-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung für eine Kamera eines Kraftfahrzeugs mit einem Videoeingang zum Empfangen eines Videosignals, mit einem Verstärker zum Verstärken des empfangenen Videosignals, mit zumindest einem Videoausgang, welcher mit einem Verstärkerausgang des Verstärkers elektrisch verbunden ist, wobei an dem zumindest einen Videoausgang eine Verbindungsleitung zum Verbinden der Überwachungsvorrichtung mit einer Anzeigevorrichtung des Kraftfahrzeugs anordenbar ist, und mit einer Recheneinrichtung zum Erkennen eines Kurzschlusses an der Verbindungsleitung. Die Erfindung betrifft außerdem eine Kamera mit einer solchen Überwachungsvorrichtung. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer derartigen Kamera.
-
Das Interesse richtet sich vorliegend insbesondere auf Kameras für Kraftfahrzeuge. Derartige Kameras können beispielsweise Teil eines Fahrerassistenzsystems des Kraftfahrzeugs sein, mit dem der Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs erfasst werden kann. Hierbei kann es insbesondere vorgesehen sein, dass mehrere Kameras verteilt an dem Kraftfahrzeug angeordnet sind. Der mit den Kameras erfasste Umgebungsbereich beziehungsweise die mit den Kameras bereitgestellten Videodaten können dem Fahrer des Kraftfahrzeugs beispielsweise auf einer entsprechenden Anzeigevorrichtung dargestellt werden. Auf diese Weise kann der Fahrer beim Führen des Kraftfahrzeugs unterstützt werden.
-
Die Kameras weisen üblicherweise eine entsprechende Videoausgangsschaltung auf. Diese umfasst einen Verstärker, mit dem ein Videosignal, das beispielsweise von einem Bildsensor oder einer Bildverarbeitungseinrichtung der Kamera bereitgestellt wird, verstärkt werden kann. Das verstärkte Videosignal kann an einem Videoausgang bereitgestellt werden. Dieser Videoausgang kann über eine entsprechende Verbindungsleitung mit der Anzeigevorrichtung verbunden werden. Somit können die verstärkten Videodaten zu der Anzeigevorrichtung übertragen werden. In einem Fehlerfall beziehungsweise bei einer fehlerhaften Montage kann die Verbindungsleitung einen Kurzschluss aufweisen. Dabei muss die Kamera beziehungsweise die Videoausgangsschaltung so ausgelegt sein, dass sie einen derartigen Kurzschluss, insbesondere einen Kurzschluss gegen Masse, unbeschadet übersteht. Zudem kann es vorgesehen sein, dass eine entsprechende Recheneinrichtung vorgesehen ist, welche dazu ausgelegt ist, einen Kurzschluss an der Versorgungsleitung zu erfassen.
-
In diesem Zusammenhang beschreibt die
US 2013/0258077 A1 ein Anzeigesystem für ein Kraftfahrzeug, welches eine Diagnoseschaltung umfasst. Mit der Diagnoseschaltung kann ein elektrischer Strom erfasst werden, der von einer Spannungsversorgung in den Verstärker fließt. Anhand des Stromflusses kann mit der Diagnoseschaltung überprüft werden, ob die Verbindungsleitung zwischen dem Verstärker und einer Anzeige einen offenen Stromkreis aufweist oder ob ein Kurzschluss gegen Masse vorliegt.
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie ein Kurzschluss an einer Verbindungsleitung zwischen einer Kamera und einer Anzeigevorrichtung eines Kraftfahrzeugs zuverlässiger erkannt werden kann.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Überwachungsvorrichtung, durch eine Kamera sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
-
Eine erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung für eine Kamera eines Kraftfahrzeugs umfasst einen Videoeingang zum Empfangen eines Videosignals. Darüber hinaus umfasst die Überwachungsvorrichtung einen Verstärker zum Verstärken des empfangenen Videosignals. Darüber hinaus umfasst die Überwachungsvorrichtung zumindest einen Videoausgang, welcher mit einem Verstärkerausgang des Verstärkers elektrisch verbunden ist und an welchem eine Verbindungsleitung zum Verbinden der Überwachungsvorrichtung mit einer Anzeigevorrichtung des Kraftfahrzeugs anordenbar ist. Des Weiteren umfasst die Überwachungsvorrichtung eine Recheneinrichtung zum Erkennen eines Kurzschlusses an der Verbindungsleitung. Zudem weist die Überwachungsvorrichtung eine Messeinrichtung auf, welche dazu ausgelegt ist, eine an dem zumindest einen Videoausgang anliegende elektrische Spannung zu erfassen. Die Recheneinrichtung ist außerdem dazu ausgelegt, den Kurzschluss anhand der mit der Messeinrichtung erfassten elektrischen Spannung zu erkennen.
