DE19536106C2 - Schaltungsanordnung für ein Kraftfahrzeug-Regelungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für ein Kraftfahrzeug-Regelungssystem, das mehrere elektroni­ sche/elektrische Schaltungsteile oder Baugruppen mit separaten Masse-Anschlüssen besitzt.

Die Funktion solcher Regelungssysteme, zu denen z. B. Antiblockier- und Fahrstabilitäts-Regelungssysteme und An­ triebsschlupfregelungen gehören, ist für die Sicherheit des Fahrzeugs insbesondere dann kritisch, wenn das Regelungssystem in die Bremsenfunktion eingreift. Ein durch einen Fehler her­ vorgerufenes Lösen der Bremse ist ebenso gefährlich wie das Schleudern des Fahrzeugs als Folge eines zu stark gebremsten, blockierenden Rades. Schaltungsanordnungen für solche Rege­ lungssysteme müssen daher überwacht und derart ausgelegt wer­ den, daß Fehler vermieden oder zumindest rechtzeitig erkannt und signalisiert werden, damit sich die Regelung und der Fah­ rer auf die geänderte Situation einstellen können. In vielen Fällen können durch Anzeigen des Fehlers und Abschalten der Regelung die Gefahren entscheidend vermindert werden.

Aus der DE 43 38 018 A1 geht eine Schaltungsanordnung hervor, die bei Unterbrechung einer Anschlußleitung zwischen einem Sensor oder Steller und einem digitalen Steuergerät Ausgangssignale bildet, die unterhalb oder oberhalb des normalen Arbeitsspannungsbereiches liegen.

Die DE 43 06 361 A1 beschreibt eine zwischen Datenleitung und Bezugspotential geschaltete Schutzschaltung für ein Datenkommunikationssystem, welche auch bei Lösen einer Masseverbindung bei einem von mehreren Systemteilnehmergeräten noch eine Kommunikation unter den übrigen Teilnehmern erlaubt.

In der DE 43 13 323 A1 wird eine elektrische Einrichtung zur Ansteuerung einer optischen und/oder akustischen Anzeige beschrieben, die minusseitig an ein Steuergerät angeschlossen und bei einer Fehlfunktion von diesem ausgelöst wird, wobei das Steuergerät zumindest einen ständig mit Minuspotential verbundenen Verbraucher aktiviert und zur Sicherung einer zuverlässigen Anzeige zwischen der minusseitigen Steuerleitung für die Anzeige und einer Steuerleitung für den Verbraucher eine Schaltung angeordnet ist, die bei fehlendem Minuspotential am Steuergerät die beiden Steuerleitungen verbindet.

Bei einem Blockierschutz-Regelungssystem (ABS), das mehrere Baugruppen oder Schaltungsteile besitzt, wird aus Sicherheitsgründen vorgeschlagen oder sogar vorgeschrieben, die elektri­ schen Versorgungsleitungen, die zur Fahrzeugbatterie und zur Masse führen, derart auszulegen, daß eine Unterbrechung der Versorgungsleitung dem Fahrer angezeigt wird. Die von dem Elektronikregler des ABS zur Masse führende Leitung und die Massenleitung der zugehörigen Hydraulikpumpe bzw. des Motor- Pumpenaggregates, das den für die Blockierschutzregelung er­ forderlichen hydraulischen Druck zur Verfügung stellt oder aufrechterhält, werden als getrennte Leitungen geführt. Im Regler werden diese Masseleitungen auf einen Punkt zusammenge­ führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsan­ ordnung für derartige Kfz.-Regelungssysteme zu entwickeln, die bereits das Unterbrechen einer dieser beiden Masseleitungen erkennen läßt und die erforderlichenfalls die Reglerfunktion bei einem solchen Fehler, zumindest eingeschränkt, aufrech­ terhält. Die Lösung dieses Problems sollte mit möglichst ge­ ringem Aufwand ermöglicht werden.

Es hat sich herausgestellt, daß diese Aufgabe durch die im beigefügten Anspruch 1 beschriebene Schaltungsanordnung gelöst werden kann. Das Besondere dieser Schaltungsanordnung besteht darin, daß bei einem Regelungssystem mit mehreren, separaten Masse-Anschlüssen ein Masse-Anschluß mit einem anderen durch einen Behelfs-Masse-Anschluß verbunden ist, über den bei Un­ terbrechung des Masse-Anschlusses ein Behelfsstrom fließt und der eine in Richtung des Behelfsstroms durchlässige Entkopp­ lungsdiode und einen durch den Behelfsstrom ansteuerbaren Transistor enthält, über den eine Warnlampe direkt oder indirekt ansteuerbar ist oder der ein Reset-Signal auslöst.

