänger 14 können eingegeben und von dem Computer empfangen werden (Schritt 812), welche die Widerstandswerte des Pull-up-Widerstands 26 und des Pull-down-Widerstands 28, den Spannungswert der Leistungsversorgung und die Auflösung des A/D-Wandlers 37 sowie andere Komponenten, etwa diejenigen, die vorstehend erörtert sind, umfassen. Bei einer Ausführungsform ist der Pull-up-Widerstand 26 mit einem relativ kleinen Widerstandswert gewählt, wie etwa ungefähr 280 Ohm, und der Pull-down-Widerstand 28 ist mit einem relativ großen Widerstandswert gewählt, wie etwa ungefähr 50.000 Ohm. Die im Empfänger 14 gewählten Spannungswerte bestimmen den Spannungsbereich, der für Schalterstati der Schalteranordnung 18 verfügbar ist. Bei der in 2 gezeigten beispielhaften Schaltungskonfiguration wird der größte Teil des Spannungsabfalls über dem Pull-down-Widerstand 28 auftreten, wenn die Schalteranordnung 18 als unterbrochene Schaltung erscheint.
  • Komponentenwerte in der Schalterschnittstelle 10 (2) können von gewählten Nennwerten abweichen und können auch im Lauf der Zeit abweichen. Die Abweichung bei Komponentenwerten kann eine Änderung bei Spannungswerten verursachen, die am Eingangsanschluss 38 gemessen werden. Ein Bereich akzeptabler Komponentenwertabweichungen kann für einige oder alle Komponenten gewählt werden (Schritt 814), die eingegeben und von dem Computer bei Schritt 812 empfangen werden, sowie für andere Komponenten. Abweichungen im Empfänger können eine Spannungsabweichung von einer Leistungsversorgung, eine Abweichung bei der Spannung von mehreren Leistungsversorgungen, Fehler bei einem A/D-Wandler-Lesewert und einen Leckstrom im A/D-Eingangsanschluss umfassen. Abweichungen können auch Abweichungen bei Systemkomponenten umfassen, wie etwa einen Widerstandswert bei Schaltungsunterbrechung, einen Kabelbaum-Widerstandswert, einen Widerstandswert bei Kurzschluss, eine Kurzschlussspannung und eine Masserückführungsspannung. Abweichungen des Komponentenwerts können als prozentuale Änderung, Komponentenwertebereiche (z. B. Spannungsbereiche oder Widerstandsbereiche) oder auf andere Weisen ausgedrückt sein.
  • Bei dem in 8 gezeigten beispielhaften Verfahren 800 besteht ein weiterer Schritt beim Zusammensetzen einer Schaltschnittstelle darin, dass der Computer Systemparameter empfängt (Schritt 816), die in den Computerspeicher eingegeben werden. Systemparameter können die Gesamtanzahl von Widerständen in der Schalteranordnung 18 (2), die Gesamtanzahl von Schaltern in der Schalteranordnung 18, die Anzahl von Schalterstati in der Schalteranordnung, Schalterstatusspannungsbereiche und Totzonenspannungsbereiche umfassen. Wie vorstehend erörtert wurde, kann die Anzahl der Tasten, wie etwa K0–K11 (1), die verwendet werden, die Anzahl der Widerstände (R1–R12 in 2) und Schalter (SW0–SW12 in 2 und 3) bestimmen. Die Systemparameter umfassen auch, ob ein Kurzschlussschalter wie etwa SW0 verwendet wird und ob der Widerstand Rn, der vom Eingangsknoten 30 am weitesten entfernt ist, direkt oder durch einen Schalter SWn mit Masse gekoppelt ist. Die Parameter des Schalterstatusspannungsbereichs können einen minimalen Spannungsbereich für jeden Schalterstatus und/oder im Wesentlichen ähnliche Spannungsbereiche für jeden Schalterstatus umfassen. Die Totzonenspannungsbereichsparameter