DE3905422C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Die DE-OS 35 40 031 beschreibt eine Anordnung zur Über­ wachung eines veränderlichen elektrischen Widerstandes, der in einem von der Überwachungsseite isolierten Strom­ kreis liegt. Die Anordnung verwendet einen ersten Trenn­ transformator mit Primär-, Sekundärwicklung, sowie einen zweiten Trenntransformator mit einer Lesewicklung, die eine dem abzufragenden Widerstandswert entsprechende Spannung abgibt. Die Primärwicklungen beider Transfor­ matoren sind parallel geschaltet. In die parallel lie­ genden Primärwicklungen wird ein Wechselstrom einge­ speist. Besagter Widerstand wird aus der Sekundär­ wicklung des ersten Transformators über eine Brücken­ gleichrichterschaltung mit Energie versorgt. Bei Ver­ änderung des Widerstandes ändert sich die Sekundärbela­ stung des ersten Transformators. Die dadurch transforma­ torisch bewirkte Spannungsänderung an der Primärwick­ lung des ersten Übertragers wird vom zweiten Übertrager auf dessen Sekundärwicklung übertragen; durch die Pa­ rallelschaltung der Primärwicklungen beider Transfor­ matoren kommt dem zweiten Transformator also eine reine Isolierfunktion zu.

Aus der EP-OS 1 83 580 ist eine induktiv wirkende Anord­ nung zur Übermittlung von Fahrerwunschbefehlen insbe­ sondere vom Lenkrad eines Kraftfahrzeugs auf die Lenk­ säule bzw. an das Fahrzeugchassis bekannt. Es wird dort vorgeschlagen, daß die mit dem Lenkrad drehbar gegenüber der Lenksäule verbundene Sekundärwicklung eines Dreh­ transformators definiert belastbar ist, so daß sich eine gemäß Fahrerwunsch codierbare Sekundärbelastung besagten Drehtransformators ergibt. Primärseitig ist dazu die Be­ aufschlagung mit einem annähernd konstanten Wechselstrom vorgesehen, so daß die an der Primärwicklung meßbare Wechselspannung ein Maß für die auf der Sekundärseite bereitgestellte Last ist. In diesem Sinne wird diese Wechselspannung dann spitzenwertgleichgerichtet und quantisiert, um unterschiedlichen Lastzuständen un­ terschiedliche Befehle zuzuordnen.

Jene Anordnung leistet aber keinerlei prüfende oder überwachende Abfrage dahingehend, daß die Widerstände 52 bis 57 auch tatsächlich bestimmten Sollwerten (innerhalb zulässiger Toleranzen) entsprechen bzw. nicht durch Alte­ rung unzulässig verändert oder gar defekt sind. Damit kann aber ein fehlerhafter Widerstand in jener Anordnung leicht zu einem falschen Fahrerwunschbefehl ausgewertet werden. Aus damit zusammenhängendem Grunde muß in jener Anordnung der vorgesehene Trenntransformator mit hoher Präzision gefertigt und z. B. im Falle eines Drehtransfor­ mators mit geringen Toleranzen des Luftspaltes und der Streuinduktivität über Drehwinkel und Lebensdauer herge­ stellt sein. Gewisse Toleranzen bzw. Veränderungen des Transformators könnten ansonsten primärseitig falsche Belastungsverhältnisse auf der Sekundärseite vortäuschen und gleichwohl zu falschen Interpretationen von Fahrer­ wunschbefehlen führen. Unbefriedigend ist somit auch das Fehlen einer Abfragemöglichkeit des Zustandes des Trans­ formators. Sowohl wegen hoher Kosten eines präzise gefer­ tigten und zu montierenden Drehtransformators als auch wegen der aufgezeigten Eigensicherheitsmängel ist jene bekannte Einrichtung beispielsweise für einen Einsatz in einem hochverfügbaren Insassenschutzsystem eines Fahrzeugs nicht geeignet.

Aus der EP-PS 87 183 ist ferner eine Einrichtung zur induktiven Stromversorgung einer Schaltungsanordnung bekannt, welche drehbar an Fahrzeugen vorgesehen ist; es ist dort die Versorgung eines Druckgebers als Be­ standteil einer Reifendrucküberwachungseinrichtung offenbart. Jene Anordnung sieht vor, einer Datenac­ quisitions- und Sendeeinrichtung über einen Drehtrans­ formator Betriebsenergie zuzuführen; dazu sind die Primär- und Sekundärseite besagten Transformators beweg­ lich - insbesondere drehbar gegeneinander - ausgeführt. Die induktiv übertragene Energie wird hauptsächlich dazu benutzt, einen optoelektronischen Emitter (LED) entspre­ chend einem aktuellen Druckwert anzusteuern, um letzteren auf dem Lichtwege vom drehbaren Schaltungsteil auf den feststehenden zu übertragen. Im feststehenden Schaltungs­ teil ist zu diesem Zweck ein optoelektronischer Datenem­ pfänger vorgesehen, welcher einerseits eine Einrichtung zur Darstellung der augenblicklichen Meßgröße und ande­ rerseits eine die Ansteuerleistung besagten Transforma­ tors verringernde Diskriminatorschaltung ansteuert. Wegen hoher Verluste während sekundärseitig hohen Strombedarfs (Datenübertragung; Betrieb) besagter Schaltungsanordnung ist diese Diskriminatorschaltung vorgesehen, um während sekundärseitig geringen Strombedarfs (keine Datenübertra­ gung; Bereitschaft) über eine Reduktion der Ansteuerlei­ stung des Drehtransformators auf ein Bereitschaftsmaß eine Reduktion der Verlustleistung insbesondere im Dreh­ transformator zu erreichen und dadurch den Wirkungsgrad der Einrichtung während Bereitschaftszeiten beträchtlich zu erhöhen.

Insgesamt zielt jene Einrichtung zur induktiven Stromver­ sorgung auf eine möglichst geringe Betriebsleistung, und deshalb auf eine möglichst geringe Ansteuerleistung eines solchen Transformators ab während ohnehin niedrigen Strom­ bedarfs auf seiner Sekundärseite. Für die Abfrage oder Übertragung von Zustandsinformationen bei Sicherheitsein­ richtungen, z. B. an einer Fertigungsmaschine oder in einem Kraftfahrzeug, und insbesondere von solchen Infor­ mationen, die nur in Notsituationen (z. B. Gefahrenmeldung, Unfall) benötigt werden, ist eine maximale Verfügbarkeit und somit Einfachheit aufgrund geringstmöglicher Anzahl von Bauelementen gefordert, wobei geeignete Bauelemente dazu noch eine bekanntermaßen hohe Langzeitzuverlässig­ keit aufweisen müssen. Selbst für moderne LEDs trifft letzteres nur beschränkt zu, soweit sie extremer Beanspru­ chung etwa im Kraftfahrzeug unterworfen sind; die Gefahr der Verschmutzung beeinträchtigte zudem weiter die Verfüg­ barkeit einer Prüfeinrichtung mit optischer Einholung eines Prüfsignales vom beweglichen Teil. Ein Einsatz auch jener Einrichtung zur kontaktlosen Abfrage einer sicher­ heitswesentlichen Zustandsgröße verspräche aufgrund einer zu großen Zahl erforderlicher Bauelemente kaum eine aus­ reichend sichere Verfügbarkeit.

Aus der deutschen Patentanmeldung N 10 362 VIII c/21e ist ein Gerät zur Prüfung von Spulen auf Windungsschluß be­ kannt, bei dem der in dem Spulenstromkreis fließende und durch den Windungsschluß veränderte Spulenwechselstrom eine veränderte Anzeige auf einem transformatorisch ange­ koppelten Meßinstrument bewirkt. Dabei wird der Prüfling und ein veränderlicher Widerstand in einer transformato­ rischen Speisebrücke betrieben, so daß Unsymmetrieströme, die sich bei Anschluß eines defekten Prüflings an die zu­ vor bei Anschluß eines intakten Prüflings abgeglichene Meßbrücke ergeben, in einer isolierten Meßwicklung ein den Defekt charakterisierendes Signal induzieren.

Aus der DE-OS 22 35 642 ist eine Einrichtung zur Kon­ trolle von elektrischen Verbrauchern in Kraftfahrzeugen bekannt, die zur Kontrolle von elektrischen Verbrauchern durch Überwachung des durch sie fließenden Gleichstromes dient. Sie benutzt je Verbraucher einen gleichstromvor­ magnetisierbaren Ringkern.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung zur induktiven Abfrage des Zustandes eines elektrischen Verbrauchers, etwa eines Auslösemittels, besonders einfach auszubilden so, daß eine Überprüfung auf Fehlerfreiheit des Verbrauchers und seines Stromkreises einfach möglich ist und gewisse fertigungsbedingte Streu­ ungen der Übertragungseigenschaften ihres induktiven Übertragungsmittels kompensierbar und somit zulässig sind. Außerdem soll im Zuge einer Prüfung bzw. Überwachung be­ sagten Verbrauchers auch dieses induktive Übertragungs­ mittel selbst prüfbar sein.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.

Ohne Eindeutigkeitseinbuße der Prüfinformation über den abzufragenden Verbraucher kann demnach ein kostengünsti­ ger Trenntransformator mit gewissen Fertigungs- und Mon­ tagetoleranzen dadurch Anwendung finden, daß dieser ge­ doppelt vorgesehen wird. Toleranzen zweier Transformato­ ren untereinander werden dadurch ausgeglichen, daß sie zu gleichen Teilen besagten Verbraucher in einem ersten Strompfad und eine Nachbildung in einem zweiten Strompfad mit einem Prüfstrom versorgen, und die Abfrage beider Lasten durch besondere Lesewicklungen geschieht. Aufgrund zweipfadiger Prüfstromspeisung und Abfrage erlaubt die Vorrichtung die Erkennung eines Defekts an einem Trans­ formator.

Nach Anspruch 5 läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung so weiterbilden, daß sie bei geringem Speisestrom den Verbraucher mit einer Nachbildung zu vergleichen erlaubt, bei Einspeisung eines höheren Betriebsstromes jedoch einen weit überwiegenden Teil der zugeführten Leistung dem Verbraucher als Betriebsleistung, und nur einen klei­ nen Teil der zugeführten Leistung der Nachbildung als Verlustleistung zuführt, wodurch der verbraucherbezogene Übertragungswirkungsgrad bei Erhöhung des Speisestromes der Vorrichtung sich stark vergrößert und somit eine die Gesamtspeiseleistung aufbringende Generatorschaltung kostengünstig auszulegen erlaubt. Zusätzliche Maßnahmen zur Vermeidung unnötiger Verluste im Abfragebetrieb können damit gänzlich entfallen.

Auch läßt sich durch die in übrigen Unteransprüchen ge­ gebenen Lehren die erfindungsgemäße Vorrichtung durch Speise- und Auswertemittel so weiterbilden, daß zum einen eine dauernde Überprüfung des Verbrauchers und seiner Verfügbarkeit und zum anderen seine Inbetriebnahme aus dem Prüfzustand heraus mit hoher Zuverlässigkeit jeder­ zeit möglich ist und das Auftreten eines Defekts des Verbrauchers unter keinen Umständen unbemerkt bleiben kann. Im Zusammenhang damit besteht die Möglichkeit zur Abfrage wenigstens eines Befehles vom isolierten Strom­ kreis aus, ohne daß dadurch die Überprüfbarkeit des Verbrauchers irgendwie eingeschränkt wird.

Insgesamt bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vor­ teil einer einfachen Schaltung sowohl zur Prüfung als auch zum Betrieb eines Verbrauchers; außer induktiven Mitteln umfaßt sie in ihrer Grundstruktur nur drei zusätzliche, gleiche Bauelemente und eine Nachbildung für den Verbrau­ cher. Sowohl die Zufuhr von Betriebs- und Prüfleistung als auch die Abfrage des Prüfergebnisses geschehen durch die­ selben Luftspalte eines gedoppelten Trenntransformators. Durch gleichzeitigen Vergleich des Verbrauchers mit einer Nachbildung über abwechselnde Speise- und Abfragewege wer­ den eine Prüf- und eine Referenzspannung gebildet, die auch ohne Nachverstärkung oder sonstige zusätzliche Hilfs­ mittel (d. h. kostengünstig) moderne Mikrorechner bzw. deren Standardschnittstellen mit hohem Störabstand unmittelbar anzusteuern vermag.

Ohne die Abfragefunktion des Verbrauchers und seiner Nachbildung zu beeinträchtigen, kann aus dem isolierten Stromkreis zudem ein geringer Gleichstrom abgezweigt werden, etwa zum Betrieb eines kleinen Rechners und/oder Anzeigemittels, das auch durch eine pufferbare Energie­ quelle wie z. B. eine Sekundärbatterie oder einen Kondensa­ tor großer Kapazität nichtflüchtig gestützt werden kann.

Die Beanspruchung nur weniger bewährter und mit gleich hoher Zuverlässigkeit spezifizierter Bauelemente bedingt eine hohe Verfügbarkeit der Vorrichtung und erlaubt ihre Verwendung als Bestandteil von Sicherheitseinrichtungen. Im Zusammenhang damit eignet sie sich zum Beispiel zur Prüfung und ggfs. auch zur Stromversorgung eines sicher­ heitswesentlichen Auslösemittels im Lenkrad eines Fahr­ zeugs.

Die durch ergänzende Speise- und Auswertemittel fortgebil­ dete Vorrichtung erlaubt schließlich eine drahtlose Auslö­ sung bzw. Betätigung wenigstens einer Betriebseinrichtung vom isolierten Stromkreis aus. Zum Beispiel kann das Sig­ nalhorn oder die Warnblinklichtanlage eines Kraftfahrzeugs ausgelöst werden. Die in verschiedengestaltiger Ausbildung dafür vorgesehenen Erweiterungen erschließen weitere lei­ stungsfähige Sicherheitsfunktionen zur Erkennung eines Defekts und zur Sicherstellung seiner raschen Behebung.

Ein Ausführungsbeispiel einer entsprechend erweiterten Vorrichtung macht sich die verstärkerlose Direktansteuer­ barkeit eines modernen Single-Chip-A/D-µControllers zu­ nutze, indem auf eine Mehrzahl von analogen Funktionsele­ menten verzichtet werden kann indem die Erfassung von Be­ fehlsgaben und Zustandsgrößen sowie deren Aufbereitung zu Betriebssignalen bzw. Fehlermeldungen ausschließlich per Software geschieht. U. a. kann diese Vorrichtung bei ent­ sprechender Programmierung ihre eigenen Fertigungstole­ ranzen lernen, wodurch eine Softkompensation ihrer spezi­ fischen Toleranzen möglich ist. Sie kann zum Beispiel in einem Fahrzeug zur Aufbereitung von Serviceanforderungen per Sprachausgabe mit einem Fahrzeugmanagementrechner zusammenwirken.

Obschon sich die Vorrichtung zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug anbietet und ihre Wirkungsweise auch anhand einer solchen Anwendung modellhalber erläutert wird, sind ihre Einsatzmöglichkeiten keineswegs auf ein Kraftfahrzeug beschränkt. Vielmehr ist die Vorrichtung genau so gut anwendbar in Wasser-, Gleis-, Luft- und Raumfahrzeugen, untertage in explosionsgefährdeter Umgebung oder gar an Bedienungsschnittstellen von Werkzeugmaschinen.

Drei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nach­ folgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Verdrahtungsbild eines ersten Ausführungs­ beispiels;

Fig. 2 das Schaltbild einer darin mehrfach vorgesehenen Gruppenschaltung;

Fig. 3 das Wirkschaltbild des ersten Ausführungsbei­ spiels;

Fig. 4a einen Auszug aus dem Wirkschaltbild gemäß Fig. 3, soweit während positiver Stromhalb­ wellen wirksam;

Fig. 4b einen Auszug aus dem Wirkschaltbild gemäß Fig. 3, soweit während negativer Stromhalb­ wellen wirksam;

Fig. 5 eine schematische Ansicht der beispielhaften Unterbringung von Vorrichtungsteilen in bzw. an einem Fahrzeuglenkrad;

Fig. 6 das Blockschaltbild eines zweiten Ausführungs­ beispiels, welches vom isolierten Stromkreis aus die Auslösung wenigstens einer Betriebs­ einrichtung sowie die Überprüfung wesentlicher Komponenten und Funktionen erlaubt;

Fig. 7 ein Schema des Zeitverlaufs der Signalspannung zwischen Klemmen [A] und [B] beim Auslösung der Betriebseinrichtung bzw. beim Auftreten eines Defekts im Verbraucher oder seiner Nachbildung;

Fig. 8 ein Schema mehrerer Zeitverläufe der Lesespan­ nung U_{P 1} bei unterschiedlichen Auslöse- oder Fehlerzuständen;

Fig. 9 einen Blockschaltbildauszug einer Steuerein­ richtung als Bestandteil einer Versorgungs- und Auswertungselektronik gemäß Fig. 6;

Fig. 10 einen Signallaufplan zum beeinflußbaren Ablauf einer Fehlerwarnung;

Fig. 11 einen weiteren Signallaufplan zum beeinflußbaren Ablauf einer Fehlerwarnung;

Fig. 12 einen Signallaufplan der zeitmaskierten Aus­ blendung und Alarmaufbereitung eines Betäti­ gungssignals, welches fehlerhaft durch einen Defekt entsteht;

Fig. 13 das Blockschaltbild eines dritten Ausführungs­ beispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welches die Auswertung von Gleich- und Wech­ selspannungskomponenten der Lesespannung/en mittels eines µControllers leistet;

Fig. 14 schematische Zeitdiagramme zur Veranschauli­ chung des angewandten Synchronsamplingver­ fahrens zur Auswertung der Lesespannungen.

Gemäß Fig. 1 umfaßt die Vorrichtung im einfachsten Falle neben dem Verbraucher 24 und einem diesen nachbildenden Vergleichselement 25 zwei Trenntransformatoren 11 und 16 und wenigstens drei gleich beschaffene Gruppenschaltungen 1 bis 3, welche entsprechend der Gruppenschaltung 6 gemäß Fig. 2 aufgebaut sind.

