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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schalterüberwachungsvorrichtung, die mit einem Zielabschnitt eines Befehlspfades verbunden ist, der eine Steuereinheit (hierin auch als Mikrocomputer bezeichnet) zur Steuerung eines Steuerzieles und einen Schalter verbindet, der dazu ausgelegt ist, den Befehlspfad in einen leitfähigen Zustand zu versetzen, um ein Eingangssignal an die Steuereinheit zu senden, und den Befehlspfad in einen nicht leitfähigen Zustand zu versetzen. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Steuersystem, welches den Steuerblock, den Schalter und die Schalterüberwachungsvorrichtung aufweist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Steuerverfahren zur Steuerung des Steuersystems.
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Eine an einem Fahrzeug befestigte elektronische Steuereinheit weist Schalter und einen Mikrocomputer auf. Jeder Schalter öffnet und schließt eine Signalleitung, über die ein Befehl gesendet wird. Der Mikrocomputer steuert ein Steuerziel, indem er den Befehl über die Signalleitung und jeden Schalter sendet. Solch eine Steuereinheit wird beispielsweise in der
JP 3 711 849 B2 beschrieben. Einige der Schalter, die in der Steuereinheit verwendet werden, oxidieren jedoch an Kontaktpunkten, wodurch die Schaltfunktion verschlechtert wird. Um zu verhindern, dass die Schaltfunktion verschlechtert wird, ist es erforderlich, die oxidierten Komponenten von den Schaltern zu entfernen. Um die oxidierten Komponenten zu entfernen, ist es erforderlich, einen elektrischen Strom, der auf eine Stromstärke gesetzt wird, die über einem vorbestimmten Wert liegt, der erforderlich ist, um die oxidierten Komponenten zu entfernen, während stromführenden Perioden in die Schalter zu speisen. Die Steuereinheit weist beispielsweise zusätzlich eine Stromversorgungseinheit auf, um ein Signal mit einem ausreichend hohen Strom an die Schalter zu geben. Diese Stromversorgungseinheit führt jedoch zu einer Erhöhung der Herstellungskosten der Steuereinheit.
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Folglich ist die Steuereinheit, um die Oxidation der Schalter zu verhindern, für gewöhnlich derart aufgebaut, dass ein Signal, das in einer Fahrzeugbatterie erzeugt wird, die auf eine hohe Spannung gesetzt wird, an die Schalter gegeben wird. Genauer gesagt, ein Abschnitt der Signalleitung, welche den Mikrocomputer mit jedem Schalter verbindet, ist dazu ausgelegt, auf eine Batteriespannung der Fahrzeugbatterie hochgesetzt zu werden, wenn der Schalter den Aus-Zustand aufweist. Wenn der Schalter eingeschaltet wird, wird ein Strompfad von der Fahrzeugbatterie über den Schalter zur Masse gebildet und ein in der Batterie erzeugtes Signal an den Schalter gegeben, um oxidierte Komponenten des Schalters zu entfernen.
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In diesem Fall, gemäß dem ein in der Fahrzeugbatterie erzeugtes Signal an jeden Schalter gesendet wird, liegt die Batteriespannung (wie beispielsweise 12 V) der Fahrzeugbatterie über der Spannung (wie beispielsweise 5 V) einer Energiequelle, von der elektrische Energie an den Mikrocomputer gegeben wird. Folglich wird jedoch dann, wenn der Schalter in den Aus-Zustand versetzt wird, um die Signalleitung von der Masse zu trennen, ein in der Fahrzeugbatterie erzeugtes Signal über die Signalleitung an den Mikrocomputer gegeben. Da dieses Signal als Dunkelstrom wirkt, verbraucht die Steuereinheit sinnlos elektrische Leistung der Fahrzeugbatterie.
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Um diesen sinnlose Verbrauch an elektrischer Energie zu unterbinden, ist die Steuereinheit beispielsweise dazu ausgelegt, ein in der Fahrzeugbatterie erzeugtes Signal jede vorbestimmte Zeitspanne (d. h. an jedem Sendezeitpunkt) auf die Signalleitung zu geben und an jedem Sendezeitpunkt zu überprüfen, ob das Signal über die Signalleitung als Eingangssignal an den Mikrocomputer gesendet wird oder nicht. In diesem Fall ist es jedoch erforderlich, das Senden des Eingangssignals synchron zum Senden des in der Fahrzeugbatterie erzeugten Signals zu überprüfen. Folglich ist ein Bauelement (wie beispielsweise ein Timer) zum Einstellen des Sendezeitpunkts zur Überprüfung des Sendens des Eingangssignals synchron zum Sendezeitpunkt erforderlich. Durch dieses Element werden jedoch die Herstellungskosten der Steuereinheit erhöht.
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Aus der US 2007 / 0 232 087 A1 ist ferner eine Signalverarbeitungsvorrichtung bekannt, die eine Signalverarbeitungsschaltung aufweist, die mit einem Schaltelement elektrisch verbunden ist, und einen Anti-Korrosions-Strom an eine Kontaktoberfläche des Schaltelements geben kann.
