DE69008283T2 - Gerät zum Nachweis und zur Unterscheidung von funktionellen Fehlern in einer elektrischen Versorgungsschaltung. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Erfassung und Unterscheidung von funktionellen Fehlern in einer elektrischen Stromversorgungsschaltung, genauer gesagt eine solche Vorrichtung, die für eine Stromversorgungsschaltung einer Last, welche mit einem durch einen Computer gesteuerten elektronischen Schalter in Reihe geschaltet ist, geeignet ist.
• Gegenwärtig werden beispielsweise in der Kraftfahrzeugindustrie elektronische Computer zum Steuern von diversen Betätigungseinheiten, Einspritzvorrichtungen, Elektroventilen, Zündspulen, Elektromotoren etc. verwendet. Hierzu zählen beispielsweise die Elektroventile von Antiblockiervorrichtungen für die Räder eines Kraftfahrzeuges. Figur 1 der beigefügten Zeichnung zeigt scheinatisch den elektronischen Teil einer bekannten Vorrichtung dieses Typs, die sechs Elektroventile EV-0 bis EV-5 steuert, die zum Modulieren des Drucks in den Bremskreisen der Räder dienen, nachdem das unmittelbare Bevorstehen eines Rutschzustandes von mindestens einem der Räder des Fahrzeuges relativ zum Boden erfaßt worden ist. Die Erregungswicklung eines jeden Elektroventils ist einerseits an eine Spannungsquelle + Vbat, die durch die Batterie des Fahrzeuges gebildet wird, und andererseits an einen AUS-Stiftkontakt einer Steuerschaltung (CC-0 bis CC-5) für die Stromversorgung der Wicklung über eine wahlweise Verbindung zur Erde GND angeschlossen. Um dies zu verwirklichen, umfaßt die Schaltung in herkömmlicher Weise einen Leistungstransistor, beispielsweise vom MOS-Typ, dessen Drain-Source-Schaltung zwischen den AUS-Stiftkontakt und den Erdstiftkontakt GND geschaltet ist. Das Schalten des Leistungstransistors wird über Signale durchgeführt, die von einem Hauptcomputer kommen und über einen Eingangsbus an den Eingang EIN der Steuerschaltung gelegt werden. Solche Steuerschaltungen sind bekannt, wie beispielsweise aus der US-PS 47 99 126, und umfassen normalerweise zusätzlich zu einem Leistungsteil, in dem der von der Batterie kommende Strom fließt, einen mit geringem Strom betriebenen Teil, mit dem logische Signale verarbeitet werden können, die einerseits zum Steuern des Leistungstransistors und andererseits zur Erfassung von funktionellen Fehlern dienen, die dem Hauptcomputer über Signale signalisiert werden, welche an einem "STATUS"-Stiftkontakt ausgegeben und dem Computer mit Hilfe eines "status"-Bus zugeführt werden. Eine solche Steuerschaltung wird üblicherweise als "smarte Leistungsschaltung" bezeichnet, da sie sowohl unter Einsatz ihres Leistungsteiles eine Betätigungseinheit steuert als auch logische Signale verarbeitet, beispielsweise für die Erfassung von Kurzschlüssen oder anderen Fehlern, die das korrekte Funktionieren eines Elektroventiles, und allgemeiner gesagt, der gesamten Vorrichtung verhindern. Des weiteren kann die Antiblockiervorrichtung auch einen Hilfsüberwachungscomputer umfassen, der redundante Berechnungen an den vom Hauptcomputer empfangenen Signalen durchführt, um das korrekte Funktionieren des letzteren zu überprüfen. Eine Stromversorgungsspannung VCC von beispielsweise + 5 V versorgt jede Steuerschaltung und jeden Computer sowie Rücklastwiderstände, die an die Eingänge IN-0 bis IN-5 des an den Status-Bus angeschlossenen Hauptcomputers und an Leitungen angeschlossen sind, die die Stiftkontakte 0 bis 5 der beiden Computer miteinander verbinden, um für einen Dialog- Datenaustausch zwischen diesen zu sorgen.
• Bei dem vorstehend beschriebenen Anwendungsfall der Steuerung des Antiblockierens der Räder eines Motorfahrzeuges ist es sehr wichtig, den Funktionszustand eines jeden der Elektroventile zu wissen, da ein funktioneller Fehler von einem oder mehreren Ventilen die Fahrsicherheit des Fahrzeuges ernsthaft beeinflussen kann. Es ist jedoch im Diagramm der in Figur 1 gezeigten bekannten Vorrichtung festzustellen, daß die Übertragung der von den Steuerschaltungen CC-0 bis CC-5 erzeugten Daten, die mögliche funktionelle Fehler in den Schaltungen oder in den zugehörigen Elektroventilen betreffen, zum Computer es erforderlich macht, daß eine ziemlich große Zahl von Eingangs- und Ausgangsstiftkontakten (oder "Klemmen") an den Computern zur Verfügung steht. Zusätzlich zu sechs Ausgangsstiftkontakten OUT-0 bis OUT-5, die zum Anlegen von Befehlen an jede Steuerschaltung zum Schalten der Leistungstransistoren verwendet werden, muß jeder Computer Eingangsstiftkontakte IN-0 bis IN-5 besitzen, um die mögliche funktionelle Fehler in den Steuerschaltungen betreffende Daten zu empfangen. Bedauerlicherweise umfassen die gegenwärtig erhältlichen Mikroprozessoren zur Ausrüstung von Vorrichtungen des in Figur 1 gezeigten Typs nur eine begrenzte Zahl von Eingangs- Ausgangs-Stiftkontakten, während es gewünscht wird, die Zahl der Betätigungseinheiten, die von einem Mikroprozessor gesteuert werden können, zu erhöhen. Offensichtlich kann daher dieser Anstieg nur möglich gemacht werden, indem die zum Datenaustausch zwischen jeder Steuerschaltung und den zugehörigen Computern verwendete Zahl von Leitungen reduziert wird, während sämtliche vorstehend erwähnten Funktionen beibehalten werden.