-
Die Überwachungsvorrichtung ist Teil einer Kamera eines Kraftfahrzeugs. Die Kamera kann beispielsweise an dem Kraftfahrzeug angeordnet werden, um einen Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs zu erfassen. Die Überwachungsvorrichtung kann eine Videoausgangsschaltung aufweisen, mit der an einem Videoeingang ein Videosignal empfangen werden kann. Dieses Videosignal kann beispielsweise von einem Bildsensor oder einer Bildverarbeitungseinrichtung der Kamera bereitgestellt werden. Darüber hinaus umfasst die Überwachungsvorrichtung einen Verstärker, dessen Verstärkereingang mit dem Videoeingang elektrisch verbunden sein kann. Somit kann der Verstärker das Videosignal empfangen und entsprechend verstärken. Das verstärkte Videosignal kann an einem Verstärkerausgang des Verstärkers bereitgestellt werden. Der Verstärkerausgang des Verstärkers ist wiederum elektrisch mit zumindest einem Videoausgang der Überwachungsvorrichtung verbunden. Somit kann das verstärkte Videosignal an dem Videoausgang der Überwachungsvorrichtung bereitgestellt werden. Dieser Videoausgang kann mit einer entsprechenden Verbindungsleitung beziehungsweise einer Datenleitung mit einer Anzeigevorrichtung des Kraftfahrzeugs verbunden werden. Somit können beispielsweise einem Fahrer des Kraftfahrzeugs die von der Kamera aufgenommenen Videodaten auf der Anzeigevorrichtung dargestellt werden.
-
Die Überwachungsvorrichtung weist zudem eine Messeinrichtung auf, mit der eine elektrische Spannung an dem zumindest einen Videoausgang erfasst werden kann. Ferner ist eine Recheneinrichtung vorgesehen, die mit der Messeinrichtung elektrisch verbunden ist. Die Recheneinrichtung kann beispielsweise durch einen entsprechenden Mikrocontroller bereitgestellt werden, der einen Analog-Digital-Wandler umfasst. Somit kann die mit der Messeinrichtung erfasste analoge Messspannung mittels der Recheneinrichtung entsprechend ausgewertet werden. Falls die Verbindungsleitung, die mit dem Videoausgang elektrisch verbunden ist, einen Kurzschluss, insbesondere einen Kurzschluss gegenüber Masse, aufweist, fällt die elektrische Spannung an dem Videoausgang ab. Dies kann mittels der Recheneinrichtung erkannt werden. Somit kann durch ein direktes Überprüfen der Spannung an dem Videoausgang ein Kurzschluss zuverlässig erkannt werden.
-
Bevorzugt ist die Recheneinrichtung dazu ausgelegt, den Kurzschluss anhand eines Vergleichs der erfassten elektrischen Spannung mit einem vorbestimmten Schwellenwert zu erkennen. Die Recheneinrichtung kann die mit der Messeinrichtung erfasste elektrische Spannung entsprechend auswerten und mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleichen. Wenn die erfasste elektrische Spannung beispielsweise geringer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, kann davon ausgegangen werden, dass die Verbindungsleitung einen Kurzschluss aufweist. Somit kann auf einfache und zuverlässige Weise ein Kurzschluss der Verbindungsleitung erkannt werden.