Diese Gruppenschaltung repräsentiert eine bekannte Brückenschaltung von vier Halbleiterventilstrecken 6/1 bis 6/4, welche in zwei gleichpolig parallelen Strängen mit einem gemeinsamen anodenseitigen Anschluß C, einem gemeinsamen kathodenseitigen Anschluß E, und einem ersten und zweiten Mittelabgriff D und F angeordnet sind. Solche Gleichrichterbrückenschaltungen sind z. B. in elektroni­ schen Geräten als Gleichrichter eingesetzt und preis­ günstig als einkörperliche Bauelemente verfügbar. Es sind noch zwei zweipolige Bauelemente 4 und 5 vorgese­ hen, die Halbleiterrichtstrecken, insbesondere Dioden, mit pas­ send gewählter Durchlaßspannung darstellen. In praxi kön­ nen auch hierfür gleichartige Brückenschaltungen vorge­ sehen sein, bei denen dann entsprechende Mittenabgriffe 4D und 4F bzw. 5D und 5F unbeschaltet bleiben; eine so bewirkte Parallelschaltung jeweils zweier Richtstrecken erweist sich als vorteilhaft, da über die Richtstrecken 4 und 5 der Betriebsstrom des Verbrauchers 24 fließt. In diesem Falle können also die Gruppenschaltungen 1 bis 5 durch identische Bauelemente verwirklicht sein; insoweit macht Fig. 1 die Einfachheit der Grundstruktur der Vorrichtung deutlich.

Das Gesamtwirkschaltbild gemäß Fig. 3 und Auszüge daraus gemäß Fig. 4a und 4b verdeutlichen Funktion und Wir­ kung der Vorrichtung im einzelnen. Die Trenntransfor­ matoren 11 und 16 weisen je eine entsprechende Primär­ wicklung 12 und 17 auf; das Ende der Primärwicklung 17 ist mit dem Anfang der Primärwicklung 12 verbunden. Die Primärwicklung 12 endet in einem Verteilungsknoten 23, in welchen über eine Speiseklemme [L] ein Prüf- oder Betriebswechselstrom I_P bzw. I_B einspeisbar ist; ent­ sprechend endet die Primärwicklung 17 in einem gegen­ poligen Sammelknoten 31, der zur Ableitung besagter Ströme über eine gegenpolige Klemme [M] vorzugsweise mit einem Massepotential verbunden sein kann.

Zum ersten ist besagten Primärwicklungen eine Auslese­ schaltung 28 zugeordnet. Diese wird aus Auslesewicklungen 14 und 19 gespeist, die mit entsprechenden Primärwicklun­ gen 12 und 17 gekoppelt sind. Diese Kopplung wird durch geeignete Feldführungsmittel 15 und 20 mit der Funktion von Transformatorkernen unterstützt. Alle Anschlüsse der Auslesewicklungen sind über gleichpolig angeordnete Halb­ leiterrichtstrecken 2/1, 3/1, 2/4, 3/4 auf eine Referenz­ potentialschiene 9 geführt; zum anderen sind besagte Anschlüsse über gegenpolig angeordnete Halbleiterricht­ strecken 2/2, 3/2, 2/3, 3/3 durch zwei Ausleseleitungen 7 und 8 auf zwei Ausleseklemmen [A] und [B] geführt. Die gezeigte Polung der Richtstrecken (Anoden an Referenz­ potentialschiene 9, Kathoden an Klemmen [A] und B) ist willkürlich angenommen, und kann je nach Windungs- und Koppelsinn der Wicklungen 12 und 14 bzw. 17 und 19 auch umgekehrt sein.

Zum zweiten bilden Sekundärwicklungen 13 und 18 zusammen mit dem Verbraucher 24 und der Nachbildung 25 einen iso­ lierten Stromkreis 29. Er wird aus besagten Sekundärwick­ lungen 13 und 18 gespeist, welche mit entsprechenden Primärwicklungen 12 und 17 gekoppelt sind. Diese Kopplung wird durch geeignete Feldführungsmittel 15a und 20a hergestellt, die vorzugsweise einen Luftspalt zwischen Primär- und Sekundärbestandteilen beinhalten können. Analog zu den Primärwicklungen sind besagte Sekundärwick­ lungen spannungsaddierend in Serie geschaltet. An den entsprechenden Verbindungspunkt 21 sind außerdem noch erste Anschlüsse des Verbrauchers 24 und seiner Nachbil­ dung 25 geführt. Die unverbundenen Enden der Sekundär­ wicklungen speisen über je zwei gegenpolig angeschlossene Halbleiterrichtstrecken 1/2 und 1/1 bzw. 1/3 und 1/4 in der Art einer Doppelweggleichrichtung den Verbraucher 24 und die Nachbildung 25 mit entgegengesetzter Polarität bezogen auf den Verbindungspunkt 21; letzterer ist vor­ zugsweise mit einem Meßpunkt [X] verbunden. Entsprechende Meßpunkte [Y] und [Z] sind dem unverbundenen Anschluß des Verbrauchers 24 bzw. der Nachbildung 25 zugeordnet.

Die Primärwicklungen sind durch entsprechende Gleich­ richterbrückenschaltungen 4/1 bis 4/4 bzw. 5/1 bis 5/4 überbrückt, wobei jeweils die Anodenseiten am mittigen Verbindungspunkt 22 dieser Wicklungen anliegen.

Durchströmt eine positive prüfstromhalbwelle die Primär­ wicklungen, ist die Ersatzschaltung gemäß Fig. 4a wirk­ sam. Der Verbraucher 24 und die ihm zugeordnete Auslese­ klemme [A] werden aus dem Transformator 11, die Nachbil­ dung 25 und die ihr zugeordnete Ausleseklemme [B] werden aus dem Transformator 16 gleichspannungsgespeist; dabei sind die Richtstrecke 1/2 im Strompfad 26 des Verbrau­ chers 24, die Richtstrecke 1/4 im Strompfad 27 der Nach­ bildung 25, die Richtstrecken 2/3 und 3/1 im Stromkreis zur Ausleseklemme [A] und die Richtstrecken 2/1 und 3/3 im Stromkreis zur Ausleseklemme [B] leitend; die übrigen Richtstrecken sperren.

Durchströmt hingegen eine negative Prüfstromhalbwelle die Primärwicklungen, ist die Ersatzschaltung gemäß Fig. 4b wirksam. Der Verbraucher 24 und die ihm zugeordnete Aus­ leseklemme [A] werden aus dem Transformator 16, die Nach­ bildung 25 und die ihr zugeordnete Ausleseklemme [B] werden aus dem Transformator 11 gleichspannungsgespeist; dabei sind die Richtstrecke 1/3 im Strompfad 26 des Verbrauchers 24, die Richtstrecke 1/1 im Strompfad 27 der Nachbildung 25, die Richtstrecken 2/2 und 3/4 im Stromkreis zur Ausleseklemme [A] und die Richtstrecken 3/2 und 2/4 im Stromkreis zur Ausleseklemme [B] leitend; die übrigen Richtstrecken sperren.

Verbraucher und Nachbildung werden also je nach momentan anliegender Halbwelle aus den Transformatoren 11 und 16 abwechselnd über Kreuz versorgt; gleiches trifft für die Prüfklemmen zu. Werden an die Klemmen [A] und [B] hinrei­ chend große Ladekapazitäten 30A und 30B und ausreichend hochohmige Belastungswiderstände 10A und 10B angeschlos­ sen, dann findet eine Spitzenwertgleichrichtung statt und es stehen an Klemmen [A] und [B] als Prüfspannungen somit geglättete Gleichspannungen zur Verfügung. Ein geeigneter Dauerprüfstrom I_P wird so gewählt, daß die Durchlaßspan­ nung der Richtstrecken 4/1 bis 4/4 und 5/1 bis 5/4 gemäß Fig. 3 nicht erreicht wird; deshalb sind sie in den Fig. 4a und 4b ausgelassen.

Wird in den Verteilungsknoten 23 ein erhöhter Wechsel­ strom I_B zur Versorgung des Verbrauchers 24 eingespeist, wird die Amplitude der auf die Nachbildung 25 übertragba­ ren Wechselspannung (vor Gleichrichtung im Stromkreis 29) auf die Durchlaßspannung der vorgenannter Richtstrecken begrenzt. Dies bedeutet, daß abzüglich dieser Durchlaß­ spannung der gesamte übrige Spannungsabfall über beiden Primärwicklungen zur Speisung des Verbrauchers 24 nutzbar ist.

Unter Vernachlässigung der Durchlaßspannungen der Richt­ strecken 1/1 bis 1/4 und unter Zugrundelegung eines Amplitudenverhältnisses von 4 : 1 der so auf die beiden Sekundärwicklungen übertragbaren Wechselspannungen be­ trägt - bei gleichen Widerständen von Verbraucher und Nachbildung - das Verhältnis der im Verbraucher und in der Nachbildung umsetzbaren Leistung 16 : 1. Demzufolge gehen dann weniger als 10% der insgesamt zugeführten Leistung in der Nachbildung als Verlustleistung ver­ loren. Bei klein ausfallenden Widerständen von Verbrau­ cher 24 und Nachbildung 25 sind Schottky-Dioden als Richtstrecken vorteilhaft; entsprechende Brückenschal­ tungen sind als einkörperlich integrierte, vierpolige Bauteile aus dem Gebiet geschalteter Netzteile bekannt.

Je nach praktisch erwünschter bzw. durch Prüf- und Betriebsstrom sich ergebender Spannungslage an den Pri­ märwicklungen wird eine optimale Auflösung zwischen Ver­ braucher und Nachbildung im Prüfbetrieb dann erreicht, wenn jeweils in Reihenanordnung zwei bis vier übliche Halbleiterrichtstrecken den Primärwicklungen parallel­ geschaltet sind. Durch derlei optimierende Dimensionie­ rung kann eine besonders preisgünstige Herstellung der beiden Transformatoren erreicht werden, indem deren Wick­ lungen dann nur gleiche oder in ganzzahligen Vielfachen sich unterscheidende Windungszahlen aufweisen können (multifilare Automatenwicklung).

Da bei erhöhter Stromeinspeisung in den Verteilungsknoten 23 die erwähnte Begrenzung der Amplitude der auf die Nachbildung 25 übertragbaren Wechselspannung selbst dann erfolgt, wenn die Nachbildung 25 defekt oder ihr Strom­ kreis 27 unterbrochen ist, sichern die Richtstrecken 4/1 bis 4/4 und 5/1 bis 5/4 unabhängig vom Zustand der Nach­ bildung 25 eine zuverlässige Betreibbarkeit des Verbrau­ chers 24, was z. B. für die Anwendbarkeit in Schutzsyste­ men mit hoher Eigensicherheit ein wichtiges Kriterium ist.

Werden die beiden Transformatoren 11 und 16 - vorzugs­ weise in primär- und sekundärseitig einstückigem Verbund - als Drehtransformatoren ausgeführt, eignet sich diese Vorrichtung z. B. auch zur dauernden Prüfabfrage eines Auslösemittels in einem Rad. Werden sie für eine solche Anwendung als Drehtransformatoren mit konzentrischer Struktur verwirklicht, werden etwaige Luftspaltschwankun­ gen über dem Verdrehungswinkel zwischen Primär- und Sekundärteilen kompensiert, indem aufeinanderfolgende Speisehalbwellen für die sekundären Lasten von beiden Transformatoren abwechselnd bezogen werden. Weil zur Speisung der sekundären Lasten ein induktives Brücken­ prinzip angewandt wird, ändern sich die Gleichspannungs­ anteile der beiden Prüfspannungen U_{P 1} und U_{P 2} bei Schal­ tungsveränderungen (z. B. defekte Lötstelle, Drahtbruch) oder Bauteilealterung bzw. -ausfall immer gegenläufig. Dadurch sind nicht nur auch beide Transformatoren hin­ sichtlich ihrer Funktion generell überwachbar, sondern bei quantisierter Auswertung beider Prüfspannungen werden sogar Fehler in Primär-, Sekundär- und Auslesewicklungen beider Transformatoren lokalisierbar. Daraus wird nicht nur eine sehr hohe Eigensicherheit erreicht. Es kann auch im Zuge von Reparaturmaßnahmen ein unnötiger Austausch einer der beiden Vorrichtungsteile 28′ und 29′ vermieden werden.

Die vorgenannten Eigenschaften, verbunden mit geringem Schaltungsaufwand und der Verwendung einer minimalen Zahl von bei hohen Temperaturen spezifizierten Bauelementen, lassen diese Vorrichtung insbesondere geeignet erschei­ nen, um z. B. zur Dauerüberwachung und Versorgung einer Zündpille 24 im Lenkrad 32 als Bestandteil einer Insas­ senschutzeinrichtung 37 in einem Kraftfahrzeug Verwendung zu finden. Gemäß Fig. 5 wird die Anordnung 29 dann im beweglichen Teil 29′ im Lenkrad 32 untergebracht, während die Primärwicklungen 12 und 17 zusammen mit der übrigen Ausleseschaltung 28 im Teil 28′ an/in der Lenksäule 33 festen Platz finden. Auf Gestaltungsdetails der Dreh­ transformatoren 11 und 16 ist in dieser schematischen Ansicht nicht eingegangen; zur Verwirklichung eines aus­ reichend kleinen und/oder verdrehungswinkelunabhängigen Luftspaltes können vorzugsweise koaxiale primäre und sekundäre magnetische Feldführungselemente berührungslos ineinandergreifen.

Da in einem solchen Anwendungsfall der Verbraucher 24 und die Nachbildung 25 einen verhältnismäßig geringen Wider­ stand aufweisen (z. B. 2,5 Ohm), und da zwischen Verbrau­ cher und Nachbildung stets der doppelte Wert der durch Prüfstromeinprägung an Zündpille und Nachbildung abfal­ lenden Einzelgleichspannungen zur Verfügung steht, kann z. B. zwischen den Punkten [Y] und [Z] eine ausreichend hohe Gleichspannung U_V abgegriffen werden, um zusätzliche elektronische Einrichtungen 34 im Lenkrad 32 kontakt- bzw. schleifringlos mit geringer Betriebsenergie zu ver­ sorgen, so z. B. einen CMOS-Lenkradrechner. Eine solche Einrichtung bezieht dann letztlich aus dem in die Speise­ klemme [L] eingeprägten Primärprüfstrom I_P ihren gesamten Betriebsstrom, so daß die erfindungsgemäße Vorrichtung bei dementsprechender Verwendung nebenbei noch als schleif­ ringlose Kleinststromversorgung für ein Lenkrad fungieren kann.

Solange der für solche Zwecke an Punkten [Y] und [Z] abgezweigte Gleichstrom gegenüber dem in die Zündpille und die Nachbildung eingespeisten Strom nicht zu groß ausfällt, leidet die Ausleseauflösung der beiden Prüf­ gleichspannungen U_{P 1} und U_{P 2} nicht nennenswert, da ein so abgezweigter Strom beide Brückenzweige parallel und über Kreuz gleichermaßen belastet und die Vorrichtung an den Ausleseklemmen [A] und [B] vornehmlich auf Un­ symmetrie des Strombezugs der beiden Strompfade 26 und 27 anspricht. Eine solche Zusatzeinrichtung kann auch die an Punkten [Y] und [Z] abgegriffene Versorgungs­ gleichspannung messen und eine Abweichung außerhalb zu­ lässiger Grenzen anzeigen, so daß dadurch das Lenkrad unabhängig von einem Fahrzeugrechner die Betriebs- oder Nichtbetriebsbereitschaft z. B. eines Airbag-Systems selbst überwachen und melden kann.

Weiter kann eine solche Zusatzeinrichtung auch mit einem aufladbaren Energiespeicher, z. B. einem GoldCap Device oder einer Batterie 35, ausgestattet sein, der unter Prüf­ bedingungen beständig gepuffert wird, so daß selbst bei Lenkradausbau in einer solchen Zusatzeinrichtung gespei­ cherte Daten nicht verlorengehen können. Auch kann diese Zusatzeinrichtung eine Uhr 35 enthalten und an den mitti­ gen Punkt [X] angeschlossen sein, so daß beispielsweise durch den Spannungssprung an der Zündpille 24 bei ihrer Auslösung eine solche Uhr gestoppt und somit ein Unfall­ zeitpunkt im Lenkrad genau festgehalten werden kann.

Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung, welches durch Erweiterungen der aus Fig. 1 und 3, bekannten Ausführung erhalten wird. Im Prüfzustand, d. h. bei Versorgung mit einem niedrigeren Prüfstrompegel I_P, erlaubt diese Ausbildung zusätzlich die induktive Über­ mittlung wenigstens einer kurzzeitigen Einschaltfunktion vom isolierten Stromkreis 29 auf eine Betriebseinrichtung 56. Dazu ist z. B. zwischen den Punkten [X] und [Z] ein schließender Tastschalter 38a vorgesehen, der für die Dauer seiner Betätigung die Nachbildung 25 überbrückt; die Erkennung einer Betätigung leistet dabei eine besondere Versorgungs- und Auswertungselektronik 60.

Alternativ oder zusätzlich kann ein entsprechender Tast­ schalter 38b vorgesehen sein, welcher bei Betätigung die Sekundärwicklung 18 des Drehtransformators 16 kurz­ schließt. Alternativ oder zusätzlich kann ein öffnender Tastschalter 38c vorgesehen sein, welcher bei Betätigung den Strompfad 27 der Nachbildung 25 unterbricht. Alter­ nativ oder zusätzlich kann ein weiterer Tastschalter 38d vorgesehen sein, welcher bei Betätigung die Serienschal­ tung der beiden Sekundärwicklungen 13 und 18 kurz­ schließt. Prinzipiell kann genau so gut ein entsprechen­ der Tastschalter 38a′ auch zwischen den Punkten [X] und [Y] und ein entsprechender Tastschalter 38c′, in Serie mit dem Verbraucher 24 vorgesehen sein; unter Sicherheits­ aspekt kann jedoch eine Parallel- oder Serienbeschaltung des Verbrauchers 24 als Bestandteil einer Sicherheitsein­ richtung unzulässig sein. Je nachdem, welche Schaltungs­ punkte im isolierten Stromkreis 29 durch einen entspre­ chenden Tastschalter kurzschließbar sind, ergibt sich eine andere Lesespannung zwischen den Klemmen [A] und [B] bzw. zwischen letzteren und Masse 9. Zur Abfrage bzw. zum Aus­ lesen eines Betätigungsbefehls vom isolierten Stromkreis aus ist/sind diese Lesespannung/en spezifisch auswertbar.

Bei wenigstens einem dieser Tastschalter kann es sich z. B. um den Auslösekontakt zur Betätigung des Signalhor­ nes eines Kraftfahrzeugs handeln, welcher gemäß Fig. 5 als Bestandteil des Schaltungsteils 29 im Lenkrad 32 untergebracht ist. (Ausschließlich die erfindungsgemäß induktiv wirkende Tastschaltfunktion könnte unter Weglas­ sung dann überflüssiger Teile 24 und 25 und bei entspre­ chend angepaßter Auswertung der Lesespannungen U_{P 1} und U_{P 2} selbstverständlich genau so gut realisiert werden.)