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Es ist angesichts der vorstehend beschriebenen Nachteile der herkömmlichen elektronischen Steuereinheit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schalterüberwachungsvorrichtung, ein die Schalterüberwachungsvorrichtung aufweisendes Steuersystem und ein Steuerverfahren zur Steuerung des Steuersystems bereitzustellen. Die Schalterüberwachungsvorrichtung ist in der Lage, den Verbrauch an elektrischer Energie in einem Steuerziel zu senken und einer Erhöhung der Herstellungskosten der Schalterüberwachungsvorrichtung entgegenzuwirken.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Schalterüberwachungsvorrichtung nach dem Anspruch 1, ein Steuersystem nach dem Anspruch 4 und ein Steuerverfahren in einer Schalterüberwachungsvorrichtung nach dem Anspruch 10. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß sendet die Vorrichtung dann, wenn der im Befehlspfad angeordnete Schalter eingeschaltet wird, um den Befehlspfad in den leitfähigen Zustand zu versetzen, ein erstes Signal, das auf eine erste Spannung gesetzt wird, an den Zielabschnitt des Befehlspfades. Die erste Spannung des ersten Signals bewirkt, dass das erste Signal eine erste Stromstärke von größer oder gleich einem vorbestimmten Wert auf dem Befehlspfad aufweist. Der vorbestimmte Wert der Stromstärke ist erforderlich, um oxidierte Komponenten von einem Kontaktpunkt des Schalters zu entfernen.
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Da der Befehlspfad in den leitfähigen Zustand versetzt wird, wird das erste Signal, das an den Zielabschnitt des Befehlspfades gesendet wird, an den Schalter gesendet. Da das erste Signal die erste Stromstärke aufweist, die ausreichend hoch ist, um die oxidierten Komponenten zu entfernen, können die oxidierten Komponenten des Schalters entfernt werden. Dementsprechend kann die Verschlechterung der Funktion des Schalters verhindert werden.
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Demgegenüber sendet die Vorrichtung dann, wenn der Schalter ausgeschaltet wird, um den Befehlspfad in den nicht leitfähigen Zustand zu versetzen, ein zweites Signal an den Zielabschnitt des Befehlspfades. Das zweite Signal wird auf eine zweite Spannung gesetzt, die niedriger als die erste Spannung ist. Da die zweite Spannung niedriger als die erste Spannung ist, kann unterbunden werden, dass das zweite Signal in unvorteilhafter Weise in die Steuereinheit gelangt. Folglich kann die Schalterüberwachungsvorrichtung verhindern, dass elektrische Energie als Dunkelstrom sinnlos in der Steuereinheit verbraucht wird.
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Ferner ist es in der Annahme, dass das zweite Signal an jedem Signaleinstellzeitpunkt an den Zielabschnitt des Befehlspfades gesendet wird, um zu überprüfen, ob ein Befehlssignal in der Steuereinheit empfangen wird oder nicht, erforderlich, zweite Signale in gleichen Intervallen zu senden. Ferner ist es erforderlich, das Senden des Befehlssignals über den Befehlspfad synchron zu jedem Signaleinstellzeitpunkt zu überprüfen. Folglich ist ein Zeitpunkteinstellelement, wie beispielsweise ein Timer, erforderlich. Bei dieser Erfindung wird jedoch jedes Mal, wenn der Zustand des Befehlspfades geändert wird, der Spannungspegel des zweiten Signals im Zielabschnitt des Befehlspfades geändert und der Betriebszustand der Steuereinheit im Ansprechen auf eine Änderung des Spannungspegels des Signals geändert. Folglich kann auch dann, wenn kein Zeitpunkteinstellelement verwendet wird, das Senden des ersten Signals oder des zweiten Signals an den Zielabschnitt des Befehlspfades eingestellt werden, indem der Betriebszustand der Steuereinheit erfasst wird. Dementsprechend kann der Zustand des Befehlspfades in gewünschten Intervallen geändert werden und benötigt die Schalterüberwachungsvorrichtung nicht irgendein Zeitpunkteinstellelement. D. h., die Herstellungskosten der Schalterüberwachungsvorrichtung werden nicht wesentlich erhöht.
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Die obigen und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gemacht wurde, näher ersichtlich sein. In den Zeichnungen zeigt:
- 1 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung des Aufbaus eines Steuersystems mit einem Steuerblock, einem Schalter und einer Schalterüberwachungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2A einen Aufbau eines Signalsendeblocks der Schalterüberwachungsvorrichtung gemäß einer ersten Modifikation dieser Ausführungsform;
- 2B einen Aufbau eines Signalsendeblocks der Schalterüberwachungsvorrichtung gemäß einer zweiten Modifikation dieser Ausführungsform;
- 3 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung von Betriebszuständen im Steuersystem dieser Ausführungsform; und
- 4 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung von Betriebszuständen im Steuersystem gemäß einer Modifikation dieser Ausführungsform.
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Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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(Ausführungsform)
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1 zeigt ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung des Aufbaus eines Steuersystems gemäß dieser Ausführungsform. Ein an einem Fahrzeug befestigtes Steuersystem 1 weist, wie in 1 gezeigt, auf: einen Mikrocomputer (d. h. eine Steuereinheit) 2 zur Steuerung eines Steuerziels (nicht gezeigt) zum Betreiben des Fahrzeugs, einen Schalter 3, der eingeschaltet wird, um einen Befehlspfad (d. h. eine Signalleitung) in einen leitfähigen Zustand zu versetzen, und ausgeschaltet wird, um den Befehlspfad in einen nicht leitfähigen Zustand zu versetzen, und eine Schalterüberwachungsvorrichtung 4, die mit einem Zielabschnitt eines Befehlspfades verbunden ist.
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Das Steuersystem 1 weist ferner auf: eine stromführende Energiequelle Vc, eine Ansteuerenergiequelle Vd und einen Begrenzungswiderstand 5, der im Befehlspfad angeordnet ist, um das Senden eines Signals auf dem Befehlspfad zu beschränken. Eine Fahrzeugbatterie des Fahrzeugs wird als die Energiequelle Vc verwendet.