Erfindungsgemäß wird also - anstelle einer Zusammenführung der Massenleitungen auf einen Punkt - die separate Verbindung der Schaltungsteile mit der Masse beibehalten, und es werden diese Leitungen mit einer Behelfs-Masseleitung verbunden, über die im Fehlerfall, d. h. bei Unterbrechung des entsprechenden Masse-Anschlusses, ein zumindest zum Signalisieren des Fehlers ausreichender Behelfsstrom fließt.

Einige besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung sind in den Unteransprüchen beschrieben. So können mehre­ re Behelfs-Masse-Anschlüsse vorgesehen werden. Es ist auch möglich, die volle Funktion über den Behelfs-Anschluß auf­ rechtzuerhalten.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Aus­ führungsbeispielen anhand der beigefügten Abbildungen hervor.

Es zeigen

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung für einen ABS-Regler,

Fig. 1A als Teildarstellung eine Variante der Ausführungsart nach Fig. 1 und

Fig. 2 in gleicher Darstellungsweise wie Fig. 1 ein Ausfüh­ rungsbeispiel mit mehreren Verbrauchern und mehreren Behelfs-Masse-Anschlüssen.

In Fig. 1 sind ein Mikroprozessor 1, der Bestandteil eines ABS-Reglers ist, und eine Hydraulikpumpe 2, die als Rückför­ derpumpe oder zur Hilfsdruckerzeugung für eine blockier­ geschützte hydraulische Bremsanlage dient, symbolisch darge­ stellt. Von Bedeutung für die erfindungsgemäße Schaltungsan­ ordnung sind die Masse-Anschlüsse A1, A2 des Mikroprozessors 1 und der Hydraulikpumpe 2. Diese Masse-Anschlüsse sind separat geführt und untereinander durch einen Behelfs-Masseanschluß BMA1 miteinander verbunden, der, wie nachfolgend noch genauer erläutert wird, in Funktion gelangt, wenn aufgrund eines Feh­ lers der Masse-Anschluß A1 unterbrochen wird.

Der Regler oder Mikroprozessor 1 bringt eine Warnlampe WL zum Aufleuchten, wenn die Verbindung zur Zündung IGN des Kraft­ fahrzeugs hergestellt wird. Nach dem Anlassen des Fahrzeugs erlischt die Warnlampe WL. Beim Auftreten eines Fehlers wird mit einer nicht näher dargestellten Überwachungsschaltung über den Mikroprozessor 1 die Warnlampe WL eingeschaltet.

Mit U_B ist der Anschluß des Mikroprozessors 1 an die Fahrzeug­ batterie (an den Pluspol der Batterie) symbolisiert.

Die Hydraulikpumpe 2 wird von einem Elektromotor M angetrie­ ben, der ebenfalls aus der Fahrzeugbatterie (+U_B) versorgt wird.

Eine Unterbrechung des Masse-Anschlusses A2, führt zu einem Ausfall der Hydraulikpumpe 2 und ist im vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung über die vorhandenen Überwachungs­ mechanismen ohne weiteres feststellbar. Ein Ausfall des Masse- Anschlusses A1 bzw. der Masseverbindung von dem Mikroprozessor 1 zur Masse würde dagegen die Funktion des Mikroprozessors 1 und die Ansteuerung der Warnlampe WL unterbinden. Ein solcher Defekt des Masse-Anschlusses bliebe unbemerkt. Erfindungsgemäß ist daher der Behelfs-Masse-Anschluß BMA1 vorgesehen, der im wesentlichen aus einer Entkopplungsdiode D1, einem Transittor T1 und einem Ohmschen Widerstand R1 besteht, über dem eine zum Ansteuern bzw. Durchschalten des Transistors T1 ausreichende Spannung bei unterbrochenem Masse-Anschluß R1 abfällt. Der Transistor T1, dessen Kollektor über einen Spannungsteiler an eine Hilfsspannungsquelle von U_H z. B. +5 Volt angeschlossen ist, ruft beim Durchschalten des Transistors T1 eine Span­ nungsänderung an einem Reset-Eingang des Mikroprozessors 1 hervor. Dieses "Reset" führt schließlich zum Aufleuchten der Warnlampe WL.

Es bedarf keiner näheren Erläuterung, daß das Einschalten des Transistors T1 auch zu einem direkten Ansteuern der Warnlampe oder einer die Warnlampe einschaltenden Treiberstufe ausgewer­ tet werden kann.

