DE60031069T2

DE60031069T2 - Schaltung zur Zustandserkennung eines elektrischen Schalters

Info

Publication number: DE60031069T2
Application number: DE60031069T
Authority: DE
Inventors: Alessandro Bergamini; Faustino Brandola; Alessandra Mitidieri Costanza; Marco Morello; William Vigano'
Original assignee: Magneti Marelli Sistemi Elettronici SpA
Current assignee: Marelli Europe SpA
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 2000-11-09
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2020-11-10
Also published as: EP1100100B1; ES2267448T3; ITTO990969A0; ITTO990969A1; EP1100100A1; DE60031069D1; IT1311343B1

Description

Diese Erfindung betrifft allgemein einen Schaltkreis zum Abtasten des Schaltzustands von elektrischen Schaltern.
Im Besonderen betrifft die Erfindung einen Schaltkreis, wie er im Oberbegriff von Anspruch 1 beschrieben ist, um den Schaltzustand (offen/geschlossen) von elektrischen Schaltern abzulesen, im Besonderen bei Anwendungen in der Kraftfahrzeugtechnik, sowie zur Diagnose des Zustands einer möglichen Beschädigung der Kontakte der Schalter.
In einem Kraftfahrzeug gibt es viele elektrische Schalter, die dazu verwendet werden, um Funktionen der Fahrzeugkarosserie, beispielsweise das Öffnen und Schließen der Türen (durch Befehle an die Griffe und die Schlösser), von innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs zu steuern, sowie in vielen anderen Steuerkreisen (beispielsweise Schaltfeldern), die erforderlich sein können, um irgendwann unabhängig vom Betriebszustand des Fahrzeugs zu arbeiten (beispielsweise auch dann, wenn das Fahrzeug steht).
Es werden daher elektronische Steuereinheiten, die vorgesehen sind, um Informationen zu verarbeiten, die mit den Momentanzuständen verknüpft sind, die diese Schalter einnehmen, und die als Ergebnis von Änderungen vorgegebene Maßnahmen durchführen, benötigt, um diese Zustände fortlaufend zu überwachen.
Eine Information, die den momentanen Schaltzustand eines Schalters betrifft, erhält man allgemein durch das Vorsehen eines Netzwerks (wobei dies beispielsweise einfach ein ohmscher Spannungsteiler sein kann), das den Schalter ansteuert und die Spannung abtastet, die an den Anschlüssen des Schalters liegt, und ihren Wert mit einem oder mehreren Schwellenwerten vergleicht.
Es ist bekannt, dass ein elektrischer Schalter im offenen Schaltzustand einen sehr hohen (theoretisch unendlichen) Ersatzwiderstand und im geschlossenen Schaltzustand einen Ersatzwiderstand von im Wesentlichen gleich Null besitzt.
In Kraftfahrzeuge eingebaute Schalter sind im Allgemeinen Feuchtigkeit, Schmutz und anderen atmosphärischen Einflüssen ausgesetzt, wodurch ihre Kontakte beschädigt werden können und sie in einigen Fällen den Zustand einer allgemeinen Fehlfunktion zeigen. Beispielsweise kann ein elektrischer Schalter, der im offenen Schaltzustand einen Ersatzwiderstand in der Größenordnung von 100 kΩ oder mehr besitzen würde, einen stark verminderten Ersatzwiderstand (in der Größenordnung von einigen kΩ besitzen, da ein unerwünschter Strompfad zwischen den Kontakten errichtet wird. Es besteht daher die Gefahr, dass ein offener Schaltzustand mit einem geschlossenen Schaltzustand verwechselt und das Vorhandensein von Befehlen interpretiert wird, die in Wirklichkeit niemals gegeben wurden.
Um derartige Probleme zu vermeiden, ist es typisch erforderlich, dass an die Kontakte des Schalters ein sehr starker Strom gelegt wird (ein sogenannter Reinigungsstrom), der einen offenen oder einen geschlossenen Schaltzustand des Schalters auch dann richtig erkennen kann, wenn dessen Kontakte stark beschädigt sind.