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Der Befehlspfad erstreckt sich von der Ansteuerenergiequelle Vd über den Mikrocomputer 2 und den Schalter 3 zur Masse. Der Befehlspfad weist auf: einen Abschnitt S1 auf der Seite hohen Potentials, der sich von der Ansteuerenergiequelle Vd zum Mikrocomputer 2 erstreckt, einen Abschnitt S2 auf der Seite niedrigen Potentials, der sich vom Mikrocomputer 2 über den Schalter 3 zur Masse erstreckt, und einen internen Abschnitt 21, der durch den Mikrocomputer 2 verläuft, um die Abschnitte S1 und S2 miteinander zu verbinden. Der Schalter 3 wird auf der Seite niedrigen Potentials des Mikrocomputers 2 ein- und ausgeschaltet. Der Abschnitt S2 des Befehlspfades wird auch als Zielabschnitt bezeichnet. Folglich sind der Mikrocomputer 2 und der Schalter 3 über den Zielabschnitt des Befehlspfades miteinander verbunden. Der Widerstand 5 ist im Abschnitt S2 des Befehlspfades zwischen dem Mikrocomputer 2 und der Überwachungsvorrichtung 4 angeordnet.
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Die Energiequelle Vc erzeugt ein stromführendes Signal (d. h. ein erstes Signal), das auf eine stromführende Spannung (d. h. eine erste Spannung) von 12 V gesetzt wird. Die Vorrichtung 4 sendet das stromführende Signal an den Zielabschnitt des Befehlspfades, wenn der Schalter 3 den Befehlspfad in den leitfähigen Zustand versetzt. Die stromführende Spannung des stromführenden Signals kann bewirken, dass dieses Signal eine Stromstärke von größer oder gleich einem vorbestimmten Wert, der erforderlich ist, um oxidierte Komponenten vom Kontaktpunkt des Schalters 3 zu entfernen, auf dem Befehlspfad aufweist.
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Die Energiequelle Vd erzeugt ein Energiequellesignal (d. h. ein zweites Signal), das auf eine Ansteuerspannung (d. h. eine zweite Spannung) von 5 V gesetzt wird, die ausreichend niedriger als die stromführende Spannung der Energiequelle Vc ist, und sendet dieses Signal als die Ansteuerenergie sowohl an den Mikrocomputer 2 als auch die Überwachungsvorrichtung 4. Ferner wird das in der Energiequelle Vd erzeugte Signal durch den Mikrocomputer 2 an den Zielabschnitt des Befehlspfades gesendet.
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Der Mikrocomputer 2 weist auf: den internen Abschnitt 21 des Befehlspfades, eine Schutzdiode 23, die im internen Abschnitt 21 angeordnet ist, und einen Eingangsanschluss 25, der mit dem Befehlspfad zwischen der Diode 23 und dem Abschnitt S2 verbunden ist. Die Diode 23 hält die an den Anschluss 25 gelegte Spannung auf einem Wert von kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert. Wenn der Schalter 3 in den Aus-Zustand versetzt wird, um den Befehlspfad in den nicht leitfähigen Zustand zu versetzen, empfängt der Zielabschnitt des Befehlspfades das Energiequellesignal, das auf den hohen Pegel gesetzt ist, über den internen Abschnitt 21. Die Spannung des Energiequellesignals, das im Zielabschnitt des Befehlspfades empfangen wird, ist kleiner oder gleich der Ansteuerspannung der Energiequelle Vd. Ferner empfängt der Eingangsanschluss 25 das auf den hohen Pegel gesetzte Energiequellesignal. In diesem Fall hält der Eingangsanschluss 25 einen ersten Ausgang (d. h. einen ersten Signalpegel), welcher den Empfang des Energiequellesignals anzeigt, das auf den hohen Pegel gesetzt ist. Dieser erste Ausgang wird auf den gleichen Pegel wie das Energiequellesignal gesetzt. Demgegenüber wird dann, wenn der Schalter 3 in den Ein-Zustand versetzt wird, um den Befehlspfad in den leitfähigen Zustand zu versetzen, das in der Energiequelle Vd erzeugte Energiequellesignal über den internen Abschnitt 21 und den Schalter 3 zur Masse geleitet. In diesem Fall wird, obgleich das Energiequellesignal der Energiequelle Vd, das über den Befehlspfad gesendet wird, einen hohen Pegel aufweist, kein Signal, das auf einen hohen Pegel gesetzt ist, im Eingangsanschluss 25 empfangen, sondern empfängt der Eingangsanschluss 25 ein Signal, das auf den niedrigen Pegel gesetzt ist, als Befehlssignal. Folglich hält der Eingangsanschluss 25 einen zweiten Ausgang (d. h. einen zweiten Signalpegel), welcher das Senden des auf den niedrigen Pegel gesetzten Befehlssignals über den Befehlspfad anzeigt. Dieser zweite Ausgang wird auf den gleichen Pegel wie das Befehlssignal gesetzt. Der Mikrocomputer 2 wird in einen Betriebszustand von mehreren Betriebszuständen, wie beispielsweise einen Wartezustand, einen Betriebsvorbereitungszustand oder einen normalen Betriebszustand (d. h. einen bestimmten Betriebszustand) versetzt. Im Ansprechen auf den Empfang des Befehlssignals im Eingangsanschluss 25 wird der Mikrocomputer 2 für kurze Zeit in den Betriebsvorbereitungszustand und zeitnah bzw. umgehend in den normalen Betriebszustand versetzt. Wenn der Mikrocomputer 2 in den normalen Betriebszustand versetzt wird, startet der Mikrocomputer 2 eine Steuerung eines Steuerziels in Übereinstimmung mit dem Befehlssignal. Ferner gibt ein Benachrichtigungsblock 26 des Mikrocomputers 2 im Ansprechen auf das Halten des zweiten Signalpegels im Eingangsanschluss 25 ein Benachrichtigungssignal (d. h. eine Benachrichtigung) Sn, welche das Senden des Befehlssignals über den Befehlspfad anzeigt, an die Überwachungsvorrichtung 4.