Wesentlich ist, daß bei einem Unterbrechen des Masse-Anschlus­ ses A1 über den Behelfs-Anschluß BMA1 ein Behelfsstrom fließen kann, der zum Auslösen der Warnlampenansteuerung und damit zum Signalisieren des Fehlerzustandes ausreicht. Eine Fortsetzung aller Reglerfunktionen bzw. aller Funktionen der Schaltung 1 ist nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, auf das sich die Fig. 1A bezieht, dann gegeben, wenn anstelle des Ohmschen Widerstandes R1 oder parallel zu diesem eine zweite Diode D2 eingefügt wird, die ebenso wie die in Serie geschal­ tete Entkopplungsdiode D1', in der Lage sein muß, den vollen Reglerstrom zu übernehmen. Der Transistor T1, T2 wie natürlich auch die Basis-Emitter-Strecke dieses Transistors wird übli­ cherweise aus Kostengründen nur für geringe Ströme ausgelegt.

Ein Behelfs-Masse-Anschluß der erfindungsgemäßen Art kann na­ türlich auch zur Aufrechterhaltung der Funktion eines Verbrau­ chers V1, z. B. der Hydraulikpumpe 2, bei Unterbrechung des Masse-Anschlusses A3 eingefügt werden. Fig. 2 veranschaulicht diese Variante der Erfindung. Über den Transistor T3 wird in diesem Beispiel die Unterbrechung des Masse-Anschlusses A3' signalisiert. Wird, wie in Fig. 2 angedeutet, der Behelfs- Masse-Anschluß BMA3 mit zwei hintereinandergeschalteten Dioden D3, D4 ausreichender Belastbarkeit ausgerüstet, bliebe in ei­ nem solchen Defektfall die Funktion des Verbrauchers V1 erhal­ ten.

Schließlich ist in Fig. 2 noch die Anschaltung eines weiteren Verbrauchers V2, der ebenfalls einen separaten Masse-Anschluß A4 besitzt, angedeutet. Über einen Behelfs-Masse-Anschluß BMA4 ist eine Signalisierung einer Unterbrechung des Masse-An­ schlusses A4 sichergestellt.

Erfindungsgemäß wird also durch einen sehr einfachen Behelfs- Masse-Anschluß die Unterbrechung einer Masseleitung erkannt. Die beschriebene Variante mit zwei hintereinandergeschalteten Dioden, die in der Lage sind, den vollen Betriebsstrom des Mikroprozessors und/oder des Verbrauchers zu führen, ist dann vorzuziehen, wenn der weiteren Verfügbarkeit dieser Verbrau­ cher im Fehlerfalle - und nicht nur der Fehleranzeige - Bedeu­ tung zukommt.

Natürlich kann das Ausgangssignal der Transistoren T1, T2, T3, T4 im Behelfs-Masse-Anschluß auch zu anderen Funktionen, bei­ spielsweise zur Umschaltung der Regelung, zur Speicherung der Fehler usw., ausgewertet werden.

Claims (6)

1. Schaltungsanordnung für ein Kraftfahrzeug-Regelungssy­ stem, das mehrere elektronische/elektrische Baugruppern oder Schaltungsteile mit separaten Masse-Anschlüssen be­ sitzt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Masse-Anschluß (A1 . . . 4) mit einem anderen Masse-Anschluß durch einen Behelfs-Masse-Anschluß (BMA1 . . . 4) verbunden ist, über den bei Unterbrechung des zugehörigen Masse-Anschlusses ein Behelfsstrom fließt und der eine in Richtung des Be­ helfsstroms durchlässige Entkopplungsdiode (D1, D1') und einen durch den Behelfsstrom ansteuerbaren Transistor (T1 . . . 4) enthält, über den eine Warnlampe (WL) direkt oder indirekt ansteuerbar und ein Reset-Signal bzw. ein weiterverarbeitbares Logiksignal einschaltbar ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Behelfs-Masse-Anschluß (BMA1, 4) einen in Serie zu der Entkopplungsdiode (D1) geschalteten Ohmschen Widerstand (R1) besitzt, über den der Behelfs­ strom fließt und der parallel zu der Ansteuerstrecke des Transistors (T1), d. h. zu der Basis-Emitter-Strecke oder Gate-Source-Strecke des Transistors, liegt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Behelfs-Masse-Anschluß (BMA2, 3) eine in Serie zu der Entkopplungsdiode (D1', D3) geschaltete zwei­ te Diode (D2, D4) besitzt, über die der Behelfsstrom fließt und die parallel zu der Ansteuerstrecke des Transistors (T2, T3) liegt.

4. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere oder alle Masse-Anschlüsse (A1 . . . 4) untereinander durch Behelfs-Masse-Anschlüsse (BMA1 . . . 4) verbunden sind.

5. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß über den Behelfs-Masse-Anschluß (BMA1, 4) ein für die Aufrechter­ haltung der Funktion oder Teilfunktion einer Überwa­ chungsschaltung ausreichender Strom fließt.

6. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß über den Behelfs-Masse-Anschluß (BMA2, 3) ein für die Aufrechter­ haltung der Funktion oder Teilfunktion des angeschlosse­ nen Verbrauchers ausreichender Strom fließt.