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Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuereinheit zur Ansteuerung eines an einer Betriebsspannung betriebenen elektrischen Verbrauchers mit wenigstens einem den Verbraucher ansteuernden ersten Schaltelement, einen das wenigstens eine erste Schaltelement über wenigstens eine Ansteuerleitung ansteuernden Mikrocomputer, und einem Überwachungsschaltkreis zur Überwachung der Betriebsspannung, wobei der Überwachungsschaltkreis im Fall einer fehlerhaften Betriebsspannung über eine Rücksetzleitung ein Rücksetzsignal an den Mikrocomputer ausgibt.
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Eine derartige elektronische Steuereinheit (ECU) ist üblicherweise Bestandteil elektronisch gesteuerter Systeme in Kraftfahrzeugen, wie beispielsweise elektrische Parkbremse (EPB), Antiblockiersystem (ABS), Fahrdynamikregelung (ESP) und dergleichen. Die ECU dient zur Ansteuerung der elektrischen Verbraucher, die an einer Betriebsspannung (z. B. Fahrzeugbatterie) betrieben werden. Im Fall einer EPB kann der elektrische Verbraucher der Stellmotor zum Zuspannen und Öffnen der Bremse sein; im Fall eines ABS oder ESP kann der elektrische Verbraucher der Antriebsmotor der Hydraulikpumpe zur Druckerzeugung oder ein Magnetventil zur Steuerung des Hydraulikdrucks sein.
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Zur Ansteuerung des Verbrauchers umfasst die ECU ein erstes Schaltelement (z. B. MOSFET), das von einem Mikrocomputer angesteuert wird. Weiterhin umfasst die ECU einen Überwachungsschaltkreis, der die Betriebsspannung überwacht und im Fall einer fehlerhaften Betriebsspannung (z. B. Auftreten von Spannungsspitzen/-einbrüchen, Über/Unterspannung) ein Rücksetz- bzw. Reset-Signal über eine Rücksetzleitung an den Mikrocomputer ausgibt, weil das Risiko besteht, dass die ordnungsgemäße Funktion der ECU bzw. des Systems, dessen Bestandteil die ECU ist, nicht mehr gewährleistet ist. Durch das Reset-Signal wird der Mikrocomputer in einen definierten Ausgangszustand gebracht, von dem ausgehend Initialisierungs- und Testroutinen abgearbeitet werden, um einen Neustart der ECU bzw. des Systems, dessen Bestandteil die ECU ist, auszuführen.
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Da erst während der Abarbeitung der Initialisierungs- und Testroutinen auch die Ein- und Ausgänge des Mikrocomputers konfiguriert werden, kann es vorkommen, dass der Ausgang des Mikrocomputers, an den die Ansteuerleitung des ersten Schaltelementes angeschlossen ist, sich zeitweise in einem undefinierten Zustand befindet. Deshalb besteht das Problem, dass eine unbeabsichtigte Ansteuerung des ersten Schaltelementes und somit des Verbrauchers auftreten kann, was zu sicherheitskritischen Zuständen führen kann.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, diesem Problem entgegenzuwirken, um die Systemsicherheit weiter zu erhöhen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung für eine elektronische Steuereinheit der eingangs beschriebenen Art vor, wenigstens einer Ansteuerleitung einen Sicherheitsschaltkreis zuzuordnen, der an die Rücksetzleitung angeschlossen ist und bei aktivem Rücksetzsignal die dem Sicherheitsschaltkreis zugeordnete Ansteuerleitung unmittelbar auf ein vorherbestimmtes Bezugspotential legt.
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Gemäß der Erfindung wird also ein Sicherheitsschaltkreis vorgesehen, der bei aktivem Rücksetzsignal die Ansteuerleitung des ersten Schaltelementes unmittelbar auf ein vorherbestimmtes Bezugspotential legt. Mittels der Eigenschaft „unmittelbar” wird hervorgehoben, dass eine direkte elektrische Verbindung – was bedeutet ohne Zwischenschaltung von weiteren Elementen, wie beispielsweise „Pull-Up”-/„Pull-Down”-Widerständen oder dergleichen – der Ansteuerleitung mit dem vorherbestimmten Bezugspotential hergestellt wird.