Ohne Beschränkung der Allgemeinheit geht die weitere Funktionsbeschreibung von einer Anwendung der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug aus. Der Fach­ mann erkennt jedoch leicht, daß sie sich genau so gut zur Anwendung in anderen Bereichen eignet, etwa in gleisge­ führten bzw. Wasser-, Luft- und Raumfahrzeugen, untertage in explosionsgefährdeter Umgebung (die Tastschalter sind hierzu als hermetisch abgedichtete Kontakte ausführbar) oder an einer Werkzeug- oder Bearbeitungsmaschine.

Die feststehende Ausleseschaltung 28 ist über vier Klem­ men [A)] [B], [L] und [M] mit einer Versorgungs- und Aus­ wertungselektronik 60 verbunden. Sowohl der Prüfstrom I_P als auch der Betriebsstrom I_B für den Verbraucher werden über eine einzige Speiseleitung 39C der Speiseklemme [L] zugeführt; die Klemme [M] stellt den gegenpoligen Speise­ fußpunkt an einer gemeinsamen Massefläche 9 dar. Im Falle der Anwendung der Vorrichtung an/in einem Fahrzeuglenkrad 32 braucht demnach der in der Lenksäule untergebrachte, chassisfeste Ausleseteil 28 im einfachsten Falle nur über drei diskrete Leitungen 39A, 39B und 39C mit einer abge­ setzt installierten elektronischen Versorgungs- und Aus­ wertungsschaltung 60 verbunden zu sein; die Masseverbin­ dung geschieht über das metallische Fahrzeugchassis 9 als Bezugspotentialschiene. Insoweit liegt also eine vorteil­ haft einfache Verkabelungssituation im Fahrzeug vor.

Die Versorgungs- und Auswertungselektronik 60 besteht aus zwei Teilen mit unterschiedlicher Funktion, nämlich aus der Steuereinrichtung 40 und der Speiseüberwachungs­ einrichtung 50; beide sind aus der Batteriespannung +U_b versorgt und mit Masse 9 verbunden. Beide Teile wirken mehr oder weniger zusammen; sie können auch ineinander integriert sein, wie etwa beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 13 in einem A/D-Mikrocontroller. Mit der Elektronik zusammenwirkend ist noch ein Resettastschalter 94 vorge­ sehen, über den eine Resetleitung RS über einen Vorwider­ stand 95 vorübergehend an die Bordnetzspannung +U_b ange­ legt werden kann; diese Leitung kann zur Entprellung des Tastschalters 94 mittels einer Kapazität 96 gegen das Massepotential 9 abgeblockt sein und wirkt sowohl auf die Steuereinrichtung 40 als auch auf die Versorgungsüberwa­ chungseinrichtung 50.

Grundsätzlich ist die Steuereinrichtung 40 so ausgebil­ det, daß sie eine Veränderung im isolierten Stromkreis 29 bzw. eine vom fehlerfreien Prüfzustand ohne Tastschalter­ betätigung abweichende Lesespannung unterschiedlich aus­ werten kann in Abhängigkeit davon, wie lange sie andauert bzw. ob sie erst nach Verstreichen einer gewissen Erken­ nungsverzögerungszeit T_{V 0} oder bereits bei Einschalten der Betriebsspannung (des Zündstromkreises) vorliegt.

Die Steuereinrichtung 40 verfügt wenigstens über drei Eingänge, nämlich einen Leseeingang 41, dem über die Übertragungsleitung 39B die Ausgangsspannung U_{P 2} der Klemme [B] der Ausleseschaltung 28 zuführbar ist, einen Leseeingang 42, dem über die Übertragungsleitung 39A die Ausgangsspannung U_{P 1} der Klemme [A] der Ausleseschaltung 28 zuführbar ist, und einen Ansteuereingang 48, dem über die Ansteuerleitung 49 ein Signal zur Betriebsbestromung des Verbrauchers 24 zuführbar ist. Beispielhaft kann in einem Kraftfahrzeug auf dieser Leitung das geeignet auf­ bereitete Signal eines Crash-Sensors empfangen werden, der im Falle unfallbedingten Überschreitens einer Grenz­ verzögerung des Fahrzeugs die Stromversorgung einer Zünd­ pille 24 auslösen soll.

Die Steuereinrichtung 40 beinhaltet eine (vorzugsweise kalibrierte oder geregelte) Wechselstromquelle 70a bzw. Wechselspannungsquelle 70b. Von ihrem Ausgang 43 versorgt die Steuereinrichtung 40 damit über die Speiseleitung 39C die Speiseklemme [L] der Leseschaltung 28 mit einem Wechsel­ strom. Ein interner Leistungsschalter 73, erforderlichen­ falls rückspannungsisoliert durch eine Diodenstrecke 71, bestromt über einen Schaltausgang 44 und die Ausgangs­ leitung 45 wenigstens eine Betriebseinrichtung 56, welche durch Betätigen z. B. des Tastschalters 38a ausgelöst werden soll; in einem Kraftfahrzeug kann es sich dabei etwa um das Signalhorn handeln.

Vorteilhafterweise ist die Steuereinrichtung 40 so ausge­ bildet, daß eine solche Bestromung auch durch ein auf der Steuerleitung 47 dem Eingang 46 zugeführtes Signal ausge­ löst werden kann. Die Steuerleitung 47 kann in einem Fahrzeug z. B. mit dem Alarmausgang einer Einbruchs- und Diebstahlalarmanlage verbunden sein. Im einfachsten Falle sind der Eingang 46 und der Schaltausgang 44 direkt, vor­ zugsweise wenigstens über ein entkoppelndes Halbleiterele­ ment, etwa eine Diodenstrecke 72, miteinander verbunden. Es kann aber auch ein Schaltverstärker zwischen Eingang 46 und Schaltausgang 44 zur Fremdauslösung des Signalhornes 56 mittels eines logischen Ansteuersignals sehr geringer Leistung vorgesehen sein.

Optional weist die Steuereinrichtung 40 einen weiteren Ausgang 61 auf, welcher über die Steuerleitung 62 mit einer weiteren, nicht gezeigten Betriebseinrichtung in Verbindung stehen kann. Eine solche Betriebseinrichtung kann in einem Kraftfahrzeug z. B. die Zentralschließanlage sein, die eine gewisse Zeit nach Eintreffen eines Aus­ lösesignals am Eingang 48 selbsttätig öffnen soll. Es kann sich dabei aber auch um ein elektronisches Zentral­ system mit servicehalber auslesbarem, nichtflüchtigem Diagnosespeicher handeln, in den z. B. die Kategorie eines vorliegenden Fehlerzustandes von der Steuereinrichtung 40 über die Steuerleitung 62 codiert übertragbar ist.

Weiter verfügt die Steuereinrichtung 40 noch über wenig­ stens einen Warnausgang 57, von dem aus sie über eine Anzeigeleitung 58 ein Fehlersignal U_W abzugeben vermag, in einem Kraftfahrzeug beispielsweise an eine optische oder akustische Warneinrichtung im Blick- oder Hörfeld des Fahrzeugführers.

Schließlich kann die Steuereinrichtung 40 noch einen weiteren Schaltausgang 91 aufweisen, von dem aus über eine Leitung 92 wenigstens eine zweite Betriebseinrichtung 93 - insbesondere die Warnblinkanlage eines Kraftfahrzeugs - mit einem Ansteuerstrom I_Z beaufschlagbar ist, wenn ein entsprechender Tastschalter im isolierten Stromkreis 29 betätigt wird.

Die Versorgungsüberwachungseinrichtung 50 besitzt einen Meßeingang 51, welcher mit der Versorgungsleitung 39C so in Verbindung steht, daß entweder der Prüfwechselstrom I_P oder die Prüfwechselspannung U_P auf der Versorgungslei­ tung 39C erfaßbar ist; bildhaft veranschaulicht ist der einfachere Fall einer Spannungsmessung. Ein Alarmausgang 52 speist eine Alarmleitung 53, und ein weiterer Ausgang 54 kann über eine Leitung 55 die Betriebseinrichtung 56 alternativ ansteuern. Mittels einer logischen Verknüpfung 63 sind die Anzeigeleitung 58 und die Alarmleitung 53 zudem auf die Störungsmeldeleitung 64 logisch verknüpft zusammengefaßt; diese Leitung kann sowohl an eine opti­ sche oder akustische Warneinrichtung im Wahrnehmungs­ bereich des Fahrzeugführers oder - ebenso wie die Leitung 53 - an ein elektronisches Zentralsystem mit service­ halber auslesbarem, nichtflüchtigem Diagnosespeicher ge­ führt sein. Die Leitung/en 64 bzw. 58 und/oder 53 können in diesem Zusammenhang entweder nur zur Übertragung eines Fehler-Flags in einen solchen externen Diagnosespeicher genutzt sein, oder aber zur Realisierung bekannter Mask- und/oder Armfunktionen in Verbindung mit einer über die Leitung 62 vorzunehmenden seriellen Übertragung der Art eines vorliegenden Fehlers (etwa des Codes eines fehler­ haft belegten Spannungsfensters) an ein solches Zentral­ system geführt sein. Die Steuereinrichtung 40 und die Versorgungsüberwachungseinrichtung 50 sind vorzugsweise einkörperlich in einer abgeschlossenen Baugruppe inte­ griert; eine entsprechende Integration kann auf Chipebene realisiert sein.

Die Anhebung des in den Verteilungsknoten 23 einzuspei­ senden Wechselstromes von einem niedrigeren Prüfstrom­ pegel I_P auf einen zum Betreiben des Verbrauchers 24 (etwa zum Auslösen einer Zündpille 24) ausreichenden Betriebsstrompegel I_B kann auf verschiedene Weisen erfol­ gen. Entweder kann die Quelle 70a bei konstanter Fre­ quenz, z. B. bei 10 kHz, zwischen zwei entsprechenden Speisezuständen, etwa zwischen einem kleineren Prüfwech­ selstrom I_P (aus 70a) und einer festen, vorbestimmten Betriebswechselspannung (aus 70b) oder einem jedenfalls größeren Betriebswechselstrom I_B (aus 70a) in/an die/der Speiseklemme [L] unmittelbar umgesteuert werden. Oder es kann im wesentlichen eine Konstantwechselspannungsquelle 70b enthalten sein, deren Frequenz bei Ansteuerung des Eingangs 48 von einem niedrigeren/höheren Wert (z. B. von 2/16 kHz) auf einen höheren/niedrigeren Wert (z. B. auf 16/2 kHz) umgetastet wird. Eine geeignet dimensionierte Streuinduktivität der Übertrager 11 und 16 kann dabei genutzt werden, um bei Anhebung/Absenkung der Speisefre­ quenz die erwünschte Vergrößerung des Speisestromes von einem Prüfwert I_P auf einen erwünschten Betriebswert I_B zu bewirken, welcher zur Inbetriebnahme einer Zündpille 24 ausreicht.

In diesem Zusammenhang kann in den vom Ausgang 43 über die Leitung 39C, die Speiseklemme [L], den Verteilungsknoten 23, die Primärwicklungen 12 und 17, den Sammelknoten 31, die Masseklemme [M] nach Masse 9 führenden Strompfad eine Transformations- oder Anpaßkapazität 98a eingeschaltet sein, welche vermittels komplexer Resonanzpolbildung eine Stromabsenkung im Prüfzustand (Ruhezustand) und eine Stromanhebung für Inbetriebnahme des Verbrauchers 24 be­ wirkt. Je nach Impedanzverhalten der Transformatoren unter Last und der Strom- oder Spannungsquelle 70a bzw. 70b kann eine solche polbildende Anpaßkapazität 98a z. B. zwischen Sammelknoten 31 und Masseklemme [M] oder zwischen dem Aus­ gang 43 und dem Anzapfpunkt der Speiseleitung 39C durch den Eingang 51 zweckmäßig sein.

Die erforderliche Umsteuerung bzw. Umtastung der Quelle 70b kann durch einen entsprechenden logischen Pegel am Eingang 48 ausgelöst werden. Eine ähnliche Transforma­ tionsfunktion kann eine gegen Masse 9 geschaltete Bal­ lastreaktanz in Form einer Bürdekapazität 98b erfüllen, die parallel zu den Primärwicklungen 12 und 17 wirksam und dazu entweder an der Speiseklemme [L] oder am nicht gekennzeichneten Abgangspunkt der Leitung 39C in der Ver­ sorgungs- und Auswertungselektronik 60 angeschlossen ist.

Die übrige Beschaffenheit der Versorgungs- und Auswer­ tungselektronik 60 sowohl zur Übertragung von Tastbefeh­ len kurzer Dauer vom Lenkrad aus als auch zur hochgradi­ gen Überwachung und Sicherstellung der Langzeitfunktions­ fähigkeit beispielsweise eines integralen Signalhorn/ Airbag-Systems in einem Kraftfahrzeug wird nun anhand der Fig. 7 bis 14 erläutert. Dabei ist zunächst der Fall des schließenden Tastschalters 38a zugrundegelegt.

Aufgrund des eingangs beschriebenen Wirkungsprinzips als Diagonalbrücke bewirkt ein Kurzschluß der Nachbildung 25 durch den Tastschalter 38a eine charakteristische Verän­ derung der Spannungen U_{P 1} und U_{P 2} bzw. der Differenz­ spannung

U_AB = (U_{P 1} - U_{P 2})

in die gleiche Richtung wie eine Unterbrechung des Strom­ kreises 26 bzw. des Verbrauchers 24. Die Steuereinrich­ tung 40 wertet diese Differenzspannung U_AB aus; für eine eindeutige Erkennung auch von Defekten an Transformatoren 11 und 16 ist eine alternative oder zustätzliche Auswer­ tung der Einzelspannungen U_{P 1} und U_{P 2} gegen Masse 9 mög­ lich und vorteilhaft.

In Fig. 7 ist der beispielhafte Verlauf der Differenz­ spannung U_AB ohne und mit Betätigung des schließenden Tastschalters 38a während zweier Zeitintervalle T_{H 1} und T_{H 2} dargestellt. Sofern kein Fehler in den Schaltungs­ teilen 28 und 29 vorliegt, ist ohne Betätigung des Tast­ schalters 38a die aktuelle Differenzspannung U_{AB 0} auf­ grund unvermeidlicher Fertigungs- und Montagetoleranzen der Transformatoren 11 und 16 zwar nicht Null, liegt aber jedenfalls innerhalb eines zulässigen Toleranzbereichs R₀ um den Wert Null. U.a. durch geeignete Dimensionierung und Anpassung der Widerstände 10A und 10B an die Streu­ induktivität der Transformatoren 11 und 16 ist die Breite dieses Bereichs (z. B. U₀=+/- 2 Volt) je nach gewünsch­ tem Störabstand festlegbar. Z.B. kann und darf innerhalb dieses Bereichs die Differenzspannung U_AB in Abhängigkeit von Schwankungen oder Nennablagen des Speisestromes I_P, Fluchtfehlern, Exzentrizitäten und sonstigen Montage- oder Fertigungsungenauigkeiten der Drehtransformatoren bei Drehung des Lenkrades schwanken, so wie dies während des Zeitintervalles T_{L 1} angedeutet ist.

Während des Kurzschlusses der Nachbildung 25 durch Betä­ tigung des Tastschalters 38a erhöht sich die Spannung U_{AB 0} (entsprechend U_{P 1} um einen geringeren Betrag) über die Bereichsgrenze U₀ (z. B. +2 Volt) des Fensters R₀ hinaus um einen vorbestimmten Mittelwert (z. B. +5 Volt) auf einen durchschnittlichen Wert U_ABH (z. B. +5 Volt), der gemäß Dachverlauf der Leseimpulse H₁ und H₂ im Betä­ tigungslesefenster R₁₊ (z. B. +3,5 bis +6,5 V) liegt. Bei betätigtem Tastschalter 38a kann und darf die aktuelle Differenzspannung U_ABH dann innerhalb dieses Bereichs schwanken, etwa in Abhängigkeit von Schwankungen oder Nennablagen des Speisestromes I_P oder Fluchtfehlern, Ex­ zentrizitäten und sonstigen Montage- oder Fertigungsun­ genauigkeiten der Drehtransformatoren, z. B. bei Drehung des Lenkrades. Letzteres ist während des Zeitintervalles T_{L 2} angedeutet. Zwischen den Spannungsbereichen R₀ und R₁₊ (bzw. R_1-) kann ein unerlaubtes Spannungsfenster E₁₊ (bzw. E_1-) liegen, innerhalb dessen eine aktuelle Diffe­ renzspannung U_AB jedenfalls als fehlerhaft klassifiziert und ausgewertet wird, vgl. Beschreibung zu Fig. 11 weiter unten.

Eine wesentliche Eigenschaft der Vorrichtung ist, daß bei Bestromung mit dem primären Betriebsstrom IB die Betreib­ barkeit des Verbrauchers 24 bei zufälligerweise betätig­ tem Tastschalter 38a weder verhindert noch eingeschränkt ist. Vielmehr wird dabei der erwähntermaßen relativ ge­ ringe Leistungsverlust an der Nachbildung 25 vollends auf Null reduziert, d. h. die gesamte in den isolierten Strom­ kreis 29 induktiv übertragene Energie wird dem Verbrau­ cher 24 nützlicherweise als Betriebsleistung angeboten. Bezogen auf eine Verwendung der Vorrichtung als Bestand­ teil eines Signalhorn/Airbag-Sicherheitssystems in einem Kraftfahrzeug bedeutet dies, daß die Auslösbarkeit des Airbags etwa durch eine schreckbedingte Betätigung des Signalhornes in keiner Weise berührt wird.

Bei alternativer Betätigung des nur gestrichelt einge­ zeichneten, entsprechenden Tastschalters 38a′, welcher während der Zeit T_{B 1} den Verbraucher 24 analog kurz­ schließt, nähme die Differenzspannung U_AB unter gleichen Bedingungen gemäß Dachverlauf des gestrichelten Leseim­ pulses B₁ einen Wert in spiegelbildlich liegenden Span­ nungsfenstern R_1- bzw. E_1- an, so daß zwei unterschied­ lichen Befehlen über Tastschalter 38a und 38a′ dann auch zwei sich signifikant unterscheidende Lesespannungen zuzuordnen wären.

Analog klassifiziert und ausgewertet wird eine Diffe­ renzspannung U_ABH, die das Fenster R₁₊ (R_1-) überschrei­ tet (unterschreitet) und in ein angrenzendes Fehlerfen­ ster E₂₊ (E_2-) fällt. Liegen die Impulsdächer der Lese­ impulse H₁ und H₂ (bzw. H₀) in den Fenstern E₁₊ oder E₂₊ (bzw. E_1- oder E_2-), kann in der Steuereinrichtung 40 (ggfs. auch in Zusammenwirken mit 50) neben einer sepa­ raten Erzeugung eines Warnsignales zusätzlich noch eine Sperre der Betriebseinrichtung 56 ausgelöst werden. Der­ artige Fehllagen der Lesespannung U_AB bzw. ihrer Kompo­ nenten U_{P 1}, U_{P 2} können z. B. aufgrund ungenügender Passung bzw. ungenauer Remontage der Drehübertragerteile etwa bei einer Servicemaßnahme auftreten und somit jedenfalls einfach erkannt werden.

