DE102022211724A1

DE102022211724A1 - Output driver for a vehicle control unit

Info

Publication number: DE102022211724A1
Application number: DE102022211724.7A
Authority: DE
Inventors: Volodymyr Sotnikov; Ruediger Karner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-11-07
Filing date: 2022-11-07
Publication date: 2024-05-08

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ausgangstreiber (10) für ein Steuergerät (1) eines Fahrzeugs, mit mindestens einem Treiberelement (T) und mindestens einer Auswerte- und Steuereinheit (12), welche ausgeführt ist, über das mindestens eine Treiberelement (T) an einem Ausgangskontakt (3) eine Ausgangsspannung (UA) einzustellen, wobei mindestens ein Lastwiderstand (RL) über eine externe Ausgangsleitung (AL) mit dem Ausgangskontakt (3) verbindbar ist, wobei eine erste Messvorrichtung (14) die Ausgangsspannung (UA) am Ausgangskontakt (3) kontinuierlich erfasst, wobei die mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit (12) weiter ausgeführt ist, ein Messergebnis der ersten Messvorrichtung (14) auszuwerten und in Kombination mit mindestens einer weiteren Messvorrichtung (16), welche einen Laststrom (IL) durch das mindestens eine Treiberelement (T) erfasst, oder in Kombination mit einer Strombereitstellungsvorrichtung (20), welche einen Messstrom in den Ausgangskontakt einprägt, eine Unterbrechung der am Ausgangskontakt (3) angeschlossenen externen Ausgangsleitung (AL) oder einen Kurzschluss der am Ausgangskontakt (3) angeschlossenen externen Ausgangsleitung (AL) zu einer Versorgungsspannung (UB) oder nach Masse zu erkennen, sowie ein Verfahren zur Überwachung einer externen Ausgangsleitung (AL), welche an einem Ausgangskontakt (3) eines solchen Ausgangstreibers (10) angeschlossen ist.The invention relates to an output driver (10) for a control device (1) of a vehicle, with at least one driver element (T) and at least one evaluation and control unit (12) which is designed to set an output voltage (UA) at an output contact (3) via the at least one driver element (T), wherein at least one load resistor (RL) can be connected to the output contact (3) via an external output line (AL), wherein a first measuring device (14) continuously detects the output voltage (UA) at the output contact (3), wherein the at least one evaluation and control unit (12) is further designed to evaluate a measurement result of the first measuring device (14) and, in combination with at least one further measuring device (16) which detects a load current (IL) through the at least one driver element (T), or in combination with a current supply device (20) which impresses a measurement current into the output contact, to detect an interruption of the external output line (AL) connected to the output contact (3) or a short circuit of the external output line (AL) connected to the output contact (3). a supply voltage (UB) or to ground, as well as a method for monitoring an external output line (AL) which is connected to an output contact (3) of such an output driver (10).

Description

Die Erfindung betrifft einen Ausgangstreiber für ein Steuergerät eines Fahrzeugs. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Überwachung einer externen Ausgangsleitung, welche an einem Ausgangskontakt eines solchen Ausgangstreibers angeschlossen ist.The invention relates to an output driver for a control unit of a vehicle. The present invention also relates to a method for monitoring an external output line which is connected to an output contact of such an output driver.

Ausgangstreiber für Steuergeräte innerhalb eines Fahrzeugs sollten laut Kundenanforderung in der Lage sein, einen externen Kurzschluss zu einer höheren Spannung oder nach Masse zu erkennen und einen korrespondierenden Fehler entsprechend zu behandeln bzw. anzuzeigen. Hierzu wird vorzugsweise eine Ausgangsspannung an einem Ausgangskontakt des Ausgangstreibers kontinuierlich gemessen bzw. erfasst und ausgewertet. Bei der Auswertung kann die gemessene bzw. erfasste Ausgangsspannung mit Hilfe eines einfachen Komparators mit einem Erwartungswert bzw. Schwellwert verglichen werden. Hierbei kann ein Kurzschluss zu einer Versorgungsspannung beispielsweise dadurch erkannt werden, dass die am Ausgangskontakt erfasste Ausgangsspannung stabil über dem Erwartungswert bzw. Schwellwert liegt. Ein Kurzschluss nach Masse kann beispielsweise dadurch erkannt werden, dass die am Ausgangskontakt erfasste Ausgangsspannung unter dem Erwartungswert bzw. Schwellwert liegt. Die Erkennung einer offenen Ausgangsleitung ist mit dieser Methode nicht eindeutig möglich.According to customer requirements, output drivers for control units within a vehicle should be able to detect an external short circuit to a higher voltage or to ground and to treat or display a corresponding error accordingly. For this purpose, an output voltage at an output contact of the output driver is preferably continuously measured or recorded and evaluated. During the evaluation, the measured or recorded output voltage can be compared with an expected value or threshold value using a simple comparator. A short circuit to a supply voltage can be detected, for example, by the output voltage recorded at the output contact being consistently above the expected value or threshold value. A short circuit to ground can be detected, for example, by the output voltage recorded at the output contact being below the expected value or threshold value. It is not possible to clearly detect an open output line using this method.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Ausgangstreiber für ein Steuergerät eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und das Verfahren zur Überwachung einer externen Ausgangsleitung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 7 haben jeweils den Vorteil, dass eine Erkennung einer Unterbrechung einer externen Ausgangsleitung, welche an einem Ausgangskontakt eines solchen Ausgangstreibers angeschlossen ist, eindeutig möglich ist.The output driver for a control unit of a vehicle with the features of independent patent claim 1 and the method for monitoring an external output line with the features of independent patent claim 7 each have the advantage that it is clearly possible to detect an interruption of an external output line which is connected to an output contact of such an output driver.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen einen Ausgangstreiber für ein Steuergerät eines Fahrzeugs, mit mindestens einem Treiberelement und mindestens einer Auswerte- und Steuereinheit zur Verfügung, welche ausgeführt ist, über das mindestens eine Treiberelement an einem Ausgangskontakt eine Ausgangsspannung einzustellen. Mindestens ein Lastwiderstand ist über eine externe Ausgangsleitung mit dem Ausgangskontakt verbindbar. Eine erste Messvorrichtung erfasst kontinuierlich die Ausgangsspannung am Ausgangskontakt. Die mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit ist weiter ausgeführt, ein Messergebnis der ersten Messvorrichtung auszuwerten und in Kombination mit mindestens einer weiteren Messvorrichtung, welche einen Laststrom durch das mindestens eine Treiberelement erfasst, oder in Kombination mit einer Strombereitstellungsvorrichtung, welche einen Strom in den Ausgangskontakt einprägt, eine Unterbrechung der am Ausgangskontakt angeschlossenen externen Ausgangsleitung oder einen Kurzschluss der am Ausgangskontakt angeschlossenen externen Ausgangsleitung zu einer Versorgungsspannung oder nach Masse zu erkennen.Embodiments of the present invention provide an output driver for a control unit of a vehicle, with at least one driver element and at least one evaluation and control unit, which is designed to set an output voltage at an output contact via the at least one driver element. At least one load resistor can be connected to the output contact via an external output line. A first measuring device continuously records the output voltage at the output contact. The at least one evaluation and control unit is further designed to evaluate a measurement result of the first measuring device and, in combination with at least one further measuring device, which records a load current through the at least one driver element, or in combination with a current supply device, which impresses a current into the output contact, to detect an interruption in the external output line connected to the output contact or a short circuit in the external output line connected to the output contact to a supply voltage or to ground.