• Darüber hinaus sind die bekannten Steuerschaltungen nach Erfassung eines funktionellen Fehlers (thermische Überlastung, Kurzschlußlast, Offenschaltungslast etc.) darauf beschränkt, die STATUS-Leitung auf einer logischen 0 zu halten, eine Maßnahme, aufgrund der der Computer nicht die Art des Fehlers feststellen kann. Dies ist ein wesentlicher Nachteil, da sämtliche funktionellen Fehler nicht gleich wichtig sind und es für das Funktionieren der Steuervorrichtung in einer verschlechterten Betriebsweise, die nach Einpfang eines Fehlersignales vom Computer eingestellt wird, nützlich wäre, sowohl die Art des Fehlers als auch die Position des Elektroventiles, das hierdurch berührt wird, zu berücksichtigen. Beispielsweise kann eine permanente Steuerung oder Erregung eines Elektroventils infolge eines inneren oder äußeren Kurzschlusses des Leitungstransistors der Steuerschaltung, die diesem Elektroventil zugeordnet ist, zu einem Druckabfall im Hydraulikkreis führen, der eine Radbremse steuert, wodurch das Vermögen des Fahrzeuglenkers sein Fahrzeug zu stoppen, auf gefährliche Weise beeinträchtigt wird. Diese vom Computer eingestellte verschlechterte Funktionsweise sollte in der Lage sein, die gefährliche Art eines derartigen Fehlers zu berücksichtigen, um noch die Sicherheit des Bremsvorganges garantieren zu können.
• Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung für die Erfassung von funktionellen Fehlern in einer elektrischen Stromversorgungsschaltung einer Last zu schaffen, bei der die Zahl der Verdrahtungen zwischen einer Steuerschaltung dieser Stromversorgung und einem Computer, der zur Ausgabe von Steuersignalen für die Stromversorgung der Last und zur Organisation der Erfassung von möglichen funktionellen Fehlern der Stromversorgung programmiert ist, im Vergleich zu der Zahl von Verdrahtungen, die gegenwärtig bei bekannten Vorrichtungen des gleichen Typs vorhanden sind, wesentlich reduziert ist.
• Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die Unterscheidung der dem Computer signalisierten Fehler in Abhängigkeit von ihrer Art möglich ist.
• Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung, mit der ein periodischer Diagnosetest des funktionellen Status der Vorrichtung in Echtzeit durchgeführt werden kann, wobei das diesem Diagnosetest gewidmete Zeitintervall sehr kurz ist, um das Funktionieren der Lasten nicht zu stören.
• Ein anderes Ziel der Erfindung bezieht sich auf die Erstellung einer Vorrichtung, die die Installation eines Hilfscomputers zum Überwachen des Hauptcomputers ermöglicht.
• Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft die Schaffung einer Vorrichtung, die im Falle der Steuerung der Stromversorgung von diversen unterschiedlichen Lasten die Erfassung von möglichen Übersprecherscheinungen inneren oder äußeren Ursprungs in bezug auf die Steuerschaltungen durch die Verwirklichung von speziellen Softwareeinrichtungen im Computer ermöglicht.
• Diese Ziele der Erfindung werden mit einer Vorrichtung erreicht, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.
• Die logische Schaltung umfaßt diverse Unterschaltungen, die jeweils an einen der Detektoren angeschlossen sind. Der Computer besitzt Einrichtungen zur Errichtung an jeder der Steuer- und Wählleitungen einer Vielzahl von Reihen an Logikpegeln gemäß Kombinationen von Leitung zu Leitung, die jeweils in der Lage sind, eine der Unterschaltungen zu aktivieren. Im aktivierten Zustand reagieren die Unterschaltungen nacheinander auf den Empfang eines Signales von einem zugehörigen Detektor, um der Steuerleitung einen logischen Zustand aufzuprägen, der dem empfangenen Signal entspricht, während der Computer zurückgestellt wird, um den Zustand dieser Leitung zu lesen. Die Reihe der Logikpegel, die auf diese Weise durch die verschiedenen Unterschaltungen der Steuerleitung aufgeprägt wird, wird vom Computer als Repräsentant in bezug auf das Vorhandensein oder die Abwesenheit eines speziellen Fehlers identifiziert.