-
Gemäß einer Ausführungsform ist die Recheneinrichtung dazu ausgelegt, den Verstärker in Abhängigkeit von der erfassten elektrischen Spannung anzusteuern. Die Recheneinrichtung kann einen Ausgang aufweisen, mit dem ein Steuersignal zum Ansteuern des Verstärkers bereitgestellt werden kann. Insbesondere kann die Recheneinrichtung mit einem Steuereingang des Verstärkers verbunden sein. Somit kann die Recheneinrichtung den Verstärker beispielsweise aktivieren oder deaktivieren. Insbesondere kann die Recheneinrichtung den Verstärker deaktivieren, falls ein Kurzschluss an der Verbindungsleitung erkannt wurde. Somit kann eine Beschädigung der elektronischen Bauteile verhindert werden.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Recheneinrichtung dazu ausgelegt ist, den Verstärker in einem Diagnosebetrieb zu betreiben, wobei die Recheneinrichtung den Verstärker während des Diagnosebetriebs periodisch jeweils für eine vorbestimmte zeitliche Dauer aktiviert. Die Recheneinrichtung kann den Verstärker in einem Diagnosebetrieb betreiben. Der Diagnosebetrieb dient insbesondere dazu, einen Kurzschluss an der Versorgungsleitung zu erkennen. Der Diagnosebetrieb kann beispielsweise nach der Montage der Kamera an dem Kraftfahrzeug oder nach dem Starten des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden. Ebenso ist es denkbar, dass der Diagnosebetrieb zu vorbestimmten zeitlichen Zeitpunkten durchgeführt wird. Während des Diagnosebetriebs wird der Verstärker mittels der Recheneinrichtung periodisch aktiviert und deaktiviert. Während des Aktivierens des Verstärkers für die vorbestimmte zeitliche Dauer kann jeweils die elektrische Spannung an dem Videoausgang der Messeinrichtung erfasst werden und mittels der Recheneinrichtung ausgewertet werden. Durch den gepulsten Betrieb des Verstärkers ist die elektrische Leistung, mit der die elektronischen Bauelemente der Überwachungsvorrichtung beziehungsweise der Videoausgangsschaltung betrieben werden, geringer als bei einem kontinuierlichen Betrieb. Somit kann eine Beschädigung der Bauelemente verhindert werden. Zudem können die Bauelemente insbesondere für eine geringere elektrische Leistung ausgelegt werden.
-
Gemäß einer Ausführungsform ist die Recheneinrichtung dazu ausgelegt, den Verstärker in dem Diagnosemodus zu betreiben, falls die während der vorbestimmten zeitlichen Dauer erfasste elektrische Spannung den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Wenn der Verstärker in dem Diagnosebetrieb für die vorbestimmte zeitliche Dauer aktiviert wird, kann hierbei überprüft werden, ob die elektrische Spannung an dem Videoausgang den Schwellenwert unterschreitet. Ist dies der Fall, liegt mit großer Wahrscheinlichkeit ein Kurzschluss an der Versorgungsleitung vor. In diesem Fall wird der Verstärker mit der Recheneinrichtung weiterhin in dem Diagnosemodus betrieben. Der Verstärker wird also gepulst aktiviert, wobei jeweils während des Aktivierens für die vorbestimmte zeitliche Dauer das Vorhandensein eines Kurzschlusses überprüft wird.
-
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Recheneinrichtung dazu ausgelegt, den Verstärker zu aktivieren, falls die während der vorbestimmten zeitlichen Dauer erfasste elektrische Spannung dem vorbestimmten Schwellenwert entspricht oder diesen überschreitet. Falls während der vorbestimmten zeitlichen Dauer, während der der Verstärker aktiviert wird, erkannt wird, dass die elektrische Spannung an dem Videoausgang größer oder gleich dem Schwellenwert ist, kann davon ausgegangen werden, dass kein Kurzschluss an der Versorgungsleitung vorhanden ist. In diesem Fall wird dann der Verstärker mittels der Recheneinrichtung dauerhaft aktiviert. Somit kann das Videosignal verstärkt werden und an dem Videoausgang bereitgestellt werden. Von dem Videoausgang kann dann das verstärkte Videosignal über die Verbindungsleitung zu der Anzeigevorrichtung übertragen werden. Somit kann das Videosignal auf der Anzeigevorrichtung dargestellt werden, wenn kein Kurzschluss an der Versorgungsleitung mehr vorhanden ist.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die vorbestimmte zeitliche Dauer in Abhängigkeit von einer maximalen Verlustleistung zumindest eines Widerstands bestimmt wird, welcher zwischen den Verstärkerausgang und den Videoausgang geschaltet ist. Zwischen dem Verstärkerausgang und dem Videoausgang ist ein vorbestimmter elektrischer Widerstand angeordnet, der insbesondere dazu dient, das verstärkte Videosignal an den Leitungswiderstand der Verbindungsleitung anzupassen. Bisher wurde dieser elektrische Widerstand bezüglich seiner maximalen Verlustleistung so ausgelegt, dass dieser kontinuierlich bei einem Kurzschluss der Versorgungsleitung betrieben werden kann. Dadurch, dass die Recheneinrichtung den Verstärker beim Vorliegen eines Kurzschlusses in dem Diagnosemodus gepulst betreibt, wird die maximale Verlustleistung, die an dem Widerstand abfällt, reduziert. Somit kann beispielsweise ein elektrischer Widerstand mit einer geringeren maximalen Verlustleistung verwendet werden. Die vorbestimmte zeitliche Dauer beziehungsweise die Pulsfolge, mittels welcher der Verstärker aktiviert wird, kann in Abhängigkeit von der maximalen Verlustleistung des Widerstands bestimmt werden. Dies ermöglicht die Verwendung des elektrischen Widerstands, der geringere räumliche Abmessungen aufweist. Dies ermöglicht es, weitere elektronische Bauteile auf einer Leiterplatte anzuordnen.