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Da die Ansteuerleitung unmittelbar auf ein vorherbestimmtes Bezugspotential gelegt wird, ergibt sich der wesentliche Vorteil, dass das erste Schaltelement bei aktivem Rücksetzsignal unabhängig von dem Zustand des zugehörigen Ausgangs des Mikrocomputers einen definierten Schaltzustand – gesperrt oder durchgeschaltet – einnimmt. Mittels der Eigenschaft „unabhängig” wird hervorgehoben, dass in diesem Betriebszustand der am Ausgang des Mikrocomputers bestehende Schaltzustand keinen Einfluss auf die Ansteuerung des ersten Schaltelementes hat, so dass eine unbeabsichtigte Ansteuerung des Verbrauchers ausgeschlossen ist.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil ergibt sich in dem Fall, wenn der Überwachungsschaltkreis das Rücksetzsignal aktiviert, während das erste Schaltelement sich in seinem durchgeschalteten Zustand befindet, also der Verbraucher eingeschaltet ist, da gemäß der Erfindung eine sofortige Überführung des ersten Schaltelementes in seinen gesperrten Zustand erfolgt, da dessen Ansteuerleitung mit Aktivierung des Rücksetzsignals auf das vorherbestimmte Bezugspotential gelegt wird. Auf diese Weise wird nicht nur ein sofortiges Abschalten des Verbrauchers bewirkt, sondern vor allem verhindert, dass das erste Schaltelement beschädigt oder zerstört wird, weil der zugehörige Ausgang des Mikrocomputers sich nach Aktivierung des Rücksetzsignals zeitweise in einem undefinierten Zustand befindet. Dies gilt besonders dann, wenn das erste Schaltelement ein MOSFET ist, da das Sperren des MOSFET unabhängig von dem Zustand des zugehörigen Ausgangs des Mikrocomputers erfolgt, und somit nahezu zeitgleich mit dem eigentlichen Abschalten des Verbrauchers erfolgt, so dass in dem MOSFET keine kritische Verlustenergie umgesetzt werden muss. Damit wird nicht nur die Sicherheit, sondern vor allem die Verfügbarkeit der ECU bzw. des Systems, dessen Bestandteil die ECU ist, erhöht.
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Als Bezugspotential kann das von einem Spannungsregler für den Mikrocomputer und die internen Schaltkreise erzeugte Betriebspotential (VCC) in einer Größenordnung von fünf Volt oder das von der Fahrzeugmasse anliegende Massepotential (GND) in einer Größenordnung von null Volt herangezogen werden.
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In besonders vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass das Bezugspotential so vorherbestimmt ist, dass das wenigstens eine erste Schaltelement sperrt und somit den Verbraucher nicht ansteuert, wobei das Bezugspotential vorzugsweise dem Massepotential in einer Größenordnung von null Volt entspricht. Damit wird beispielsweise im Fall einer EPB verhindert, dass die Bremse durch eine unbeabsichtigte Ansteuerung des Stellmotors geöffnet wird, was ein unkontrolliertes Wegrollen des Fahrzeugs zur Folge haben kann; im Fall eines ABS oder ESP wird beispielsweise verhindert, dass Hydraulikdruck durch eine unbeabsichtigte Ansteuerung eines Magnetventils abgebaut wird, was einen Verlust an Bremsleistung zur Folge haben kann.
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Des Weiteren ist vorgesehen, dass der Überwachungsschaltkreis bei nicht-aktivem Rücksetzsignal die Rücksetzleitung auf ein vorherbestimmtes Bezugspotential legt; vorzugsweise mittels eines „Pull-Up”-Widerstandes auf das Betriebspotential in einer Größenordnung von fünf Volt.
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Weiterhin umfasst der Sicherheitsschaltkreis ein zweites Schaltelement, das von dem Überwachungsschaltkreis über die Rücksetzleitung angesteuert wird. Dabei legt das zweite Schaltelement bei nicht-aktivem Rücksetzsignal die dem Sicherheitsschaltkreis zugeordnete Ansteuerleitung auf ein vorherbestimmtes Bezugspotential; vorzugsweise mittels eines „Pull-Down”-Widerstandes auf das Massepotential in einer Größenordnung von null. Volt.
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Um die dem Sicherheitsschaltkreis zugeordnete Ansteuerleitung unmittelbar auf das vorherbestimmte Bezugspotential zu legen, umfasst der Sicherheitsschaltkreis ein drittes Schaltelement, das von dem zweiten Schaltelement angesteuert wird.