• Von den beigefügten Zeichnungen, die lediglich beispielhaften Charakter besitzen, zeigen:
• Figur 1 ein Blockdiagramm der Vorrichtung zur Erfassung von funktionellen Fehlern von diversen elektrischen Stromversorgungsschaltungen von Lasten, von der in der vorliegenden Beschreibung ausgegangen wurde,
• Figur 2 ein Funktionsblockdiagramm einer Steuerschaltung, die in die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung zur Erfassung und Unterscheidung von funktionellen Fehlern eingebaut ist,
• Figur 3 diverse Zeitdiagramme für die logischen Zustände, die an zwei Stiftkontakten der Schaltung der Figur 2 vorhanden sind, um diverse unterschiedliche funktionelle Fehler zu erfassen und diese Fehler zu unterscheiden,
• Figur 4 ein Zeitdiagramm von diversen Sequenzen logischer Zustände, die an einer Steuerleitung anstehen, welche die Steuerschaltung der Figur 2 mit dem Computer verbindet, in Abhängigkeit davon, ob sich die gesteuerte Stromversorgungsschaltung in einem normalen Funktionszustand, in einem Kurzschlußzustand, im Zustand einer offenen Schaltung oder in einem permanenten Steuerzustand des Lastzustandes befindet,
• Figur 5 ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der Steuerschaltung der Figur 2, insbesondere von deren Logikteil, und
• Figur 6 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung, die zur Steuerung der elektrischen Stromversorgung von diversen Lasten mit Hilfe von entsprechenden Schaltungen des in den Figuren 2 und 5 gezeigten Typs dient, welche von einem Hauptcomputer gesteuert werden, der von einem Hilfscomputer überwacht wird.
• Es wird nunmehr auf das Blockdiagramm der Figur 2 und das Zeitdiagramm der Figur 3 Bezug genommen, um den Aufbau und die Funktionsweise der Vorrichtung zur Erfassung und Unterscheidung von funktionellen Fehlern gemäß der Erfindung zu beschreiben.
• Figur 2 zeigt einen Computer 1, der über eine Steuerleitung I/0 und über eine "Wähl"-Leitung SEL an eine Steuerschaltung 2 für die elektrische Stromversorgung einer Last 3 angeschlossen ist, die zwischen eine elektrische Energiequelle + Vbat und einen "OUT"-Stiftkontakt der Schaltung 2 geschaltet ist, welche an den Drainanschluß eines Leistungstransistors, beispielsweise vom N-MOS-Typ, angeschlossen ist, dessen Quelle über einen Meßwiderstand 5, dessen Zweck nachfolgend erläutert wird, an Erde gelegt ist. Eine Schnittstellenschaltung 6 ist zwischen der I/0-Leitung und der Steuerelektrode des Transistors 4 angeordnet, um vom Computer über die Leitung I/0 empfangene logische Signale in bezug auf die Steuerung des Schaltvorganges dieses Transistors anzupassen. Die Schaltung 2 umfaßt des weiteren einen Überschußspannungsdetektor 7, einen Permanentsteuerungsdetektor 8, einen Stromdetektor 9 und eine logische Schaltung 10, die über die von diesen Detektoren gelieferten Signale versorgt wird, um Einrichtungen zum Aufprägen eines logischen Zustandes auf die Leitung 11 zu steuern, beispielsweise eine Stromquelle 11, die zwischen den Stiftkontakt der Schaltung 2, die an die I/0-Leitung angeschlossen ist, und Erde GND geschaltet ist.
• Es handelt sich somit bei der Steuerschaltung 2 um einen Typ von Schaltung, der als "intelligente Leistungsschaltung" bekannt ist und einen Leistungsteil (den Transistor 4) sowie einen Niederstrom-Logikteil, dem Detektoren zugeordnet sind, umfaßt, wobei diese Einheit auf dem gleichen Siliciumchip integriert ist, um zwischen einem Computer und einer Last installiert zu werden, deren Stromversorgung über die vom Computer erzeugten Signale gesteuert wird. In dem keine Beschränkung darstellenden Anwendungsfall auf die Steuerung einer Antiblockiervorrichtung eines Rades, wie vorstehend erwähnt, kann die Vorrichtung diverse identische Steuerschaltungen umfassen, die jeweils einer Last zugeordnet sind, die durch die Wicklung eines Elektroventiles gebildet wird, das den Druck eines Bremsmittels in einer Radbremse steuert.
• Der Logikteil umfaßt im wesentlichen drei Unterschaltungen CO, CP, CC, die mit Signalen versorgt werden, die von den Detektoren 7, 8 und 9 kommen. Wie nachfolgend deutlich wird, sind die Unterschaltungen CO, CP und CC so ausgelegt, daß sie die Erfassung des Öffnens der Stromversorgungsschaltung der Last, einer permanenten Steuerung dieser Last und eines Kurzschlusses der Last sicherstellen. Die Ausgänge der Unterschaltungen CO, CP, CC sind an ein ODER-Gatter 12 angeschlossen, dessen Ausgang die Aktivierung der Stromquelle 11 steuert, um die Leitung I/0 auf einen "niedrigen" Logikpegel zu stellen, wenn ein Kurzschluß oder eine permanente Steuerung erfaßt wird. Die Erfassung einer offenen Schaltung führt zum Aufprägen eines "hohen" Logikpegels auf die Leitung I/0.
• Erfindungsgemäß ist die Wählleitung SEL, deren Funktionsweise nachfolgend im Detail beschrieben wird und die einen Stiftkontakt des Computers 1 an einen entsprechenden Stiftkontakt der Schaltung 2 anschließt, ebenfalls an einen Eingang einer jeden Unterschaltung CO, CP und CC angeschlossen. Die I/0-Leitung, die einen anderen Stiftkontakt des Computers mit einem entsprechenden Stiftkontakt der Schaltung 2 verbindet, ist an einen Eingang der Schaltung CO und an einen Eingang der Schaltung CP angeschlossen. Diese beiden Schaltungen besitzen somit drei Eingänge, während die Schaltung CC nur zwei aufweist.