Derzeit wird bei Anwendungen in der Kraftfahrzeugtechnik ein Verfahren verwendet, bei dem jeder Schalter fortlaufend mit einem Reinigungsstrom von beträchtlicher Stärke angesteuert wird, wobei der Wert der Spannung, die an seinen Kontakten errichtet wird, zum Eingang einer Verarbeitungs/Steuer-Einheit übertragen wird, wo er in ein digitales Signal umgesetzt und gespeichert wird.
Dieses Verfahren ermöglicht jedoch keine quantitative Diagnose über den Zustand einer Beschädigung der Kontakte des Schalters, wobei das bedeutet, dass es nicht erkennen kann, ob ein bestimmter Spannungswert an den Anschlüssen des Schalters von einem entsprechenden tatsächlichen Betriebszustand oder von einem Zustand einer starken Beschädigung stammt.
Weiters erscheint dieses Verfahren teuer, da es die Verwendung von komplexen Verarbeitungs/Steuer-Einheiten verlangt, die einen oder mehrere A/D-Umsetzer besitzen.
Die Veröffentlichung EP-A-0 301 442 offenbart einen Schaltkreis gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
In allen diesen Fällen wäre es statt dessen vorzuziehen, dass die Steuereinheit dann, wenn Ereignisse fehlen, in einem Betriebszustand mit niedrigem Stromverbrauch arbeitet, beispielsweise deshalb, um die Batterie des Fahrzeugs nicht zu entladen, wobei die Steuereinheit aber den Betriebszustand eines Schalters und/oder den Zustand einer möglichen Fehlfunktion von ihm richtig erkennen kann.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine zufriedenstellende Lösung der oben erwähnten Probleme zu liefern, wodurch Probleme beim Stand der Technik verhindert werden. Erfindungsgemäß wird dieser Gegenstand mit einem Schaltkreis erreicht, der jene Merkmale besitzt, die im Anspruch 1 angeführt sind.
Zusammengefasst: die vorliegende Erfindung beruht auf dem Prinzip, dass die Schalter fortlaufend mit einem Überwachungsstrom von geringer Stärke angesteuert werden, um die Anforderungen an einen geringen Strombedarf sicher zu stellen, und wahlweise in Abhängigkeit vom Abtasten einer vermuteten Änderung im Schaltzustand eines Schalters mit einem Diagnosestrom von größerer Stärke angesteuert werden, um zu prüfen, ob das Ereignis tatsächlich eingetreten ist, oder um den Zustand einer Beschädigung am Schalter zu erkennen.
Das Ansteuern mit dem Überwachungsstrom ermöglicht eine fortlaufende Überwachung des Schaltzustands eines Schalters und eine qualitative Erkennung von Fällen, in denen der Schalter einen niedrigen Ersatzwiderstand oder einen Ersatzwiderstand von im Wesentlichen gleich Null (und damit eine Spannung unterhalb eines ersten Schwellenwerts an seinen Anschlüssen) oder einen sehr großen Ersatzwiderstand (und damit eine Spannung oberhalb eines zweiten Schwellenwerts an seinen Anschlüssen) besitzt.
Da, wie oben erwähnt wurde, ein niedriger Ersatzwiderstand oder ein Ersatzwiderstand von im Wesentlichen gleich Null durch den geschlossenen Schaltzustand des Schalters aber auch durch eine Beschädigung vorhanden sein kann, die sich im offenen Schaltzustand zeigt, ist die Steuereinheit so aufgebaut, dass sie den Diagnosestrom liefert und eine weitere Ablesung des Schaltzustand des Schalters vornimmt, wenn die Steuereinheit erkennt, dass dieser Fall eingetreten ist.
Das Netzwerk für die Ansteuerung der Schalter weist für jeden Schalter ein Paar von Schaltkreiszweigen auf, von denen jeder mit einer entsprechenden Versorgungsspannung angesteuert wird, wobei es in der derzeit bevorzugten Ausführungsform mit den Schaltern einen ohmschen Spannungsteiler bildet.