-
Bevorzugt ist der zumindest eine Widerstand als oberflächenmontiertes Bauelement ausgebildet und weist eine 0402-Bauform auf. Aus dem Stand der Technik ist es beispielsweise bekannt, für den elektrischen Widerstand zwischen dem Verstärkerausgang und dem Videoausgang eine 1206-Bauform zu verwenden. Durch die Verwendung einer 0402-Bauform kann eine deutlich Bauraum sparendere Anordnung erreicht werden.
-
Bevorzugt weist die Überwachungsvorrichtung einen ersten Videoausgang und einen zweiten Videoausgang auf und der Verstärker weist einen ersten Verstärkerausgang, der mit dem ersten Videoausgang elektrisch verbunden ist, und einen zweiten Verstärkerausgang, der mit dem zweiten Videoausgang elektrisch verbunden ist, auf. In diesem Fall kann der Verstärker beispielsweise als Differenzverstärker ausgebildet sein, wobei die verstärkten Signalanteile des Videosignals an den jeweiligen Videoausgängen bereitgestellt werden. Dabei kann die Messeinrichtung dazu ausgebildet sein, die an dem ersten Videoausgang und an dem zweiten Videoausgang anliegende elektrische Spannung zu erfassen. Es kann auch vorgesehen sein, dass für jeden Videoausgang eine separate Messeinrichtung vorgesehen ist. Die Recheneinrichtung kann dann für jede der Messeinrichtungen einen separaten Eingang aufweisen. Somit kann die Recheneinrichtung einen Kurzschluss der Verbindungsleitung, die mit dem ersten Videoausgang verbunden ist und/oder einen Kurzschluss der Verbindungsleitung, die mit dem zweiten Videoausgang verbunden ist, erfassen. Zudem kann die Recheneinrichtung dazu ausgelegt sein, den ersten und/oder den zweiten Verstärkerausgang anzusteuern.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Überwachungsvorrichtung dazu ausgelegt ist, das verstärkte Videosignal an dem zumindest einen Videoausgang in einem NTSC-Format bereitzustellen. Das NTSC-Format (NTSC – National Television Systems Committee) stellt einen Standard für Videosignale dar. Somit kann die Überwachungsvorrichtung mit einer entsprechenden Anzeigevorrichtung verbunden werden, die für dieses Format ausgelegt ist.
-
Eine erfindungsgemäße Kamera umfasst eine erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung. Die Kamera kann beispielsweise außen an dem Kraftfahrzeug montiert werden. Hierzu kann die Kamera eine Kraftfahrzeug-Befestigungseinrichtung zur Befestigung der Kamera an dem Kraftfahrzeug aufweisen.
-
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst zumindest eine erfindungsgemäße Kamera. Die zumindest eine Kamera kann beispielsweise Teil eines Fahrerassistenzsystems des Kraftfahrzeugs sein. Mit der zumindest einen Kamera kann dann der Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs erfasst werden. Der erfasste Umgebungsbereich kann dann auf der Anzeigevorrichtung dargestellt werden. Die Kamera kann beispielsweise dazu genutzt werden, den Fahrer beim Rückwärtsfahren beziehungsweise beim Einparken zu unterstützen. Wenn das Kraftfahrzeug mehrere Kameras umfasst, können diese beispielsweise dazu dienen, eine Rundumsicht um das Kraftfahrzeug zu ermöglichen. Die Kameras können auch Teil eines sogenannten elektronischen Rückspiegels sein.
-
Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Kamera sowie das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
-
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen.