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Die Schalterüberwachungsvorrichtung 4 weist auf: einen Signalempfangspfad 45, über welchen das vom Mikrocomputer 2 gesendete Benachrichtigungssignal Sn in der Überwachungsvorrichtung 4 empfangen wird, einen Controller (d. h. einen Pfadbeurteilungsblock) 41 zur Steuerung des Betriebs der Überwachungsvorrichtung 4 durch Ausgabe eines stromführenden Befehls, wenn das Benachrichtigungssignal über den Pfad 45 empfangen wird, und Ausgabe eines Öffnungsbefehls, wenn kein Benachrichtigungssignal empfangen wird, und einen Signalsendeblock 43 zum Senden eines stromführenden Signals an den Zielabschnitt des Befehlspfades im Ansprechen auf den stromführenden Befehl des Controllers 41 und Stoppen des Sendens des stromführenden Signals an den Zielabschnitt des Befehlspfades im Ansprechen auf den Öffnungsbefehl des Controllers 41. Der Sendeblock 43 weist ein Schaltelement 61 auf, das beispielsweise aus einem npn-Bipolartransistor aufgebaut ist. Der Kollektor des Transistors ist mit der Energiequelle Vc verbunden, und der Emitter des Transistors ist über einen Widerstand mit dem Zielabschnitt des Befehlspfades verbunden. Im Ansprechen auf ein Signal, das an die Basis des Transistors gesendet wird, wird ein stromführendes Signal von der Energiequelle Vc über den Transistor an den Zielabschnitt des Befehlspfades gesendet oder kein Signal an den Zielabschnitt gesendet.
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Bei dieser Ausführungsform ist der Controller 41 derart aufgebaut, dass er einen Hardware-Schaltungsaufbau zur Steuerung des Betriebs der Überwachungsvorrichtung 4 aufweist. Der Controller 41 kann jedoch ein Computerprogramm aufweisen, das in einem Speicher gespeichert ist, um den Betrieb der Überwachungsvorrichtung 4 in Übereinstimmung mit dem Programm zu steuern.
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Der Controller 41 beurteilt auf der Grundlage des Betriebszustandes des Mikrocomputers 2, ob der Schalter 3 den Befehlspfad in den leitfähigen Zustand versetzt hat oder nicht (d. h., ob der Schalter 3 in den Ein-Zustand versetzt ist). Genauer gesagt, wenn der Schalter 3 den Befehlspfad in den leitfähigen Zustand versetzt hat, empfängt der Mikrocomputer 2 ein Befehlssignal vom Befehlspfad und gibt anschließend ein Benachrichtigungssignal über den Pfad 45 an den Controller 41. Im Ansprechen auf den Empfang des Benachrichtigungssignals beurteilt der Controller 41, dass der Schalter 3 den Befehlspfad in den leitfähigen Zustand versetzt hat. Demgegenüber beurteilt der Controller 41 dann, wenn der Controller 41 kein Benachrichtigungssignal empfängt, dass der Schalter 3 den Befehlspfad in den nicht leitfähigen Zustand versetzt hat.
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Während der Beurteilung des Controllers 41, dass der Schalter 3 den Befehlspfad in den leitfähigen Zustand versetzt hat, setzt der Controller 41 eine Ausgabe eines stromführenden Befehls an den Sendeblock 43 fort, um ein stromführendes Signal, das auf die Batteriespannung gesetzt wird, die bewirkt, dass das Signal eine Stromstärke aufweist, die über dem vorbestimmten Wert liegt, an den Zielabschnitt des Befehlspfades zu senden. Demgegenüber setzt der Controller 41, während der Beurteilung des Controllers 41, dass der Schalter 3 den Befehlspfad in den nicht leitfähigen Zustand versetzt hat (d. h. der Schalter 3 ausgeschaltet ist), die Ausgabe eines Öffnungsbefehls an den Signalsendeblock 43 fort, um ein Öffnungssignal mit einer niedrigen Spannung an den Zielabschnitt des Befehlspfades zu senden.
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Im Ansprechen auf den stromführenden Befehl steuert der Sendeblock 43 das Schaltelement 61, um ein stromführendes Signal, das in der Energiequelle Vc erzeugt wird, an den Zielabschnitt des Befehlspfades zu senden. Folglich wird, da das stromführende Signal auf eine hohe Spannung gesetzt wird, ein elektrischer Strom einer Stärke von größer oder gleich einer bestimmten Stärke, die erforderlich ist, um oxidierte Komponenten von der Oberfläche des Schalters 3 zu entfernen, während des leitfähigen Zustands des Befehlspfades in den eingeschalteten Schalter 3 gespeist.
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Im Ansprechen auf den Öffnungsbefehl steuert der Sendeblock 43 das Schaltelement 61, um das Senden des stromführenden Signals von der Energiequelle Vc an den Zielabschnitt des Befehlspfades zu stoppen. Folglich wird, da der Mikrocomputer 2 stets elektrische Energie von der Energiequelle Vd empfängt, elektrische Energie der Energiequelle Vd, die als Öffnungssignal dient, über den Abschnitt S1 auf der Seite hohen Potentials, den internen Abschnitt 21 und den Widerstand 5 an den Zielabschnitt des Befehlspfades gesendet. Folglich sendet der Sendeblock 43 dann, wenn der Controller 41 beurteilt, dass der Schalter 3 den Befehlspfad in den nicht leitfähigen Zustand versetzt hat, im Wesentlichen das Öffnungssignal an den Zielabschnitt des Befehlspfades. Ferner verringert der Widerstand 5 die Spannung des Energiequellesignals auf die Spannung des Öffnungssignals, so dass die Spannung des Öffnungssignals, das an den Zielabschnitt gesendet wird, kleiner oder gleich der Spannung der Energiequelle Vd ist.