Die Versorgungsspannungen und die ohmschen Komponenten dieser Zweige werden vorzugsweise so ausgewählt, dass für einen Wert des Ersatzwiderstands, der für den Zustand einer Beschädigung des Schalters typisch ist, so dass dieser Zustand dann als geschlossener Schaltzustand des Schalters interpretiert wird, wenn er nur mit dem Überwachungsstrom angesteuert wird, die Ansteuerung mit dem Diagnosestrom den offenen Schaltzustand des Schalters richtig abtasten kann, woraus sich zwei unterschiedliche Ablesungen ergeben.
Die Versorgungsspannungen und die ohmschen Komponenten des Ansteuernetzwerks werden vorteilhaft auch so ausgewählt, dass der geschlossene Schaltzustand eines Schalters und der offene Schaltzustand in einem unbeschädigten Zustand in beiden Ansteuerfällen auf dieselbe Art interpretiert werden.
Die Steuereinheit ist dann so aufgebaut, dass sie den Benutzer des Fahrzeugs vor dem Auftreten des Zustands einer Fehlfunktion warnt, wenn unterschiedliche Ablesungen vorhanden sind, wobei periodisch ein Prüfvorgang vorgenommen wird, um sicher zu stellen, ob ein richtiger Betriebszustand wieder hergestellt wurde.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der ausführlichen Beschreibung einer Ausführungsform nunmehr an Hand eines nicht einschränkenden Beispiels und im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben, in denen zeigt:
1 das Schaltbild eines Schaltkreises gemäß der Erfindung;
2 das Ersatzschaltbild eines Schalters;
3a eine Tabelle, in der die logischen Zustände der Signale qualitativ angeführt sind, die den Schaltzustand eines Schalters anzeigen, wenn der Schalter mit einem Überwachungsstrom angesteuert wird; und
3b eine Tabelle, in der die logischen Zustände der Signale qualitativ angeführt sind, die den Schaltzustand eines Schalters anzeigen, wenn der Schalter mit einem Diagnosestrom angesteuert wird.
Die elektrischen Schalter tragen das Bezugszeichen SW_i (i = 1, 2, ..., n), wobei in 1 im besonderen zwei Schalter dargestellt sind, die das Bezugszeichen SW₁ bzw. SW₂ tragen. Ein erster Anschluss ist mit einem entsprechenden Knotenpunkt N_i (i = 1, 2, ..., n) eines Ansteuernetzwerks verbunden, ein zweiter Anschluss liegt an Masse.
Die Schalter sind weiters mit einer Mikroprozessor-Steuereinheit P über entsprechende Anschlussleitungen verbunden, beispielsweise die Schalter SW₁ und SW₂ über die Leitungen 10, 20, von denen jede an einem Ende mit dem entsprechenden Knotenpunkt N_i verbunden ist und am anderen Ende an einem Aktivierungseingang IRQ_i sowie an einem Ableseeingang RD_i der Steuereinheit P liegt.
Das Ansteuernetzwerk weist einen ersten und einen zweiten Schaltkreiszweig auf, die über den entsprechenden Knotenpunkt N_i mit jedem Schalter verbunden sind und von entsprechenden Anschlüssen VS₁ bzw. VS₂ angespeist werden.
Der Aufbau dieser Schaltkreiszweige soll unten nur im Zusammenhang mit dem Schalter SW₁ beschrieben werden, wobei ersichtlich ist, dass sich dieser Aufbau bei jedem anderen vorhandenen Schalter wiederholt.
Ein erster Anspeise-Schaltkreiszweig B₁, der zum Anspeiseanschluss VS₁ führt, an den eine erste Versorgungsspannung V_cc gelegt wird, enthält einen Widerstand R₁, der zwischen dem Anspeiseanschluss und dem Knotenpunkt N₁ liegt.