können einen minimalen Spannungsbereich für jeden Totzonenspannungsbereich und/oder im Wesentlichen ähnliche Totzonenspannungsbereiche umfassen. Schalterstatusspannungsparameter und Totzonenspannungsparameter können auch angeben, dass sich Spannungsbereiche nicht überschneiden. Zum Beispiel sind in 7 in Spalte 708L Kalibrierungen für eine beispielhafte Ausführungsform mit zwölf Widerständen gezeigt, die Widerstandswerte aufweisen, die in Spalte 608L von 6 gezeigt sind. Bei der beispielhaften Ausführungsform überschneiden sich die Schalterstatusspannungsbereiche und die Totzonenbereiche nicht, jeder Schalterstatus weist einen Spannungsbereich von mindestens etwa 0,150 Volt auf und jeder Totzonenspannungsbereich ist bei etwa 0,020 Volt im Wesentlichen ähnlich.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens 800 wird der Computer verwendet, um Widerstandswerte in der Schalteranordnung 18 (2) und Kalibrierungswerte für Kalibrierungsstati zu ermitteln. Die ermittelten Komponentenwerte, Abweichungstoleranzen und Systemparameter können in den Computer eingegeben werden. Anfängliche Widerstandswerte können gewählt und/oder eingestellt werden (Schritt 818), indem geschätzte Startwerte verwendet werden, die auf der Grundlage anderer Eingaben berechnet sein können, oder durch eine Zufallsauswahl von Widerstandswerten innerhalb eines Bereichs. Dann können Schalterstatusspannungsbereiche auf der Grundlage der gewählten/eingestellten Widerstandswerte berechnet werden (Schritt 820). Bei der beispielhaften Ausführungsform ermittelt der Computer, ob die berechneten Spannungsbereiche innerhalb der Parameter liegen (Schritt 824). Wenn die Spannungsbereiche nicht innerhalb der Parameter liegen, dann können ein oder mehrere der Widerstandswerte verstellt werden (Schritt 818) und auf der Grundlage der verstellten Widerstandswerte können neue Spannungsbereiche berechnet werden (Schritt 820). Der Computer kann mit dem Verstellen von Widerstandswerten fortfahren, bis die Spannungsbereiche auf der Grundlage der Widerstandswerte innerhalb der Parameter liegen. Wenn der Computer bei dem beispielhaften Verfahren 800 ermittelt, dass Spannungsbereiche innerhalb der Parameter liegen, können die verstellten Widerstandswerte an eine Speicherdatei und/oder eine Ausgabeeinrichtung ausgegeben werden (Schritt 826). Die eingestellten Widerstandswerte können mit berechneten Spannungsbereichen für Schalterstati verwendet werden und Totzonenstati können auch bei Kalibrierungsspannungsbereichen für die Schaltschnittstelle verwendet werden. Das beispielhafte Verfahren 800 endet bei Schritt 840.
  • Die vorstehende Beschreibung kann sich auf Elemente oder Knoten oder Merkmale beziehen, die miteinander ”verbunden” oder ”gekoppelt” sind. Bei der Verwendung hierin bedeutet ”verbunden”, sofern es nicht ausdrücklich anderweitig angegeben ist, dass ein Element/Knoten/Merkmal mit einem weiteren Element/Knoten/Merkmal direkt verbunden ist (oder direkt damit kommuniziert), und zwar nicht unbedingt mechanisch. Gleichermaßen bedeutet ”gekoppelt”, sofern es nicht ausdrücklich anderweitig angegeben ist, dass ein Element/Knoten/Merkmal mit einem weiteren Element/Knoten/Merkmal direkt oder indirekt verbunden ist (oder direkt oder indirekt damit kommuniziert), und zwar nicht unbedingt mechanisch.