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Falls der Verbraucher ein Elektromotor ist und es erforderlich ist, dessen Drehrichtung umzukehren, wie beispielsweise bei einer EPB, kann ein Umschaltelement vorgesehen werden, um die Betriebsspannung, an der der Verbraucher betrieben wird, umzupolen, wobei das Umschaltelement beispielsweise ein Relais mit Wechselkontakt sein kann.
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Eine weitere Möglichkeit, falls der Verbraucher ein Elektromotor mit Drehrichtungsumkehr ist, besteht darin eine aus ersten Schaltelementen gebildete Brückenschaltung vorzusehen, um die Betriebsspannung, an der der Verbraucher betrieben wird, umzupolen.
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Auch wenn für eine Brückenschaltung typischerweise vier erste Schaltelemente erforderlich sind, so sind nur zwei Sicherheitsschaltkreise notwendig, um die beiden ihnen zugeordneten Ansteuerleitungen unmittelbar aus das vorherbestimmte Bezugspotential zu legen. Dies ergibt sich dadurch, dass denjenigen beiden Ansteuerleitungen, über die die ersten Schaltelemente im Normalbetrieb niemals gleichzeitig angesteuert werden, jeweils ein Sicherheitsschaltkreis zugeordnet ist.
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Die Erfindung betrifft auch ein sicherkeitskritisches System, insbesondere ein elektronisch gesteuertes Bremssystem, beispielsweise EPB, ABS, ESP oder dergleichen, das wie zuvor erläutert wenigstens einen an einer Betriebsspannung betriebenen elektrischen Verbraucher, beispielsweise Elektromotor, Magnetventil oder dergleichen, umfasst. Dabei ist zur Erhöhung der Sicherheit und Verfügbarkeit eine elektronische Steuereinheit gemäß der Erfindung Bestandteil des sicherheitskritischen Systems ist, um den wenigstens einen Verbraucher anzusteuern.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dazu zeigen
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1 das Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektronischen Steuereinheit mit einem „Low-Side” geschalteten elektrischen Verbraucher,
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2 das Ausführungsbeispiel gemäß 1 mit „High-Side” geschaltetem elektrischen Verbraucher,
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3 das Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektronischen Steuereinheit mit einem „Low-Side” geschalteten elektrischen Verbraucher,
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4 das Ausführungsbeispiel gemäß 3 mit „High-Side” geschaltetem elektrischen Verbraucher, und
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5 das Schaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektronischen Steuereinheit mit einem an einer Brückenschaltung betriebenen elektrischen Verbraucher,
wobei identische Elemente jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
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1 zeigt das Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektronischen Steuereinheit (ECU). Die ECU ist eingangsseitig über Anschlüsse UBAT und GND mit einer Betriebsspannungsquelle UBAT, beispielsweise einer Fahrzeugbatterie, verbunden, wobei an dem Anschluss UBAT das Pluspotential und an dem Anschluss GND das Massepotential, beispielsweise die Fahrzeugmasse, von typischerweise null Volt anliegt. Ausgangsseitig ist an die ECU über die Anschlüsse M+ und M– ein elektrischer (induktiver) Verbraucher Z, beispielsweise ein Elektromotor oder ein Magnetventil als elektrische Last, angeschlossen. Bei dem Elektromotor kann es sich beispielsweise um den Antriebsmotor der Hydraulikpumpe eines Antiblockiersystems (ABS) oder Fahrdynamikregelsystems (ESP) handeln; bei dem Magnetventil kann es sich beispielsweise um ein Stellventil zur Steuerung des Hydraulikdruckes in einem solchen ABS oder ESP handeln.
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Der Verbraucher Z wird an der Betriebsspannung UBAT betrieben. Dazu ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Anschluss M+ unmittelbar mit dem Anschluss UBAT innerhalb der ECU verbunden. Die Ansteuerung des Verbrauchers Z erfolgt mittels eines ersten Schaltelementes T1, beispielsweise eines Bipolartransistors, MOSFET, Relais oder dergleichen. Da das erste Schaltelement T1 den Anschluss M– gegen Masse GND schaltet, liegt eine „Low-Side” Schaltung vor.