-
Mit den Angaben „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „horizontal“, „vertikal“, „Tiefenrichtung“, „Breitenrichtung“, „Höhenrichtung“ etc. sind die bei bestimmungsgemäßem Gebrauch und bestimmungsgemäßem Anordnen der Kamera an dem Kraftfahrzeug und bei einem dann vor der Kamera stehenden und in Richtung der Kamera blickenden Beobachter gegebenen Positionen und Orientierungen angegeben.
-
Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
-
Dabei zeigen:
-
1 ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches ein Fahrerassistenzsystem mit vier Kameras aufweist;
-
2 eine schematische Darstellung einer Überwachungsvorrichtung der Kamera, die mit einer Anzeigevorrichtung des Kraftfahrzeugs mittels einer Verbindungsleitung verbunden ist;
-
3 eine Schaltung der Überwachungsvorrichtung;
-
4 ein Ausgangssignal eines Operationsverstärkers der Überwachungsvorrichtung in Abhängigkeit von der Zeit; und
-
5 Abmessungen von Widerständen der Überwachungsvorrichtung im Vergleich zu Widerständen, die gemäß dem Stand der Technik verwendet werden.
-
In den Figuren werden gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht. Das Kraftfahrzeug 1 ist in dem vorliegenden Fall als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2, welches wiederum eine Steuereinrichtung 3 umfasst, die beispielsweise durch ein elektronisches Steuergerät des Kraftfahrzeugs 1 gebildet sein kann. Darüber hinaus umfasst das Kraftfahrzeug 1 beziehungsweise das Fahrerassistenzsystem 2 zumindest eine Kamera 4. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst das Kraftfahrzeug 1 vier Kameras 4, die verteilt an dem Kraftfahrzeug 1 angeordnet sind. Dabei ist eine der Kameras 4 an einem Heckbereich 5 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet und eine der Kameras 4 ist an einem Frontbereich 8 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Die übrigen Kameras 4 sind in einem jeweiligen Seitenbereich 6, insbesondere einem Bereich der Seitenspiegel, angeordnet. Die Anzahl und Anordnung der Kameras 4 ist vorliegend rein beispielhaft zu verstehen.
-
Mit den Kameras 4 kann ein Umgebungsbereich 7 des Kraftfahrzeugs 1 erfasst werden. Die vier Kameras 4 sind bevorzugt baugleich ausgebildet. Insbesondere kann mit den jeweiligen Kameras 4 jeweils ein Videosignal bereitgestellt werden, welches den Umgebungsbereich 7 teilweise zeigt. Die mit den Kameras 4 erfassten Videosignale können an eine Anzeigevorrichtung 9 des Kraftfahrzeugs 1 übertragen werden. Die Anzeigevorrichtung 9 kann beispielsweise ein Bildschirm sein, der in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet ist. Zudem ist die Steuereinrichtung 3 mit der Anzeigevorrichtung 9 zur Datenübertragung verbunden. Somit kann die Anzeigevorrichtung 9 mittels der Steuereinrichtung 3 angesteuert werden.
-
2 zeigt eine stark vereinfachte Darstellung einer Überwachungsvorrichtung 10 der Kamera 4. Die Überwachungsvorrichtung 10 ist Teil einer jeweiligen Kamera 4. Die Überwachungsvorrichtung 10 kann eine hier nicht dargestellte Leiterplatte umfassen, auf der elektronische Bauelemente angeordnet sind. Diese elektronischen Bauelemente können eine Videoausgangsschaltung mit der Kamera 4 bilden. Zudem umfasst die Überwachungsvorrichtung 10 einen Videoeingang 11, welcher dazu dient, ein Videosignal, das beispielsweise von einem Bildsensor oder einer Bildverarbeitungseinrichtung der Kamera 4 bereitgestellt wird, zu empfangen. Wie nachfolgend näher erläutert, kann mittels der Überwachungsvorrichtung 10 das Videosignal entsprechend verstärkt werden und an zumindest einem Videoausgang 12, 13 bereitgestellt werden. Vorliegend umfasst die Überwachungsvorrichtung 10 einen ersten Videoausgang 12 und einen zweiten Videoausgang 13. Die Videoausgänge 12, 13 sind über eine Verbindungsleitung 14 mit der Anzeigevorrichtung 9 zur Datenübertragung verbunden. Die Anzeigevorrichtung 9 umfasst einen elektrischen Widerstand 15, der beispielsweise eine Last von 75 Ω darstellen kann. Die Überwachungsvorrichtung 10 dient dazu, einen Kurzschluss der Verbindungsleitung 14, insbesondere einen Kurzschluss gegen Masse, zu erkennen.