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Die Verbindung der Energiequelle Vc oder Vd mit dem Zielabschnitt des Befehlspfades ist nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Der Sendeblock 43 kann beispielsweise, wie in 2A gezeigt, einen Energiequellenänderungsschalter 62 aufweisen. Wenn der Signalsendeblock 43 einen stromführenden Befehl vom Controller 41 empfängt, wird dieser Schalter 62 eingestellt, um die Spannung der Energiequelle Vc als Basisspannung an das Schaltelement 61 zu legen, und wird ein stromführendes Signal, das auf eine hohe Spannung entsprechend der Basisspannung gesetzt ist, von der Energiequelle Vc an den Zielabschnitt des Befehlspfades gesendet. Demgegenüber wird der Schalter 62 dann, wenn der Sendeblock 43 einen Öffnungsbefehl vom Controller 41 empfängt, eingestellt, um die Spannung der Energiequelle Vd als Basisspannung an das Schaltelement 61 zu legen, und wird ein Öffnungssignal, das auf eine niedrige Spannung entsprechend der Basisspannung gesetzt ist, von der Energiequelle Vc an den Zielabschnitt des Befehlspfades gesendet.
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Ferner kann der Sendeblock 43, wie in 2B gezeigt, den Schalter 62 und einen Komparator 63 mit einem positiven Anschluss, der mit dem Schalter 62 verbunden ist, und einem negativen Anschluss, der mit dem Emitter des Elements 61 verbunden ist, aufweisen. Der Signalsendeblock 43 überwacht den Spannungspegel eines vom Element 61 ausgegebenen Signals und führt anschließend eine Regelung für das Element 61 aus. Genauer gesagt, im Ansprechen auf einen stromführenden Befehl wird die Spannung der Energiequelle Vc über den Schalter 62 an den positiven Anschluss des Komparators 63 gelegt und legt der Komparator 63 eine Basisspannung an das Element 61, um ein stromführendes Signal, das auf die hohe Spannung der Energiequelle Vc gesetzt ist, an den Zielabschnitt des Befehlspfades zu senden. Demgegenüber wird, im Ansprechen auf einen Öffnungsbefehl, die Spannung der Energiequelle Vd über den Schalter 62 an den positiven Anschluss des Komparators 63 gelegt und legt der Komparator 63 eine Basisspannung an das Element 61, um ein Öffnungssignal, das auf die niedrige Spannung der Energiequelle Vd gesetzt ist, an den Zielabschnitt des Befehlspfades zu senden.
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Nachstehend wird ein Betrieb des Steuersystems 1 unter Bezugnahme auf die 1 und 3 beschrieben. Wenn der Schalter 3 in den Aus-Zustand versetzt wird (siehe Aus-Zustand des Schalters 3 in der 3), hält der Mikrocomputer 2 einen ersten Ausgang auf dem hohen Pegel, was bedeutet, dass der Eingangsanschluss 25 ein Energiequellesignal von der Energiequelle Vd empfängt (siehe Zustand hohen Pegels des Eingangsanschlusses 25 in der 3), und wird der Mikrocomputer 2 in einen Wartezustand versetzt (siehe Wartezustand des Mikrocomputers 2 in der 3). Ferner wird, während des Aus-Zustands des Schalters 3, das von der Energiequelle Vd ausgegebene Signal als Öffnungssignal an den Zielabschnitt des Befehlspfades gesendet (siehe vom Zielabschnitt gesendetes Öffnungssignal niedrigen Pegels in der 3).
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Anschließend wird dann, wenn der Schalter 3 eingeschaltet wird (siehe Ein-Zustand des Schalters 3 in der 3), ein Befehlssignal mit der hohen Spannung der Energiequelle Vc von der Überwachungsvorrichtung 4 an den Zielabschnitt des Befehlspfades gesendet und erreicht diese Signal die Masse über den Schalter 3. Folglich wird im Eingangsanschluss 25 kein Signal empfangen, dass auf einen hohen Pegel gesetzt ist, und hält der Mikrocomputer 2 einen zweiten Ausgang auf dem niedrigen Pegel, was bedeutet, dass der Eingangsanschluss 25 ein Befehlssignal von der Überwachungsvorrichtung 4 empfängt (siehe Zustand niedrigen Pegels des Eingangsanschlusses 25 in der 3). Im Ansprechen auf das Befehlssignal, das im Eingangsanschluss 25 empfangen wird, startet der Mikrocomputer 2 eine Steuerung eines Steuerziels des Fahrzeugs (siehe Vorbereitungszustand und Betriebszustand des Mikrocomputers 2 in der 3).
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Anschließend gibt der Mikrocomputer 2, welcher den Betrieb startet, ein Benachrichtigungssignal an die Überwachungsvorrichtung 4, um die Überwachungsvorrichtung 4 über den Start des Betriebs im Mikrocomputer 2 zu informieren (siehe auf den hohen Pegel gesetztes Benachrichtigungssignal in der 3). Im Ansprechen auf den Empfang des Benachrichtigungssignals gibt der Controller 41 einen stromführenden Befehl an den Sendeblock 43 und verbindet der Sendeblock 43 den Zielabschnitt des Befehlspfades mit der Energiequelle Vc im Ansprechen auf den stromführenden Befehl, um ein stromführendes Signal von der Energiequelle Vc an den Zielabschnitt zu senden (siehe an den Zielabschnitt gesendetes stromführendes Signal hohen Pegels in der 3).