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Das erste Schaltelement T1 wird über eine Ansteuerleitung L1 von einem Mikrocomputer MC angesteuert. Dazu wird an einem Ausgang des Mikrocomputers MC ein geeignetes Ansteuerungssignal MCTRL, beispielsweise in Form einer Pulsweitenmodulation (PWM), bereitgestellt. In der Ansteuerleitung L1 ist ein niederohmiger Vor-Widerstand R1 von etwa 220 Ohm vorgesehen.
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Ein hochohmiger „Pull-Down”-Widerstand R2 sorgt dafür, dass die Ansteuerleitung L1 immer dann auf dem vorherbestimmten Massepotential GND liegt, wenn keine Ansteuerung des ersten Schaltelementes T1 erfolgt.
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Mittels einem niederohmigen „Shunt”-Widerstand R3 von etwa 10 Milliohm kann die Stromaufnahme bzw. der Stromverlauf des Verbrauchers Z erfasst werden. Dazu wird die an dem „Shunt”-Widerstand R3 abfallende Spannung UR3 an einem Eingang des Mikrocomputers MC erfasst und von diesem ausgewertet.
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Die ECU umfasst weiterhin einen Spannungsregler VREG, der aus der Betriebsspannung UBAT ein konstantes Betriebspotential VCC von typischerweise fünf Volt für den Betrieb interner Schaltkreise, insbesondere des Mikrocomputers MC, erzeugt. Zur Überwachung der Betriebsspannung UBAT, beispielsweise auf Über- und Unterspannung, ist ein Überwachungsschaltkreis VMON vorgesehen, der im Fall einer fehlerhaften Betriebsspannung UBAT über eine Rücksetzleitung L5 ein Rücksetzsignal RES an einen Eingang des Mikrocomputers MC ausgibt, um diesen in einen definierten Ausgangszustand zu bringen, dem sich eine Initialisierungs- und Testphase anschließt, um einen Neustart der ECU auszuführen.
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Ein hochohmiger „Pull-Up”-Widerstand R4 von etwa 10 Kiloohm sorgt dafür, dass die Rücksetzleitung L5 immer dann auf dem vorherbestimmten Betriebspotential VCC liegt, wenn kein Rücksetzsignal RES ausgegeben wird, also das Rücksetzsignal RES nicht-aktiv ist.
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Somit nimmt das Rücksetzsignal RES hier für den nicht-aktiven Zustand den „High”-Pegel und für den aktiven Zustand den „Low”-Pegel an; oder anders ausgedrückt, das Rücksetzsignal RES ist hier ein „low”-aktives Signal. Das eigentliche Rücksetzen des Mikrocomputers MC erfolgt hier flankengetriggert, also bereits beim Wechsel vom „High”- zum „Low”-Pegel. Daraufhin wird der „Low”-Pegel für eine vorherbestimmte Signaldauer TRES beibehalten, bevor der Wechsel vom „Low”- zum „High”-Pegel erfolgt.
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Ein Sicherheitsschaltkreis CIR umfasst ein zweites Schaltelement T2 und ein drittes Schaltelement T3, die beispielsweise jeweils ein Bipolartransistor, MOSFET, Relais oder dergleichen sein können. Das zweite Schaltelement T2 wird von dem Überwachungsschaltkreis VMON über die Rücksetzleitung L5 angesteuert. In der Rücksetzleitung L5 ist ein niederohmiger Vor-Widerstand R5 von etwa 220 Ohm vorgesehen.
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Ist das Rücksetzsignal RES nicht-aktiv, also wenn die Rücksetzleitung L5 auf dem vorherbestimmten Betriebspotential VCC liegt, ist das zweite Schaltelement T2 durchgeschaltet, so dass ein hochohmiger „Pull-Down”-Widerstand R6 dafür sorgt, dass die Ansteuerleitung L1 auf dem vorherbestimmten Massepotential GND liegt. In diesem Fall bilden die „Pull-Down”-Widerstände R2 und R6 eine Parallelschaltung. Wird beispielsweise für R2 ein Widerstand von etwa 22 Kiloohm und für R6 ein Widerstand von etwa 16 Kiloohm gewählt, so beträgt der Gesamtwiderstand des „Pull-Down”-Zweiges in etwa 10 Kiloohm.