-
3 zeigt eine Schaltung der Überwachungsvorrichtung 10. Hierbei ist zu erkennen, dass der Videoeingang 11 mit einem Verstärkereingang 16 eines Verstärkers 17 verbunden ist. Der Verstärker 17 ist insbesondere als Videoverstärker ausgebildet. Zudem ist ein Widerstand R1 parallel zu dem Videoeingang 11 geschaltet und mit Masse verbunden. Die Schaltung wird mit einer Versorgungsspannung VCC versorgt. Der Versorgungsspannungsanschluss ist über eine Impedanz Z1 und einen parallel geschalteten Kondensator C1 mit einem Versorgungsanschluss 18 des Verstärkers 17 verbunden. Darüber hinaus umfasst die Schaltung beziehungsweise die Überwachungsvorrichtung 10 eine Recheneinrichtung 19, die beispielsweise durch einen Mikrocontroller gebildet sein kann. Die Recheneinrichtung 19 umfasst einen Ausgang 20, der mit einem Steuereingang 21 des Operationsverstärkers 17 verbunden ist. Somit kann die Recheneinrichtung 19 den Operationsverstärker 17 ansteuern beziehungsweise diesen aktivieren oder deaktivieren. Der Ausgang 20 der Recheneinrichtung 19 ist zudem über einen Widerstand R2 mit dem Versorgungsanschluss 18 des Operationsverstärkers 17 verbunden. Ein weiterer Eingang 22 des Operationsverstärkers 17 ist mit einer Bias-Spannung verbunden.
-
Der Verstärker 17 ist als Differenzverstärker ausgebildet und weist einen ersten Verstärkerausgang 23, der elektrisch mit dem ersten Videoausgang 12 verbunden ist, und einen zweiten Verstärkerausgang 24, der elektrisch mit dem zweiten Videoausgang 13 verbunden ist, auf. Somit können an den Videoausgängen 12, 13 verstärkte Videosignale bereitgestellt werden. Der erste Verstärkerausgang 23 ist mit einem Widerstand R3 elektrisch verbunden. Zudem ist der zweite Verstärkerausgang 24 mit einem elektrischen Widerstand R4 elektrisch verbunden. Die elektrischen Widerstände R3, R4 dienen dazu, den Leitungswiderstand anzupassen. Der Widerstand R3 ist zudem über eine Impedanz Z2 mit einem parallel geschalteten Kondensator C2 auf dem ersten Videoausgang verbunden. Der Widerstand R4 ist über eine Impedanz Z3 und einen parallel geschalteten Kondensator C3 mit dem zweiten Videoausgang 13 verbunden. Zudem sind zwischen dem ersten Videoausgang 12 und dem zweiten Videoausgang 13 die Dioden D1, D2, D3 und D4 zur Spannungsbegrenzung geschaltet.
-
Die Schaltung beziehungsweise die Überwachungsvorrichtung 10 umfasst ferner Messeinrichtungen 25. Eine der Messeinrichtungen 25 dient dazu, eine elektrische Spannung V1 am ersten Videoausgang 12 zu erfassen. Zudem dient eine Messeinrichtung 25 dazu, eine elektrische Spannung V2 am zweiten Videoausgang 13 zu erfassen. Die Messeinrichtungen 25 umfassen jeweils einen Spannungsteiler, der durch die Widerstände R5 und R6 gebildet ist. Zudem umfassen die Messeinrichtungen 25 einen Tiefpassfilter, der jeweils den Widerstand R7 und den Kondensator C4 umfasst.
-
An einem ersten Ausgang 26 kann dann ein erstes Signal bereitgestellt werden, welches die elektrische Spannung V1 am ersten Videoausgang beschreibt. Zudem kann an einem zweiten Ausgang 27 ein zweites Ausgangssignal bereitgestellt werden, welches die elektrische Spannung V2 an dem zweiten Videoausgang 13 beschreibt. Dabei ist der erste Ausgang 26 mit einem ersten Eingang 28 der Recheneinrichtung 19 und der zweite Ausgang 27 mit einem zweiten Eingang 29 der Recheneinrichtung 19 verbunden. Die Recheneinrichtung 19 kann einen entsprechenden Analog-Digital-Wandler aufweisen, um die Ausgangssignale in digitale Werte zu wandeln. Auf diese Weise können die elektrischen Spannungen V1, V2 mit der Recheneinrichtung 19 überprüft werden.