Ein zweiter Anspeise-Schaltkreiszweig B₂, der zum Anspeiseanschluss VS₂ führt, an den wahlweise eine zweite Versorgungsspannung V_B gelegt wird, enthält einen Widerstand R₂ und eine Diode D, die in Serie geschaltet sind, wobei die Kathode der Diode mit dem Knotenpunkt N₁ verbunden ist. Der Anspeiseanschluss VS₂ liegt über die Emitter/Kollektor-Strecke eines Schalters Q an einer Batterie B (beispielsweise bei Anwendungen in der Kraftfahrzeugtechnik an der 12 V-Batterie des Fahrzeugs). Ein einziger Schalter Q ist allen zweiten Schaltkreiswegen B₂ gemeinsam und wird von einem bipolaren Transistor gebildet, dessen Basis an einem Ausgang EN der Steuereinheit P liegt.
Das Vorhandensein der Diode D wird dadurch gerechtfertigt, dass verhindert werden muss, dass unerwünschte Strompfade zwischen Schaltkreiszweigen von verschiedenen Schaltern errichtet werden. Im Zusammenhang mit 1 verhindert beispielsweise der Anschluss der Dioden D in den Zweigen B₂, dass der Überwachungsstrom, der dem Schalter SW₂ geliefert wird, vom entsprechenden Zweig B₁ über den entsprechenden Zweig B₂ sowie über den Zweig B₂, der zu SW₁ gehört, zum Schalter SW₁ fließt, wenn der Schalter SW₁ geschlossen ist, wodurch das Ablesen der Spannung am Knotenpunkt N₁ zu Irrtümern führt.
Um die Arbeitsweise des Schaltkreises der Erfindung besser verstehen zu können, soll nunmehr auf die Ersatzschaltung eines elektrischen Schalters SW_i im Zusammenhang mit 2 beschrieben werden.
Ein elektrischer Schalter nähert das Verhalten eines idealen Schalters SW_id (Kurzschluss im geschlossenen Schaltzustand, offener Schaltkreis im geöffneten Schaltzustand) mit der Ausnahme einer in Serie liegenden ohmschen Komponente an, die mit dem Bezugszeichen R_s versehen ist, im geschlossenen Schaltzustand auftritt und in der Größenordnung von einigen Zehn Ohm liegt (der Wert, der bei einem EIN/AUS-Schalter oder einem Nebenschlussschalter bei Anwendungen in der Kraftfahrzeugtechnik typisch zu erkennen ist, liegt bei 25 Ω), sowie mit der Ausnahme einer ohmschen Komponente, die parallel liegt, das Bezugszeichen R_p trägt und irgendwelchen parasitären Strompfaden zwischen den Kontakten des Schalters Rechnung trägt, die durch Zustände infolge von Abnutzung und Verschmutzung auftreten.
Bei einem elektrischen Schalter, der sich in einem guten Zustand befindet und dessen Kontakte nicht verschmutzt oder abgenutzt sind, liegt die parallele, ohmsche Komponente R_p in der Größenordnung von einigen hundert kΩ. Bei einem beschädigten Schalter liegt der Wert, der für die ohmsche Komponente R_p typisch ermittelt wird, bei 2 kΩ.
Wenn sich der Schalter im geschlossenen Schaltzustand befindet, ergibt sich daher der Ersatzwiderstand aus den parallel liegenden Komponenten R_s und R_p, wobei das bedeutet, dass er sich wieder der in Serie liegenden ohmschen Komponente R_s annähert. Im offenen Schaltzustand ist nur die ohmsche Komponente R_p von Bedeutung, deren Wert sich in Übereinstimmung mit dem Zustand einer Beschädigung der Kontakte um einige Größenordnungen ändern kann.