Zudem wird ein Verfahren zur Überwachung einer externen Ausgangsleitung vorgeschlagen, welche an einem Ausgangskontakt eines solchen Ausgangstreibers angeschlossen ist. Hierbei wird eine Ausgangsspannung am Ausgangskontakt kontinuierlich erfasst und ausgewertet. In einer Strommessung wird ein Laststrom durch mindestens ein Treiberelement im leitenden Zustand erfasst und ausgewertet. Alternativ wird im sperrenden Zustand des mindestens einen Treiberelements ein Messstrom in den Ausgangskontakt eingeprägt und in einer zweiten Spannungsmessung wird die resultierende Ausgangspannung am Ausgangskontakt erfasst und ausgewertet. Hierbei ist bei der Auswertung der Ausgangsspannung der ersten Spannungsmessung und des Laststroms der Strommessung oder bei der Auswertung der Ausgangsspannung der ersten Spannungsmessung und der zweiten Spannungsmessung eine Unterbrechung einer am Ausgangskontakt angeschlossenen externen Ausgangsleitung oder ein Kurzschluss der am Ausgangskontakt angeschlossenen externen Ausgangsleitung zu einer Versorgungsspannung oder nach Masse erkennbar.In addition, a method is proposed for monitoring an external output line which is connected to an output contact of such an output driver. In this case, an output voltage at the output contact is continuously recorded and evaluated. In a current measurement, a load current through at least one driver element in the conductive state is recorded and evaluated. Alternatively, in the blocking state of the at least one driver element, a measuring current is impressed into the output contact and in a second voltage measurement the resulting output voltage at the output contact is recorded and evaluated. In this case, when evaluating the output voltage of the first voltage measurement and the load current of the current measurement or when evaluating the output voltage of the first voltage measurement and the second voltage measurement, an interruption of an external output line connected to the output contact or a short circuit of the external output line connected to the output contact to a supply voltage or to ground can be identified.

Der Vorteil der zusätzlichen Messung des Laststroms durch das mindestens eine Treiberelement besteht darin, dass die offene Verbindung der externen Ausgangsleitung während des normalen Betriebsmodus des Ausgangstreibers erkannt werden kann. Es ist keine gesonderte Messprozedur erforderlich, welche von einem angeschlossenen Empfänger missverstanden werden kann. Als nachteilig kann dabei angesehen werden, dass die Strommessung im Vergleich zu einer einfachen Spannungsmessung bzw. einem einfachen Spannungsvergleich aufwändiger ist.The advantage of the additional measurement of the load current by the at least one driver element is that the open connection of the external output line can be detected during the normal operating mode of the output driver. No separate measurement procedure is required, which can be misunderstood by a connected receiver. A disadvantage can be seen in the fact that the current measurement is more complex than a simple voltage measurement or a simple voltage comparison.

Der Vorteil des eingeprägten Messstroms besteht darin, dass das korrespondierende Messverfahren durch eine einfachere Spannungsmessung umgesetzt werden kann. Zudem können ein Kurzschluss des Ausgangskontakts nach Masse, ein Kurzschluss des Ausgangskontakts zur Versorgungsspannung und eine Unterbrechung der externen Ausgangsleitung erkannt und unterschieden werden, welche an dem Ausgangskontakt des Ausgangstreibers angeschlossen ist. Der Messstrom weist einen Wert im Bereich von 10mA bis 100mA auf. Bei höheren Lastströmen kann der Messstrom auch einen höheren Wert aufweisen. Als nachteilig können dabei die mindestens eine zusätzliche Stromquelle angesehen werden.The advantage of the impressed measuring current is that the corresponding measuring method can be implemented by a simpler voltage measurement. In addition, a short circuit of the output contact to ground, a short circuit of the output contact to the supply voltage and an interruption of the external output line connected to the output contact of the output driver can be detected and distinguished. The measuring current has a value in the range of 10mA to 100mA At higher load currents, the measuring current can also have a higher value. The at least one additional current source can be seen as a disadvantage.

Unter einem Ausgangstreiber für ein Steuergerät kann vorliegend eine elektrische Schaltung oder Baugruppe mit mindestens einem Treiberelement verstanden. Ein solcher Ausgangstreiber kann beispielsweise als Low-Side-Treiber ausgeführt sein, bei welchem das mindestens eine Treiberelement als Low-Side-Schalter ausgeführt ist. Das als Low-Side-Schalter ausgeführte mindestens eine Treiberelement kann im leitenden Zustand einen mit einer Versorgungsspannung verbundenen Lastwiderstand mit Masse verbinden. Alternativ kann ein solcher Ausgangstreiber beispielsweise als High-Side-Treiber ausgeführt sein, bei welchem das mindestens eine Treiberelement als High-Side-Schalter ausgeführt ist. Das als High-Side-Schalter ausgeführte mindestens eine Treiberelement kann im leitenden Zustand einen mit Masse verbundenen Lastwiderstand mit einer Versorgungsspannung verbinden. Zudem kann ein solcher Ausgangstreiber als Gegentaktendstufte ausgeführt sein, bei welchem ein erstes Treiberelement als Low-Side-Schalter ausgeführt ist, welcher im leitenden Zustand einen mit einer Versorgungsspannung verbundenen Lastwiderstand mit Masse verbindet, und ein zweites Treiberelement als High-Side-Schalter ausgeführt ist, welcher im leitenden Zustand einen mit Masse verbundenen Lastwiderstand mit der Versorgungsspannung verbindet.An output driver for a control device can be understood here as an electrical circuit or assembly with at least one driver element. Such an output driver can be designed, for example, as a low-side driver, in which the at least one driver element is designed as a low-side switch. The at least one driver element designed as a low-side switch can connect a load resistor connected to a supply voltage to ground when in the conductive state. Alternatively, such an output driver can be designed, for example, as a high-side driver, in which the at least one driver element is designed as a high-side switch. The at least one driver element designed as a high-side switch can connect a load resistor connected to ground to a supply voltage when in the conductive state. In addition, such an output driver can be designed as a push-pull output stage, in which a first driver element is designed as a low-side switch, which in the conductive state connects a load resistor connected to a supply voltage to ground, and a second driver element is designed as a high-side switch, which in the conductive state connects a load resistor connected to ground to the supply voltage.

Unter einer Auswerte- und Steuereinheit kann vorliegend eine elektrische Schaltung oder Baugruppe verstanden werden, welches erfasste Mess- und/oder Sensorsignale verarbeitet bzw. auswertet. Die Auswerte- und Steuereinheit kann mindestens eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Auswerte- und Steuereinheit beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert ist und zur Durchführung der Auswertung verwendet wird, wenn das Programm von der Auswerte- und Steuereinheit ausgeführt wird.In this case, an evaluation and control unit can be understood as an electrical circuit or assembly that processes or evaluates recorded measurement and/or sensor signals. The evaluation and control unit can have at least one interface that can be designed as hardware and/or software. In a hardware design, the interfaces can, for example, be part of a so-called system ASIC that contains a wide variety of functions of the evaluation and control unit. However, it is also possible for the interfaces to be separate integrated circuits or to consist at least partially of discrete components. In a software design, the interfaces can be software modules that are present on a microcontroller alongside other software modules, for example. A computer program product with program code that is stored on a machine-readable medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and is used to carry out the evaluation when the program is executed by the evaluation and control unit is also advantageous.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Ausgangstreibers für ein Steuergerät eines Fahrzeugs und des im unabhängigen Patentanspruch 7 angegebenen Verfahrens zur Überwachung einer externen Ausgangsleitung möglich.The measures and further developments listed in the dependent claims enable advantageous improvements to the output driver for a control unit of a vehicle specified in independent patent claim 1 and the method for monitoring an external output line specified in independent patent claim 7.