-
Mittels der Recheneinrichtung 19 soll nun erkannt werden, ob an der Verbindungsleitung 14 ein Kurzschluss, insbesondere ein Kurzschluss gegenüber Masse, vorliegt. Hierzu wird der Verstärker 17 mittels der Recheneinrichtung 19 in einem Diagnosemodus betrieben. Hierbei wird der Operationsverstärker 17 gepulst aktiviert und wieder deaktiviert. Dies ist im Zusammenhang mit 4 erläutert. 4 zeigt ein Diagramm, welches das Ausgangssignal A des Verstärkers 17 in Abhängigkeit von der Zeit t beschreibt. Hierbei ist zu erkennen, dass der Verstärker 17 periodisch für eine bestimmte zeitliche Dauer t1 aktiviert wird und anschließend über eine vorbestimmte zeitliche Dauer t2 deaktiviert wird. Während der vorbestimmten zeitlichen Dauer t1, die beispielsweise 20 ms betragen kann, wird der Verstärker 17 aktiviert. Während dieser zeitlichen Dauer t1 werden die elektrischen Spannungen V1, V2 mittels der Messeinrichtungen 25 bestimmt und an die Recheneinrichtung 19 übertragen. Die Recheneinrichtung 19 kann die elektrischen Spannungen V1, V2 jeweils mit einem vorbestimmten Schwellwert, der beispielsweise 50 mV betragen kann, vergleichen. Wenn die jeweiligen elektrischen Spannungen V1, V2 den Schwellenwert unterschreiten, liegt üblicherweise ein Kurzschluss an der Verbindungsleitung 14 vor. In diesem Fall wird der Verstärker 17 mittels der Recheneinrichtung 19 weiterhin in dem Diagnosemodus betrieben. Das heißt, nach der vorbestimmten zeitlichen Dauer t2, die beispielsweise 980 ms betragen kann, wird der Verstärker 17 erneut für die vorbestimmte zeitliche Dauer t1 aktiviert. Hierbei werden erneut die Spannungen V1, V2 überprüft. Falls die elektrischen Spannungen V1, V2 größer oder gleich als der vorbestimmte Schwellenwert sind, wird der Verstärker 17 dauerhaft aktiviert und somit das Videosignal verstärkt und an die Anzeigevorrichtung 9 übertragen.
-
Die Widerstände R3 und R4 können beispielsweise einen elektrischen Widerstand von 37,4 Ω aufweisen. Falls ein Kurzschluss der Versorgungsleitung 14 vorliegt, fließt durch die Widerstände R3, R4 beispielsweise jeweils ein elektrischer Strom von 60 mA. Die Verlustleistung der Widerstände R3, R4 ergibt sich dabei jeweils zu: P = I2·R = (60 mA)2·37,4 Ω = 134 mW.
-
Im Betrieb der Kamera 4 ergeben sich üblicherweise im Innenraum der Kamera 4 Temperaturen von 85 °C. Die Temperatur der Widerstä nde R3, R4 kann dabei 105 °C betragen. Um eine dauerhafte Belastung infolge eines Kurzschlusses der Versorgungsleitung 14 zu erreichen, müsste hierzu ein elektrischer Widerstand mit einer 1206-Bauform gewählt werden. Durch die gepulste Ansteuerung des Verstärkers 17 wird es möglich, die Widerstände R3, R4 in einer 0402-Bauform zu wählen. Dabei ist die vorbestimmte zeitliche Dauer t1 von 20 ms an die maximale Verlustleistung dieser Bauform angepasst.
-
5 zeigt auf der linken Seite die beiden Widerstände R3, R4, die eine 1206-Bauform aufweisen. In diesem Fall weisen die beiden nebeneinander angeordneten Widerstände R3, R4 eine Breite b1 von 4,62 mm und eine Länge l1 von 4,09 mm auf. Wenn die Widerstände R3, R4 eine 0402-Bauform aufweisen, weisen die beiden nebeneinander angeordneten Widerstände R3, R4 eine Breite b2 von 1,8 mm und eine Länge l2 von 1,5 mm auf. Dies ermöglicht es, Bauraum auf der Leiterplatte der Überwachungsvorrichtung 10 einzusparen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 2013/0258077 A1 [0004]