Beispielsweise beträgt die am Anschluss VS₁ des ersten Schaltkreiszweigs liegende Versorgungsspannung V_cc in Abhängigkeit von den Werten der ohmschen Komponenten, die bei diesem Modell des tatsächlichen Schalters oben überlegt wurden, vorzugsweise 5 V (und entspricht der Versorgungsspannung der Steuereinheit P), während die Versorgungsspannung V_B, die wahlweise an die Anschlüsse VS₂ des zweiten Schaltkreiszweigs gelegt wird, direkt von der Batterie B hergeleitet wird (und damit etwa 12 V beträgt). Die Werte der Widerstände R₁ und R₂ betragen vorzugsweise 47 kΩ bzw. 1 kΩ.
Bei der derzeit bevorzugten Ausführungsform wird jenes Signal, das den Schaltzustand eines Schalters anzeigt, dadurch hergeleitet, dass die Spannung abgetastet wird, die an seinen Anschlüssen anliegt.
Wenn die Steuereinheit P ein Ereignis erwartet, leitet der Schalter Q nicht und jeder Schalter SW_i wird ausschließlich über den entsprechenden ersten Schaltkreiszweig B₁ mit einem Überwachungsstrom angesteuert. Die Steuereinheit P kann damit den (normalerweise offenen) Schaltzustand eines jeden Schalters fortlaufend überwachen, wobei sie im Zustand eines niedrigen Stromverbrauchs arbeitet (in der Größenordnung von einigen Hundertstel mA).
Die am Knotenpunkt N_i abgetastete Spannung wird mit dem ohmschen Spannungsteiler bestimmt, der vom Widerstand R₁ und vom Ersatzwiderstand des Schalters gebildet wird.
Der Ersatzwiderstand eines geschlossenen Schalters nimmt einen Wert an, der im Wesentlichen gleich R_s (beinahe gleich Null) ist, wobei die Spannung am entsprechenden Knotenpunkt N_i einen Wert nahe dem Massepotential annimmt und auf alle Fälle innerhalb eines ersten Wertebereichs oder unterhalb eines vorgegebenen ersten Schwellenwerts liegt. Die Steuereinheit P empfängt diesen Spannungswert am entsprechenden Eingang IRQ_i und interpretiert ihn als Binärsignal mit dem logischen Zustand "niedrig". Ein Überwachungsstrom in der Größenordnung von einigen Zehn mA fließt über den Schalter.
Bei einem offenen Schalter, der sich in einem guten Zustand befindet, liegt der Ersatzwiderstand R_p in der Größenordnung von einigen hundert kΩ oder darüber, wobei die Versorgungsspannung V_cc geteilt und überwiegend an den Anschlüssen des Schalters errichtet wird.
Die Spannung am entsprechenden Knotenpunkt Ni nimmt einen Wert innerhalb eines zweiten Wertebereichs oder oberhalb eines zweiten Schwellenwerts an. Die Steuereinheit P empfängt diesen Spannungswert als entsprechenden Eingang IRQ_i und interpretiert ihn als Binärsignal mit dem logischen Zustand "hoch".
Durch das Einrichten eines Signals mit dem logischen Zustand "niedrig" an einem Eingang IRQ_i der Steuereinheit P wird dieser aktiviert und das Signal mit einem entsprechenden Ableseeingang RD_i abgelesen.
Ein derartiger Fall tritt auch dann auf, wenn ein Schalter an seinen Kontakten überaus stark beschädigt ist und sein Ersatzwiderstand R_p im offenen Schaltzustand einen niedrigen Wert (in der Größenordnung von 2 kΩ) annimmt, der viel niedriger als R₁ ist. Die Versorgungsspannung V_cc wird geteilt und überwiegend an den Anschlüssen von R₁ errichtet, und sie nimmt, obwohl die Spannung am Knotenpunkt N_i nicht nahe am Massepotential liegt, trotzdem einen Wert innerhalb des ersten Wertebereichs oder unterhalb des ersten Schwellenwerts an, wobei dies wiederum als Binärsignal mit dem logischen Zustand "niedrig" interpretiert wird.