Besonders vorteilhaft ist, dass die mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit weiter ausgeführt sein kann, einen erkannten Kurzschluss oder eine erkannte Unterbrechung der am Ausgangskontakt angeschlossenen externen Ausgangsleitung mittels einer Anzeigeeinheit optisch und/oder akustisch anzuzeigen. So kann ein erkannter Fehler beispielsweise als Textnachricht über einen Bildschirm und/oder als Sprachnachricht über ein Soundsystem und/oder durch Ansteuern einer Warnleuchte optisch und/oder akustisch angezeigt werden.It is particularly advantageous that the at least one evaluation and control unit can be further designed to visually and/or acoustically indicate a detected short circuit or a detected interruption of the external output line connected to the output contact by means of a display unit. For example, a detected error can be visually and/or acoustically indicated as a text message on a screen and/or as a voice message on a sound system and/or by activating a warning light.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Ausgangstreibers kann die mindestens eine weitere Messvorrichtung einen in einen Strompfad des mindestens einen Treiberelements eingeschleiften Messwiderstand und einen Differenzverstärker umfassen, welcher einen den Laststrom repräsentierenden Spannungsabfall über dem Messwiderstand erfasst. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Erfassung des Laststroms durch das mindestens eine Treiberelement. Hierbei kann die Funktion des Differenzverstärkers der mindestens einen weiteren Messvorrichtung in die mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit integriert werden.In a further advantageous embodiment of the output driver, the at least one further measuring device can comprise a measuring resistor looped into a current path of the at least one driver element and a differential amplifier which detects a voltage drop across the measuring resistor representing the load current. This enables simple and cost-effective detection of the load current by the at least one driver element. The function of the differential amplifier of the at least one further measuring device can be integrated into the at least one evaluation and control unit.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Ausgangstreibers kann bei einem als Gegentaktendstufte ausgeführten Ausgangstreiber eine zweite Messvorrichtung einen Laststrom durch ein als Low-Side-Schalter ausgeführtes erstes Treiberelement erfassen, welches zwischen dem Ausgangskontakt und Masse eingeschleift ist, und eine dritte Messvorrichtung kann einen Laststrom durch ein als High-Side-Schalter ausgeführtes zweites Treiberelement erfassen, welches zwischen der Versorgungsspannung und dem Ausgangskontakt eingeschleift ist.In a further advantageous embodiment of the output driver, in an output driver designed as a push-pull output stage, a second measuring device can detect a load current through a first driver element designed as a low-side switch, which is looped between the output contact and ground, and a third measuring device can detect a load current through a second driver element designed as a high-side switch, which is looped between the supply voltage and the output contact.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Ausgangstreibers kann die Strombereitstellungsvorrichtung mindestens eine Stromquelle umfassen, welche elektrisch parallel zu dem mindestens einen Treiberelement angeordnet ist. Hierbei kann die mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit ausgeführt sein, vor dem Einschalten des mindestens einen Treiberelements in Kombination mit der ersten Messvorrichtung die Ausgangsspannung am Ausgangskontakt zu erfassen und auszuwerten und die mindestens eine Stromquelle der Strombereitstellungsvorrichtung zu aktivieren, wenn keine Ausgangsspannung am Ausgangskontakt erfassbar ist, oder wenn die am Ausgangskontakt erfasste Ausgangsspannung einen Wert aufweist, welcher kleiner als ein vorgebbarer erster Spannungsschwellwert ist.In a further advantageous embodiment of the output driver, the power supply device can comprise at least one power source which is arranged electrically parallel to the at least one driver element. In this case, the at least one evaluation and control unit can be designed to detect and evaluate the output voltage at the output contact before switching on the at least one driver element in combination with the first measuring device and to activate the at least one power source of the power supply device if no output voltage can be detected at the output contact. or if the output voltage detected at the output contact has a value which is smaller than a predefinable first voltage threshold value.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Ausgangstreibers kann bei einem als Gegentaktendstufte ausgeführten Ausgangstreiber die Strombereitstellungsvorrichtung zwei Stromquellen umfassen. Hierbei kann eine erste Stromquelle elektrisch parallel zu einem als Low-Side-Schalter ausgeführten ersten Treiberelement angeordnet sein, welches zwischen dem Ausgangskontakt und Masse eingeschleift ist, und eine zweite Stromquelle kann elektrisch parallel zu einem als High-Side-Schalter ausgeführten zweiten Treiberelement angeordnet sein, welches zwischen der Versorgungsspannung und dem Ausgangskontakt eingeschleift ist.In a further advantageous embodiment of the output driver, the current supply device can comprise two current sources in an output driver designed as a push-pull output stage. In this case, a first current source can be arranged electrically parallel to a first driver element designed as a low-side switch, which is looped between the output contact and ground, and a second current source can be arranged electrically parallel to a second driver element designed as a high-side switch, which is looped between the supply voltage and the output contact.

In vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann die erste Spannungsmessung am Ausgangskontakt vor dem Einschalten des mindestens einen Treiberelements durchgeführt und ausgewertet werden. Hierbei kann ein Kurzschluss der am Ausgangskontakt angeschlossenen externen Ausgangsleitung zur Versorgungsspannung erkannt werden, wenn die in der ersten Spannungsmessung am Ausgangskontakt erfasste Ausgangsspannung einen stabilen Wert aufweist, welcher größer als ein vorgebbarer erster Spannungsschwellwert ist. Der Kurzschluss der am Ausgangskontakt angeschlossenen externen Ausgangsleitung zur Versorgungsspannung kann durch eine einfache Spannungsmessung bei den verschiedenen Ausführungsformen des Ausgangstreibers als Low-Side-Treiber, High-Side-Treiber oder Gegentaktendstufe sicher erkannt werden.In an advantageous embodiment of the method, the first voltage measurement at the output contact can be carried out and evaluated before the at least one driver element is switched on. In this case, a short circuit of the external output line connected to the output contact to the supply voltage can be detected if the output voltage recorded in the first voltage measurement at the output contact has a stable value that is greater than a predefinable first voltage threshold value. The short circuit of the external output line connected to the output contact to the supply voltage can be reliably detected by a simple voltage measurement in the various embodiments of the output driver as a low-side driver, high-side driver or push-pull output stage.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann der Messstrom in den Ausgangskontakt eingeprägt und die zweite Spannungsmessung am Ausgangskontakt durchgeführt werden, wenn bei der ersten Spannungsmessung keine Ausgangsspannung am Ausgangskontakt erfasst wurde, oder wenn die in der ersten Spannungsmessung am Ausgangskontakt erfasste Ausgangsspannung einen Wert aufweist, welcher kleiner als der vorgebbare erste Spannungsschwellwert ist. Hierbei kann eine Unterbrechung der am Ausgangskontakt angeschlossenen externen Ausgangsleitung erkannt werden, wenn die bei der zweiten Spannungsmessung erfasste Ausgangsspannung am Ausgangskontakt einen stabilen Wert aufweist, welcher größer als ein vorgebbarer zweiter Spannungsschwellwert ist. Alternativ kann ein Kurzschluss der am Ausgangskontakt angeschlossenen externen Ausgangsleitung nach Masse erkannt werden, wenn auch bei der zweiten Spannungsmessung keine Ausgangsspannung am Ausgangskontakt erfasst wird, oder wenn die in der zweiten Spannungsmessung am Ausgangskontakt erfasste Ausgangsspannung einen Wert aufweist, welcher kleiner als der vorgebbare zweite Spannungsschwellwert ist. Durch das Einprägen des Messstroms kann die Unterbrechung der am Ausgangskontakt angeschlossenen externen Ausgangsleitung bei den verschiedenen Ausführungsformen des Ausgangstreibers als Low-Side-Treiber, High-Side-Treiber oder Gegentaktendstufe sicher erkannt und von dem Kurzschluss der am Ausgangskontakt angeschlossenen externen Ausgangsleitung nach Masse unterschieden werden.In a further advantageous embodiment of the method, the measuring current can be impressed into the output contact and the second voltage measurement can be carried out at the output contact if no output voltage was detected at the output contact during the first voltage measurement, or if the output voltage detected at the output contact during the first voltage measurement has a value that is smaller than the predefinable first voltage threshold. In this case, an interruption of the external output line connected to the output contact can be detected if the output voltage detected at the output contact during the second voltage measurement has a stable value that is greater than a predefinable second voltage threshold. Alternatively, a short circuit of the external output line connected to the output contact to ground can be detected if no output voltage is detected at the output contact during the second voltage measurement, or if the output voltage detected at the output contact during the second voltage measurement has a value that is smaller than the predefinable second voltage threshold. By impressing the measuring current, the interruption of the external output line connected to the output contact can be reliably detected in the various embodiments of the output driver as a low-side driver, high-side driver or push-pull output stage and can be distinguished from the short circuit of the external output line connected to ground at the output contact.