  • 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 Ausführungsfor men 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 zum Implementieren der beispielhaften Ausführungsform oder der beispielhaften Ausführungsformen bereitstellen. Es versteht sich, dass in 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.

Claims (18)

  1. Schaltschnittstelle zur Verwendung in einem Fahrzeug, umfassend: einen Empfänger, umfassend: einen Eingangsknoten; eine geregelte Leistungsversorgung, die mit dem Eingangsknoten elektrisch gekoppelt ist; und einen Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler), der zum Messen eines Spannungspotentials zwischen dem Eingangsknoten und der Empfängermasse ausgestaltet ist; eine Schalteranordnung, umfassend: einen ersten Widerstand, der mit dem Empfängereingangsknoten elektrisch gekoppelt ist, wobei der erste Widerstand einen ersten Widerstandswert aufweist; einen ersten Schalter, der zwischen den ersten Widerstand und eine Schalteranordnungsmasse elektrisch gekoppelt ist; einen zweiten Widerstand, der mit dem ersten Widerstand und dem ersten Schalter elektrisch gekoppelt ist, wobei der zweite Widerstand einen zweiten Widerstandswert aufweist; und einen zweiten Schalter, der zwischen den zweiten Widerstand und die Schalteranordnungsmasse gekoppelt ist; wobei der erste und zweite Widerstandswert derart gewählt sind, dass die Schalteranordnung einen separaten Schalteranordnungsstatus für jeden Schalter mit einem zugehörigen Spannungspotential aufweist, das zwischen dem Eingangsknoten und der Masse für jeden der Schalteranordnungsstati gemessen wird.
  2. Schaltschnittstelle nach Anspruch 1, wobei der erste Widerstandswert zwischen etwa 40 Ohm und 230 Ohm beträgt und der zweite Widerstandswert zwischen etwa 40 Ohm und etwa 1870 Ohm beträgt, wobei die Schalteranordnung ferner umfasst: einen dritten Widerstand, der mit dem zweiten Widerstand und dem zweiten Schalter elektrisch gekoppelt ist, wobei der dritte Widerstand einen dritten Widerstandswert zwischen etwa 50 Ohm und etwa 1870 Ohm aufweist; und einen dritten Schalter, der zwischen den dritten Widerstand und die Schalteranordnungsmasse gekoppelt ist.
  3. Schaltschnittstelle nach Anspruch 2, wobei die Schalteranordnung ferner umfasst: einen vierten Widerstand, der mit dem dritten Widerstand und dem dritten Schalter elektrisch gekoppelt ist, wobei der vierte Widerstand einen vierten Widerstandswert zwischen etwa 60 Ohm und etwa 2100 Ohm aufweist; und einen vierten Schalter, der zwischen den vierten Widerstand und die Schalteranordnungsmasse gekoppelt ist.
  4. Schaltschnittstelle nach Anspruch 3, wobei die Schalteranordnung ferner umfasst: einen fünften Widerstand, der mit dem vierten Widerstand und dem vierten Schalter elektrisch gekoppelt ist, wobei der fünfte Widerstand einen fünften Widerstandswert zwischen etwa 80 Ohm und etwa 1870 Ohm aufweist; und einen fünften Schalter, der zwischen den fünften Widerstand und die Schalteranordnungsmasse gekoppelt ist.
  5. Schaltschnittstelle nach Anspruch 4, wobei die Schalteranordnung ferner umfasst: einen sechsten Widerstand, der mit dem fünften Widerstand und dem fünften Schalter elektrisch gekoppelt ist, wobei der sechste Widerstand einen sechsten Widerstandswert zwischen etwa 1100 Ohm und etwa 1870 Ohm aufweist; und einen sechsten Schalter, der zwischen den sechsten Widerstand und die Schalteranordnungsmasse gekoppelt ist.