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Bei dieser Ausführungsform beurteilt der Controller 41 indirekt auf der Grundlage des Betriebszustandes des Mikrocomputers 2, ob der Schalter 3 den Befehlspfad in den leitfähigen Zustand versetzt hat oder nicht. Der Controller 41 kann jedoch ein Signal überwachen, welches den Abschnitt S2 auf der Seite niedrigen Potentials, den internen Abschnitt 21 oder den Abschnitt S1 auf der Seite hohen Potentials des Befehlspfades durchläuft. Wenn der Schalter 3 den Befehlspfad in den leitfähigen Zustand versetzt, wird der Strom oder die Spannung des Signals geändert. Folglich kann der Controller 41 auf der Grundlage einer Änderung des Signals direkt beurteilen, dass der Schalter 3 den Befehlspfad in den leitfähigen Zustand versetzt hat.
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Nachstehend wird ein Betrieb des Steuersystems 1 für den Fall, dass der Controller 41 auf der Grundlage einer Änderung eines Signals, das über den Abschnitt S2 auf der Seite niedrigen Potentials des Befehlspfades übertragen wird, direkt beurteilt, unter Bezugnahme auf die 1 und 4 beschrieben. Wenn der in den Aus-Zustand versetzte Schalter 3 eingeschaltet wird (siehe Aus-Zustand des Schalters 3 in der 3), beurteilt der Controller 41 unmittelbar auf der Grundlage einer Änderung eines Signals, das über den Abschnitt S2 auf der Seite niedrigen Potentials des Befehlspfades übertragen wird, dass der Schalter 3 in den Ein-Zustand versetzt wird (siehe Zustandsbeurteilung in der 4). Diese Beurteilung wird ausgeführt, ohne dass ein Benachrichtigungssignal im Controller 41 empfangen wird. Anschließend gibt der Controller 41 einen stromführenden Befehl an den Sendeblock 43 und verbindet der Sendeblock 43 den Zielabschnitt des Befehlspfades mit der Energiequelle Vc im Ansprechen auf den stromführenden Befehl, um ein stromführendes Signal von der Energiequelle Vc an den Zielabschnitt zu senden (siehe vom Zielabschnitt gesendetes stromführendes Signal hohen Pegels in der 4).
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Wenn der Schalter 3 den Befehlspfad in den leitfähigen Zustand versetzt (d. h. der Schalter 3 in den Ein-Zustand versetzt wird), wird, wie vorstehend beschrieben, ein stromführendes Signal an den Schalter 3 gesendet. Die Spannung dieses Signals ist ausreichend hoch, um das Signal mit einer Stromstärke zu senden, die größer oder gleich einer bestimmten Stärke ist, die erforderlich ist, um oxidierte Komponenten von der Oberfläche des Schalters 3 zu entfernen. Demgegenüber wird dann, wenn der Schalter 3 den Befehlspfad in den nicht leitfähigen Zustand versetzt (d. h. der Schalter 3 in den Aus-Zustand versetzt wird), ein Befehlssignal an den Zielabschnitt des Befehlspfades gesendet. Die Spannung des Befehlssignals ist kleiner oder gleich der Spannung der Energiequelle Vd, die an den Mikrocomputer 2 gelegt wird.
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Folglich wird dann, wenn der Befehlspfad in den leitfähigen Zustand versetzt wird, das stromführende Signal in der Energiequelle Vc erzeugt, welche die Spannung (wie beispielsweise 12 V) aufweist, die ausreichend höher als die Spannung (wie beispielsweise 5 V) der Energiequelle Vd ist, die an den Mikrocomputer 2 gelegt wird, und an den Zielabschnitt des Befehlspfades gesendet, um an den Schalter 3 gegeben zu werden. Dieses stromführende Signal wird auf eine hohe Spannung gesetzt, die bewirken kann, dass dieses Signal auf dem Befehlspfad eine Stromstärke von größer oder gleich einem vorbestimmten Wert aufweist, der erforderlich ist, um oxidierte Komponenten von der Oberfläche des Schalters 3 zu entfernen. Folglich kann das stromführende Signal in geeigneter Weise oxidierte Komponenten vom Kontaktpunkt des Schalters 3 entfernen und kann das Steuersystem 1 eine Verschlechterung der Funktion des Schalters 3 verhindern.
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Wenn der Befehlspfad in den nicht leitfähigen Zustand versetzt wird, wird das Energiequellesignal, das an den Zielabschnitt des Befehlspfades gesendet wird, in der Energiequelle Vd erzeugt, und ist die Spannung des Energiequellesignals kleiner oder gleich der Spannung der Energiequelle Vd, die an den Mikrocomputer 2 gelegt wird. Folglich besteht keine Möglichkeit, dass das Energiequellesignal in unerwünschter Weise an den Mikrocomputer 2 gesendet wird. Dementsprechend kann das Steuersystem 1 verhindern, dass der Mikrocomputer 2 sinnlos elektrische Energie des Energiequellesignals als Dunkelstrom verbraucht.