In alternativer Ausgestaltung des Verfahrens kann zumindest ein zwischen der Versorgungsspannung und dem Ausgangskontakt eingeschleiftes Treiberelement leitend geschaltet und ein Laststrom durch das mindestens eine Treiberelement in der Strommessung erfasst werden, wenn bei der ersten Spannungsmessung keine Ausgangsspannung am Ausgangskontakt erfasst wurde, oder wenn die in der ersten Spannungsmessung am Ausgangskontakt erfasste Ausgangsspannung einen Wert aufweist, welcher kleiner als der vorgebbare erste Spannungsschwellwert ist. Hierbei kann ein Kurzschluss der am Ausgangskontakt angeschlossenen externen Ausgangsleitung nach Masse erkannt werden, wenn der in der Strommessung erfasste Laststrom durch das mindestens eine Treiberelement über einem vorgebbaren Stromschwellwert liegt. Alternativ kann eine Unterbrechung der am Ausgangskontakt angeschlossenen externen Ausgangsleitung erkannt werden, wenn in der Strommessung kein Laststrom durch das mindestens eine Treiberelement erfasst wird, , oder wenn der in der Strommessung erfasste Laststrom durch das mindestens eine Treiberelement unter dem vorgebbaren Stromschwellwert liegt. Durch die zusätzliche Erfassung des Laststroms durch das mindestens eine Treiberelement kann die Unterbrechung der am Ausgangskontakt angeschlossenen externen Ausgangsleitung zumindest bei dem als High-Side-Treiber oder Gegentaktendstufe ausgeführten Ausgangstreiber sicher erkannt und von dem Kurzschluss der am Ausgangskontakt angeschlossenen externen Ausgangsleitung nach Masse unterschieden werden. Durch die zusätzliche Erfassung des Laststroms durch das mindestens eine Treiberelement kann bei dem als Low-Side-Treiber ausgeführten Ausgangstreiber zwar ein Fehler erkannt werden, der Kurzschluss der am Ausgangskontakt angeschlossenen externen Ausgangsleitung nach Masse und die Unterbrechung der am Ausgangskontakt angeschlossenen externen Ausgangsleitung können jedoch nicht voneinander unterschieden werden, da in beiden Fällen kein Laststrom durch das mindestens eine Treiberelement erfasst werden kann.In an alternative embodiment of the method, at least one driver element looped between the supply voltage and the output contact can be switched on and a load current through the at least one driver element can be detected in the current measurement if no output voltage was detected at the output contact in the first voltage measurement, or if the output voltage detected in the first voltage measurement at the output contact has a value which is smaller than the predefinable first voltage threshold. In this case, a short circuit of the external output line connected to the output contact to ground can be detected if the load current through the at least one driver element detected in the current measurement is above a predefinable current threshold. Alternatively, an interruption of the external output line connected to the output contact can be detected if no load current is detected by the at least one driver element in the current measurement, or if the load current detected in the current measurement by the at least one driver element is below the predefinable current threshold. Through the additional detection of the load current by the at least one driver element, the interruption of the external output line connected to the output contact can be reliably detected, at least in the case of the output driver designed as a high-side driver or push-pull output stage, and can be distinguished from the short circuit of the external output line connected to ground connected to the output contact. Through the additional detection of the load current by the at least one driver element, an error can be detected in the case of the output driver designed as a low-side driver, but the short circuit of the external output line connected to the output contact to ground and the interruption of the external output line connected to the output contact cannot be distinguished from one another, since in both cases no load current can be detected by the at least one driver element.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann ein erkannter Kurzschluss oder eine erkannte Unterbrechung der am Ausgangskontakt angeschlossenen externen Ausgangsleitung optisch und/oder akustisch angezeigt werden.In a further advantageous embodiment of the method, a detected short circuit or a detected interruption of the external output line connected to the output contact can be indicated optically and/or acoustically.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.Embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description. In the drawings, identical reference symbols designate components or elements that perform identical or analogous functions.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

1 shows a schematic circuit diagram of a first embodiment of an output driver according to the invention for a control unit of a vehicle.
2 shows a schematic circuit diagram of a second embodiment of an output driver according to the invention for a control unit of a vehicle.
3 shows a schematic circuit diagram of a third embodiment of an output driver according to the invention for a control unit of a vehicle.
4 shows a schematic circuit diagram of a fourth embodiment of an output driver according to the invention for a control unit of a vehicle.
5 shows a schematic circuit diagram of a fifth embodiment of an output driver according to the invention for a control unit of a vehicle.
6 shows a schematic circuit diagram of a sixth embodiment of an output driver according to the invention for a control unit of a vehicle.
7 shows a schematic flow diagram of a first embodiment of a method according to the invention for monitoring an external output line.
8th shows a schematic flow diagram of a second embodiment of a method according to the invention for monitoring an external output line.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Wie aus 1 bis 6 ersichtlich ist, umfassen die dargestellten Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Ausgangstreibers 10 für ein Steuergerät 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F eines Fahrzeugs jeweils mindestens ein Treiberelement T und mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit 12, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E, 12F welche über das mindestens eine Treiberelement T an einem Ausgangskontakt 3 eine Ausgangsspannung UA einstellt. Mindestens ein Lastwiderstand RL ist über eine externe Ausgangsleitung AL mit dem Ausgangskontakt 3 verbunden. Eine erste Messvorrichtung 14 erfasst kontinuierlich die Ausgangsspannung UA am Ausgangskontakt 3. Hierbei wertet die mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit 12, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E, 12F ein Messergebnis der ersten Messvorrichtung 14 aus und erkennt in Kombination mit mindestens einer weiteren Messvorrichtung 16, 16L, 16H, welche einen Laststrom IL, ILL, ILH durch das mindestens eine Treiberelement T erfasst, oder in Kombination mit einer Strombereitstellungsvorrichtung 20, 20A, 20B, 20C welche einen Messstrom IM in den Ausgangskontakt 3 einprägt, eine Unterbrechung der am Ausgangskontakt 3 angeschlossenen externen Ausgangsleitung AL oder einen Kurzschluss der am Ausgangskontakt 3 angeschlossenen externen Ausgangsleitung AL zu einer Versorgungsspannung UB oder nach Masse.As from 1 to 6 As can be seen, the illustrated embodiments of an output driver 10 according to the invention for a control unit 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F of a vehicle each comprise at least one driver element T and at least one evaluation and control unit 12, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E, 12F which sets an output voltage UA at an output contact 3 via the at least one driver element T. At least one load resistor RL is connected to the output contact 3 via an external output line AL. A first measuring device 14 continuously records the output voltage UA at the output contact 3. The at least one evaluation and control unit 12, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E, 12F evaluates a measurement result of the first measuring device 14 and detects, in combination with at least one further measuring device 16, 16L, 16H, which records a load current IL, ILL, ILH through the at least one driver element T, or in combination with a current supply device 20, 20A, 20B, 20C which impresses a measuring current IM into the output contact 3, an interruption of the external output line AL connected to the output contact 3 or a short circuit of the external output line AL connected to the output contact 3 to a supply voltage UB or to ground.