• Wenn die Schaltung der Figur 2 mit einer der Schaltungen CC- 0 bis CC-5 der bekannten Vorrichtung der Figur 1 verglichen wird, kann man feststellen, daß diese Schaltungen alle über zwei Leitungen an den Computer angeschlossen sind. Wenn jedoch die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung mehr als eine zu steuernde Last aufweist und daher mehr als eine Steuerschaltung, wie bei 2, gehört die SEL-Leitung allen Steuerschaltungen gemeinsam, wie später in Verbindung mit der Beschreibung der Figur 6 deutlich wird, so daß gemäß einer vorteilhaften Eigenschaft der vorliegenden Erfindung in bezug auf die Verdrahtungen, die zwischen dem Computer und der Steuerschaltung vorhanden sein müssen, eine wesentliche Ersparnis erreicht werden kann.
• Wie ferner nachfolgend deutlich wird, basiert die vorliegende Erfindung auf der Abgabe einer Sequenz von speziellen Kombinationen von logischen Signalen auf der I/0-Leitung und der SEL-Leitung durch den Computer, um in aufeinanderfolgender Weise die Interrogation der Unterschaltungen CO, CP und CC zu befehlen, wobei diese Interrogationssequenz hingegen das Aufprägen einer Sequenz von logischen Zuständen auf der Leitung I/0, die dann bidirektional ist, durch die logische Schaltung 10 bewirkt. Diese Sequenz wird vom Computer 1 gelesen, um nicht nur das Vorhandensein eines Fehlers an einer bestimmten gesteuerten Last zu ermitteln, sondern auch gemäß einer weiteren vorteilhaften Eigenschaft der vorliegenden Erfindung, die nicht von der Zahl der in der Vorrichtung vorhandenen Steuerschaltungen abhängig ist, die Art des erfaßten Fehlers an einer bestimmten Last festzustellen. Der Computer kann daher derart programmiert werden, daß er eine Funktionsweise in einem verschlechterten Betrieb der Steuerung der Stromversorgung der Lasten aufbaut, die an die Art der in diesen Lasten erfaßten Fehler angepaßt ist. Bei einem Anwendungsfall, wie der vorstehend beispielsweise erwähnten Steuerung einer Radantiblockiervorrichtung eines Fahrzeuges, ermöglicht diese Vorgehensweise eine Verbesserung der Bremssicherheit des Fahrzeuges.
• Die Verwendung von zwei Leitungen für die Steuerung der Interrogation einer logischen Unterschaltung ermöglicht die Initiierung der Interrogation von vier Unterschaltungen über die vier möglichen Kombinationen von logischen Zuständen auf diesen Leitungen. In Assoziation mit einer sequentiellen Interrogation der Unterschaltungen ermöglicht diese Fähigkeit die Unterscheidung dieser Fehlersignale in Abhängigkeit von ihrer Art, selbst wenn diese Fehlersignale vier verschiedene Typen umfassen. Für die Steuerung der elektrischen Stromversorgung einer Last ist es in der Tat zweckmäßig, nur drei funktionelle Fehler zu identifizieren: Das Kurzschließen der Last, das Öffnen der Stromversorgungsschaltung der Last und die permanente Steuerung der Last, die aus einem internen Kurzschluß des Transistors 4 oder einem externen Kurzschluß dieses Transistors 4 über die Erdung der Leitung, die normalerweise die Last mit einem "OUT"-Stiftkontakt der Schaltung 2 verbindet, welche an den Drain-Anschluß des Transistors 4 angeschlossen ist, herrühren.
• Es werden nunmehr die in Figur 3 gezeigten Zeitdiagramme erläutert, um in größeren Einzelheiten die Kombinationen von logischen Zuständen und Übergängen zu beschreiben, die vom Computer der I/0- und SEL-Leitung aufgeprägt werden, um die Interrogation der verschiedenen Unterschaltungen CC, CO und CP zu initiieren.
• Zum Zeitpunkt t&sub1; führt der Computer die SEL-Leitung auf den Logikzustand 1. Die von der Unterschaltung CC ausgeführte logische Funktion ist dann derart, daß, wenn der Stromdetektor der Schaltung CC ein logisches Signal zuführt, das einen Stromüberschuß kennzeichnet, der mit Hilfe einer Spannungsablesung an den Klemmen des Meßwiderstandes 5 gelesen wird, wobei dieser Stromüberschuß aus einem Kurzschluß der Last resultiert, der Ausgang der logischen Unterschaltung auf den Zustand 1 gesetzt wird, um einen Befehl abzugeben, daß die Stromquelle 11 in den leitenden Zustand gebracht wird, der die Leitung I/0 in den Logikzustand 0 versetzt, während der Computer seine an diese Leitung angeschlossene Klemme auf Eingabe geschaltet hat, um den dieser Leitung von der logischen Schaltung 10 aufgeprägten logischen Zustand zu lesen.