Da die erfindungsgemäß eingesetzten Gleichrichterbrücken 1 bis 5 weit unter ihren Beanspruchbarkeitsgrenzen be­ trieben werden und eine hohe Schockfestigkeit aufweisen, ist die Wahrscheinlichkeit ihres Ausfalles gering; wahrscheinlichere Defekte können Drahtbrüche in der Lese­ schaltung 28, etwa an Kontaktierstellen, oder ein fehler­ hafter Kurzschluß oder eine fehlerhafte Unterbrechung eines der beiden Strompfade 26 und 27, z. B. durch Kurz­ schluß oder Unterbrechung im Verbraucher 24 oder seiner Nachbildung 25 oder ihrer jeweiligen Kontaktierungen sein. Jedem Fehlertyp ist dabei eine spezifische Ver­ änderung der Spannungen U_{P 1} und U_{P 2} bzw. der Differenz­ spannung U_AB=(U_{P 1}-U_{P 2}) zuzuordnen, so daß sich unter­ schiedliche Fehler durch Klassierung des Meßergebnisses in der Steuereinrichtung 40 signifikant unterscheiden und somit codieren lassen; im Servicefall wird dadurch der unnötige Ausbau nicht schadhafter Teile erspart.

Gemäß Fig. 7 bewirkt im Zeitpunkte t_e eine Stromkreisun­ terbrechung im Verbraucher 24 - etwa in der Zündpille eines Fahrzeuginsassenschutzsystems - oder in der Nach­ bildung 25 einen Anstieg H₃ bzw. Abfall H₄ der Lesespan­ nung U_AB auf ein Grenzpotential U_G+ bzw. U_G-, welches wenigstens im Fehlerspannungsfenster E₂₊ bzw. E_2-, vor­ zugsweise gar in einem besonderen, außerhalb anschließen­ den Bereich E₃₊ bzw. E_3- liegt. Diese signifikante Erhö­ hung der Signalspannung ergibt sich, weil die primar­ wicklungen 12 und 17 bezüglich der sie in Serie speisen­ den Gesamtspannung einen Spannungsteiler bilden, bei dem sich der größere Teil der Gesamtspannung an derjenigen Primärwicklung einstellt, deren zugehörige Sekundärwick­ lung geringer belastet ist; eine entsprechend höhere Spannung stellt sich dann auch an der zugeordneten Lesewicklung 14 bzw. 19 ein.

Die Begrenzung auf den Pegel U_G+ bzw. U_G- wird vorzugs­ weise durch eine bildhaft nicht ausgeführte Begrenzerein­ richtung an Eingängen 41 und 42 der Steuereinrichtung bewirkt. Sie ist zweckmäßig, um eine Beschädigung der entsprechenden Eingangsschaltkreise der Steuereinrichtung 40 beim Betrieb des Verbrauchers 24 (Einspeisung des Be­ triebsstromes I_B in die Primärwicklungen) jedenfalls zu vermeiden. Das Kriterium, daß die Spannung U_AB das Fehler­ spannungsfenster E₂₊ bzw. E _2- durchläuft oder stationär auf dem Grenzpotential U_G+ bzw. U_G- verharrt, wird in der Steuereinrichtung 40 diskriminiert und zu einem entspre­ chenden Warnsignal aufbereitet, welches erwähntermaßen ausgegeben wird.

Wird im Gegensatz dazu in Serie zur Nachbildung 25 ein öffnender Tastschalter 38c vorgesehen, dann nimmt die Lesespannung U_AB ohne Vorliegen eines Fehlers bei Betäti­ gung dieses Tastschalters den Grenzwert U_G- an. Entspre­ chend erreichte die Spannung U_AB den Grenzwert U_G-, wenn ein in Serie zum Verbraucher 24 liegender, öffnender Tastschalter 38c′ betätigt würde. Insofern kann auch ein öffnender, also zum Schalter 38a komplementär wirkender Tastschalter durchaus die Auslösung einer Betriebsein­ richtung vom isolierten Stromkreis 29 aus leisten, insbe­ sondere wenn diese nur kurzzeitig betrieben werden soll; in der Steuereinrichtung 40 kann dann ein nur kurzzeiti­ ges Erreichen des Grenzpotentials U_G+ bzw. U_G- (Betriebs­ fall) von einem stationären Verharren der Lesespannung U_AB auf diesem Wert (Fehlerfall) eindeutig unterschieden werden.

Andererseits kann ein solcher Tastschalter zur Prüfung des ordnungsgemäßen Gesamtverhaltens der Vorrichtung herangezogen werden.

Weil die zuvor erläuterten Möglichkeiten der Auslösung wenigstens einer Betriebseinrichtung vom isolierten Stromkreis 29 aus sich auf eine reine Gleichspannungsaus­ wertung der Spannungen U_{P 1} und/oder U_{P 2} stützen, sind sie besonders vorteilhaft nutzbar dann, wenn die Leseschal­ tung 28 und die Versorgungs- und Auswertungselektronik 60 in großem Abstand voneinander unterzubringen sind und eine hohe Unterdrückung von elektrostatisch oder induktiv auf Leitungen 39A bis 39C einstreuenden Störsignalen auch ohne Abschirmung dieser Leitungen erreicht werden soll. Eine solche Unterdrückung ist einfach möglich, indem Abblockkondensatoren 30D und 30E an den Eingängen 41 und 42 der Steuereinrichtung 40 anschließbar sind, welche die unvermeidbaren Verdrahtungskapazitäten 30A und 30B gegen­ über Masse 9 definiert vergrößern. Dadurch wird nicht nur die durch die Verdrahtungskapazität 59 verursachte kapa­ zitive Wechselspannungseinkopplung von der Speiseleitung 39C auf die Leseleitungen 39A und 39B reduziert, sondern es werden auch entsprechende Fremdeinstreuungen, wie z. B. induktive Schaltspitzen etc., nach Masse 9 abgeleitet.

Erlaubt eine Anwendung hingegen die Unterbringung der Leseschaltung 29 und der Versorgungs- und Auswertungs­ elektronik 60 in geringem Abstand voneinander, dann fallen Verdrahtungskapazitäten 30A, 30B und 59 klein aus. Zudem bieten entsprechend kurze Leitungen 39A bis 39C induktiven Störeinflüssen weitaus geringere Induktions­ flächen zum Aufbau störender Wechselspannungen, welche die letztlich zur Auswertung nutzbare Lesespannung stö­ rend überlagern können. In diesem Fall ist die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung noch leistungsfähiger einsetzbar dadurch, daß die Widerstände 10A und 10B in Relation zu unvermeidbaren Verdrahtungskapazitäten 30A, 30B, 59 hin­ reichend niederohmig ausgeführt werden so, daß die Sig­ nalspannungen U_{P 1} und/oder U_{P 2} bezüglich ihrer Wechsel­ spannnungskomponenten oder gar bezüglich ihrer Gleich- und Wechselspannungskomponenten zugleich auswertbar sind. Dadurch werden auch Defekte der Gleichrichterbrücken 1 bis 5 sowie der beiden Transformatoren 11 und 16 beson­ ders einfach diagnostizierbar.

Veranschaulicht wird dies in Fig. 8 am Beispiel eines schließenden Tastschalters 38b bzw. 38b′, welcher die Sekundärwicklung 18 bzw. 13 überbrückt und somit die gleiche Wirkung hervorruft wie z. B. ein Kurzschluß zwi­ schen den Anschlüssen oder Anfangswindungen einer der Wicklungen der beiden Transformatoren.

Fig. 8-(1) veranschaulicht den Zeitverlauf 65 bzw. 65′ des treibenden Primärstromes I_P bzw. der Primärspannung U_P. Darunter veranschaulicht Fig. 8-(2) den prinzipiellen Verlauf der Spannung U_{P 1} bei Nichtvorliegen eines Defekts und bei nicht betätigtem Tastschalter 38b. Fig. 8-(3) zeigt den entsprechenden Verlauf der Spannung U_{P 1} bei betätigtem Tastschalter 38b, und Fig. 8-(4) den Verlauf der Spannung U_{P 1} bei entsprechend betätigtem Tastschalter 38b′. Eine gewisse konstante Phasenverschiebung zwischen Ursache- und Wirkungssignal bleibt hier außer Acht, da zum Verständnis ohne Belang. Die Lesespannung U_{P 1} ist beispielhaft auf den annähernd sinusförmigen Zeitverlaut 65 bezogen; gleichwohl ist die Vorrichtung auch bei rechteckförmigem Zeitverlauf 65′ zu betreiben.

Bei Nichtvorliegen eines Fehlers und unbetätigtem Tast­ schalter 38b bzw. 38b′ setzt sich der Zeitverlauf 66 der Lesespannung U_{P 1} zusammen aus einem Gleichspannungsmit­ telwert U_{P 10} und einer Wechselspannung, deren Grundwelle 66a eine gegenüber der Antriebsspannung U_P doppelte Grundfrequenz aufweist; die Grundfrequenz der Antriebs­ spannung U_P ist im Meßergebnis U_{P 1} also unterdrückt. Wird der Tastschalter 38b betätigt, oder liegt in wenigstens einer der Wicklungen des Transformators 16 ein Kurzschluß vor, nimmt der Zeitverlauf der Lesespannung U_{P 1} gemäß (3) die Gestalt 67 an. Sie zeichnet sich dadurch aus, daß sie neben Oberwellen die Grundwelle 67a mit der Frequenz der antreibenden Spannung U_P enthält, wobei diese Grundwelle 67a zudem eine erste, vorbestimmte Phasenlage zum Schwin­ gungszug 65 der Antriebsspannung U_P aufweist (es ist bei­ spielhaft Gleichphasigkeit angedeutet). Während im Zeit­ intervall T_{HW 1} die Amplitude des Wechselspannungsanteils vergrößert erscheint (ggfs. bis zum Begrenzungseinsatz durch Richtstrecken 4/1 bis 4/4 und 5/1 bis 5/4), erscheint diese im Zeitintervall T_{HW 2} verringert. Gemäß (4) ergäben sich genau umgekehrte Verhältnisse, wenn ein entsprechen­ der Tastschalter 38b′ betätigt würde, oder ein entspre­ chender Kurzschluß in einer der Wicklungen des Transfor­ mators 11 vorläge. Es ist ersichtlich, daß die entspre­ chende Grundwelle 68a der dann erhaltenen Gestalt 68 der Lesespannung gegenüber dem Schwingungszug 65 der Speise­ spannung U_P bzw. gegenüber dem Schwingungszug 66 der Lesespannung U_{P 1} eine zweite, vorbestimmte Phasenlage aufweist, die sich von der ersten durch Zeitversatz um ¹/₂ (T_{HW 1}+T_{HW 2}), d. h. um die halbe Periodendauer der Antriebsfrequenz unterscheidet. Dieser signifikante Pha­ senversatz ist leicht auswertbar, indem die Zeitver­ schiebung des Auftretens etwa eines beliebigen Augen­ blickswertes (beispielhaft gekennzeichnet durch eine Pfeilspitze) bezüglich der Phasenlage der Antriebsgröße U_P bzw. I_P erfaßt wird.

Die Diskrimination eines gewissen Mindestgrundwellenan­ teils im Lesesignal erlaubt also entweder die Abfrage der Betätigung eines Tastschalters im isolierten Stromkreis oder die Erkennung des Defekts einer Komponente in den Schaltungsteilen 28 und 29.

Die zusätzliche Erfassung der Phasenlage des Grundwellen­ anteils der Lesespannung zum Speisestrom bzw. zur Spei­ sespannung erlaubt darüber hinaus eine Aussage, ob z. B. ein Kurzschluß am Verbraucher 24 oder der Nachbildung 25 oder am Transformator 11 oder 16 vorliegt. Andererseits können mittels einer entsprechenden Phasendiskrimination genau so gut statt einer zwei unterschiedliche Betriebs­ einrichtungen 56 und 93 alternativ angesprochen werden.

Eine zusätzliche Auswertung des Gleichspannungsmittel­ wertes der Lesespannung erlaubt schließlich eine noch sicherere Selbstüberwachungsfunktion der Vorrichtung im Bereitschaftsbetrieb in der Art eines Dauerprüfbetriebes.

Dazu zeigt Fig. 9 einen Blockschaltbildauszug aus einer Steuereinrichtung 40, welche u.a. eine solche Funktion ermöglicht. Die Lesespannung U_{P 1} oder eine aus der masse­ symmetrischen Differenzspannung U_AB abgeleitete Spannung U_AB′ liegt am Eingang eines Filters 73, welches eine Gleichspannungssperre 74, ein Filterelement 75 mit Tief­ paß- 76 oder Bandpaßcharakteristik 77 und erforderlichen­ falls einen Trenn- oder Anpaßverstärker 78 aufweist. Das Filterelement dient nicht nur zur relativen Unterdrückung der Lesespannungskomponenten mit doppelter und höherer Frequenz, sondern bewirkt auch - z. B. zwecks optimaler Phasendiskrimination - eine optimale Grundphasenverschie­ bung der nicht unterdrückten Grundwellenkomponente gegen­ über der Antriebsspannung U_P. Im Falle eines digital rea­ lisierten Bandpaßfilters 77 kann seine Referenzansteue­ rung auf einem Weg 70c von der Speisequelle 70a bzw. 70b vorgesehen sein. Der Ausgang des Filters 73 ist an den ersten Eingang 79 einer synchronen Abtast- bzw. Detek­ torschaltung 80 geführt, an deren zweiten Eingang 81 ein von der Wechselstrom- oder -spannungsquelle 70a oder 70b abgeleitetes Signal mit der Grundfrequenz der Antriebs­ spannung an der Speiseklemme [L] anliegt.

Bei dieser synchronen Abtast- oder Detektorschaltung 80 kann es sich beispielsweise um eine Anordnung handeln, die eine logische Gatterfunktion mit einer Verzögerungs­ zeit, darstellbar durch ein Zeitglied, verknüpft. Sie kann auch mittels mehrerer Flip-Flop-Schaltungen reali­ siert sein. Auch ein Balanced Modulator oder eine Phasen­ regelschleife (PLL) können ihren wesentlichen Bestandteil bilden.

Die synchrone Abtast- oder Detektorschaltung 80 weist vorzugsweise zwei Ausgänge 82 und 83 auf. Der Ausgang 82 gibt ein spezifisches Signal U_Lock ab, wenn aufgrund eines ausreichenden Grundwellengehalts der Lesespannung U_{P 1} bzw. U_AB′ eine synchrone Detektion dieser Wechsel­ spannungskomponente ("Rasten", "Lock in") möglich ist. Der Ausgang 83 gibt ein Statussignal ab, welches jeweils der einen oder anderen relativen Phasenlage zwischen der Speisegröße am Ausgang 43 und der aus der Lesespannung ausgefilterten Grundwelle entspricht (Schalter 38b oder 38b′ geschlossen).

Als weiterer Bestandteil der Steuereinrichtung 40 ist eine Prüfschaltung 90 angedeutet, die der vorerwähnten Anordnung teils parallel, teils nachgeschaltet ist. Vor­ zugsweise klassiert sie die Gleichspannungskomponente der Lesespannung U_{P 1} bzw. U_AB′ nach Maßgabe der erwähnten Spannungsfenster, z. B. mittels eines Fensterkomparators 84, dem eine Referenzspannung U_ref zugeführt sein kann. Fällt diese Gleichspannungskomponente in eines der er­ wähnten Fehlerspannungsfenster, gibt die Prüfschaltung 90 über eine Leitung 89 ein entsprechendes Signal ab. Sie steht außerdem mit dem ersten Eingang 85 einer Plausibi­ litätsverknüpfungsschaltung 86 in Verbindung, deren zwei­ ter Eingang 84 mit dem Ausgang 82 der synchronen Abtast- oder Detektorschaltung 80 wirkverbunden ist; die Ausgänge 82, 83, 86 und 89 wirken über eine nachgeschaltete, hier nicht weiter ausgeführte Logik auf die bereits beschrie­ benen Ausgänge der Steuereinrichtung 40. Mit einem sol­ chen Bestandteil der Steuereinrichtung 40 kann das Zusam­ mentreffen eines bestimmten mittleren Gleichspannungsan­ teils des Lesesignals mit seiner vorhandenen oder fehlen­ den Synchrondetektierbarkeit ausgewertet werden. Mittels einer so ausgebildeten Vorrichtung sind die auf Leitungen 58, 62 und 64 abgebbaren Warn- und Steuersignale der Aus­ gänge 61 und 57 der Steuereinrichtung 40 plausibel ge­ winnbar, woraus sowohl eine einfache Überwachbarkeit als auch eine hohe Eigensicherheit gegen Fehlfunktion der Vorrichtung resultiert.

Andererseits kann mittels eines Tastschalters 38a z. B. die Betriebseinrichtung 56 allein aufgrund eines bestimm­ ten Gleichspannungsanteils der Lesespannung innerhalb eines vorbestimmten Lesefensters ausgelöst werden, wohin­ gegen mittels eines weiteren Tastschalters 38b z. B. eine weitere Betriebseinrichtung 93 aufgrund Nichtübereinstim­ mung des resultierenden Gleichspannungsanteils der Lese­ spannung mit vorerwähntem Lesefenster bei zugleich aber möglicher Synchrondetektierbarkeit einer Grundwellenkom­ ponente der Antriebsgröße auslösbar ist. Die Verknüpfung 86 kann insoweit auch die Nichtauslösbarkeit zweier Be­ triebseinrichtungen durch ein- und denselben Tastschalter sicherstellen. Da die Betätigung der Tastschalter 38c und 38c′ die Gr 49405 00070 552 001000280000000200012000285914929400040 0002003905422 00004 49286undwellenunterdrückung in der Lesespannung im wesentlichen unverändert läßt, bietet die erfindungsgemäß so ausgebildete Vorrichtung prinzipiell mehrere Möglich­ keiten zur voneinander unabhängigen Betätigung bzw. Aus­ lösung einer Betriebseinrichtung vom isolierten Strom­ kreis 29 aus, welche noch durch die folgende vervoll­ ständigbar sind.

Es kann (noch) ein Tastschalter 38d vorgesehen sein, der bei Betätigung schließt und die beiden in Serie ge­ schalteten Sekundärwicklungen 13 und 18 kurzschließt, um damit für Auslöse- und Prüfzwecke zu dienen. Für letz­ tere kann er z. B. in einem Lenkrad so angebracht sein, daß er nur mit einem Servicewerkzeug - etwa einem Prüf­ stift - betätigbar ist.