Immer dann, wenn die Steuereinheit aktiviert wird, ist sie so aufgebaut, dass sie eine weitere Ablesung des Schaltzustands des Schalters vornimmt, um zu unterscheiden, welches Ereignis tatsächlich eingetreten ist.
Die Steuereinheit sendet über den Ausgang EN ein Zustimmungssignal zum Schalter Q, um den Schalter Q leitend zu machen und die Schalter SW_i über die entsprechenden zweiten Schaltkreiszweige B₂ mit einem Diagnosestrom anzusteuern, der stärker als der Überwachungsstrom ist.
Die am Knotenpunkt N_i abgetastete Spannung wird jetzt im Wesentlichen vom ohmschen Spannungsteiler bestimmt, der von der Emitter/Kollektor-Strecke des Schalters Q, vom Widerstand R₂, von der in Durchlassrichtung gepolten Diode D sowie vom Ersatzwiderstand des Schalters gebildet wird. Ein Diagnosestrom in der Größenordnung von einigen mA fließt über den Schalter.
Bei einem offenen, aber stark beschädigten Schalter liegt der Ersatzwiderstand R_p in der Größenordnung von einem kΩ, doch ist er noch immer mit R₂ vergleichbar, so dass die Versorgungsspannung V_B geteilt und überwiegend an den Anschlüssen des Schalters errichtet wird, wobei die Spannung am entsprechenden Knotenpunkt N_i wiederum einen Wert innerhalb des zweiten Wertebereichs oder oberhalb des zweiten Schwellenwerts annimmt, und wobei die Steuereinheit diesen Wert richtig als ein Binärsignal mit dem logischen Zustand "hoch" interpretiert.
In diesem Fall ergeben die Ablesungen des Schaltzustands des Schalters, die an zwei bestimmten Zeitpunkten als Ergebnis des Ansteuerns mit dem Überwachungsstrom und dem Diagnosestrom erfolgt, unterschiedliche Resultate und die Steuereinheit P erkennt den Zustand einer Fehlfunktion des Schalters.
Wenn der Schalter tatsächlich geschlossen ist, sind die Ablesungen gleich und die Steuereinheit erkennt richtig den geschlossenen Schaltzustand des Schalters und unternimmt die vorgegebenen Maßnahmen, die sich aus diesem Ereignis ergeben.
Die möglichen Kombinationen von logischen Zuständen der Signale an den Eingängen IRQi in Abhängigkeit vom Schaltzustand und den Zuständen der Schalter sind in 3a und 3b zusammen gefasst.
Wenn die Steuereinheit einen allgemeinen Zustand einer Fehlfunktion eines Schalters abgetastet hat, warnt sie den Benutzer des Fahrzeugs vor diesem Zustand, wobei sie so aufgebaut ist, dass sie periodisch einen Prüfvorgang durchführt, um sicher zu stellen, ob wieder ein richtiger Betriebszustand errichtet wurde.
An einem ersten Zeitpunkt verhindert die Steuereinheit die Ansteuerung mit dem Diagnosestrom, wobei das Netzwerk so angeordnet ist, dass die Schalter so angesteuert werden, dass sie nur mit dem Überwachungsstrom arbeiten (der Schalter Q leitet nicht). Nach einem Warteintervall mit einer vorgegebenen Zeitspanne liest die Steuereinheit periodisch die Zustände der Schalter an zwei aufeinander folgenden Zeitpunkten ab, indem sie den Überwachungsstrom bzw. den Diagnosestrom an sie anlegt.
Wenn sich die Ablesungen unterscheiden, wird das Weiterbestehen des Zustands einer Fehlfunktion erkannt und die Einheit für eine weitere Diagnose eingerichtet, wenn ein darauf folgendes Warteintervall abgelaufen ist.
Wenn schließlich gleiche Ablesungen abgetastet werden, da beispielsweise die Kontakte des beschädigten Schalters gereinigt oder der abgenutzte Schalter ersetzt wurden, beginnt die Einheit vorzugsweise damit, wieder im normalen Betriebszustand zu arbeiten, wobei sie so eingestellt ist, dass sie ein Ereignis erwartet (Anspeisung mit niedrigem Stromverbrauch).