• Es ist erforderlich, einen Moment bei der Funktionsweise der I/0-Leitung zu bleiben, die erfindungsgemäß bidirektional ausgebildet ist, da sie einerseits ermöglicht, daß der Computer Steuersignale zum Schalten des Transistors 4 über die Schnittstelle 6 und Interrogationssignale an die Unterschaltungen CO und CP abgibt, und anderseits die Übertragung von logischen Signalen zum Computer ermöglicht, die die von den Unterschaltungen CC, CO und CP nach den sequentiellen Interrogationen dieser Schaltungen durch den Computer erzeugten Antworten wiedergeben. Diesbezüglich ist das Vorhandensein einer Aufziehlast 13, die zwischen eine Stromversorgungsschaltung der Vorrichtung, beispielsweise eine + 5 V Quelle, und die I/0-Leitung zwischen die entsprechenden Kontaktstifte des Computers und die Schaltung 2 geschaltet ist, festzustellen. In herkömmlicher Weise umfaßt der Computer einen Transistor 14, beispielsweise vom MOS-Typ, der die Steuerung des Zustandes der I/0-Leitung ermöglicht. Somit bilden die Aufziehlast 13, der Transistor 14 und die Stromquelle 11 die als "hart verdrahtete ODER" -Funktion bekannte Funktion, die es ermöglicht, daß entweder die Stromquelle 11 oder der Transistor 14 die I/0-Leitung auf den niedrigen Zustand ziehen können.
• Es wird nun wieder auf das Zeitdiagramm der Figur 3 Bezug genommen, genauer gesagt auf das, das den Status der SEL- und I/0-Leitung für die Steuerung der Erfassung eines möglichen Kurzschlusses der Last betrifft. Wenn die I/0-Leitung nicht vor dem Zeitpunkt t&sub1; (Kurve in gestrichelten Linien) im Logikzustand 1 ist, befiehlt der Computer eine Änderung dieser Leitung auf den Zustand 1, um auf diese Weise den Leistungstransistor 4 leitend zu machen und die Erfassung einer möglichen Kurzschlußsituation zu ermöglichen. Wenn daher, wie vorstehend erläutert, eine solche Kurzschlußsituation vorhanden ist, wird die Leitung I/0 nach einem Zeitintervall (t&sub1;, t'&sub1;) infolge von inneren Zeitkonstanten des Stromdetektors 9 auf den niedrigen Zustand überführt. Nach diesem Zeitpunkt t'&sub1; wird der Eingang des Computers 1, der an die I/0-Leitung angeschlossen war, vom Computer auf Eingabe zurückgestellt, so daß auf diese Weise der auf diese Leitung geprägte niedrige Pegel, der durch das von der logischen Schaltung 10 befohlene Leitendmachen der Stromquelle 11 eingestellt wurde, vom Computer gelesen wird, der somit über das Vorhandensein eines Kurzschlusses in der Stromversorgungsschaltung der Last 3 informiert wird. Wenn andererseits kein Kurzschluß detektiert wird, wird die Leitung I/0 nach dem Zeitpunkt t'&sub1; von der Quelle 11 in einem hohen logischen Zustand gehalten. Durch das erneute Lesen dieser Leitung durch den Eingang des Computers wird dieser über das Fehlen eines Kurzschlusses und damit über eine normale Situation diesbezüglich informiert.
• Zum Selbstschutz der Steuerschaltung im Falle eines Kurzschlusses der Last besitzt die Unterschaltung CC einen Kurzschlußspeicher-Flip-Flop, wie später in Verbindung mit der Beschreibung der Ausführungsform der in Figur 5 gezeigten Schaltung erläutert werden wird. Es ist somit erforderlich, in der Unterschaltung CC Einrichtungen zum Rückstellen dieses Flip-Flops auf 0 zum Zeitpunkt t&sub1; vorzusehen. Diese Einrichtungen werden durch die Änderung des hohen Pegels der vom Computer gesteuerten SEL-Leitung gesteuert, um die Unterschaltung CC abzufragen, wie wiederum später in Verbindung mit der Beschreibung der Ausführungsform der Figur 5 erläutert werden wird.
• Es folgt nunmehr eine Beschreibung der Einrichtungen zur Erfassung eines zufälligen Öffnens der Stromversorgungsschaltung der Leitung. Die Botschaft der Aktivierung der Unterschaltung CO, die dann vom Computer abgegeben wird, wird durch eine Änderung der SEL-Leitung auf den hohen Zustand gebildet, falls sich diese nicht bereits in diesem Zustand befand, und zwar zu einem Zeitpunkt t&sub2; später als die vorstehend beschriebene Kurzschlußerfassungsphase. Zu diesem Zeitpunkt t&sub2; befiehlt der Computer einen Übergang der Leitung I/0 auf den niedrigen Zustand, der ein Absperren des Leistungstransistors 4 bewirkt. Falls ein zufälliges Öffnen der Stromversorgungsschaltung der Last 3 nicht vorliegt, muß diese plötzliche Unterbrechung dieser Schaltung durch das Absperren des Transistors 4 normalerweise das Auftreten einer hohen überschüssigen Stoßspannung am OUT-Stiftkontakt der Schaltung 2 bewirken, der den gemeinsamen Punkt zwischen der Last 3 und dem Drainanschluß des Transistors 4 bildet, wenn diese Last eine Induktanz aufweist. In Gegenwart einer Überschußspannung, d.h. im Normalbetrieb, gibt der Überschußspannungsdetektor 7 ein Signal an die Unterschaltung CO ab, und diese Unterschaltung verarbeitet dieses Signal derart, daß ein hochpegeliges Signal an das ODER-Gatter 12 gelegt wird, das die I/0-Leitung auf einen niedrigen Pegel zieht. Wenn keine derartige Überschußspannung erfaßt wird, bewirkt die Unterschaltung CO im Gegensatz dazu, daß die I/0-Leitung durch das Absperren der Stromquelle 11 auf den hohen Pegel gezogen wird. Dieses Absperren tritt nach einem Zeitintervall (t&sub2;, t'&sub2;) auf. Nach t'&sub2; hat der Computer seine an die I/0-Leitung angeschlossene Klemme wieder auf Eingabe umgestellt, um erneut auf der I/0-Leitung entweder einen hohen Pegel, der das Vorhandensein einer offenen Schaltung kennzeichnet, oder einen niedrigen Pegel, der die Abwesenheit eines zufälligen Öffnens der Schaltung verdeutlicht, zu lesen. Offensichtlich kann die Erfassung einer Überschußspannung, die ausgeführt wird, um ein Nichtöffnen der Stromversorgungsschaltung der Last 3 aufzudecken, nur in Betracht gezogen werden, wenn letztere eine eine Überschußspannung erzeugende induktive Komponente als Unterbrechung der Stromversorgungsschaltung besitzt, wie dies bei Lasten der Fall ist, die die Steuerung von zahlreichen Betätigungseinheiten, wie Elektromagneten oder Elektroventilen, ermöglichen. Wenn die zu steuernde Last keine derartige induktive Komponente besitzt, sollte die Erfassung eines zufälligen Öffnens der Schaltung natürlich von anderen Aufdeckungseinrichtungen Gebrauch machen, wobei die Auswahl dieser Einrichtungen in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Last im normalen Kenntnisbereich des Fachmannes liegt.