Wie aus 1 bis 6 weiter ersichtlich ist, umfasst der Ausgangstreiber 10 in den dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils nur eine Auswerte- und Steuereinheit 12, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E, 12F. Diese zeigt einen erkannten Kurzschluss oder eine erkannte Unterbrechung der am Ausgangskontakt 3 angeschlossenen externen Ausgangsleitung AL mittels einer nicht näher dargestellten Anzeigeeinheit optisch und/oder akustisch an.As from 1 to 6 As can be seen further, the output driver 10 in the illustrated embodiments comprises only one evaluation and control unit 12, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E, 12F. This indicates a detected short circuit or a detected interruption of the external output line AL connected to the output contact 3 optically and/or acoustically by means of a display unit not shown in detail.

Wie aus 1 bis 6 weiter ersichtlich ist, umfasst die ersten Messvorrichtung 14 in den dargestellten Ausführungsbeispielen des Ausgangstreibers 10 jeweils einen Komparator 15 und eine Spannungsquelle, welche eine Referenzspannung UR mit einem vorgebbaren Wert bereitstellt. Hierbei ist ein Eingang des Komparators 15 zur Erfassung der Ausgangsspannung UA mit dem Ausgangskontakt 3 verbunden. Ein zweiter Eingang des Komparators 15 ist mit der Spannungsquelle verbunden. Dadurch wird die Ausgangsspannung UA am Ausgangskontakt 3 mit der Referenzspannung UR verglichen und das Vergleichsergebnis an die Auswerte- und Steuereinheit 12, 12A, 12B, 12C ausgegeben.As from 1 to 6 As can be seen further, the first measuring device 14 in the illustrated embodiments of the output driver 10 comprises a comparator 15 and a voltage source which provides a reference voltage UR with a predeterminable value. In this case, an input of the comparator 15 is connected to the output contact 3 for detecting the output voltage UA. A second input of the comparator 15 is connected to the voltage source. As a result, the output voltage UA at the output contact 3 is compared with the reference voltage UR and the comparison result is output to the evaluation and control unit 12, 12A, 12B, 12C.

Wie aus 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, umfassen die dargestellten Ausführungsbeispiele des Ausgangstreibers 10 jeweils mindestens eine weitere Messvorrichtung 16, 16L, 16H. Wie aus 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, umfassen die mindestens eine Messvorrichtungen 16 einen in einen Strompfad des korrespondierenden Treiberelements T eingeschleiften Messwiderstand RM und einen Differenzverstärker 18, welcher einen den Laststrom IL repräsentierenden Spannungsabfall über dem Messwiderstand RM erfasst und an die Auswerte- und Steuereinheit 12, 12A, 12B, 12C ausgibt.As from 1 to 3 As can be seen further, the illustrated embodiments of the output driver 10 each comprise at least one further measuring device 16, 16L, 16H. As can be seen from 1 to 3 As can be further seen, the at least one measuring device 16 comprises a measuring resistor RM looped into a current path of the corresponding driver element T and a differential amplifier 18 which detects a voltage drop across the measuring resistor RM representing the load current IL and outputs it to the evaluation and control unit 12, 12A, 12B, 12C.

Der in 1 dargestellte Ausgangstreiber 10 ist als Low-Side-Treiber 10A mit einem als Low-Side-Treiberelement TL ausgebildeten Treiberelement T ausgeführt, welches zwischen dem Ausgangskontakt 3 und Masse eingeschleift ist. Der Ausgangskontakt 3 ist über die externe Ausgangsleitung AL mit einem mit der Versorgungsspannung UB verbundenen Lastwiderstand RL verbunden. Hierbei erfasst eine zweite Messvorrichtung 16L den Laststrom ILL im leitenden Zustand durch das Low-Side-Treiberelement TL.The 1 The output driver 10 shown is designed as a low-side driver 10A with a driver element T designed as a low-side driver element TL, which is looped between the output contact 3 and ground. The output contact 3 is connected via the external output line AL to a load resistor RL connected to the supply voltage UB. A second measuring device 16L records the load current ILL in the conductive state through the low-side driver element TL.

Der in 2 dargestellte Ausgangstreiber 10 ist als High-Side-Treiber 10B mit einem als High-Side-Treiberelement TH ausgebildeten Treiberelement T ausgeführt, welches zwischen der Versorgungsspannung UB und dem Ausgangskontakt 3 eingeschleift ist. Der Ausgangskontakt 3 ist über die externe Ausgangsleitung AL mit einem mit Masse verbundenen Lastwiderstand RL verbunden. Hierbei erfasst eine dritte Messvorrichtung 16H den Laststrom ILH im leitenden Zustand durch das High-Side-Treiberelement TH.The 2 The output driver 10 shown is designed as a high-side driver 10B with a driver element T designed as a high-side driver element TH, which is looped between the supply voltage UB and the output contact 3. The output contact 3 is connected via the external output line AL to a load resistor RL connected to ground. A third measuring device 16H records the load current ILH in the conductive state through the high-side driver element TH.

Der in 3 dargestellte Ausgangstreiber 10 ist als Gegentaktendstufte 10C ausgeführt und umfasst sowohl ein als Low-Side-Schalter TL ausgeführtes erstes Treiberelement T als auch ein als High-Side-Schalter TH ausgeführtes zweites Treiberelement TH. Der Ausgangskontakt 3 ist über die externe Ausgangsleitung AL mit einem mit der Versorgungsspannung UB verbundenen ersten Lastwiderstand RLA und mit einem mit Masse verbundenen zweiten Lastwiderstand RLB verbunden. Hierbei erfasst die zweite Messvorrichtung 16L den Laststrom ILL im leitenden Zustand durch das Low-Side-Treiberelement TL und die dritte Messvorrichtung 16H erfasst einen Laststrom ILH im leitenden Zustand durch das High-Side-Treiberelement TH.The 3 The output driver 10 shown is designed as a push-pull output stage 10C and comprises both a first driver element T designed as a low-side switch TL and a second driver element TH designed as a high-side switch TH. The output contact 3 is connected via the external output line AL to a first load resistor RLA connected to the supply voltage UB and to a second load resistor RLB connected to ground. The second measuring device 16L detects the load current ILL in the conductive state through the low-side driver element TL and the third measuring device 16H detects a load current ILH in the conductive state through the high-side driver element TH.

Wie aus 4 bis 6 weiter ersichtlich ist, umfassen die dargestellten Ausführungsbeispiele des Ausgangstreibers 10 jeweils eine Strombereitstellungsvorrichtung 20, 20A, 20B, 20C mit mindestens einer Stromquelle 22, 22A, 22B, welche elektrisch parallel zu dem mindestens einen Treiberelement T angeordnet ist. Die Auswerte- und Steuereinheit 12, 12D, 12E, 12F erfasst vor dem Einschalten des mindestens einen Treiberelements T in Kombination mit der ersten Messvorrichtung 14 die Ausgangsspannung UA am Ausgangskontakt 3 und wertet diese aus. Die Auswerte- und Steuereinheit 12, 12D, 12E, 12F aktiviert die mindestens eine Stromquelle 22, 22A, 22B der Strombereitstellungsvorrichtung 20, 20A, 20B, 20C wenn keine Ausgangsspannung UA am Ausgangskontakt 3 erfassbar ist, oder wenn die am Ausgangskontakt 3 erfasste Ausgangsspannung UA einen Wert aufweist, welcher kleiner als ein vorgebbarer erster Spannungsschwellwert ist.As from 4 to 6 As can be seen further, the illustrated embodiments of the output driver 10 each comprise a current supply device 20, 20A, 20B, 20C with at least one current source 22, 22A, 22B, which is arranged electrically parallel to the at least one driver element T. The evaluation and control unit 12, 12D, 12E, 12F detects the output voltage UA at the output contact 3 in combination with the first measuring device 14 before the at least one driver element T is switched on and evaluates it. The evaluation and control unit 12, 12D, 12E, 12F activates the at least one current source 22, 22A, 22B of the power supply device 20, 20A, 20B, 20C if no output voltage UA can be detected at the output contact 3, or if the output voltage UA detected at the output contact 3 has a value which is smaller than a predefinable first voltage threshold value.