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Das dritte Schaltelement T3 wird von dem zweiten Schaltelement T2 angesteuert. Ist das zweite Schaltelement T2, wie zuvor bei nicht-aktivem Rücksetzsignal RES beschrieben, durchgeschaltet, findet keine Ansteuerung des dritten Schaltelementes T3 statt. Somit sperrt das dritte Schaltelement T3 eine unmittelbare elektrische Verbindung der Ansteuerleitung L1 mit dem vorherbestimmten Massepotential GND.
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Ganz wesentlich für den sich bei nicht-aktivem Rücksetzsignal RES ergebenden Betriebszustand ist, dass die Ansteuerleitung L1 aufgrund der eine Parallelschaltung bildenden „Pull-Down”-Widerstände R2 und R6 zwar immer dann auf dem vorherbestimmten Massepotential GND liegt, wenn kein Ansteuerungssignal MCTRL vorliegt, allerdings eine Ansteuerung des ersten Schaltelementes T1 durch den Mikrocomputer MC jederzeit möglich ist, um einen ordnungsgemäßen Betrieb der ECU bzw. des angeschlossenen Verbrauchers Z zu gewährleisten.
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Bei aktivem Rücksetzsignal RES sperrt das zweite Schaltelement T2. Durch geeignete Wahl des Verhältnisses der dem dritten Schaltelement T3 zugeordneten Widerstände R7 und R8, beispielsweise für R7 einen Widerstand von etwa 10 Kiloohm und für R8 einen Widerstand von etwa 47 Kiloohm, wird erreicht, dass das dritte Schaltelement T3 durchschaltet und somit eine unmittelbare bzw. direkte elektrische Verbindung der Ansteuerleitung L1 mit dem vorherbestimmten Massepotential GND hergestellt wird. Dadurch sperrt das erste Schaltelement T1 für die Signaldauer TRES des Rücksetzsignals RES und der Verbraucher Z wird während der Signaldauer TRES definitiv nicht angesteuert.
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Ganz wesentlich für den sich bei aktivem Rücksetzsignal RES ergebenden Betriebszustand ist, dass das Sperren des ersten Schaltelementes T1 für die Signaldauer TRES des Rücksetzsignals RES unabhängig von dem an dem Ausgang des Mikrocomputers MC bereitgestellten Ansteuerungssignal MCTRL erfolgt. Um eine nahezu optimale Systemsicherheit zu gewährleisten, ist die vorherbestimmte Signaldauer TRES des Rücksetzsignals RES – vorzugsweise um eine vorherbestimmte Zeitdauer TDEF – größer als die Zeitdauer TINI, die der Mikrocomputer MC für die Abarbeitung der Initialisierungs- und Testphase benötigt. Damit ist definitiv ausgeschlossen, dass der Verbraucher Z unbeabsichtigt bzw. fälschlicherweise während der durch das Rücksetzsignal RES ausgelösten Initialisierungs- und Testphase des Mikrocomputers MC angesteuert bzw. eingeschaltet wird.
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Für das dritte Schaltelement T3 kann wie in 1 dargestellt ein digitales Transistorelement T3' eingesetzt werden, in dem die Widerstände R7 und R8 bereits integriert sind, so dass diese als einzelne Elemente entfallen.
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Bei dem Schaltbild gemäß 2 liegt im Unterschied zu dem Schaltbild gemäß 1 eine „High-Side” Schaltung vor, da der Anschluss M– für den Verbraucher Z unmittelbar mit Masse GND verbunden ist und das erste Schaltelement T1 den Anschluss M+ für den Verbraucher Z gegen die Betriebsspannung UBAT schaltet.
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3 zeigt das Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektronischen Steuereinheit (ECU), bei dem gegenüber dem Schaltbild gemäß 1 zusätzlich ein Umschaltelement TS, beispielsweise ein Relais mit Wechselkontakt, Halbleiterrelais oder dergleichen, verwendet wird, um die Betriebsspannung UBAT, an der ein Verbraucher M betrieben wird, umzupolen. Als Verbraucher M kommt hier vorzugsweise ein Elektromotor in Betracht, dessen Einsatzgebiet eine Drehrichtungsumkehr erfordert, beispielsweise eine elektrisches Parkbremse (EPB), bei der mittels einer ersten Drehrichtung die Bremse zugespannt und mittels einer zweiten Drehrichtung die Bremse geöffnet wird.