Im Falle eines Fehlens oder dauerhaften Zusammenbruchs der Antriebsspannung U_P an der Speiseklemme (L) bereits bei bzw. nach dem Einschalten der Betriebsspannung (des Zündstromkreises) liegt mit großer Wahrscheinlichkeit ein Defekt vor, z. B. ein Kurzschluß in Schaltungsteilen 28 und 29 oder ein Ausfall der Steuereinrichtung 40.

Ist die Speisequelle der Steuereinrichtung 40 als Wech­ selstromquelle 70a ausgebildet, stellt die Versorgungs­ überwachungseinrichtung 50 einen fehlerhaften Zusammen­ bruch der an der Speiseklemme [L] anliegenden Ausgangs­ spannung U_P unter ein zulässiges Maß fest und gibt ein Warn- bzw. Bestätigungssignal an ihrem Ausgang 52 ab. Im Falle der Ausführung der Speisequelle als Wechselspan­ nungsquelle 70b überwacht die Versorgungsüberwachungs­ einrichtung 50 beispielsweise auch den auf der Leitung 39C fließenden Prüfstrom I_P.

• - In Abhängigkeit davon, ob ein solcher Zusammenbruch bereits beim oder unmittelbar nach dem Einschalten der Betriebsspannung (des Zündstromkreises) oder erst nach Ablaut einer initialen Erkennungsverzögerungszeit T_{V 0} erfolgt, und/oder
• - in Abhängigkeit von der generellen Dauer eines solchen Zusammenbruchs und
• - in Abhängigkeit davon, ob der Fahrzeugführer ein an ihn abgegebenes Warnsignal tatsächlich wahrgenommen hat und es quittiert (bedienergeführte Sicherstellung der Wahrnehmung), kann die Versorgungsüberwachungseinrichtung 50 verschiedenartig reagieren; im Zusammenhang ist der vorerwähnte, vom Fahrzeugführer bedienbare Tastschalter 94 vorgesehen. Sinngemäßes gilt auch anstelle eines gänz­ lichen Zusammenbruches für eine bloße Überschreitung ge­ wisser Grenzwerte für U_P oder I_P, welche beispielsweise einen zulässigen Wertebereich R_P für diese Größen definieren.

Dazu verfügt die Versorgungsüberwachungseinrichtung 50 über wenigstens einen Zeitdiskriminator zur Interpreta­ tion der Dauer einer Ablage der Größe U_P oder I_P von einem zulässigen Wertebereich R_P. Unter der Voraussetzung, daß zum Zeitpunkt t₀ des Einschaltens der Betriebsspan­ nung (des Zündstromkreises) kein Fehler und die Größe U_P bzw. I_P somit im zulässigen Wertebereich R_P vorliegt, kann nach Verstreichen einer initialen Erkennungsverzöge­ rungszeit T_{V 0} die Betätigung eines Tastschalters 38d bei­ spielsweise vom Ausgang 54 aus über die Leitung 55 die Betriebseinrichtung 56 auslösen. Ebensogut kann zur Über­ prüfung einer Alarmfunktion am Ausgang 52 ein Prüf(warn)­ signal abgegeben werden.

Die Versorgungsüberwachungseinrichtung 50 kann auch noch so ausgebildet sein, daß bei ihrem zwei- oder mehrmalig kurz aufeinanderfolgenden Erkennen einer definierten Ab­ lage außerhalb besagten zulässigen Bereichs R_P der Größe U_P oder I_P die erwähnte Verzögerungszeit T_{V 0} unwirksam gemacht wird. Wird z. B. ein Tastschalter 38d als Prüf­ schalter im Lenkrad eines Fahrzeugs so betätigt, kann damit zusätzlich die Funktion der Betriebseinrichtung 56 - etwa des Signalhornes - sofort (d. h. ohne Abwarten einer initialen Erkennungsverzögerungszeit T_V0) geprüft werden, und zwar unabhängig von der Steuereinrichtung 40. War also beispielsweise zuvor bei Betätigen des Tast­ schalters 38a, d. h. beim Versuch einer regulären Auslö­ sung durch die Steuereinrichtung 40, schon keine Funktion des Signalhornes erzielbar, ist bei gleichermaßen aus­ bleibender Funktion bei Betätigung des (Prüf-)Tastschal­ ters 38d mit einiger Wahrscheinlichkeit das Signalhorn 56 oder seine Versorgungsleitung 45 defekt; dementsprechend kann ein solcher Defekt zur Anzeige gebracht werden.

Fig. 10 veranschaulicht die Funktion der Versorgungs­ überwachungseinrichtung 50 bei Auftreten eines wie auch immer gearteten Defekts, welcher für U_P oder I_P unzuläs­ sige Werte außerhalb des zulässigen Fensters R_P zur Folge hat. Dabei wird insbesondere auch der Ausfall der Speise­ quelle 70a bzw. 70b der Steuereinrichtung 40 erfaßt, weil ein solcher zwangsläufig zu einer Lesespannung U_AB=0 innerhalb des zulässigen Lesespannungsbereichs R₀ führt, und somit von übrigen Prüfkreisen der Steuereinrichtung 40 allein u. U. nur bedingt auswertbar ist.

Fig. 10-(1) zeigt das erwähnte Wertefenster R_P, inner­ halb dem die Speisegröße U_P bzw. I_P normalerweise liegt, und des weiteren fehlerhafte Zeitverläufe von U_P bzw. I_P bei Vorliegen eines Kurzschlusses oder Defekts der Spei­ sequelle 70a bzw. 70b (I) oder fehlerhaften Abfalles (II) oder fehlerhafter Überhöhung (III) der Speisegröße. Der Zeitpunkt t₀ entspricht dabei demjenigen des Einschaltens der Betriebsspannung (des Zündstromkreises), sofern wie gezeigt U_P bzw. I_P bereits in diesem Initialzustand den zulässigen Wertebereich R_P verfehlt. Dem gegenüber ver­ sinnbildlicht t_e einen beliebigen Zeitpunkt, in dem - beispielsweise nach vorherigem Ablauf der vorerwähnten und hier nicht dargestellten Erkennungsverzögerungszeit T_{V 0} - anstatt auf Betätigung eines Tastschalters 38d auf Defekt erkannt wird; t₀ und t_e kennzeichnen insoweit jeweils den Beginn einer Serviceanforderung (Start Service Request, SSRQ-Zustand).

Fig. 10-(2) zeigt den Verlauf des Betätigungsstromes I_H der Betriebseinrichtung 56. Der Ausgang 54 gibt nach der Verzögerungszeit T_{V 1} einen einmaligen, kurzen Stromimpuls 95a etwa an das Signalhorn als Betriebseinrichtung 56 ab, wodurch dieses ohne willentliche Einflußnahme des Fahr­ zeugführers kurz anklingt. Dieses (intensive) Warnsignal ist sehr auffallend und bleibt dem Fahrzeugführer deshalb kaum unbemerkt. Die Zwangsauslösung beispielsweise des Signalhorns ist allerdings nur zur "Extrem-Alarmgabe" vor­ gesehen, welche nur bei außergewöhnlichem Wahrnehmungs­ verzug des Fahrzeugführers tatsächlich zur Auslösung gelangt. Dies wird wie folgt sichergestellt:

Gemäß Fig. 10-(3) gibt nach Erkennen eines Fehlerzustan­ des im Zeitpunkt t₀ bzw. t_e der Ausgang 52 über die Lei­ tung 53 bzw. die Alarmleitung 64 an einen optischen und/ oder akustischen Signalgeber im Wahrnehmungsfeld des Fahrzeugführers die Alarmspannung U_Q ab, die aus kurzen Impulsen 96/1, ... 96/9, ... mit einer Folgezeit T_{V 2} besteht, letztwelche jedenfalls wesentlich kürzer ist als die Verzögerungszeit T_V1. Vor Ereignis des Impulses 95a tritt also bereits eine Vielzahl etwa vom Instrumenten­ brett des Fahrzeugs optisch und/oder akustisch wahrnehm­ barer Warnzeichen auf; im gezeigten Fall sind dies vier Warnzeichen entsprechend den vier Spannungsimpulsen 96/1 bis 96/4. Die sich wiederholenden Warnzeichen können wahrnehmungsverknüpft ausgegeben werden mit einer - evtl. entsprechend impulsartig aufleuchtenden - Bedienungsan­ weisung an den Fahrzeugführer, den Alarm durch Betätigen einer Rücksetztaste 94 zu "quittieren". Eine entspre­ chende Anweisung kann auch mittels Sprachausgabe eines von der Vorrichtung angesteuerten zentralen Fahrzeugmana­ gementsystems erfolgen. Die mehrfache Wiederholung räumt dem Fahrzeugführer jedenfalls genügend Zeit ein, um sich des Vorliegens eines Fehlers bewußt zu werden, bevor der Impuls 95a ausgelöst wird, um ihn so schließlich beson­ ders deutlich auf den Fehler hinzuweisen.

Gemäß Fig. 10-(4) steht aufgrund Betätigung der Rück­ setztaste 94 am Anschluß "RS" der Versorgungsüberwachungs­ einrichtung 50 als Rücksetzspannung U_RS ein RS-Impuls an.

Erfolgt die Quittierung des angezeigten Fehlerzustandes durch den Fahrzeugführer nach einer gewissen Erfassungs-. zeit T_RS, bewirkt der in die Versorgungsüberwachungsein­ richtung 50 eingegebene RS-Impuls zweierlei. Erstens wird der Impuls 95a gemäß Fig. 10-(5) ausgeblendet oder unter­ drückt, d. h. die "Extrem-Alarmgabe" durch die Betriebsein­ richtung 56 wird verhindert. Zweitens werden gemäß Fig. 10-(6) nach Erzeugung des RS-Impulses als Wahrnehmungs­ quittung des Fahrzeugführers die aus der Alarmspannung U_Q abgeleiteten optisch und/oder akustischen Alarmsignale "ausgedünnt", indem z. B. jeweils repetierend eine be­ stimmte Anzahl jeweils nachfolgender Impulse (im Beispiel 96/4 und 96/5, 96/7 und 96/8) ausgeblendet wird. Nach Quittung des Fehlerzustandes durch den Fahrzeugführer entspricht das generierte Warnsignal also dem Verlauf zeitlich gestreuter Impulsen 96/6, 96/9,... .

Die "Ausdünnung" des Warnsignals ist vorgesehen, um den Fahrzeugführer nach bestätigter Wahrnehmung eines Fehler­ zustandes zwar noch hinreichend an das Vorliegen eines Defekts zu erinnern, seine Aufmerksamkeit aber nicht mehr als notwendig vom Verkehrsgeschehen abzulenken. Dieser dann mehr oder weniger "latente" Meldezustand kann nur durch Ausschalten des Zündstromkreises rückgesetzt und damit aufgehoben werden. Auf diese Weise kann der Fahr­ zeugführer davon in Kenntnis gehalten werden, daß das Signalhorn des Fahrzeugs u. U. nicht auslösbar ist oder daß bei einem Unfallereignis eine durch den Verbraucher 24 in Betrieb zu setzende Insassenschutzeinrichtung, wie z. B. ein Airbag im Lenkrad, u.U. nicht funktionsfähig ist.

Bevorzugt ist vorgesehen, daß eine "Ausdünnung" des Warnsignals dann nicht mehr möglich ist, wenn der Fahr­ zeugführer versäumte, die Rücksetztaste 94 vor Auftreten der Selbstauslösung der Betriebseinrichtung 56 durch den Stromimpuls 95a zu betätigen. Nur durch Ausschalten und Wiedereinschalten der Betriebsspannung (des Zündstrom­ kreises) kann dann der Vorzustand wiederhergestellt werden, in welchem durch rechtzeitiges Betätigen der Rücksetztaste 94 sowohl der Impuls 95a unterdrückbar als auch das Warnsignal gemäß Fig. 10-(6) "ausdünnbar" ist.

Fig. 11 veranschaulicht anhand Wiedergabe ihres Zeitver­ haltens weitere Eigenschaften der Steuereinrichtung 40 in Analogie dazu; es ist insoweit die Abwicklung eines auf­ getretenen SSRQ-Zustandes dargestellt. Für die Zeitpunkte t₀ und t_e gilt Vorerwähntes.

Fig. 11-(1) zeigt verschieden Verläufe der Lesespannung U_{AB 0} ohne Betätigung irgend eines Tastschalters, und zwar dauerhaft in unzulässigen Fehlerfenstern E₁₊ und E₂₊ (I, II) bzw. dauerhaft in zulässigen Lesefenstern R₀ und R₁₊ (III, IV). Der Fall IV ist ein besonderer deshalb, weil er sowohl gemäß Fig. 7 den fehlerfreien Prüfzustand ohne Betätigung eines Tastschalters als auch einen fehlerhaf­ ten Zustand betreffen kann, nämlich den eines Kurzschlus­ ses im Pfad zur Speiseklemme (L) bzw. des Ausfalles der Speisequelle 70a bzw. 70b der Steuereinrichtung 40. Genau dieser Fehlerzustand wird aber wie vorerwähnt von der Versorgungsüberwachungseinrichtung 50 erkannt und aus­ gewertet und kann somit hier außer Betracht bleiben.

Fig. 11-(2) zeigt in Entsprechung das Ausgangssignal U_Lock am Ausgang 82 bzw. ein Phasensignal U_TS am Ausgang 83 einer synchronen Abtast- oder Detektorschaltung 80 gemäß Fig. 9, wie es aus einer ausreichenden Grundwel­ lenkomponente im Lesesignal z. B. bei Kurzschluß des Tastschalters 38b (oder 38b′) aufbereitbar ist. Sowohl die externe, dauernd fehlerhafte Lesegleichspannung U_AB als auch die interne, aufgrund Andauerns fehlerhafte Spannung U_Lock bzw. U_TS werden in der Steuereinrichtung 40 prinzipiell gleich ausgewertet wie folgt:

Fig. 11-(3) zeigt den Verlauf des Betätigungsstromes I_H der Betriebseinrichtung 56. Der Schaltausgang 44 (91) der Steuereinrichtung 40 gibt nach der Verzögerungszeit T_V3 einen einmaligen, kurzen Stromimpuls 95b etwa an das Signalhorn als Betriebseinrichtung 56 ab, wodurch dieses ohne willentliche Einflußnahme des Fahrzeugführers kurz anklingt. Auch hier ist das Zwangsauslösen beispielsweise des Signalhorns nur zur "Extrem-Alarmgabe" vorgesehen, welche ausschließlich bei ungewöhnlichem Wahrnehmungsver­ zug des Fahrzeugführers zur Auslösung gelangt:

Gemäß Fig. 11-(4) gibt nach Erkennen eines Fehlerzustan­ des im Zeitpunkt t₀ bzw. t_e der Ausgang 57 über die Lei­ tung 58 bzw. die Alarmleitung 64 an einen optischen und/ oder akustischen Signalgeber im Wahrnehmungsfeld des Fahrzeugführers die Alarmspannung U_W ab, die beispielhaft den Zeitverlauf eines Impulsbursts aufweist, welcher aus einzelnen Impulsgruppen 97/1, ... 97/9, ... mit einer Folgezeit T_{V 4} besteht, letztwelche ebenfalls wesentlich kürzer ist als die Verzögerungszeit T_{V 3}. Durch den zum Zeitverlauf von U_Q (Fig. 10) unterschiedlichen Zeit­ verlauf der Alarmspannung U_W sind Fehlerzustände gemäß Fig. 11-(1) vor der Betätigung der Rücksetztaste 94 eindeutig unterscheidbar von jenen gemäß Fig. 10-(1).

Vor Ereignis des Impulses 95b tritt also schon eine Vielzahl optisch und/oder akustisch wahrnehmbarer Warn­ zeichen auf, hier etwa vier Warnzeichen entsprechend vier Impulsbursts 97/1 bis 97/4, von denen jeder aus je drei Einzelimpulsen besteht. Die sich wiederholenden Warnzei­ chen können wahrnehmungsverknüpft ausgegeben werden mit einer - evtl. entsprechend impulsartig aufleuchtenden - Bedienungsanweisung an den Fahrzeugführer, den Alarm durch Betätigen einer Rücksetztaste 94 zu "quittieren". Auch hier kann eine entsprechende Anweisung mittels Sprachausgabe eines von der Vorrichtung angesteuerten zentralen Fahrzeugmanagementsystems erfolgen. Auch hier räumt die mehrfache Wiederholung dem Fahrzeugführer genü­ gend Zeit ein, um des Vorliegens eines Fehlers gewahr zu werden, bevor der Impuls 95b ausgelöst wird um ihn so schließlich besonders eindringlich auf den Fehler hinzu­ weisen.

Gemäß Fig. 11-(5) steht durch Betätigung der Rücksetz­ taste 94 am Anschluß "RS" der Steuereinrichtung 40 als Rücksetzspannung U_RS ein RS-Impuls an.

Erfolgt die Quittierung des angezeigten Fehlerzustandes durch den Fahrzeugführer nach einer gewissen Erfassungs­ zeit T_RS, bewirkt der in die Steuereinrichtung 40 einge­ gebene RS-Impuls zweierlei. Erstens wird gemäß Fig. 11- (6) der Impuls 95b ausgeblendet oder unterdrückt, d. h. die "Extrem-Alarmgabe" durch die Betriebseinrichtung 56 wird verhindert. Zweitens werden gemäß Fig. 11-(7) nach Erzeugung des RS-Impulses als Wahrnehmungsquittung des Fahrzeugführers die aus der Alarmspannung U_W abgeleiteten optischen und/oder akustischen Alarmsignale "ausgedünnt". Dazu wird jeweils repetierend eine bestimmte Anzahl jeweils aufeinanderfolgender Bursts (beispielhaft 97/4 und 97/5, 97/7 und 97/8) vollständig unterdrückt. Dazu können aus nicht unterdrückten Bursts jeweils mehrere Impulse ausgeblendet werden, so daß z. B. in zeitlich weiter Streuung als Alarmspannung U_W/RS nur noch Einzel­ impulse 97/4′, 97/6′, ... aus ursprünglich vorgesehenen Bursts 97/4, 97/6, ... zur Anzeige gelangen können. Ein entsprechendes Warnsignal kann also nach Betätigung der Rücksetztaste 94 ähnlich oder gleichartig in Erscheinung treten wie das entsprechende Warnsignal aufgrund der Alarmspannung U_Q/RS gemäß Fig. 10-(6). Auch hier ge­ schieht die Alarmausdünnung dazu, daß der Fahrzeugführer nach erfolgter Wahrnehmung eines Fehlerzustandes zwar noch hinreichend an das Vorliegen eines Defekts erin­ nert, seine Aufmerksamkeit aber nicht mehr als notwendig vom Verkehrsgeschehen abgelenkt wird. Der nach Betätigen der Taste 94 mehr oder weniger latente Meldezustand kann ebenfalls durch Ausschalten des Zündstromkreises rück­ gesetzt und damit aufgehoben werden.