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Ferner ist es in der Annahme, dass das in der Energiequelle Vd erzeugte Energiequellesignal an jedem Signaleinstellungszeitpunkt an den Zielabschnitt des Befehlspfades gesendet wird, um zu überprüfen, ob ein Befehlssignal im Eingangsanschluss 25 empfangen ist oder nicht, erforderlich, Energiequellesignal in gleichen Intervallen zu senden. Ferner ist es erforderlich, das Senden des Befehlssignals auf dem Befehlspfad synchron zu jedem Signaleinstellzeitpunkt zu überprüfen. Folglich wird ein Zeitpunkteinstellelement, wie beispielsweise ein Timer, benötigt. Bei dieser Ausführungsform wird jedoch jedes Mal, wenn der Zustand des Befehlspfades geändert wird, der Spannungspegel des in der Energiequelle Vd erzeugten Energiequellesignals im Zielabschnitt des Befehlspfades geändert, und der Betriebszustand des Mikrocomputers 2 im Ansprechen auf eine Änderung des Spannungspegels des Signals geändert. Folglich kann auch dann, wenn kein Zeitpunkteinstellelement verwendet wird, das Senden des stromführenden Signals oder des Energiequellensignals an den Zielabschnitt des Befehlspfades eingestellt werden, indem der Betriebszustand des Mikrocomputers 2 erfasst wird. Dementsprechend kann der Zustand des Befehlspfades in gewünschten Intervallen geändert werden und benötigt das Steuersystem 1 nicht irgendein Zeitpunkteinstellelement. D. h., die Herstellungskosten des Steuersystems 1 mit der Schalterüberwachungsvorrichtung 4 werden nicht wesentlich erhöht.
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Ferner gibt der Mikrocomputer 2 bei dieser Ausführungsform dann, wenn der Mikrocomputer 2 ein Befehlssignal empfängt, ein Benachrichtigungssignal an die Überwachungsvorrichtung 4 aus. Folglich kann das Steuersystem 1 beurteilen, ob der Schalter 3 den Befehlspfad in den leitfähigen Zustand versetzt hat oder nicht.
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Ferner wird bei dieser Ausführungsform der Abschnitt S2 auf der Seite niedrigen Potentials des Befehlspfades, der sich vom Mikrocomputer 2 zur Masse erstreckt, in den leitfähigen Zustand versetzt, wenn der Schalter 3 eingeschaltet wird. Folglich kann das Befehlssignal, das über den Befehlspfad übertragen wird, über den Schalter 3 an die Masse gesendet werden.
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Darüber hinaus kann bei dieser Ausführungsform, da der Begrenzungswiderstand 5 im Abschnitt S2 auf der Seite niedrigen Potentials des Befehlspfades angeordnet ist, das Senden eines Signals in einem Abschnitt, der sich vom Mikrocomputer 2 zur Überwachungsvorrichtung 4 erstreckt, begrenzt werden.
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Ferner hält die Schutzdiode 23 bei dieser Ausführungsform die an den Anschluss 25 gelegte Spannung auf einem Wert von kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert. Folglich kann das Steuersystem 1 den Anschluss 25 vor einer hohen Spannung schützen.
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Ferner kann das Steuersystem 1 bei dieser Ausführungsform, wenn es derart aufgebaut ist, dass der Controller 41 auf der Grundlage einer Änderung eines Signals, das über den Abschnitt S2 auf der Seite niedrigen Potentials des Befehlspfades übertragen wird, direkt beurteilt, dass der Schalter 3 den Befehlspfad in den leitfähigen Zustand versetzt, den Zielabschnitt des Befehlspfades und die stromführende Energiequelle Vc unmittelbar verbinden, so dass kein Aufbau zum Ausgeben des Benachrichtigungssignals im Mikrocomputer 2 erforderlich ist.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weise modifiziert oder mit herkömmlichen Strukturen kombiniert werden. So weist das Steuersystem 1 bei dieser Ausführungsform beispielsweise den festen Befehlspfad auf. Das Steuersystem 1 kann jedoch beispielsweise einen ersten Abschnitt des Befehlspfades und einen zweiten Abschnitt des Befehlspfades getrennt voneinander zusätzlich zum Zielabschnitt des Befehlspfades aufweisen. Der erste Abschnitt erstreckt sich von einer Batterie, in der ein stromführendes Signal erzeugt wird, auf eine ausreichend hohe Spannung gesetzt wird, um auf dem Befehlspfad eine Stromstärke aufzuweisen, die über einem vorbestimmten Wert liegt, der erforderlich ist, um oxidierte Komponenten von einem Kontaktpunkt des Schalters 3 zu entfernen. Der zweite Abschnitt erstreckt sich von der Ansteuerenergiequelle Vd, in der ein Energiequellesignal erzeugt wird, um als Öffnungssignal an den Zielabschnitt des Befehlspfades gesendet zu werden. Wenn der Schalter 3 den Zielabschnitt in den leitfähigen Zustand versetzt, wird der erste Abschnitt mit dem Zielabschnitt verbunden, um den Befehlspfad zu bilden, der aus dem ersten Abschnitt und dem Zielabschnitt aufgebaut ist, und wird das stromführende Signal über den Zielabschnitt des Befehlspfades an den Schalter 3 gesendet. Demgegenüber wird dann, wenn der Schalter 3 den Zielabschnitt in den nicht leitfähigen Zustand versetzt, der zweite Abschnitt mit dem Zielabschnitt verbunden, um den Befehlspfad zu bilden, der aus dem zweiten Abschnitt und dem Zielabschnitt aufgebaut ist, und wird das Öffnungssignal an den Zielabschnitt des Befehlspfades gesendet.
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Ferner wird bei dieser Ausführungsform das auf die Spannung von 5 V gesetzte Energiequellesignal an den Zielabschnitt des Befehlspfades gesendet. Folglich kann der Eingangsanschluss 25 dann, wenn der Schalter 3 ausgeschaltet wird, in zuverlässiger Weise das auf eine ausreichend niedrige Spannung gesetzte Benachrichtigungssignal empfangen, und kann die Überwachungsvorrichtung 4 in zuverlässiger Weise beurteilen, dass der Schalter 3 den Befehlspfad in den nicht leitfähigen Zustand versetzt hat. Anstelle des Energiequellesignals, das in der Energiequelle Vd erzeugt wird, kann jedoch ein Signal, das auf eine Spannung gesetzt wird, die unter der Spannung der Energiequelle Vd liegt, an den Zielabschnitt des Befehlspfades gesendet werden, unter der Bedingung, dass die Überwachungsvorrichtung 4 beurteilen kann, ob der Zustand des Befehlspfades, der vom Schalter 3 eingestellt wird, der leitfähige Zustand oder der nicht leitfähige Zustand ist.