  6. Schaltschnittstelle nach Anspruch 5, wobei die Schalteranordnung ferner umfasst: einen siebten Widerstand, der mit dem sechsten Widerstand und dem sechsten Schalter elektrisch gekoppelt ist, wobei der siebte Widerstand einen siebten Widerstandswert zwischen etwa 150 Ohm und etwa 1870 Ohm aufweist; und einen siebten Schalter, der zwischen den siebten Widerstand und die Schalteranordnungsmasse gekoppelt ist.
  7. Schaltschnittstelle nach Anspruch 6, wobei die Schalteranordnung ferner umfasst: einen achten Widerstand, der mit dem siebten Widerstand und dem siebten Schalter elektrisch gekoppelt ist, wobei der achte Widerstand einen achten Widerstandswert zwischen etwa 220 Ohm und etwa 1910 Ohm aufweist; und einen achten Schalter, der zwischen den achten Widerstand und die Schalteranordnungsmasse gekoppelt ist.
  8. Schaltschnittstelle nach Anspruch 7, wobei die Schalteranordnung ferner umfasst: einen neunten Widerstand, der mit dem achten Widerstand und dem achten Schalter elektrisch gekoppelt ist, wobei der neunte Widerstand einen neunten Widerstandswert zwischen etwa 320 Ohm und etwa 1870 Ohm aufweist; und einen neunten Schalter, der zwischen den neunten Widerstand und die Schalteranordnungsmasse gekoppelt ist.
  9. Schaltschnittstelle nach Anspruch 8, wobei die Schalteranordnung ferner umfasst: einen zehnten Widerstand, der mit dem neunten Widerstand und dem neunten Schalter elektrisch gekoppelt ist, wobei der zehnte Widerstand einen zehnten Widerstandswert zwischen etwa 520 Ohm und etwa 2050 Ohm aufweist; und einen zehnten Schalter, der zwischen den zehnten Widerstand und die Schalteranordnungsmasse gekoppelt ist.
  10. Schaltschnittstelle nach Anspruch 9, wobei die Schalteranordnung ferner umfasst: einen elften Widerstand, der mit dem zehnten Widerstand und dem zehnten Schalter elektrisch gekoppelt ist, wobei der elfte Widerstand einen elften Widerstandswert zwischen etwa 950 Ohm und etwa 2370 Ohm aufweist; und einen elften Schalter, der zwischen den elften Widerstand und die Schalteranordnungsmasse gekoppelt ist.
  11. Schaltschnittstelle nach Anspruch 10, wobei die Schalteranordnung ferner umfasst: einen zwölften Widerstand, der mit dem elften Widerstand und dem elften Schalter elektrisch gekoppelt ist, wobei der zwölfte Wi derstand einen zwölften Widerstandswert von etwa 2260 Ohm aufweist; und einen zwölften Schalter, der zwischen den elften Widerstand und die Schalteranordnungsmasse gekoppelt ist.
  12. Schaltschnittstelle nach Anspruch 1, wobei die Schalteranordnung ferner einen Kurzschlussschalter umfasst, der zwischen den Eingangsknoten und die Schalteranordnungsmasse gekoppelt ist.
  13. Schaltschnittstelle nach Anspruch 1, wobei der Empfänger ferner umfasst: einen Prozessor, der mit dem A/D-Wandler in Kommunikationskopplung steht; und eine mit dem Prozessor in Kommunikationskopplung stehende Datentabelle, wobei die Datentabelle Daten mit Bezug auf das Spannungspotential enthält, das für jeden Status der Schalteranordnung gemessen wird.
  14. Schaltschnittstelle nach Anspruch 13, wobei die Daten in der Datentabelle Spannungsbereiche für jeden Status der Schalteranordnung definieren, und/oder wobei die Daten in der Datentabelle Totzonenbereiche zwischen den Spannungsbereichen für jeden Status der Schalteranordnung definieren.