• Die Beschreibung befaßt sich nunmehr mit den Einrichtungen, die erfindungsgemäß eingesetzt werden, um die Erfassung eines Zustandes einer permanenten Steuerung der Last sicherzustellen, die aus einem Kurzschluß des Leistungstransistors 4 resultiert, wobei dieser Kurzschluß intern oder extern in bezug auf die Steuerschaltung 2 sein kann, wenn die die Last 3 mit dem OUT-Stiftkontakt der Schaltung verbindende Leitung zufällig mit Erde in Kontakt tritt. Die vom Computer an die Unterschaltung CP adressierte Abfragebotschaft ist dann wie folgt aufgebaut. Einerseits wird die SEL-Leitung, die während der Kurzschluß und Offenschaltungsdetektionsphase auf einem hohen Pegel gehalten wurde, dann zu einem Zeitpunkt t&sub3; später als die vorstehend beschriebene Offenschaltungsdetektionsphase auf niedrigen Pegel gesetzt. Gleichzeitig wird die I/0-Leitung vom Computer selbst dann auf den niedrigen Pegel gesetzt, wenn sie sich wegen einer vorhergehenden Steuerung der Stromquelle 11 hierzu bereits vorher in diesem Zustand befunden hat. Dadurch, daß die I/0-Leitung auf niedrigen Pegel gesetzt wird, wird der MOS-Transistor 4 abgesperrt, der normalerweise eine Überschußspannung am OUT- Stiftkontakt erzeugen sollte, wie vorstehend in Verbindung mit der Erfassung eines möglichen zufälligen Öffnens der Schaltung beschrieben wurde. Wenn die Last permanent gesteuert und der Transistor 4 auf diese Weise kurzgeschlossen wird, tritt eine solche Überschußspannung offensichtlich nicht auf. Vielmehr muß die Spannung am OUT-Stiftkontakt nahe bei 0 liegen. Der Permanentsteuerungsdetektor 8 wird daher durch einen Komparator gebildet, der in dem Fall, in dem die Spannung am OUT-Stiftkontakt größer ist als ein vorgegebener Wert nahe an 0, ein Signal an die Unterschaltung CP abgibt, die ein Signal des Logikpegels 1 an das ODER-Gatter 12 legt, damit dieses die I/0-Leitung auf den niedrigen Pegel setzt, während der an diese Leitung angeschlossene Eingang des Computers 1 von einem Zeitpunkt t'&sub3; später als dem Zeitpunkt t&sub3; wieder auf Eingabe gestellt wird. Wenn im Gegensatz hierzu der Computer nach dem Zeitpunkt t'&sub3; liest, daß sich die I/0-Leitung im logischen Zustand 1 befindet, wird diese Information vom Computer so verstanden, daß es sich hierbei um einen normalen Zustand der Stromversorgungsschaltung der Last handelt, mindestens was die permanente Steuerung dieser Last anbetrifft.
• Die Abfragesequenz der Unterschaltungen CC, CO, CP wurde vorstehend in dieser Reihenfolge beschrieben. Die Erfindung ist jedoch natürlich nicht auf eine derartige Sequenz beschränkt, und ihre diversen Phasen können in einer anderen Reihenfolge durchgeführt werden. Die vorstehend beschriebene Reihenfolge wird jedoch bevorzugt, da sie dadurch, daß die SEL-Leitung während der nachfolgenden Phasen, die zur Erfassung eines Kurzschlusses und einer offenen Schaltung gehören, auf dem gleichen hohen Pegel gehalten wird, die Begrenzung der Zahl der Kanten auf der SEL-Leitung ermöglicht, wodurch zu viele Umschaltungen des Leistungstransistors im Falle eines permanenten Kurzschlusses vermieden werden. Die gewählte Sequenz stellt ferner eine minimale Zahl von Umschaltungen des Leistungstransistors in den Absperrzustand sicher, um ein Aufheizen des Transistors unter der Wirkung der überschüssigen "Klemmenspannungen" (clamp voltages) während der Diagnosesequenz in bezug auf mögliche Fehler in der elektrischen Stromversorgung einer jeden Last zu vermeiden.