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Darüber hinaus beurteilt der Controller 41 auf der Grundlage des Benachrichtigungssignals, das vom Mikrocomputer 2 empfangen wird, dass der Schalter 3 den Befehlspfad in den leitfähigen Zustand versetzt hat. Wenn der Controller 41 jedoch erfasst, dass der Mikrocomputer 2 tatsächlich ein Steuerziel in Übereinstimmung mit dem Befehlssignal steuert, kann der Controller 41 beurteilen, dass der Schalter 3 den Befehlspfad in den leitfähigen Zustand versetzt hat.
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Ferner wird bei dieser Ausführungsform unter der Bedingung, dass der Betriebszustand des Mikrocomputers 2 während des Empfangs des Befehlssignals geändert wird, eine Art von Wechselschalter als der Schalter 3 verwendet werden. Für den Fall, dass der Betriebszustand des Mikrocomputers 2 im Ansprechen auf den Empfang von nur einem Impuls oder Stromstoßes des Befehlssignals geändert wird, kann jedoch eine Art von Taster als der Schalter 3 verwendet werden.
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Darüber hinaus ist das Steuersystem 1 bei dieser Ausführungsform dazu ausgelegt, im Ansprechen auf den Öffnungsbefehl, der im Sendeblock 43 empfangen wird, das Öffnungssignal, das kleiner oder gleich der Spannung der Energiequelle Vd ist, die an den Mikrocomputer 2 gelegt wird, an den Zielabschnitt des Befehlspfades zu senden. Das Steuersystem 1 kann jedoch dazu ausgelegt sein, ein Öffnungssignal, welches die Spannung aufweist, die unter der Spannung des stromführenden Signals liegt, das im Ansprechen auf den stromführenden Befehl ausgegeben wird, an den Zielabschnitt des Befehlspfades auszugeben.
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Ferner führt die Überwachungsvorrichtung 4 bei dieser Ausführungsform die folgenden Schritte aus: einen Pfadbeurteilungsschritt zur Beurteilung auf der Grundlage des Betriebszustandes des Mikrocomputers 2, der dazu ausgelegt ist, im Ansprechen auf den Empfang des Befehlssignals in den normalen Betriebszustand versetzt zu werden, ob der Schalter 3 den Befehlspfad in den leitfähigen Zustand versetzt hat oder nicht; einen Sendeschritt für ein erstes Signal zum Senden des stromführenden Signals, das auf die hohe Spannung gesetzt wird, an den Zielabschnitt des Befehlspfades, wenn die Überwachungsvorrichtung 4 im Ansprechen auf den bestimmten Betriebszustand, der im Mikrocomputer 2 eingestellt wird, beurteilt, dass der Schalter 3 den Befehlspfad in den leitfähigen Zustand versetzt hat; und einen Sendeschritt für ein zweites Signal zum Senden des Energiequellesignals, das auf eine Spannung unter der Spannung des stromführenden Signals gesetzt wird, als Öffnungssignal an den Zielabschnitt des Befehlspfades, wenn die Überwachungsvorrichtung 4 beurteilt, dass der Schalter 3 den Befehlspfad in den nicht leitfähigen Zustand versetzt hat. Die hohe Spannung des stromführenden Signals bewirkt, dass das stromführende Signal auf dem Befehlspfad eine Stromstärke aufweist, die größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, der erforderlich ist, um oxidierte Komponenten vom Schalter 3 zu entfernen. Diese Schritte können ausgeführt werden, indem ein Computerprogramm in einem Computersystem ausgeführt wird. Das Programm weist viele Befehle auf, die in einer Reihenfolge angeordnet sind, die für die Verarbeitung des Computersystems geeignet ist. Diese Befehle werden über einen Speicher oder eine Kommunikationsleitung an die Überwachungsvorrichtung 4 und den Mikrocomputer 2 gesendet. Ferner können diese Befehle an einen Anschluss eines Benutzers gesendet werden, über welchen das Steuersystem 1 betrieben wird.
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Vorstehend wurden eine Schalterüberwachungsvorrichtung, ein Steuersystem und ein Steuerverfahren offenbart.
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Ein Steuersystem weist einen Befehlspfad auf, über den ein Zielabschnitt einen Mikrocomputer, einen Schalter und eine Schalterüberwachungsvorrichtung miteinander verbindet. Der Schalter versetzt den Pfad auf der Seite niedrigen Potentials des Mikrocomputers in einen leitfähigen oder nicht leitfähigen Zustand. Ein Befehlssignal wird über den leitfähigen Pfad an den Mikrocomputer gesendet, um den Mikrocomputer in einen Betriebszustand zu versetzen. Wenn die Vorrichtung auf der Grundlage des Betriebszustands des Mikrocomputers beurteilt, dass der Schalter den Pfad in einen leitfähigen Zustand versetzt hat, sendet die Vorrichtung ein erstes Signal einer ersten Spannung, die bewirkt, dass das Signal eine Stromstärke von größer oder gleich einem vorbestimmten Wert auf dem Pfad aufweist, an den Zielabschnitt. Wenn die Vorrichtung beurteilt, dass der Schalter den Pfad in einen nicht leitfähigen Zustand versetzt hat, sendet die Vorrichtung ein zweites Signal einer zweiten Spannung, die unter der ersten Spannung liegt, an den Zielabschnitt.