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Bei dem Schaltbild gemäß 3 liegt wie bei dem Schaltbild gemäß 1 eine „Low-Side” Schaltung vor, da das erste Schaltelement T1 je nach Schaltstellung des Umschaltelementes TS die Anschlüsse M– oder M+ für den Verbraucher M gegen Masse GND schaltet.
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Bei der in 3 dargestellten ersten Schaltstellung des. Umschaltelementes TS ist der Anschluss M+ unmittelbar mit dem Anschluss UBAT innerhalb der ECU verbunden, so dass das erste Schaltelement T1 den Anschluss M– gegen Masse GND schalten kann. Zum Umschalten der Schaltstellung des Umschaltelementes TS wird an einem Ausgang des Mikrocomputers MC ein geeignetes Ansteuerungssignal MDIR, beispielsweise in Form eines Signals mit „High”/„Low” Pegeln, bereitgestellt. Wenn das Umschaltelement TS nach dem Umschalten die zweite Schaltstellung eingenommen hat, ist der Anschluss M– unmittelbar mit dem Anschluss UBAT innerhalb der ECU verbunden, so dass das erste Schaltelement T1 den Anschluss M+ gegen Masse GND schalten kann.
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Vorzugsweise wird das Umschaltelement TS „bistabil” ausgelegt, so dass es die erste und die zweite Schaltstellung auch bei nicht-aktivem Ansteuerungssignal MDIR beibehalten kann. In diesem Fall erfolgt das Umschalten mittels eines impulsförmigen Ansteuerungssignals, demzufolge bei einem Impuls in die jeweils andere Schaltstellung umgeschaltet wird, die bis zum nachfolgenden Impuls beibehalten wird.
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Bei dem Schaltbild gemäß 4 liegt im Unterschied zu dem Schaltbild gemäß 3 eine „High-Side” Schaltung vor, da das erste Schaltelement T1 je nach Schaltstellung des Umschaltelementes TS die Anschlüsse M+ oder M– für den Verbraucher M gegen die Betriebsspannung UBAT schaltet.
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5 zeigt das Schaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektronischen Steuereinheit (ECU), bei dem eine aus ersten Schaltelementen T11, T12, T13 und T14 gebildete Brückenschaltung vorgesehen ist, um ebenfalls die Betriebsspannung UBAT, an der der Verbraucher M betrieben wird, umpolen zu können. Dabei bilden vier erste Schaltelemente T11, T12, T13 und T14 eine H-Brücke bzw. Vollbrücke, deren Brückenzweig der Verbraucher M über die Anschlüsse M+ und M– bildet.
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Die ersten Schaltelemente T11, T12, T13 und T14 werden über Ansteuerleitungen L11, L12, L13 und L14 von dem Mikrocomputer MC angesteuert. Dazu werden an Ausgängen des Mikrocomputers MC geeignete Ansteuerungssignale MCTRL1, MCTRL2, MCTRL3 und MCTRL4, beispielsweise in Form von Pulsweitenmodulationen (PWM), bereitgestellt.
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Sofern es sich bei dem Verbraucher M hier ebenfalls um einen Elektromotor handelt, dessen Einsatzgebiet eine Drehrichtungsumkehr erfordert, werden, um den Elektromotor in der ersten Drehrichtung zu betreiben, nur die ersten Schaltelemente T12 und T13 gleichzeitig angesteuert, so dass das auf der „High-Side” angeordnete erste Schaltelement T12 den Anschluss M+ gegen die Betriebsspannung UBAT und das auf der „Low-Side” angeordnete erste Schaltelement T13 den Anschluss M– gegen die Masse GND schaltet. Entsprechend werden, um den Elektromotor in der zweiten Drehrichtung zu betreiben, nur die ersten Schaltelemente T11 und T14 gleichzeitig angesteuert, so dass das auf der „High-Side” angeordnete erste Schaltelement T11 den Anschluss M– gegen die Betriebsspannung UBAT und das auf der „Low-Side” angeordnete erste Schaltelement T14 den Anschluss M+ gegen die Masse GND schaltet.