• Die drei vorstehend beschriebenen sequentiellen Tests ermög-Iichen die Definition der folgenden vom Computer gelesenen Zustandssequenzen. Logikzustandsequenz Detektierte Fehler Schaltungsstatus Permanenter Kurzschluß Unmöglich (CC = 0 impliziert CP = 0) Unmöglich (CC = 0 impliziert CO = 0) Unmöglich (CC = 0 impliziert CO = 0, CP = 0) CP-Transient während des Tests Normale Funktion Permanente Steuerung Offene Schaltung
• In der obigen Tabelle wird das Vorhandensein eines Kurzschlusses, einer offenen Schaltung oder einer permanenten Steuerung durch CC, CO und CP wiedergegeben. Das Komplement dieser Symbole gibt das Fehlen eines entsprechenden Fehlers wieder.
• Nach dem Filtern durch Software, die für diesen Zweck vorgesehen und im Computer installiert ist, über diverse Testzyklen können die Logikzustandssequenzen, die den Hauptfehlern entsprechen, wie folgt definiert werden: Sequenz Status der Schaltung Normale Funktion Kurzschluß Offene Schaltung Permanente Steuerung
• Es wird nunmehr auf Figur 4 der beigefügten Zeichnung Bezug genommen, die die Zeitdiagramme der auf der I/0-Leitung, die den Computer an eine Steuerschaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung anschließt, vorhandenen Signale während der Lasttestphasen für die verschiedenen Fälle von Fehlern zeigt.
• Bei den verschiedenen Zeitdiagrammen der Zustände der I/0- Leitung stellt man fest, daß die beim Wiederlesen durch die Steuerschaltung aufgeprägten 0-Pegel geringfügig gegenüber den 0-Pegeln verschoben sind, die durch den Computer auf die Leitung geprägt wurden, damit die Unterscheidung vereinfacht wird, ob der Computer oder die Steuerschaltung auf dieser bidirektionalen Leitung agiert.
• Figur 4 zeigt ferner das Zeitdiagramm der logischen Zustände der Wählleitung SEL, die es ermöglicht, daß die verschiedenen durchgeführten Testphasen unterschieden werden können.
• An diesem Punkt der Beschreibung der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung sollte festgehalten werden, daß bei der vorstehend beschriebenen beispielhaften Anwendung auf eine Radantiblockiervorrichtung der Computer periodisch den Zustand, leitend oder abgesperrt, in dem sich jedes Elektroventil der Antiblockiervorrichtung befinden sollte, berechnet, um ein Bremsen ohne Rutschen des Fahrzeuges sicherzustellen, wenn ein solcher bevorstehender Rutschzustand erfaßt wird. Diese Berechnung wird gleichzeitig für sämtliche Elektroventile durchgeführt, deren Zahl beispielsweise 6 beträgt, und zwar eine große Zahl von Malen pro Sekunde, beispielsweise jede 5 msec.
• Erfindungsgemäß wird daher die vorstehend beschriebene Testsequenz zu Beginn jeder Periode von 5 msec, die zwei mögliche Korrekturen durch den Computer in bezug auf den Zustand der Elektroventile voneinander trennt, durchgeführt. Es ist wichtig, daß diese Testsequenz sehr kurz ist, damit die Umschaltungen der I/0-Leitung, die sie einschließt, nicht die Funktionsweise der Elektroventile stören. Zu diesem Zweck werden erfindungsgemäß die drei Kurzschluß-, Offenschaltungs- und Permanentsteuerungstests jeweils in 50 msec durchgeführt, wobei jeder Test in eine Periode von 20 msec unterteilt ist, während der der Computer die I/0-Leitung steuert, und eine nachfolgende Periode von 30 msec, während der die Klemme des Computers, die an diese Leitung angeschlossen ist, auf Eingabe gestellt ist, um zu ermöglichen, daß der Computer die durch die zugehörige Steuerschaltung auf die I/0-Leitung geprägten Zustände lesen kann. Somit werden sämtliche Tests in 150 msec gleichzeitig an allen Elektroventilen durchgeführt, wobei dies alle 5 msec stattfindet, was eine Echtzeiterfassung von Fehlern, die möglicherweise auftreten, sicherstellt, ohne daß durch diese Erfassung die Steuerung der Elektroventile durch den Computer gestört wird.
• Die Erfindung ist nicht auf das Paralleltestverfahren sämtlicher vorstehend beschriebener Lasten beschränkt und kann natürlich auch ein serielles Testverfahren dieser Lasten durchführen, wie dies bekannt ist. Bei diesem seriellen Testverfahren wird die Sequenz von Tests nacheinander an jede Last gelegt. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß der Computer ein Bild von sämtlichen Funktionszuständen der Lasten nur einmal erhält, wenn sich sämtliche abgefragten Lasten, beispielsweise sechs Lasten, am Ende von sechs Zyklen von 5 msec, d.h. 30 msec, befinden, wenn wiederum das vorstehend beschriebene Anwendungsbeispiel zugrundegelegt wird. Im Vergleich hierzu kann mit dem Paralleltestverfahren dieses Bild alle 5 msec erhalten werden. Andererseits hat das serielle Testverfahren gegenüber dem Paralleltestverfahren den Vorteil, daß es eine sehr einfache Verwirklichung von Übersprechtests ermöglicht, da jedes Elektroventil separat vom Computer abgefragt wird.