  15. Schaltschnittstelle nach Anspruch 1, wobei der Empfänger ferner umfasst: einen Pull-up-Widerstand, der zwischen die geregelte Leistungsversorgung und den Eingangsknoten elektrisch gekoppelt ist, wobei der Pull-up-Widerstand einen Widerstandswert von etwa 280 Ohm aufweist; und einen Pull-down-Widerstand, der zwischen den Eingangsknoten und eine Empfängermasse elektrisch gekoppelt ist und einen Widerstandswert von etwa 50.000 Ohm aufweist, und/oder wobei das Fahrzeug ein Fahrwerk umfasst und wobei die Empfängermasse und die Schalteranordnungsmasse durch das Fahrwerk des Fahrzeugs elektrisch verbunden sind.
  16. Empfänger, der zum Interpretieren eines Status einer Widerstandskaskadenschalteranordnung ausgestaltet ist, wobei der Empfänger umfasst: eine geregelte fünf Volt-Leistungsversorgung, die einen Ausgangsanschluss mit fünf Volt und einen Referenzanschluss mit Empfängermasse aufweist; einen Eingangsknoten, der zur Verbindung mit der Widerstandkaskadenschalteranordnung ausgestaltet ist, wobei eine Spannung, die mit dem Status der Widerstandskaskadenschalteranordnung in Beziehung steht, am Eingangsknoten relativ zu dem Referenzanschluss der Empfängermasse gemessen wird; einen Pull-down-Widerstand mit einem Nennwert von etwa 50.000 Ohm, der zwischen den Eingangsknoten und den Referenzanschluss der Empfängermasse gekoppelt ist; einen Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) mit einem Eingangsanschluss, der mit dem Eingangsknoten gekoppelt ist, wobei der A/D-Wandler die Spannung am Eingangsknoten umsetzt, um den Status des Widerstandskaskadenschaltnetzwerks zu ermitteln.
  17. Empfänger nach Anspruch 16, wobei der Empfänger mit einer Schalteranordnung gekoppelt ist, die umfasst: einen ersten Widerstand, der mit dem Eingangsknoten elektrisch gekoppelt ist; einen zweiten Widerstand, der mit dem ersten Widerstand elektrisch in Reihe gekoppelt ist; einen ersten Schalter, der zwischen den ersten Widerstand und eine Schalteranordnungsmasse elektrisch gekoppelt ist; einen zweiten Schalter, der zwischen den zweiten Widerstand und die Schalteranordnungsmasse elektrisch gekoppelt ist.
  18. Verfahren zum Entwerfen einer Schaltschnittstelle, wobei die Schaltschnittstelle umfasst: einen Empfänger und eine Schalteranordnung mit mehreren Widerstanden und mehreren Schaltern, wobei der Empfänger umfasst: einen Eingangsknoten; eine mit dem Eingangsknoten elektrisch gekoppelte geregelte Leistungsversorgung; und einen Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler), der zum Messen eines Spannungspotentials zwischen dem Eingangsknoten und der Empfängermasse ausgestaltet ist, wobei das Verfahren umfasst, dass: Komponentenwerte für den Empfänger empfangen werden; Komponentenwertsabweichungstoleranzen für die Schaltschnittstelle empfangen werden; Parameter empfangen werden, die eine Gesamtanzahl von Widerständen in der Schalteranordnung, eine Gesamtanzahl von Schaltern in der Schalteranordnung, Schalterstatusspannungsbereiche und Totzonenspannungsbereiche zwischen den Schalterstati der Schalteranordnung umfassen; Werte der Widerstände in der Schalteranordnung eingestellt werden; Schalterstatusspannungsbereiche auf der Grundlage der eingestellten Widerstandswerte und der Komponentenwertabweichungstoleranzen berechnet werden; ermittelt wird, ob die Schaltschnittstelle mit den eingestellten Widerstandswerten innerhalb der Parameter liegt; und das Einstellen von Widerstandswerten fortgesetzt wird, bis die Schaltschnittstelle die Parameter erfüllt.
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