Selbstverständlich bleibt die Grundlage der Erfindung gleich, wobei Arten der Ausführungsform sowie Details im Aufbau gegenüber der Beschreibung und den Zeichnungen eines nicht einschränkenden Beispiels weit verändert werden können, ohne dadurch vom Schutzbereich der angeschlossenen Ansprüche abzuweichen.
Dies betrifft besonders die Möglichkeit der Verwendung eines Mikroprozessors, bei dem die Aktivierungseingänge IRQ_i und die Ableseeingänge RD_i übereinstimmen, oder die Möglichkeit, die Werte für die Versorgungsspannung und die Widerstände der Schaltkreiszweige zu verändern, die in der obigen Erörterung angegeben wurden.
Allgemeiner gesagt: die Erfindung ist weiters nicht nur auf die bevorzugte Ausführungsform begrenzt, die nur beispielhaft beschrieben wurde und bei der das Signal, das den Schaltzustand eines Schalters anzeigt, dadurch hergeleitet wird, dass die Spannung an den Anschlüssen des Schalters abgetastet wird, sondern es können auch weitere Ausführungsformen ins Auge gefasst werden, bei denen dieses Signal an anderen Punkten der Schaltkreiszweige gewonnen wird, um die Schalter anzusteuern.
Weitere Ausführungsformen, die gegenüber den hier beschriebenen Aufbauten alternative Aufbauten für die Erzeugung des Überwachungsstroms und des Diagnosestroms in den Schaltkreiszweigen besitzen, die den Schaltern zugeordnet sind, sind ebenfalls im Schutzbereich der angeschlossenen Ansprüche enthalten.

Claims

Schaltkreis zum Abtasten des Schaltzustands von elektrischen Schaltern, beispielsweise von Schaltern (SW_i) in einem Kraftfahrzeug, wobei der Schaltkreis enthält: – ein Netzwerk (B₁, B₂), das die Schalter (SW_i) ansteuert und so angeordnet ist, dass es Signale erzeugt, die den Schaltzustand eines jeden Schalters (SW_i) angeben; und – eine Steuereinheit (P), die den Schaltern (SW_i) zugeordnet ist, wobei sie so angeordnet ist, dass sie an entsprechenden Eingängen (RD_i) jene Signale empfängt, die den Schaltzustand eines jeden Schalters (SW_i) anzeigen, und wobei sie so angeordnet ist, dass sie in Abhängigkeit von diesen Signalen entsprechend vorgegebene Maßnahmen vornimmt, wobei das Ansteuernetzwerk, das jedem Schalter (SW_i) zugeordnet ist, enthält: – einen entsprechenden ersten Schaltkreiszweig (B₁), der so angeordnet ist, dass er fortlaufend einen Überwachungsstrom liefert, von dem ein erstes Signal erzeugt wird, das den Schaltzustand des Schalters (SW_i) anzeigt, und – einen entsprechenden zweiten Schaltkreiszweig (B₂), der so angeordnet ist, dass er in Abhängigkeit von einem Zustimmungssignal einen Diagnosestrom liefert, der stärker als der Überwachungsstrom ist, und von dem ein zweites Signal erzeugt wird, das den Schaltzustand des Schalters (SW_i) anzeigt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (P) so angeordnet ist, dass sie das erste und das zweite Signal in Übereinstimmung mit einer Binärlogik interpretiert, wobei die Steuereinheit so angeordnet ist: dass sie das Zustimmungssignal immer dann erzeugt, wenn sie an dem zumindest einen Eingang (RD_i) ein erstes Signal empfängt, das einen vermutlich geschlossenen Schaltzustand eines Schalters (SW_i) anzeigt; dass sie zumindest ein zweites Signal abtastet, das den Schaltzustand eines entsprechenden Schalters (SW_i) anzeigt, wenn der Schalter (SW_i) mit dem Diagnosestrom angesteuert wird; dass sie die Werte des ersten Signals und des zweiten Signals vergleicht und den Schaltzustand des Schalters (SW_i) als geschlossenen Schaltzustand interpretiert, wenn die Werte gleich sind, und als offenen Schaltzustand in einem Zustand einer Fehlfunktion interpretiert, wenn sich die Werte unterscheiden.