Der in 4 dargestellte Ausgangstreiber 10 ist als Low-Side-Treiber 10D mit einem als Low-Side-Treiberelement TL ausgebildeten Treiberelement T ausgeführt, welches zwischen dem Ausgangskontakt 3 und Masse eingeschleift ist. Der Ausgangskontakt 3 ist über die externe Ausgangsleitung AL mit einem mit der Versorgungsspannung UB verbundenen Lastwiderstand RL verbunden. Hierbei umfasst die Strombereitstellungsvorrichtung 20A eine erste Stromquelle 22A, welche zwischen dem Ausgangskontakt 3 und Masse eingeschleift ist.The 4 The output driver 10 shown is designed as a low-side driver 10D with a driver element T designed as a low-side driver element TL, which is looped between the output contact 3 and ground. The output contact 3 is connected via the external output line AL to a load resistor RL connected to the supply voltage UB. The current supply device 20A here comprises a first current source 22A, which is looped between the output contact 3 and ground.

Der in 5 dargestellte Ausgangstreiber 10 ist als High-Side-Treiber 10E mit einem als High-Side-Treiberelement TH ausgebildeten Treiberelement T ausgeführt, welches zwischen dem Ausgangskontakt 3 und der Versorgungsspannung UB eingeschleift ist. Der Ausgangskontakt 3 ist über die externe Ausgangsleitung AL mit einem mit Masse verbundenen Lastwiderstand RL verbunden. Hierbei umfasst die Strombereitstellungsvorrichtung 20B eine zweite Stromquelle 22B, welche zwischen dem Ausgangskontakt 3 und der Versorgungsspannung UB eingeschleift ist.The 5 The output driver 10 shown is designed as a high-side driver 10E with a driver element T designed as a high-side driver element TH, which is looped between the output contact 3 and the supply voltage UB. The output contact 3 is connected via the external output line AL to a load resistor RL connected to ground. The current supply device 20B here comprises a second current source 22B, which is looped between the output contact 3 and the supply voltage UB.

Der in 6 dargestellte Ausgangstreiber 10 ist als Gegentaktendstufte 10F ausgeführt und umfasst sowohl ein als Low-Side-Schalter TL ausgeführtes erstes Treiberelement T als auch ein als High-Side-Schalter TH ausgeführtes zweites Treiberelement TH. Der Ausgangskontakt 3 ist über die externe Ausgangsleitung AL mit einem mit der Versorgungsspannung UB verbundenen ersten Lastwiderstand RLA und mit einem mit Masse verbundenen zweiten Lastwiderstand RLB verbunden. Die Strombereitstellungsvorrichtung 20C umfasst zwei Stromquellen 22. Hierbei ist eine erste Stromquelle 22A elektrisch parallel zu dem als Low-Side-Schalter TL ausgeführten ersten Treiberelement T angeordnet, und eine zweite Stromquelle 22B ist elektrisch parallel zu dem als High-Side-Schalter TH ausgeführten zweiten Treiberelement T angeordnet.The 6 The output driver 10 shown is designed as a push-pull output stage 10F and comprises both a first driver element T designed as a low-side switch TL and a second driver element TH designed as a high-side switch TH. The output contact 3 is connected via the external output line AL to a first load resistor RLA connected to the supply voltage UB and to a second load resistor RLB connected to ground. The power supply device 20C comprises two current sources 22. A first current source 22A is arranged electrically parallel to the first driver element T designed as a low-side switch TL, and a second current source 22B is arranged electrically parallel to the second driver element T designed as a high-side switch TH.

Bei Ausführungsbeispielen eines erfindungsgemäßen Verfahrens 100, 100A, 100B zur Überwachung einer externen Ausgangsleitung AL, welche an einem Ausgangskontakt 3 eines oben beschriebenen Ausgangstreibers 10 angeschlossen ist, wird in einer ersten Spannungsmessung eine Ausgangsspannung UA am Ausgangskontakt 3 kontinuierlich erfasst und ausgewertet. Zusätzlich wird in einer Strommessung ein Laststrom IL durch mindestens ein Treiberelement T im leitenden Zustand erfasst und ausgewertet. Alternativ wird im sperrenden Zustand des mindestens einen Treiberelements T ein Messstrom IM in den Ausgangskontakt 3 eingeprägt und in einer zweiten Spannungsmessung wird die resultierende Ausgangspannung UA am Ausgangskontakt 3 erfasst und ausgewertet. Bei der Auswertung der Ausgangsspannung UA der ersten Spannungsmessung und des Laststroms IL der Strommessung oder bei der Auswertung der Ausgangsspannung UA der ersten Spannungsmessung und der zweiten Spannungsmessung ist eine Unterbrechung einer am Ausgangskontakt 3 angeschlossenen externen Ausgangsleitung AL oder ein Kurzschluss der am Ausgangskontakt 3 angeschlossenen externen Ausgangsleitung AL zu einer Versorgungsspannung UB oder nach Masse erkennbar ist.In embodiments of a method 100, 100A, 100B according to the invention for monitoring an external output line AL, which is connected to an output contact 3 of an output driver 10 described above, an output voltage UA at the output contact 3 is continuously recorded and evaluated in a first voltage measurement. In addition, a load current IL through at least one driver element T in the conductive state is recorded and evaluated in a current measurement. Alternatively, in the blocking state of the at least one driver element T, a measuring current IM is impressed into the output contact 3 and in a second voltage measurement the resulting output voltage UA at the output contact 3 is recorded and evaluated. When evaluating the output voltage UA of the first voltage measurement and the load current IL of the current measurement or when evaluating the output voltage UA of the first voltage measurement and the second voltage measurement, an interruption of a voltage connected to the output contact 3 is detected. external output line AL or a short circuit of the external output line AL connected to output contact 3 to a supply voltage UB or to ground is detectable.

Wie aus 7 und 8 ersichtlich ist, umfassen die dargestellten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens 100, 100A, 100B zur Überwachung einer externen Ausgangsleitung AL, welche an einem Ausgangskontakt 3 eines oben beschriebenen Ausgangstreibers 10 angeschlossen ist, jeweils einen Schritt S100, in welchem in einer ersten Spannungsmessung eine Ausgangsspannung UA am Ausgangskontakt 3 kontinuierlich erfasst wird. Die erste Spannungsmessung am Ausgangskontakt 3 wird vor dem Einschalten des mindestens einen Treiberelements T durchgeführt. In einem Schritt S110 wird die erfasste Ausgangsspannung UA am Ausgangskontakt 3 ausgewertet. Hierbei wird die Ausgangsspannung UA am Ausgangskontakt 3 in einem Schritt S120 mit einem vorgebbaren ersten Spannungsschwellwert verglichen. Weist die in der ersten Spannungsmessung am Ausgangskontakt 3 erfasste Ausgangsspannung UA einen stabilen Wert auf, welcher größer als der vorgebbare erste Spannungsschwellwert ist, dann wird im Schritt S120 ein Kurzschluss der am Ausgangskontakt 3 angeschlossenen externen Ausgangsleitung AL zur Versorgungsspannung UB erkannt und das Verfahren mit einem Schritt S130 fortgesetzt. Im Schritt S130 wird der erkannte Kurzschluss der am Ausgangskontakt 3 angeschlossenen externen Ausgangsleitung AL zur Versorgungsspannung UB als entsprechende Fehlermeldung optisch und/oder akustisch ausgegeben.As from 7 and 8th As can be seen, the illustrated embodiments of the method 100, 100A, 100B according to the invention for monitoring an external output line AL, which is connected to an output contact 3 of an output driver 10 described above, each comprise a step S100 in which an output voltage UA at the output contact 3 is continuously recorded in a first voltage measurement. The first voltage measurement at the output contact 3 is carried out before the at least one driver element T is switched on. In a step S110, the recorded output voltage UA at the output contact 3 is evaluated. In this case, the output voltage UA at the output contact 3 is compared with a predefinable first voltage threshold value in a step S120. If the output voltage UA recorded in the first voltage measurement at the output contact 3 has a stable value which is greater than the predefinable first voltage threshold value, then a short circuit of the external output line AL connected to the output contact 3 to the supply voltage UB is detected in step S120 and the method continues with a step S130. In step S130, the detected short circuit of the external output line AL connected to the output contact 3 to the supply voltage UB is output optically and/or acoustically as a corresponding error message.