Auch hier kann vorgesehen sein, daß eine "Ausdünnung" des Warnsignals dann nicht mehr möglich ist, wenn der Fahr­ zeugführer versäumte, die Rücksetztaste 94 vor Auftreten der Selbstauslösung der Betriebseinrichtung 56 durch den Stromimpuls 95b zu betätigen. Nur durch Ausschalten und Wiedereinschalten der Betriebsspannung (des Zündstrom­ kreises) kann dann der Vorzustand wiederhergestellt wer­ den, in welchem durch rechtzeitiges Betätigen der Rück­ setztaste 94 sowohl der Impuls 95b unterdrückbar als auch das Warnsignal gemäß Fig. 11-(7) "ausdünnbar" ist.

Wenigstens die Schaltausgänge 44 und 54 können stromüber­ wacht sein mit der Wirkung, daß bei Unmöglichkeit eines ausreichenden Stromflusses I_H und somit Wegfall der Strom­ impulse 95a oder 95b - z. B. durch Defekt der Betriebsein­ richtung 56, ihres Masseanschlusses 9, oder ihrer Ansteu­ erleitung 45 bzw. 55., die Alarmausdünnung trotz Betäti­ gung der Rücksetztaste 94 inhibiert bzw. rückgängig ge­ macht wird. Auf diese Weise wird eine Unmöglichkeit der einmaligen "Extrem-Alarmgabe" z. B. durch ein Signalhorn durch Beibehaltung der Intensität eines optischen oder akustischen Warnsignals im unmittelbaren Wahrnehmungsraum des Fahrzeugführers kompensiert und Wartungspersonal zu­ gleich ein Hinweis auf einen Stromkreisdefekt gegeben.

Fig. 12 verdeutlicht restliche Eigenschaften der Versor­ gungs- und Auswertungselektronik 60 bei Auftreten eines Defekts, welcher die Betätigung eines vorgesehenen Tast­ schalters zur Auslösung einer Betriebseinrichtung 56, z. B. des Signalhornes oder der Warnblinklichtanlage, vor­ täuscht, also z. B. ein Kurzschluß des Tastschalters 38a oder 38b.

Fig. 12-(1) zeigt den Verlauf der Lesegleichspannung U_AB (z. B. bei Betätigung des Tastschalters 38a) oder eine der beiden Ausgangsspannungen der synchronen Abtast- oder Detektorschaltung 80 (z. B. bei Betätigung eines Tast­ schalters 38b) in Form zweier zu Zeitpunkten t₁ und t₂ beginnender Impulse H₁ bzw. H₂. Es ist davon ausgegangen, daß zur Zeit t₁ die nach dem Einschalten der Betriebs­ spannung wirksame Erkennungsverzögerungszeit T_{V 0} bereits abgelaufen ist; erwähntermaßen würde eine innerhalb des Zeitintervalles T_{V 0} schon vorliegende Signalspannung be­ reits vor dem Zeitpunkt t₁ sofort als Fehlerzustand ausgewertet.

Gemäß Fig. 12-(2) setzt die Anstiegsflanke des Betäti­ gungsimpulses H₁ ein Zeitfenster W₁ der Dauer T_F, und die Anstiegsflanke des Betätigungsimpulses H₂ ein weiteres Zeitfenster W₂ ebenfalls der Dauer T_F; die Dauer T_F ist größer als die Impulsdauern T_{H 1} und T_{H 2}, und die dem Impuls H₁ entsprechende Befehlsgabe ist innerhalb des Zeitfensters W₁ jedenfalls abgeschlossen.

Gemäß Fig. 12-(3) werden durch logische Verknüpfung die Zeitfenster W₁, W₂, ... zu einer zusammenhängenden Zeit­ maske W₃ kumuliert, was z. B. durch Nachtriggerung mit­ tels der Anstiegsflanke des nachfolgenden Impulses H₂ einer monostabil retriggerbaren Kippschaltung mit Kipp­ dauer T_F realisierbar ist. Jede Folgebetätigung, die vor Ablauf der Zeit T_F ihren Abschluß findet, verlängert die Zeitmaske W₃ um die Dauer T_F. Beliebige Betätigungen innerhalb der sich so selbst aufbauenden Zeitmaske W₃ werden als ordentliche Befehlsgaben und nicht als Fehler­ zustände erkannt. Beträgt die festliegende Zeitdauer T_F z. B. sechs Sekunden, ist das Signalhorn bis zu sechs Sekunden lang ununterbrochen - und anschließend immer wieder bis zu sechs Sekunden lang ununterbrochen - auslösbar.

Ist gemäß Fig. 12-(4) die Dauer T_H5 eines einzigen Betätigungsleseimpulses H₅ jedoch größer als das Zeit­ fenster T_F, dann wird gemäß Fig. 12-(5) eine analoge Fensterfunktion W₅ der Dauer T_F wirksam, welche die maxi­ male Betätigungsdauer beispielsweise des Signalhornes durch Abschalten des Betätigungsstromes I_H nach Ablauf der des Zeitfensters W₅ auf die Dauer T_F begrenzt, vgl. Fig. 12-(6). Außerdem löst gemäß Fig. 12-(6) ein auf diese Weise zeitlich begrenzter Betätigungsleseimpuls H₅ den SSRQ-Zustand aus, der dann gemäß Fig. 11 abgewickelt wird. Insoweit geht die Auswertungselektronik 60 also davon aus, daß beispielsweise der Fahrzeugführer im Normalfalle nie länger als die Zeitdauer T_F, hier bei­ spielhaft sechs Sekunden lang, ununterbrochen die ent­ sprechende Betriebseinrichtung 56 auslöst. Hat der Fahr­ zeugführer die Signalhorntaste länger als sechs Sekunden betätigt, und damit die SSRQ-Funktion gemäß Fig. 11 ausgelöst, kehrt ohne Vorliegen eines Fehlers die Normal­ funktion des Signalhornes nach Wiedereinschalten des Zündstromkreises automatisch wieder zurück.

Von einer solchen Zeitbegrenzung der fahrerwillentlichen Auslösbarkeit unberührt bleibt eine beliebig lange Auslö­ sung derselben Betriebseinrichtung durch entsprechende Beaufschlagung des Einganges 46 von extern, etwa vom Alarmausgang einer Einbruchs- und Diebstahlalarmanlage in einem Fahrzeug, welcher an die Leitung 47 angeschlossen ist.

Durch die vorerwähnten Funktionen kann z. B. ein Fahrzeug­ führer "sanft gezwungen" werden, mit seinem Fahrzeug eine Werkstatt aufzusuchen, wodurch z. B. die Chancen für ein eine Insassenschutzfunktion möglicherweise nicht mehr einwandfrei erfüllendes Airbag/Signalhorn-System, nicht erkannt zu werden, minimierbar sind. Die Aufrechterhal­ tung eines betriebssicheren Zustandes wird auf diese Weise mit hoher statistischer Sicherheit erreicht. Eine zur hohen Eigensicherheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung so hinzutretende Wartungssicherheit er­ schließt Kostenvorteile, etwa hinsichtlich zu leisten­ den Aufwandes für eine Dauerfunktionsgarantie.

Fig. 13 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung, das sich von jenem gemäß Fig. 6 durch eine inte­ grierte Struktur der Versorgungs- und Auswertungselek­ tronik 60 unterscheidet. Die beschriebenen logischen und signalanalytischen Funktionen der Steuereinrichtung 40 und der Versorgungsüberwachungseinrichtung 50 mit Ver­ knüpfung 63 werden hier weitgehend durch einen modernen Ein-Chip-A/D-µController 100 mit darauf abzuwickelnder Software und einigen einfachen und preiswerten Zusatz­ schaltkreisen realisiert. Der Steuereinrichtung 40 aus Fig. 6 entsprechen hier beispielhaft die Teile 100 mit 70a, b sowie 116 und 117.

Verbreitete A/D-µController der Art µPD7811 (mit EPROM; NEC) , µPD7809 (mit EPROM; NEC), µPD 87312 (NEC); 83C 552 (Valvo) oder MCS-8051 (Intel) sind geeignet. Ebenso eig­ nen sich Mehrkanal-Signalprozessoren zur Verarbeitung von Wechselspannungssignalen, da diese Prozessoren über besondere Hardware-Strukturmerkmale (Diskriminatoren) verfügen und deshalb eine besonders einfache Program­ mierung zu vorliegendem Zweck erlauben. Bei Verwendung eines A/D-Controllers nach CAN/VAN-Standard kann die Vor­ richtung mit einem rechnergestützten Busnetzwerk z. B. in Fahrzeugen kommunizieren; für den Signalaustausch kann anstelle beispielhaft beschriebener Verbindungsleitungen zu einer Peripherie dann ein Port nach CAN/VAN-Standard treten.

Die Schaltungsteile 28 und 29 aus Fig. 6 wurden in Fig. 13 nicht wiederholt und sind als an den Klemmen [A], [B], [M] und [L] angeschlossen zu verstehen. Optionale Kapazi­ täten 98a und 98b entsprechen bezüglich ihrer Funktionen jenen aus Fig. 6. Zur Veranschaulichung der Wirkungs­ weise analog zu jener der Vorrichtung nach Fig. 6 sind für wichtige Eingänge, Ausgänge und Leitungen der ange­ deuteten Schnittstelle zu einer Peripherie die gleichen Kennzeichen wie in Fig. 6 benutzt.

Der µController 100 verfügt über bekannte Clock-, CPU-, RAM- und ROM-Bereiche, über wenigstens einen gemulti­ plexten Mehrkanal-Sample & Hold-Analog/Digital-Eingangs­ port 102, hier beispielhaft achtkanalig mit Eingängen 41B, 41A, 114, 115, 124, 125, 42A, 42B ausgeführt, und über einen separaten, vorzugsweise vielkanaligen digi­ talen Eingangs-/Ausgangs-/Steuerungsport 103, insbeson­ dere mit digitalen Eingängen 46, 48, 126, welche durch bereits erwähnten Leitungen 47, 49 und RS mit einer Peri­ pherie verbunden sind. Ein weiterer digitaler Eingang 127 ist über eine Instruktionsleitung "LN" mit der Periphe­ rie verbunden. Beispielsweise kann der µController bei Initialisierung der Vorrichtung (Installation; etwa am noch auf dem Montageband befindlichen Fahrzeug) über diese Leitung einen Lernbefehl empfangen, um im Zuge einer Lernroutine z. B. beim erstmaligen Durchdrehen des eingebauten Lenkrades die Auswirkungen der Eigentoleran­ zen der Teile 28 und 29 als Offsetreferenzen zu lernen, d. h. nichtflüchtig abzuspeichern. Der µController wird aus einer mit der Bordnetzspannung +U_b gespeisten Span­ nungsaufbereitung 99 mit logischer Betriebsspannung +V_CC versorgt und ist, ebenso wie besagte Spannungsaufberei­ tung, mit Masse 9 verbunden. Der Clock-Generator des Controllers 100 ist mit einem Resonator 101 beschaltet, etwa einem keramischen oder Quarzschwinger.

Zwischen den Massefußpunkt [M] und die Klemme [A] ist die Serienschaltung aus einem Widerstand 10C und - massesei­ tig angeordnet - einem Kondensator 30D geschaltet; die Klemme [A] kann zusätzlich über einem Widerstand 10A mit Masse 9 verbunden sein. Die Klemme [A] ist - ggfs. unter optionaler Zwischenschaltung eines Gleichspannungsab­ blockkondensators 30F - über die Verbindungsleitung 39D mit dem ersten Analogeingang 42B verbunden. Ein zwischen Kondensator 30D und Widerstand 10C abzweigender Abgriff ist über die Verbindungsleitung 39A mit dem zweiten Ana­ logeingang 42A verbunden. Zwischen den Massefußpunkt [M] und die Klemme [B] ist die Serienschaltung aus einem Widerstand 10D und - masseseitig angeordnet - einem Kon­ densator 30E geschaltet; die Klemme [B] kann zusätzlich über einen Widerstand 10B mit Masse 9 verbunden sein. Die Klemme [B] ist - ggfs. unter optionaler Zwischenschal­ tung eines Gleichspannungsabblockkondensators 30G - über die Verbindungsleitung 39E mit dem dritten Analogeingang 41B verbunden. Ein zwischen Kondensator 30E und Wider­ stand 100 abzweigender Abgriff ist über die Verbindungs­ leitung 39B mit dem vierten Analogeingang 41A verbunden. Abgesehen von einer Verbindung über eine Bezugspoten­ tialschiene 9 können hier zwischen einer Leseschaltung 28 und der Versorgungs- und Auswertungselektronik 60 insgesamt fünf Verbindungsleitungen vorgesehen sein.

An einem besonderen Ausgang 110 steht seitens des µCon­ trollers ein mit seiner Clockfrequenz programmgemäß ver­ kettetes Zeit- bzw. Frequenzsignal zur Verfügung. Diese Leitung ist mit einer Wechselstrom- bzw. Wechselspan­ nungsquelle 70a bzw. 70b verbunden, die ihre Betriebs­ energie vorzugsweise aus der Bordnetzspannung +U_b be­ zieht. Es kann noch eine weitere Verbindung 111 zwischen µController 100 und Quelle 70a bzw. 70b vorgesehen sein. Deren Ausgang 43 ist mit einer Versorgungsüberwachungs­ einrichtung 50A verbunden. Ein erster Ausgang der Versor­ gungsüberwachungseinrichtung 50A ist über die Speiselei­ tung 39C mit der Speiseklemme [L] verbunden. Wenigstens ein zweiter Ausgang ist über eine Leitung 113 mit dem fünften Analogeingang 114 des A/D-Ports 102 des µControl­ lers verbunden. Es ist noch ein weiterer solcher Ausgang angedeutet; er ist über eine weitere Leitung 112 mit dem sechsten Analogeingang 115 verbunden. Über eine Mehrzahl von Leitungen ist der µController 100 beispielsweise mit einem Buffer 116, vorzugsweise einem Leitungstreiber-Array, verbunden. Er weist die bereits bekannten Ausgänge 52, 57, 61 auf, an die abgehende Signalleitungen 53, 58, 62 und 64 angeschlossen sind. Über wenigstens eine besondere Leitung ist der µController 100 mit einem Leistungs-Buffer 117, verbunden, welcher wenigstens einen Leistungsschaltver­ stärker 118 enthält, und vom Schaltausgang 44 (91) über eine Leitung 45 (92) den Betriebsstrom für die nicht ge­ zeigte Betriebseinrichtung 56 (93) zur Verfügung stellt; vom Anschluß 121 liegt zu diesem Zweck über eine beson­ dere Leitung 119 die Bordnetzspannung am Buffer 117 an, ggfs. unter Vorschaltung einer Polschutzdiode 120. Optional kann der µController über einen Bus 105 mit einem E²PROM 104 mit zugehöriger Bedienungssteuerung in Verbindung stehen, das seinerseits über Leitungen 106 und eine Abfrageschnittstelle 107, etwa mit Parallel/Seriell- Wandler oder einem Bus-Modem, über eine oder mehrere Eingangs- und Ausgangsleitungen 108 bzw. 109 mit der Peripherie in Verbindung bringbar ist. Ebenso gut kann ein solches E²PROM 104 einhäusig mit dem eigentlichen µController 100 in der Art eines bekannten E²PROM-A/D- µControllers serienmäßig oder als kundenspezifischer Schaltkreis integriert sein; der Bus 105 und Leitungen 106 sind dann nicht zugänglich. Die Leitung 39C führt den Prüfwechselstrom I_P bzw. den Betriebsstrom I_B zur Inbe­ triebsetzung des Verbrauchers 24 im isolierten Stromkreis 29. Die Eingangsleitungen 47 und 48 können alternativ oder zusätzlich auch (noch) an den siebten und achten Analogeingang 124 und 125 angeschlossen sein. Der µCon­ troller wird in der Praxis noch über weitere, nicht gezeigte Leitungen mit der Peripherie verbunden sein, oder auch bekanntermaßen mit einer hier nicht gezeigten Watchdog-Schaltung zusammenwirken; letztere kann auch integrierter Bestandteil des µControllers sein.

Die Funktion wird unter Bezugnahme auf Fig. 14 erläu­ tert. Die an Klemmen [A] und [B] angeschlossenen mittel­ abgegriffenen Serienschaltungen der Widerstände 10C bzw. 10D und Kondensatoren 30D bzw. 30E stellen Tiefpaßfilter dar, die jeweilige Gleichspannungsanteile U_{P 1=} und U_{P 2=} der Auslesespannungen an besagten Kondensatoren bereit­ stellen. Diese Gleichspannungen liegen an den Analogein­ gängen 42A und 41A zur Abfrage an. An den Analogeingängen 42B und 41B liegen hingegen die Klemmenspannungen U_{P 1} bzw. U_{P 2} an, welche die Wechselspannungskomponenten un­ abgeschwächt enthalten. Es können auch allein deren Wech­ selspannungskomponenten anliegen, sofern Hochpässe in Form der Kondensatoren 30F und 30G vorgeschaltet sind.

Die Versorgungsquelle 70a bzw. 70b enthält ein die Amplitude des Ausgangssignales beeinflußbares Verstär­ kungs- bzw. Steuerelement. Dieses vermag eine in der Versorgungsquelle durch einen Generator erzeugte und verstärkte und auf eine vom µController bezogene (Leitung 110) Referenzfrequenz synchronisierte oder eine unmittel­ bar vom µController ausgegebene (Leitung 110) und ver­ stärkte Wechselspannung so einzustellen, daß am Ausgang 43 der Prüfwechselstrom I_P bzw. der Betriebswechselstrom I_B ausspeisbar ist. Eine Beeinflussung des Pegels des/der abgegebenen Wechselstromes/Wechselspannung vom µControl­ ler aus ist durch wenigstens eine Steuerleitung 111 gegeben; durch sie wird bei Ansteuerung des Einganges 48 etwa durch einen Crash-Sensor an Leitung 49 der Wechsel des Wechselstrompegels von I_P auf I_B bewirkt. Erwähnter­ maßen kann eine Erhöhung des Ausgangswechselstromes vom Prüfwert I_P auf den Betriebswert I_B auch ohne Verbin­ dung 111 durch Umschaltung der auf Leitung 110 ausgege­ benen Frequenz geschehen, etwa in Verbindung mit einer optionalen Transformations- oder Ballastkapazität 98a bzw. 98b analog zu Fig. 6, je nachdem, ob der Ausgang 43 Spannungs- oder Stromquelleneigenschaft aufweist.