Schaltkreis gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Versorgungsspannung (V_cc) an jeden ersten Zweig (B₁) gelegt wird und eine zweite Versorgungsspannung (V_B) wahlweise an jeden zweiten Zweig (B₂) gelegt wird, und dass die Zweige (B₁; B₂) beträchtliche ohmsche Kenndaten besitzen.
Schaltkreis gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder erste Zweig (B₁) und jeder zweite Zweig (B₂) sowie der entsprechende Schalter (SW_i) eine Teilung der ersten Versorgungsspannung (V_cc) bzw. der zweiten Versorgungsspannung (V_B) hervorrufen, so dass in einem offenen Schaltzustand des Schalters (SW_i) und im Zustand einer Fehlfunktion das erste Signal, das den Schaltzustand des Schalters (SWi) anzeigt, eine Spannung besitzt, die einen Wert innerhalb eines ersten Bereichs von Werten annimmt, die einem ersten logischen Zustand entsprechen; und das zweite Signal eine Spannung besitzt, die einen Wert innerhalb eines zweiten Bereichs von Werten annimmt, die einem zweiten logischen Zustand entsprechen.
Schaltkreis gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Signal, die den Schaltzustand eines Schalters anzeigen, von den Anschlüssen des Schalters (SW_i) hergeleitet werden.
Schaltkreis gemäß irgendeinem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuernetzwerk (B₁, B₂) eine Umschalteinrichtung (Q) enthält, die den zweiten Zweigen (B₂) zugeordnet ist und mit dem Zustimmungssignal angesteuert werden kann, um die zweite Versorgungsspannung (V_B) wahlweise an die Zweige (B₂) zu legen.
Schaltkreis gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinrichtung (Q) einen bipolaren Transistor enthält.
Schaltkreis gemäß irgendeinem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder zweite Zweig (B₂) ein in eine Richtung leitendes Bauelement (D) enthält.
Schaltkreis gemäß irgendeinem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (P) für jeden Schalter (SW_i) einen Aktivierungseingang (IRQ_i) sowie einen Ableseeingang (RD_i) für den Erwerb jener Signale enthält, die den Schaltzustand des Schalters (SW_i) anzeigen.
Schaltkreis gemäß irgendeinem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (P) dann, wenn bei einem Schalter der Zustand einer Fehlfunktion auftritt, so angeordnet ist, dass sie einem Benutzer den Zustand einer Fehlfunktion anzeigt.
Schaltkreis gemäß irgendeinem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (P) so angeordnet ist, dass sie ein periodisches Prüfverfahren ausführt, wenn der Zustand einer Fehlfunktion abgetastet wird, wobei das Verfahren folgende Schritte enthält: Prüfen, ob in einem Schaltzustand, in dem die Schalter (SW_i) mit dem Überwachungsstrom angesteuert werden, ein vorgegebenes Warteintervall abgelaufen ist; Abtasten eines ersten Signals, das den Schaltzustand des Schalters (SW_i) anzeigt, wenn das Intervall abgelaufen ist; Erzeugen des Zustimmungssignals, um die Schalter (SW_i) mit dem Diagnosestrom anzusteuern; Abtasten eines zweiten Signals, das den Schaltzustand des Schalters (SWi) anzeigt; und Vergleichen der Werte des ersten Signals und des zweiten Signals, wobei die Steuereinheit das Fortbestehen des Zustands einer Fehlfunktion erkennt, wenn sich die Werte des ersten Signals und des zweiten Signals unterscheiden, und wieder ein richtiger Betriebszustand eingerichtet wird, wenn die Werte gleich sind.