Das in 7 dargestellte erste Ausführungsbeispiel des Verfahrens 100A zur Überwachung einer externen Ausgangsleitung AL wird mit dem Schritt S140 fortgesetzt, wenn der Vergleich im Schritt S120 ergibt, dass die im Schritt S100 am Ausgangskontakt 3 erfasste Ausgangsspannung UA einen Wert aufweist, welcher kleiner als der vorgebbare erste Spannungsschwellwert ist. Dies ist auch der Fall, wenn in der ersten Spannungsmessung im Schritt S100 keine Ausgangsspannung UA am Ausgangskontakt 3 erfasst wurde. Im Schritt S140 wird der Messstrom IM in den Ausgangskontakt 3 eingeprägt und im Schritt S150 wird die zweite Spannungsmessung durchgeführt und die resultierende Ausgangsspannung UA am Ausgangskontakt 3 erfasst und im Schritt S160 ausgewertet. In einem Schritt S170 wird die bei der zweiten Spannungsmessung im Schritt S150 erfasste Ausgangsspannung UA am Ausgangskontakt 3 mit einem vorgebbaren zweiten Spannungsschwellwert verglichen. Weist die im Schritt S150 in der zweiten Spannungsmessung am Ausgangskontakt 3 erfasste Ausgangsspannung UA einen stabilen Wert auf, welcher größer als der vorgebbare zweite Spannungsschwellwert ist, dann wird im Schritt S170 eine Unterbrechung der am Ausgangskontakt 3 angeschlossenen externen Ausgangsleitung AL erkannt und das Verfahren 100A wird mit einem Schritt S180 fortgesetzt. Im Schritt S180 wird die erkannte Unterbrechung der am Ausgangskontakt 3 angeschlossenen externen Ausgangsleitung AL als entsprechende Fehlermeldung optisch und/oder akustisch ausgegeben. Weist die im Schritt S150 in der zweiten Spannungsmessung am Ausgangskontakt 3 erfasste Ausgangsspannung UA einen Wert auf, welcher kleiner als der vorgebbare zweite Spannungsschwellwert ist, dann wird im Schritt S170 ein Kurzschluss der am Ausgangskontakt 3 angeschlossenen externen Ausgangsleitung AL nach Masse erkannt und das Verfahren 100A wird mit einem Schritt S190 fortgesetzt. Dies ist auch der Fall, wenn in der zweiten Spannungsmessung im Schritt S150 keine Ausgangsspannung UA am Ausgangskontakt 3 erfasst wurde. Im Schritt S190 wird der erkannte Kurzschluss der am Ausgangskontakt 3 angeschlossenen externen Ausgangsleitung AL nach Masse als entsprechende Fehlermeldung optisch und/oder akustisch ausgegeben.This in 7 The first exemplary embodiment of the method 100A for monitoring an external output line AL shown continues with step S140 if the comparison in step S120 shows that the output voltage UA detected at the output contact 3 in step S100 has a value which is smaller than the predefinable first voltage threshold value. This is also the case if no output voltage UA was detected at the output contact 3 in the first voltage measurement in step S100. In step S140, the measuring current IM is impressed into the output contact 3 and in step S150 the second voltage measurement is carried out and the resulting output voltage UA at the output contact 3 is detected and evaluated in step S160. In a step S170, the output voltage UA at the output contact 3 detected in the second voltage measurement in step S150 is compared with a predefinable second voltage threshold value. If the output voltage UA detected in the second voltage measurement at the output contact 3 in step S150 has a stable value which is greater than the predefinable second voltage threshold value, then an interruption of the external output line AL connected to the output contact 3 is detected in step S170 and the method 100A continues with a step S180. In step S180, the detected interruption of the external output line AL connected to the output contact 3 is output visually and/or acoustically as a corresponding error message. If the output voltage UA detected in the second voltage measurement at the output contact 3 in step S150 has a value which is smaller than the predefinable second voltage threshold value, then a short circuit of the external output line AL connected to the output contact 3 to ground is detected in step S170 and the method 100A continues with a step S190. This is also the case if no output voltage UA was detected at the output contact 3 in the second voltage measurement in step S150. In step S190, the detected short circuit of the external output line AL connected to output contact 3 to ground is output optically and/or acoustically as a corresponding error message.

Das in 8 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel des Verfahrens 100B zur Überwachung einer externen Ausgangsleitung AL wird mit einem Schritt S200 fortgesetzt, wenn der Vergleich im Schritt S120 ergibt, dass die im Schritt S100 am Ausgangskontakt 3 erfasste Ausgangsspannung UA einen Wert aufweist, welcher kleiner als der vorgebbare erste Spannungsschwellwert ist. Dies ist auch der Fall, wenn in der ersten Spannungsmessung im Schritt S100 keine Ausgangsspannung UA am Ausgangskontakt 3 erfasst wurde. Im Schritt S200 wird zumindest ein zwischen der Versorgungsspannung UB und dem Ausgangskontakt 3 eingeschleiftes Treiberelement T, welches einem High-Side-Schalter TH entspricht, leitend geschaltet und der Laststrom IL durch das mindestens eine Treiberelement T wird in einem Schritt S210 in der Strommessung erfasst und im Schritt S220 ausgewertet. In einem Schritt S230 wird der bei der Strommessung im Schritt S210 erfasste Laststrom IL durch das mindestens eine Treiberelement T mit einem vorgebbaren Stromschwellwert verglichen. Liegt der im Schritt S210 in der Strommessung erfasste Laststrom IL durch das mindestens eine Treiberelement T über einem vorgebbaren Stromschwellwert, dann wird im Schritt S230 ein Kurzschluss der am Ausgangskontakt 3 angeschlossenen externen Ausgangsleitung AL nach Masse erkannt und das Verfahren 100B wird mit einem Schritt S240 fortgesetzt. Im Schritt S240 wird der erkannte Kurzschluss der am Ausgangskontakt 3 angeschlossenen externen Ausgangsleitung AL nach Masse als entsprechende Fehlermeldung optisch und/oder akustisch ausgegeben. Weist der im Schritt S210 in der Strommessung erfasste Laststrom IL durch das mindestens eine Treiberelement T einen Wert auf, welcher kleiner als der vorgebbare Stromschwellwert ist, dann wird im Schritt S230 eine Unterbrechung der am Ausgangskontakt 3 angeschlossenen externen Ausgangsleitung AL erkannt und das Verfahren 100B wird mit einem Schritt S250 fortgesetzt. Dies ist auch der Fall, wenn in der Strommessung im Schritt S210 kein Laststrom IL durch das mindestens eine Treiberelement T erfasst wurde. Im Schritt S250 wird die erkannte Unterbrechung der am Ausgangskontakt 3 angeschlossenen externen Ausgangsleitung AL als entsprechende Fehlermeldung optisch und/oder akustisch ausgegeben.This in 8th The second exemplary embodiment of the method 100B for monitoring an external output line AL shown is continued with a step S200 if the comparison in step S120 shows that the output voltage UA detected at the output contact 3 in step S100 has a value which is smaller than the predefinable first voltage threshold value. This is also the case if no output voltage UA was detected at the output contact 3 in the first voltage measurement in step S100. In step S200, at least one driver element T looped between the supply voltage UB and the output contact 3, which corresponds to a high-side switch TH, is switched on and the load current IL through the at least one driver element T is detected in the current measurement in a step S210 and evaluated in step S220. In a step S230, the load current IL through the at least one driver element T detected during the current measurement in step S210 is compared with a predefinable current threshold value. If the load current IL through the at least one driver element T detected in the current measurement in step S210 is above a predeterminable current threshold value, then a short circuit of the external output line AL connected to the output contact 3 to ground is detected in step S230 and the method 100B continues with a step S240. In step S240, the detected short circuit of the external output line AL connected to the output contact 3 to ground is output optically and/or acoustically as a corresponding error message. If the load current IL through the at least one driver element T detected in the current measurement in step S210 T has a value which is smaller than the predefinable current threshold value, then in step S230 an interruption of the external output line AL connected to the output contact 3 is detected and the method 100B continues with a step S250. This is also the case if no load current IL was detected by the at least one driver element T in the current measurement in step S210. In step S250 the detected interruption of the external output line AL connected to the output contact 3 is output optically and/or acoustically as a corresponding error message.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens 100, 100A, 100B zur Überwachung einer externen Ausgangsleitung AL können, beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware, vorzugsweise in der Auswerte- und Steuereinheit 12 implementiert sein.Embodiments of the method 100, 100A, 100B according to the invention for monitoring an external output line AL can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixed form of software and hardware, preferably in the evaluation and control unit 12.