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Den Ansteuerleitungen L13 und L14 ist hier jeweils ein Sicherheitsschaltkreis CIR' zugeordnet. Dieser Sicherheitsschaltkreis CIR' ergibt sich durch Integration des Sicherheitsschaltkreises CIR und der Widerstände R1 und R2 (siehe Schaltbilder gemäß 1 bis 4), und ist in der Funktion mit dem Sicherheitsschaltkreis CIR identisch. Von daher weisen die Ansteuerleitungen L11 und L12, denen hier jeweils kein Sicherheitsschaltkreis CIR' zugeordnet ist, wie bei den Schaltbildern gemäß 1 bis 4 jeweils den Vor-Widerstand R1 und den „Pull-Down”-Widerstand R2 auf.
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Die den Ansteuerleitungen L13 und L14 zugeordneten Schalkreise CIR' sind jeweils an die Rücksetzleitung L5 angeschlossen, um bei aktivem Rücksetzsignal RES eine unmittelbare elektrische Verbindung der Ansteuerleitungen L13 und L14 mit dem vorherbestimmten Massepotential GND für die Signaldauer TRES des Rücksetzsignals RES herzustellen.
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Auch wenn hier insgesamt vier Ansteuerleitungen L11, L12, L13 und L14 und vier erste Schaltelemente T11, T12, T13 und T14 vorgesehen sind, so ist dennoch nur zwei Ansteuerleitungen bzw. zwei ersten Schaltelementen jeweils ein Sicherheitsschaltkreis CIR' zuzuordnen, um zu verhindern, dass der Elektromotor M unbeabsichtigt bzw. fälschlicherweise während der durch das Rücksetzsignal RES ausgelösten Initialisierungs- und Testphase des Mikrocomputers MC angesteuert bzw. eingeschaltet wird. Somit ergeben sich vier Möglichkeiten für die Zuordnung der zwei Sicherheitsschaltkreise CIR' zu den vier ersten Schaltelementen.
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Die erste Möglichkeit ist bei dem Schaltbild gemäß 5 dargestellt. Ein Sicherheitsschaltkreis CIR' ist jeweils den beiden auf der „Low-Side” angeordneten ersten Schaltelementen T13 und T14 zugeordnet, die im Normalbetrieb niemals gleichzeitig angesteuert werden, da ansonsten die Anschlüsse M+ und M– kurzgeschlossen werden.
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Als zweite Möglichkeit kann ein Sicherheitsschaltkreis CIR' jeweils den beiden auf der „High-Side” angeordneten ersten Schaltelemente T11 und T12 zugeordnet werden, die im Normalbetrieb niemals gleichzeitig angesteuert werden, da ansonsten die Anschlüsse M+ und M– kurzgeschlossen werden.
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Eine dritte Möglichkeit besteht darin, einen Sicherheitsschaltkreis CIR' dem auf der „Low-Side” angeordneten ersten Schaltelement T13 und einen Sicherheitsschaltkreis CIR' dem auf der „High-Side” angeordneten ersten Schaltelement T11 zuzuordnen, die im Normalbetrieb niemals gleichzeitig angesteuert werden, da ansonsten die Betriebsspannung UBAT gegen die Masse GND kurzgeschlossen wird.
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Als vierte Möglichkeit verbleibt dann noch, einen Sicherheitsschaltkreis CIR' dem anderen auf der „Low-Side” angeordneten ersten Schaltelement T12 und einen Sicherheitsschaltkreis CIR' dem anderen auf der „High-Side” angeordneten ersten Schaltelement T14 zuzuordnen, die im Normalbetrieb niemals gleichzeitig angesteuert werden, da ansonsten die Betriebsspannung UBAT gegen die Masse GND kurzgeschlossen wird.
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Zusammenfassend betrachtet ist folglich immer nur denjenigen beiden Ansteuerleitungen bzw. ersten Schaltelementen, die im Normalbetrieb niemals gleichzeitig angesteuert werden, jeweils ein Sicherheitsschaltkreis CIR' zuzuordnen.
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Abschließend sei noch erwähnt, dass anhand von 1 bis 5 beispielhaft bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert wurden, weshalb es im Ermessen eines Fachmanns liegt, im Umfang der Ansprüche und der Beschreibung Abänderungen und Kombinationen, insbesondere in Bezug auf die Wahl der Bezugspotentiale und Signalpegel bzw. Signallogik sowie der Integration von Sicherheitsschaltkreisen und Elementen, vorzunehmen.