Die Versorgungsüberwachungseinrichtung 50A beinhaltet eine gegenüber der Versorgungsüberwachungseinrichtung 50 gemäß Fig. 6 reduzierte Funktion, weil alle Signalbe- und -auswertungen hier im µController 100 softwaregestützt stattfinden. Demgemäß wird in der Versorgungsüberwa­ chungseinrichtung 50A nur ein den abgegebenen Wechsel­ strom und/oder die Spannung am Ausgang 43 charakterisie­ rendes Meßsignal gewonnen. Dazu kann die Versorgungs­ überwachungseinrichtung 50A z. B. als bekannte Richtungs­ koppelschaltung aufgebaut sein und wirken. Solche Meßsig­ nale werden in die Analogeingänge 114 und 115 eingespeist und vom µController durch Einlesung in den A/D-Wandler nach Programmvorschrift zyklisch abgetastet. Insofern bilden der µController 100 mit 102, 103, die Steuerlei­ tung 111, die beeinflußbare Quelle 70a/70b, 50A, und die an den A/D-Port 102 rückgeführte/n Leitung/en 112 und 113 eine analog/digitale Pegelregelschleife (Closed Loop) zur Abfrage, Stabilisierung und/oder Einstellung des über die Leitung 39C in die Klemme [L] einspeisbaren Wechselstro­ mes. Ein Zusammenbruch der Speisewechselspannung oder ein Ausfall bzw. ein falscher Wert des Speisewechselstromes werden so vom µController "inloop" erfaßt und per Soft­ ware in die bereits beschriebenen Warnsignale umgesetzt.

Die laufende Analyse der an den Analogeingängen 42A, 42B, 41A, 41B anliegenden Momentanspannungen geschieht durch rechnerische Verarbeitung der zyklisch abgetasteten Spannungsproben. Fig. 14-(1) veranschaulicht den sinus­ förmigen oder rechteckförmigen Zeitverlauf 65 bzw. 65′ des/der treibenden Wechselstromes/Wechselspannung. Die Frequenz derselben entsteht durch Frequenzteilung des controllerinternen Clock-Signals CP, wie in Fig. 14-(4) versinnbildlicht; beispielsweise umfaßt eine Perioden­ dauer des Zeitverlaufs 65 bzw. 65′ insgesamt 256 Clock- Impulse (CP 1 bis CP 256; angenommener Teilfaktor 1/256).

Erwähntermaßen kann dieser Teilfaktor per Software um­ schaltbar sein z. B. bei Ansteuerung des Einganges 48 zur Erhöhung des antreibenden Wechselstromes vom Prüfpegel I_P auf den Betriebspegel I_B durch Erhöhung oder Erniedri­ gung der Antriebsfrequenz.

Fig. 14-(2) zeigt die Klemmenspannung U_{P 10} im Prüfzu­ stand (Ruhezustand) ohne Betätigung eines Tastschalters 38b (38b′); die nicht gezeigte Spannung U_{P 20} am Analog­ eingang 41B hat einen entsprechenden Verlauf. Zu bezüg­ lich des Clock-Pulses definiert festliegenden Zeitpunkten werden Augenblickswerte S₁, S₂, ... vom Eingang 42B - und entsprechende vom Eingang 41B - in den µController einge­ lesen, und zwar vorzugsweise nach jeweils n+¹/₂ Perioden­ dauern des Zeitverlaufes 65 bzw. 2(n+¹/₂) Periodendauern des Zeitverlaufs 66 bzw. 66′ des Wechselspannungsanteils der Lesespannung U_{P 10} bzw. U_{P 20}. Das "Einlesen" geschieht in an sich bekannter Weise durch sehr kurzzeitiges Abtasten (Sample & Hold) in Verbindung mit einer nachfolgenden A/D-Wandlung. Es werden also abwechselnd die von einer positiven und einer negativen Halbwelle der Treibgröße I_P bzw. U_P herrührenden Halbwellen in der Lesespannung 66 bzw. 66′ abgefragt, wobei vorzugsweise nicht unmittelbar aufeinanderfolgende Halbwellen, sondern vielmehr zeitlich weiter auseinanderliegende erfaßt werden, was wegen der clocksynchronen Auslösung sämtlicher Einlesungen, d. h. aufgrund ihrer clockverketteten Zuordnung untereinander, einfach möglich ist. Die entsprechenden Abtastungen der Lesespannung U_{P 20} am Eingang 41B geschehen mit gewissem Zeitversatz verschachtelt zwischen den Einlesungen S₁, S₂, ... am Eingang 42B. Auf diese Weise wird eine harmonische Auslastung des A/D- Ports 102 erreicht und dem µController genügend Zeit für signalverarbeitende Berechnungen zwischen einzelnen Ein­ lesungen zur Verfügung gestellt. Im Prüfzustand liegen die abgetasteten Augenblickswerte S₁, S₂, ... innerhalb eines per Software festgelegten, ggfs. bei Erstinbetrieb­ nahme per Software initial gelernten Leerlauf- bzw. Prüf­ lesespannungsfensters L₀. Abtastwerte, die bei Klassie­ rung über lange Zeiträume dauerhaft in dieses Fenster fallen, lösen keine Warn- oder Fehlermeldungsroutine aus und werden per Software als richtig bewertet.

Fig. 14-(3) zeigt die Verhältnisse im Falle der Betäti­ gung eines Tastschalters 38b oder eines Defekts, etwa seines fehlerhaften Kurzschlusses. Die Abtastwerte S₁, S₂, ... liegen jetzt nicht mehr innerhalb des Prüflese­ spannungsfenster L₀, sondern gleichzeitig in angrenzenden Betätigungs- bzw. Fehlerlesefenstern L₁ und L₂. Das ab­ wechselnde Einlesen von Abtastwerten aus den Fenstern L₁ und L₂ führt zum Erkennen und Ausführung eines Betäti­ gungsbefehls wie beschrieben. Ein Vorliegen dieser Lese­ situation bereits beim Einschalten des Zündstromkreises vor Ablauf einer Erkennungsverzögerungszeit T_{V 0} oder länger als durch eine später gemäß Fig. 12-(3) zulässig aufgebaute Zeitmaske W₃ bestimmt führt zum Erkennen eines Fehlerzustandes und zur Ausgabe eines Warnsignals und Ausführung entsprechend programmierter Sicherheitsrou­ tinen. Zu diesen Auswertungen laufen die Abfragen der Gleichspannungswerte von Eingängen 42A und 42B zeitlich parallel insoweit, als sie in die Abfolge der Wech­ selgrößenabtastung nach Maßgabe des programmierten Ab­ frageplanes zeitlich verschachtelt eingestreut sind. Die Alleinbewertung etwa der Gleichspannungen an Analogein­ gängen 42B und 42A bei Betätigen eines Tastschalters 38a erklärt sich aus vorerwähntem von selbst.

Die durch getrennte Teile 40 und 50 der Elektronik 60 gemäß Fig. 6 hardwaremäßig angelegte Teilredundanz be­ züglich des Erkennens von Fehlern - etwa Ausfall der An­ triebsgröße I_P als Ursache einer zulässigen Lesespannung U_AB=0 - ist hier durch vielkanalige und quasi-simultane Parallelauswertung von Gleich- und Wechselkomponenten der Lesespannungen ersetzt. Insoweit sind alle signalbewer­ tenden und logischen Funktionen der Teile 40 und 50 hier im µController 100 einhäusig vereint. Außer der Trennung von Gleich- und Wechselanteilen der Lesespannungen werden alle Hardware-Funktionen gemäß Fig. 9 im µController 100 mittels Software emuliert.

Beispiel für solch weiterreichende Funktionen ist eine hardwaremäßig angelegte meßtechnische Beurteilbarkeit von Befehls- bzw. Auslösespannungen auf Leitungen 47 und 49, die über gestrichelte Leitungen 123 und 122 mit (restli­ chen zwei der insgesamt acht) Analogeingängen 124 und 125 verbunden sind. Im Falle einer solchen Verbindung kann die Ansteuerung von digitalen Eingängen 46 und 48 auch aus- oder entfallen, indem entsprechende (digitale) Befehle auf den Leitungen 47 und 49 dann auch analog erfaßbar sind. Eine solche analoge Auswertung an sich digitaler Befehls- bzw. Auslösesignale bietet den Vor­ teil, daß ein entsprechender Verlauf einer auslösenden Ansteuerspannung hinsichtlich seines zeitlichen Aufbaues, seiner Amplitude, seines zeitlich ausreichend langen, gleichförmigen Anstehens etc. genau analysierbar ist, und daß Ansteuerspannungen, welche ein programmiertes Proto­ koll nicht einhalten, ebenfalls als fehlerhaft auswertbar sind, zu einer entsprechenden Warnanzeige aufbereitet werden können und jedenfalls nicht zur Auslösung einer Betriebseinrichtung führen. Auch können abnormale induk­ tive Einstreuungen auf (etwa unabgeschirmte) Leitungen 47 und 49 dadurch von echten Auslösesignalen einfach unterschieden werden.

Andererseits ermöglicht eine Einholung entsprechender Befehle von Leitungen 47 und 49 sowohl über digitale Eingänge 46 und 48 als auch über den Analog-Port 102 weitgreifende Failsafe-Routinen etwa dahingehend, daß eine protokollwidrig zu niedrige Auslösesignalspannung dennoch zur regulären Auslösung der entsprechenden Be­ triebseinrichtung (z. B. Öffnen der Zentralverriegelung, Ingangsetzung der Warnblinklichtanlage) führt, wenn wegen fehlerhaften Abfalls der Bordnetzspannung zwecks Beibe­ haltung eines vorgeschriebenen Ausgangspegels I_P zuvor schon die "Verstärkung" der Speisequelle 70a, 70b (über die Leitung 111) atypisch erhöht werden mußte (indirekte Inloop-Messung der Borndnetzspannung unter Ausnutzung erwähnter Pegelregelschleife).

Über den optionalen seriellen oder parallelen Bus 105 können bei Initialisierung der Vorrichtung (Installation) Zustandsdaten, und später Daten über Fehlerzustände bzw. deren Codes, in das optionale E²PROM 104 eingelesen wer­ den. Dazu kann es über eine entsprechende Ablaufsteuerung verfügen. Die ebenfalls Schutzfunktionen beinhaltende Übergabeschnittstelle 107, etwa mit Parallel/Seriell­ wandler, ermöglicht nach Aufruf über die Leitung 108 das serielle Auslesen über die Leitung 109 der im E²PROM 104 abgelegten Daten.

Die Funktion der Elemente 46, 47, 48, 49, 52, 53, 57, 58, 61, 62, 64, 44, 45, 91, 92 und RS ist identisch mit den aus Fig. 6 bekannten; die Vorsehung spezieller Buffer- Bausteine 116 und 117 dient hauptsächlich dem Schutze des µControllers, etwa bei Kurzschluß, Bordnetzschluß, feh­ lerhafter Stromrückspeisung aus dem Fahrzeug oder verse­ hentlichem Falschanschluß einzelner Anschlußleitungen. Da die Ausgangstreiber des Buffers 117 Ströme in der Größen­ ordnung von zehn Ampere abzugeben vermögen, ist dem Buf­ fer 117 die Bordnetzspannung über eine separate Versor­ gungsleitung 121 zugeführt; ein separater Masseanschluß GND ist im Zusammenhang damit vorgesehen.

Dieses Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung eignet sich zur Integration in ein größeres System, etwa ein inertiales Fahrzeugmanagementsystem; es bietet je nach Applikationssoftware die Möglichkeit der Instal­ lation beliebig tiefgreifender Failsafe-Funktionen.

Dazu umfaßt die Vorrichtung nur wenige Teile vergleich­ baren Zuverlässigkeitsgrades und ist so ausführbar, daß sie in einem Initialisierungszustand eigene Toleranzen bzw. Zustandsdaten bei fehlerfreien Schaltungsteile 28 und 29 lernen und durch Speicheraufruf später immer wie­ der als Referenzwerte beziehen kann. Unnötig präzise Herstellung elektromechanischer Teile und kostspieliger Justieraufwand entfallen somit.

Im übrigen ist es auch bei diesem Ausführungsbeispiel möglich, im Prüfzustand ein kleineres elektronisches Gerät, etwa einen (ggfs. mit einem aufladbaren Energie­ speicher gepufferten) Lenkradrechner aus den Meßpunk­ ten [Y] und [Z] mit Betriebsenergie zu versorgen und unabhängig von der übrigen Vorrichtung zu betreiben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist universell einsetz­ bar; die Erläuterung ihrer Funktion bei beispielhafter Anwendung in einem Kraftfahrzeug kann insoweit nicht als Beschränkung der Allgemeinheit der Erfindung mißverstan­ den werden. Die Zündpille eines Insassenschutzsystems, etwa eines Airbags im Lenkrad eines Fahrzeugs ist also durch jeden beliebigen elektrischen Verbraucher ersetz­ bar. Dementsprechend können anstelle des Signalhorns und einer Warnblinklichtanlage auch ganz andere Betriebsein­ richtungen treten, etwa solche, die von der Bediener­ schnittstelle einer Werkzeugmaschine etc. auszulösen sind.

Claims (60)

1. Vorrichtung zur induktiven Abfrage und Energiever­ sorgung eines isolierten Stromkreises, welcher wenig­ stens einen zu überwachenden elektrischen Verbraucher enthält, mit einem Trenntransformator mit Primär-, Sekun­ där- und Lesewicklung, wobei in die Primärwicklung zur Abfrage besagten Stromkreises samt Verbraucher ein Wech­ selstrom einprägbar ist und wobei besagtem Verbraucher aus der Sekundärwicklung über eine Brückengleichrichter­ schaltung Energie zuführbar und der Lesewicklung ein den Zustand des Verbrauchers charakterisierendes Signal ent­ nehmbar ist, wobei die Brückengleichrichterschaltung (1) im isolierten Stromkreis aus insgesamt vier Halbleiter­ richtstrecken (1/1, 1/2, 1/3, 1/4) besteht mit je zwei gleichpolig parallelgeschalteten, mittenabgegriffenen Richtstrecken mit einem gemeinsamen anodenseitigen Ende (1C) und einem gemeinsamen kathodenseitigen Ende (1E) sowie einem ersten Mittenabgriff (1D) und einem zweiten Mittenabgriff (1F),
dadurch gekennzeichnet,

• - daß noch ein zweiter Trenntransformator (16) mit im wesentlichen unabhängiger magnetischer Feldführung und mit entsprechender Primär- (17), Sekundär- (18) und Lese­ wicklung (19) und mit im wesentlichen gleichen Eigen­ schaften vorgesehen ist;
• - daß die Primär- (12, 17) und Lesewicklungen (14, 19) einer Ausleseschaltung (28) und die Sekundärwicklungen (13, 18) dem isolierten Stromkreis (29) zugeordnet sind;
• - daß die beiden Primärwicklungen (12, 17) in Reihe geschaltet sind, so daß sie von ein- und demselben ein­ prägbaren Strom (I_p, I_B) beaufschlagbar sind, und daß die beiden Sekundärwicklungen (13, 18) spannungsaddierend in Reihe geschaltet sind,
• - daß über besagte Brückengleichrichterschaltung (1) außer dem besagten Verbraucher (24) in einem ersten Strompfad (26) noch wenigstens einer Nachbildung (25) in einem davon unabhängigen zweiten Strompfad (27) jeweils aus beiden Sekundärwicklungen (13, 18) Energie zuführbar ist, indem besagter Verbraucher (24) und besagte Nach­ bildung (25) und die Brückengleichrichterschaltung (1) an die Sekundärwicklungen (13, 18) angeschlossen sind wie folgt:
  • - Verbraucher (24) zwischen Verbindungspunkt (21) der beiden Sekundärwicklungen (13, 18) und Kathodenseite (1E),
  • - Nachbildung (25) zwischen besagtem Verbindungspunkt (21) und der Anodenseite (1C),
  • - Ende der ersten Sekundärwicklung (13) an ersten Mittenabgriff (1D),
  • - Anfang der zweiten Sekundärwicklung (18) an zweiten Mittenabgriff (1F) der Brückengleichrichterschaltung (1).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachbildung (25) im zweiten Strompfad (27) ein Widerstand ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Ausleseschaltung (28) zwei Ausleseklemmen ([A], [B]) aufweist, welche unter Zwischenschaltung zweier weiterer, gleich strukturierter Brückengleichrich­ terschaltungen (2, 3) mit besagten Lesewicklungen (14, 19) verbunden sind wie folgt:
  • - Anodenseiten (2C, 3C) der Brückenschaltungen (2, 3) mit einer Bezugspotentialschiene (9);
  • - erste Ausleseklemme [A] mit Kathodenseite (2E), Anfang der zweiten Lesewicklung (19) mit erstem Mittenabgriff (2D), Ende der ersten Lesewicklung (14) mit zweitem Mittenabgriff (2F) der zweiten Brückengleichrichterschaltung;
  • - zweite Ausleseklemme [B] mit Kathodenseite (3E), Anfang der ersten Lesewicklung (14) mit erstem Mittenabgriff (3D), Ende der zweiten Lesewicklung (19) mit zweitem Mittenabgriff (3F) der dritten Brückengleichrichterschaltung.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

• - daß zwischen den Ausleseklemmen ([A] bzw. [B]) und der Bezugspotentialschiene (9) Prüfspannungen (U_P1 bzw. U_P2) abgreifbar sind;
• - daß besagte Prüfspannungen bei gleichen Widerständen von Verbraucher (24) und Nachbildung (25) annähernd gleich sind;
• - daß einem gegenüber der Nachbildung (25) größeren oder kleineren Widerstand des Verbrauchers (24) eine größere oder kleinere Prüfspannung (U_P1) an einer Aus­ leseklemme ([A] bzw. [B]) entspricht, und
• - daß sich bei Verändern des Widerstandes des Ver­ brauchers bzw. der Nachbildung beide Prüfspannungen (U_P1 und U_P2) gegenseitig ändern.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich die Primärwicklungen (12, 17) jeweils mittels erster und zweiter Halbleiterrichtstrecken (4 und 5) überbrückt sind, wobei die Anoden (4C, 5C) besag­ ter Halbleiterrichtstrecken mit dem Verbindungspunkt (22) der beiden Primärwicklungen (12, 17) verbunden sind, so daß bei Einspeisen eines geringen Primärwech­ selstromes die zugeführte elektrische Leistung auf den Verbraucher (24) und die Nachbildung (25) gleichverteil­ bar und bei Einspeisen eines erhöhten Primärwechselstro­ mes die zugeführte elektrische Leistung hauptsächlich dem Verbraucher (24) zuführbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß überbrückende Halbleiterrichtstrecken (4, 5) jeweils aus wenigstens einer gleich gestalteten Brücken­ gleichrichterschaltung, bestehend aus je vier entspre­ chenden Richtstrecken (4/1, 4/2, 4/3, 4/4 und 5/1, 5/2, 5/3, 5/4) gebildet sind, deren Mittenabgriffe (4D, 4F; 5D, 5F) unbeschaltet oder je paarweise miteinander ver­ bunden sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Brückengleichrichterschaltungen (1, 2, 3, 4, 5) als einkörperlich diskrete Bauelemente mit vier Anschlüssen ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Anoden- und Kathodenseiten wenigstens teilweise vertauscht sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie konstruktiv aus zwei einkörperlichen Vor­ richtungsteilen besteht, wobei der erste Vorrichtungsteil (28′) besagte Primärwicklungen (12, 17) und Lesewicklun­ gen (14, 19), und der zweite Vorrichtungsteil (29′) be­ sagte Sekundärwicklungen (13, 18) enthält.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit besagten Wicklungen zusammenwirkende mag­ netische Feldführungsmittel (15, 20; 15a, 20a) auf die beiden Vorrichtungsteile (28′, 29′) verteilt sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß erste und zweite Vorrichtungsteile (28′, 29′) gegeneinander beweglich angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß besagte erste und zweite Vorrichtungsteile (28′, 29′) gegeneinander drehbar ausgeführt sind, und
• - daß ein zwischen Feldführungsmitteln (15, 20; 15a, 20a) des ersten und zweiten Vorrichtungsteils (28′, 29′) bestehender Luftspalt bei Drehung im wesentlichen unver­ ändert bleibt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen im ersten (28′) und zweiten Vor­ richtungsteil (28′) jeweils konzentrisch in bezug aufein­ ander angeordnet sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Meßpunkte [X], [Y], [Z] im isolierten Strom­ kreis (29) vorgesehen und mit diesem wie folgt verbunden sind:

• - Meßpunkt [X] mit besagtem Verbindungspunkt (21) der Sekundärwicklungen (13, 18), des Verbrauchers (24) und der Nachbildung (25);
• - Meßpunkt [Y] mit dem anderen Anschluß des Verbrau­ chers (24);
• - Meßpunkt [Z] mit dem anderen Anschluß der Nachbil­ dung (25).

15. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die beiden unverbundenen Enden der Primärwick­ lungen (12 und 17) unmittelbar oder mittelbar über eine seriengeschaltete Anpaß- bzw. Transformationskapazität (98a) zwischen eine Speiseklemme [L] und eine mit einer Bezugspotentialschiene (9) in Verbindung stehende Masse­ klemme [M] geschaltet sind, und
• - daß die drei Klemmen [A], [B] und [L] über je eine Leitung (39A, 39B bzw. 39C) mit einer Versorgungs- und Auswertungselektronik (60) verbunden sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Masseklemme [M] und besagte Versorgungs- und Auswertungselektronik (60) über eine ausgedehnte Metallfläche (9) miteinander verbunden sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Versorgungs- und Auswertungselektronik (60) eine Mehrzahl von Meßeingängen und wenigstens einen Ausgang (43) aufweist, wobei
• -  die Ausleseklemmen [B] und [A] mit besagten Meß­ eingängen (41, 42; 41A, 41B, 42A, 42B) wirkverbunden sind;
• - der wenigstens eine Ausgang (43) derjenige einer Wechselstrom- oder Wechselspannungsspeisequelle (70a bzw. 70b) ist und wenigstens mittelbar (50A) mit der Speise­ klemme [L] wirkverbunden ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jede der Ausleseklemmen [A] und [B] bzw. erste und zweite Meßeingänge (41, 42; 41A, 42A) und die Referenzpotentialschiene (9) je ein Glättungskonden­ sator (30D, 30E) geschaltet ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß in den Versorgungspfad zwischen dem speisenden Ausgang (43) der Versorgungs- und Auswertungselektronik (60) und der Speiseklemme [L] eine Anpaß- bzw. Trans­ formationskapazität (98a) eingefügt ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Versorgungsleitung (39C) bzw. die Speiseklemme [L] und die die Referenzpotentialschiene (9) eine Anpaß- bzw. Transformationskapazität (98b) ge­ schaltet ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Versorgungs- und Auswertungselektronik (60) noch wenigstens einen dritten, von extern ansteuerbaren Eingang (48) aufweist, und
• - daß die der Speiseklemme [L] vom Ausgang (43) zuführbare Wechselgröße bei einem ersten Signalzustand an besagtem Eingang einen (niedrigeren) Prüfwert und bei einem zweiten Signalzustand einen erhöhten Betriebswert aufweist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß beim Übergang von einem ersten zu einem zweiten Signalzustand sich die Frequenz besagter Wechselgröße ändert.

23. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß in der Versorgungs- und Auswertungselektronik (60) eine Versorgungsüberwachungseinrichtung (50, 50A) ausgebildet ist, welche mit der Speiseleitung (39C) wirkverbunden ist und mittel- oder unmittelbar auf einen Alarmausgang (52) wirkt, von dem aus in Abhängigkeit von einer Sollablage wenigstens einer Speisegröße ein Alarm­ signal an eine Peripherie übertragbar ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,

• - daß in der Versorgungs- und Auswertungselektronik (60) eine Steuereinrichtung (40; 100 mit 70a, b, 116, 117) ausgebildet ist, welcher von Ausleseklemmen [A], [B] ge­ speiste Meßeingänge (41, 42; 41A, 41B, 42A, 42B) und we­ nigstens der eine Ausgang (43) besagter Wechselstrom- oder Wechselspannungsspeisequelle (70a bzw. 70b) zu­ geordnet sind, und
• - daß besagte Steuereinrichtung einen Warnausgang (57) aufweist, von dem aus bei vorbestimmten Signalzuständen an besagten Eingängen ein Warnsignal an eine Peripherie übertragbar ist.

25. Vorrichtung nach den beiden vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß besagter Alarmausgang (52) und besagter Warnaus­ gang (57) miteinander logisch verknüpfbar sind und daß das Verknüpfungsergebnis über eine Störungsmeldeleitung (64) an eine Peripherie übertragbar ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsüberwachungseinrichtung (50) einen Schaltausgang (54) aufweist, von dem aus in Ab­ hängigkeit vom Wert wenigstens einer Speisegröße eine externe Betriebseinrichtung (56) mit Betriebsstrom (I_H) beaufschlagbar ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (40; 100 mit 70a, b, 116, 117) noch über einen Ausgang (61) verfügt, von dem aus mit einer gewissen Zeitverzögerung nach Änderung des Signalzustands am dritten Eingang (48) ein Schaltsignal an eine Peripherie übertragbar ist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Schaltkontakt (38b; 38b′; 38d) vorgesehen ist, durch welchen bei Betätigung zumindest eine der beiden in Serie geschalteten Sekundärwicklungen (18, 13) kurzschließbar ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens in einem der die Nachbildung (25) bzw. den Verbraucher (24) speisenden Strompfad (27 und 26) ein Schaltkontakt (38c, 38c′) vorgesehen ist, durch welchen bei Betätigung der betreffende Strompfad unter­ brechbar ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Schaltkontakt (38a; 38a′) vorge­ sehen ist, durch welchen bei Betätigung zwei der drei Meßpunkte [X], [Y], [Z] kurzschließbar sind.

31. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (40; 100 mit 70a, b, 116, 117) noch wenigstens einen weiteren Schaltausgang (44, 91) aufweist, von dem aus eine externe Betriebseinrichtung (56, 93) mit Betriebsstrom (I_H, I_Z) beaufschlagbar ist.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Steuereinrichtung (40; 100 mit 70a, b, 116, 117) noch wenigstens einen weiteren Eingang (46) aufweist, dem ein Auslösesignal zuführbar ist, und
• - daß bei Anliegen eines Alarmsignals an diesem Ein­ gang wenigstens eine externe Betriebseinrichtung (56, 93) mit Betriebsstrom (I_H, I_Z) beaufschlagbar ist.

33. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (40; 100 mit 70a, b, 116, 117) über einen weiteren Ausgang (61) verfügt, von dem aus Fehlerzustände an eine Peripherie codiert übertrag­ bar sind.

34. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (40; 100) Mittel zur Diskriminierung oder Klassierung wenigstens eines Span­ nungswertebereiches, vorzugsweise eine Mehrfensterver­ gleichsfunktion, enthält.

35. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (40; 100) Mittel zur synchronen Abtastung bzw. Detektion wenigstens der Grundschwingung der Speisegröße enthält.

36. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet,

• - daß besagte Steuereinrichtung (40) der Versorgungs- und Auswertungselektronik (60) einen A/D-µContoller (100) mit einem vielkanaligen Analog-Eingangsport (102) und einem vielkanaligen digitalen I/O-Port (103) umfaßt,
• - daß wenigstens zwei Analog-Eingänge (41, 42; 41B, 42B) als Meßeingänge mit den Ausleseklemmen [A] und [B] wirkverbunden sind,
• - daß die Wechselspannungs- bzw. -stromquelle (70a bzw. 70b) über wenigstens einen Steuerpfad (110, 111) vom Digitalport (103) des A/D-µContollers (100) aus beein­ flußbar ist.

37. Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 36,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß zwischen jede der Ausleseklemmen [A] und [B] und die Bezugspotentialschiene (9) eine Serienschaltung aus einem masseseitigen Kondensator (30D bzw. 30E) und einem klemmenseitigen Widerstand (10C bzw. 10D) geschaltet ist, und
• - daß von den Mittelabgriffen besagter Serienschaltun­ gen dritte und vierte Leseleitungen (39D) bzw. (39E) an dritte und vierte Meßeingänge (42A und 41A) der Steuer­ einrichtung (40) geführt sind.

38. Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 36, dadurch gekennzeichnet, daß in die Ausleseklemmen [B] und [A] mit Meßeingän­ gen (41, 42; 41B, 42B) unmittelbar verbindenden Leselei­ tungen (39A und 39B) Abblockkapazitäten (30G, 30F) einge­ fügt sind.

39. Vorrichtung nach Anspruch 23 und 36,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß besagter Alarmausgang (52) ein digitaler des A/D-µContollers (100) ist und die Versorgungsüberwa­ chungseinrichtung (50A) wenigstens einen Signalausgang (112 113) aufweist, und
• - daß jeder dieser Signalausgänge mit je einem weite­ ren Analog-Eingang (115, 114) des A/D-µContollers (100) wirkverbunden ist.

40. Vorrichtung nach Anspruch 17 und 36, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Versorgungs- und Auswertungselektronik (60) wenigstens einen Rücksetzeingang (RS; 126) aufweist, welchem bei Betätigung einer Rücksetztaste (94) ein eine Warnanzeige oder Alarmgabe rücksetzendes Signal zuführbar ist.

41. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet,

• - daß in der Versorgungs- und- Auswertungselektronik (60) noch ein nicht flüchtiger, elektrisch löschbarer Speicher (104) vorhanden ist, welcher vom A/D-µController (100) programmgemäß (100) lesbar ist,
• - daß dem A/D-µController (100) über einen besonderen Digitaleingang (127) ein Lernsignal zuführbar ist, und
• - daß beim Anliegen eines Lernsignales aus am Analog- Eingangsport (102) anliegenden Signalspannungen berechne­ te Zustands-, Offset- oder Fehlerdaten in den nichtflüch­ tigen Speicher einschreibbar sind.

42. Vorrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß besagter Speicher (104) über eine mehrpolige Schnittstelle (107) von einer Peripherie wenigstens abfragbar ist.

43. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine einen digitalen Eingang (46, 48) beaufschlagende Ansteuerleitung (47, 49) außerdem mit je einem individuellen Analog-Eingang (124, 125) verbunden ist.

44. Vorrichtung nach Anspruch 31, 40 und 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Versorgungs- und Auswertungselektronik (60) Mittel umfaßt, um bei Erfüllung eines Fehlerkriteriums den Warn- (57) oder Alarmausgang (52) und einen Schalt­ ausgang (44, 54) nach Maßgabe der Betätigung besagter Rücksetztaste (94) zu aktivieren wie folgt:
  • a. Auslösung einer Alarmverzögerungszeit (T_{V 1}, T_{V 3}) und nach Ablauf derselben Abgabe eines zeitlich begrenz­ ten Schaltsignals (95a, 95b) zur außergewöhnlichen Inbetriebsetzung einer Betriebseinrichtung (56, 93);
  • b. Auslösung eines zeitlich begrenzten, jedoch perio­ disch sich endlos wiederholenden (T_{V 2}, T_{V 4}) Warn- bzw. Alarmsignals 96/1,2,3,...; 97/1,2,3,...) mit einer Wiederholungsperiodendauer (T_{V 2}, T_{V 4}) wesent­ lich kürzer als besagte Alarmverzögerungszeit (T_{V 1}, T_{V 3});
  • c. Unterdrückung des Schaltsignals (95a, 95b) und dauerhaft periodische Ausblendung wesentlicher Teile des endlos sich wiederholenden Warn- oder Alarmsignals unter Übriglassung zeitlich ausgedünn­ ter Warn- oder Alarmsignalreste (96/6, 96/9 ..., 97/4′, 97/6′,...), sofern die Resettaste (94) vor Ablauf der Alarmverzögerungszeit (T_{V 1}, T_{V 2}) betä­ tigt wird, und ansonsten nicht;
  • d. Inaktivhalten des Warn- (57) oder Alarmausgangs (52) nach Abschalten und Wiedereinschalten der Betriebsspannung, bis ein neues Fehlerkriterium erfüllt wird.

45. Vorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausblendung wesentlicher Teile des endlos sich wiederholenden Warn- oder Alarmsignals inhibiert wird, wenn ein Stromfluß (I_H) vom Schaltausgang (44, 54) in die Betriebseinrichtung (56) zuvor behindert war.

46. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 28 bis 30 und Anspruch 26 oder 31,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Versorgungs- und Auswertungselektronik (60) Mittel umfaßt, die nach Empfang eines eine Schaltkontakt­ betätigung oder einen Defekt charakterisierenden Lese­ signals (H₁, H₂, H₃; U_TS, U_AB, UA_B′,U_Lock) die Bestro­ mung der Betriebseinrichtung (56) zeitlich begrenzen nach folgender Maßgabe:
  • a. Beim Auftreten eines besagten Signals (H₁, H₂, H₃, ...) setzt dessen Anfangsflanke eine Zeitmaske (W₁, W₂), deren konstante Dauer (T_F) so groß bemes­ sen ist wie die ununterbrochen maximal zulässige Betätigungszeit;
  • b. Klingt das besagte Signal (H₁; H₂; H₃, ...) noch während des Ablaufs besagter Zeitmaske (W₁, W₂) ab, setzt jedes nachfolgend auftretende Signal mit seiner Anfangsflanke besagte Zweitmaske neu;
  • c. Klingt das besagte Signal (H₁; H₂; H₃, ...) während des Ablaufs besagter Zeitmaske (W₁, W₂) nicht ab, wird mit dem Erlöschen besagter Zeitmaske die Be­ triebseinrichtung (56) vom Schaltausgang (44; 54) freigeschaltet, und dieser Zustand als Fehler­ kriterium gespeichert.

47. Vorrichtung Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorhanden sind, die nach Speicherung besagten Fehlerkriteriums den Warn- (57) oder Alarmaus­ gang (52) und den entsprechenden Schaltausgang (44; 54) nach Lehre gemäß Anspruch 51 aktivieren.

48. Vorrichtung Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungs- und Auswertungselektronik (60) zusätzliche Mittel umfaßt, die das Auftreten eines eine Schaltkontaktbetätigung repräsentierenden Betätigungs­ signals (H₁, H₂; U_TS, U_AB, UA_B′, U_Lock) vor dem Ablauf einer initialen Erkennungsverzögerungszeit (T_{V 0}) je­ denfalls zu einem Warn- oder Alarmsignal gemäß Lehre nach Anspruch 51 auswerten.

49. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß besagter erster Vorrichtungsteil (28′) zur Befestigung an einem Fahrzeug bzw. dessen Chassis und besagter zweiter Vorrichtungsteil (29′) zur Befestigung an/in einem Rad vorgesehen ist.

50. Vorrichtung nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß besagtes Rad das Lenkrad (32) eines Fahrzeugs und besagter elektrischer Verbraucher (24) die Zündpille einer im Lenkrad (32) untergebrachten Insassenschutzein­ richtung (37), insbesondere eines Airbags, ist.

51. Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Rücksetztaste (94) im Zugriffsraum des Führers eines Fahrzeugs angeordnet ist.

52. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 28 bis 30 und Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Schaltkontakt zur Betätigung des Signalhorns am Lenkrad (32) vorgesehen ist.

53. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 28 bis 30 und Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Schaltkontakt (38a, 38b, 38c, 38d) zur Auslösung der Warnblinklichtanlage am Lenkrad (32) vorgesehen ist.

54. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 28 bis 30 und Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Schaltkontakt (38a, 38a′, 38b, 38b′, 38c, 38c′, 38d) zu Prüfzwecken am Lenkrad (32) geschützt untergebracht ist.

55. Vorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Inaktivierung des Warn- (57) oder Alarmaus­ gangs (52) durch kurzes Betätigen eines Zündschloßschal­ ters geschieht.

56. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Energieversorgung an wenigstens zwei der drei Meßpunkte [X], [Y] und [Z] eine zusätzliche elektro­ nische Sicherheits- bzw. Meßeinrichtung (34), insbeson­ dere mit einem CMOS-Rechner, am isolierten Stromkreis (29) angeschlossen ist.

57. Vorrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß besagte elektronische Sicherheits- bzw. Meßein­ richtung (34) zur Messung bzw. Bewertung bzw. Anzeige einer Gleichspannung zwischen wenigstens zwei besagter drei Punkte [X], [Y] und [Z] ausgebildet ist.

58. Vorrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß besagte elektronische Sicherheits- bzw. Meßein­ richtung (34) mit einem aufladbaren Energiespeicher (35) ausgerüstet ist, der mittels von besagten Meßpunkten bezogener elektrischer Energie pufferbar ist.

59. Vorrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß besagte elektronische Sicherheits- bzw. Meßein­ richtung (34) so ausgebildet ist, daß ein aktueller Meß- oder Anzeigewert bei Inbetriebnahme des Verbrauchers (24) festhaltbar und/oder speicherbar wird.

60. Vorrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß besagte elektronische Sicherheits- bzw. Meßein­ richtung (34) wenigstens eine Uhr (36) mit Ableseeinrich­ tung umfaßt.