Claims

Output driver (10) for a control device (1) of a vehicle, with at least one driver element (T) and at least one evaluation and control unit (12) which is designed to set an output voltage (UA) at an output contact (3) via the at least one driver element (T), wherein at least one load resistor (RL) can be connected to the output contact (3) via an external output line (AL), wherein a first measuring device (14) continuously detects the output voltage (UA) at the output contact (3), wherein the at least one evaluation and control unit (12) is further designed to evaluate a measurement result of the first measuring device (14) and, in combination with at least one further measuring device (16), which detects a load current (IL) through the at least one driver element (T), or in combination with a current supply device (20), which impresses a measuring current (IM) into the output contact (3), to detect an interruption of the external output line (AL) connected to the output contact (3) or a short circuit of the external output line connected to the output contact (3). (AL) to a supply voltage (UB) or to ground.

Output driver (10) to Claim 1 , characterized in that the at least one evaluation and control unit (12) is further designed to visually and/or acoustically indicate a detected short circuit or a detected interruption of the external output line (AL) connected to the output contact (3) by means of a display unit.

Output driver (10) to Claim 1 or 2 , characterized in that the at least one further measuring device (16) comprises a measuring resistor (RM) looped into a current path of the at least one driver element (T) and a differential amplifier (18) which detects a voltage drop across the measuring resistor (RM) representing the load current (IL).

Output driver (10) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that, in an output driver (10) designed as a push-pull output stage (10C, 10F), a second measuring device (16L) detects a load current (ILL) through a first driver element (TL) designed as a low-side switch (TL), which is looped between the output contact (3) and ground, and a third measuring device (16H) detects a load current (ILH) through a second driver element (TH) designed as a high-side switch (TH), which is looped between the supply voltage (UB) and the output contact (3).

Output driver (10) to Claim 1 or 2 , characterized in that the power supply device (20) comprises at least one current source (22) which is arranged electrically parallel to the at least one driver element (T), wherein the at least one evaluation and control unit (12) is designed to detect and evaluate the output voltage (UA) at the output contact (3) in combination with the first measuring device (14) before switching on the at least one driver element (T) and to activate the at least one current source (22) of the power supply device (20) if no output voltage (UA) can be detected at the output contact (3) or if the output voltage (UA) detected at the output contact (3) has a value which is smaller than a predefinable first voltage threshold value.

Output driver (10) according to one of the Claims 1 , 2 or 5 , characterized in that in an output driver (10) designed as a push-pull output stage (10C, 10F), the current supply device (20) comprises two current sources (22), wherein a first current source (22A) is arranged electrically parallel to a first driver element (T) designed as a low-side switch (TL), which is looped between the output contact (3) and ground, and a second current source (22B) is arranged electrically parallel to a second driver element (T) designed as a high-side switch (TH), which is looped between the supply voltage (UB) and the output contact (3).

Method (100) for monitoring an external output line (AL) which is connected to an output output contact (3) of an output driver (10) which is connected to one of the Claims 1 until 6 is designed, wherein in a first voltage measurement an output voltage (UA) at the output contact (3) is continuously recorded and evaluated, wherein in a current measurement a load current (IL) is recorded and evaluated by at least one driver element (T) in the conductive state, or in the blocking state of the at least one driver element (T) a measuring current (IM) is impressed into the output contact (3) and in a second voltage measurement the resulting output voltage (UA) at the output contact (3) is recorded and evaluated, wherein in the evaluation of the output voltage (UA) of the first voltage measurement and the load current (IL) of the current measurement or in the evaluation of the output voltage (UA) of the first voltage measurement and the second voltage measurement an interruption of an external output line (AL) connected to the output contact (3) or a short circuit of the external output line (AL) connected to the output contact (3) to a supply voltage (UB) or to ground can be recognized.

Procedure (100) according to Claim 7 , characterized in that the first voltage measurement at the output contact (3) is carried out and evaluated before switching on the at least one driver element (T).

Procedure (100) according to Claim 8 , characterized in that a short circuit of the external output line (AL) connected to the output contact (3) to the supply voltage (UB) is detected if the output voltage (UA) detected in the first voltage measurement at the output contact (3) has a stable value which is greater than a predefinable first voltage threshold value.

Procedure (100) according to Claim 8 or 9 , characterized in that the measuring current (IM) is impressed into the output contact (3) and the second voltage measurement is carried out at the output contact (3) if no output voltage (UA) was detected at the output contact (3) in the first voltage measurement, or if the output voltage (UA) detected in the first voltage measurement at the output contact (3) has a value which is smaller than the predefinable first voltage threshold value.

Procedure (100) according to Claim 10 , characterized in that an interruption of the external output line (AL) connected to the output contact (3) is detected if the output voltage (UA) at the output contact (3) detected during the second voltage measurement has a stable value which is greater than a predefinable second voltage threshold value, or a short circuit of the external output line (AL) connected to the output contact (3) to ground is detected if no output voltage (UA) is detected at the output contact (3) during the second voltage measurement either, or if the output voltage (UA) detected in the second voltage measurement at the output contact (3) has a value which is smaller than the predefinable second voltage threshold value.

Procedure (100) according to Claim 8 , characterized in that at least one driver element (T) looped between the supply voltage (UB) and the output contact (3) is switched to the conductive state and the load current (IL) is detected by the at least one driver element (T) in the current measurement if no output voltage (UA) was detected at the output contact (3) in the first voltage measurement, or if the output voltage (UA) detected at the output contact (3) in the first voltage measurement has a value which is smaller than the predefinable first voltage threshold value.

Procedure (100) according to Claim 12 , characterized in that a short circuit of the external output line (AL) connected to the output contact (3) to ground is detected if the load current (IL) detected in the current measurement through the at least one driver element (T) in the current measurement is above a predefinable current threshold value, or an interruption of the external output line (AL) connected to the output contact (3) is detected if no load current (IL) is detected in the current measurement through the at least one driver element (T), or if the load current (IL) detected in the current measurement through the at least one driver element (T) is below the predefinable current threshold value.

Method according to one of the Claims 7 until 13 , characterized in that a detected short circuit or a detected interruption of the external output line (AL) connected to the output contact (3) is indicated optically and/or acoustically.