• In der Tat kann es in dem Fall, in dem die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung in einem System verwendet wird, das die Steuerung von diversen Lasten erfordert, wie dies der Fall bei der vorstehend erwähnten Radantiblockiervorrichtung ist, die sechs Elektroventile und somit sechs Lasten aufweist, von Vorteil sein, zu der vorstehend beschriebenen Testsequenz ein Übersprechtest hinzuzufügen, um mögliche Wechselwirkungen und Kurzschlüsse zwischen den Eingängen und Ausgängen der Steuerschaltungen (sogenanntes "internes" Übersprechen) oder zwischen den die Lasten mit den entsprechenden Steuerschaltungen verbindenden Leitungen (sogenanntes "externes" Übersprechen) zu diagnostizieren.
• Übersprecherscheinungen, wie die vorstehend genannten, können mit Hilfe von aufeinanderfolgenden Testzyklen diagnostiziert werden, wobei während jedes Zyklus nur eine Last vom Computer während des Permanentsteuertests erregt wird. Die Zustandssequenzen, die entweder während des Schreibens oder während des Lesens während des Permanentsteuertests abgenommen werden, werden durch Software analysiert, die in den Computer eingegeben ist und die, indem sie kleine Unterschiede zwischen den Zeitdiagrammen auf den I/0-Leitungen feststellt, diejenigen Steuerschaltungen identifizieren kann, bei denen ein Übersprechen internen oder externen Ursprungs auftritt.
• Es wird nunmehr auf Figur 5 der beigefügten Zeichnung Bezug genommen, die im Detail den Logikteil einer Steuerschaltung zeigt, welche in die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung, von der ein Blockdiagramm ihres Prinzips in Figur 2 gezeigt ist, eingearbeitet ist. Die verschiedenen Blöcke der Figur 2 sind durch gestrichelte Linien im Blockdiagramm der Figur 5 wiedergegeben und sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen worden. Nur die Merkmale der Schaltung der Figur 5, die nicht in Verbindung mit der Erläuterung der Figur 2 beschrieben wurden, werden nachfolgend erörtert.
• Der Logikteil der Schaltung wird unter Verwendung von komplementären NOR-, NAND- und NOT-Gattern gebildet. Somit wird die ODER-Funktion der Schaltung in Figur 2 mit Hilfe eines NOR-Gatters 13 und eines invertierenden NOT-Gatters 14, das zwischen den Ausgang des NOR-Gatters 13 und die Stromquelle 11 geschaltet ist, die in herkömmlicher Weise durch eine Stromspiegelschaltung gebildet wird, erreicht.
• Der Spannungsdetektor 7 wird nach dem Durchbruch einer Zenerdiode 15, die zwischen dem OUT-Stiftkontakt der Steuerschaltung und diesen Detektor rückwärts geschaltet ist, während der Erzeugung einer Überschußspannung an diesem Stiftkontakt nach dem Absperren des Leistungstransistors 4 durch ein Signal, das vom Computer an den I/0-Stiftkontakt der Schaltung gelegt und zur Schnittstellenschaltung 6 übertragen wurde, aktiviert. Das Ausgangssignal des Detektors 7 wird in einem herkömmlichen Flip-Flop gespeichert, der aus zwei NAND-Gattern 16 und 17 gebildet ist. Die Unterschaltung CO wird somit durch diesen Flip-Flop und ein NOR-Gatter 18 gebildet, das zwei Eingänge besitzt, die an den I/0-Stiftkontakt der Schaltung und den Ausgang des Flip-Flops (16, 17) geschaltet sind. Das Gatter 17 des Flip-Flops umfaßt einen Eingang, der an die SEL-Schaltung angeschlossen ist. Die Unterschaltung wird auf diese Weise mit Signalen versorgt, die vom Detektor 7 und von der SEL- sowie I/0-Leitung kommen, um in der in Verbindung mit Figur 2 beschriebenen Art und Weise zu funktionieren.
• Übrigens ist eine Diode 18 zwischen der Klemme, die der Zenerdiode 15 und dem Eingang des Detektors 7 gemeinsam ist, und dem Gatter des Transistors 4 vorgesehen, um letzteren bei einem Durchbruch der Diode 15 beim Auftreten einer Überschußspannung am OUT-Stiftkontakt der Schaltung zu schützen. Durch einen Erdwiderstand 19 kann der Detektor 7 die Überschußspannung messen.
• Die Unterschaltung CP wird durch ein einfaches NOR-Gatter 20 gebildet, das drei Eingänge besitzt, die an den I/0-Stiftkontakt der Schaltung, die SEL-Leitung und den Ausgang eines Detektors zum Detektieren eines internen oder externen Kurzschlusses des Leistungstransistors 4 geschaltet sind, wobei dieser Kurzschluß eine permanente Steuerung der an den OUT- Stiftkontakt der Schaltung angeschlossenen Last verursacht. Der Ausgang des NOR-Gatters 20 ist an einen Eingang des NOR- Gatters 13 angeschlossen. Wie vorstehend erläutert, wird der Detektor 8 durch einen einfachen Spannungskomparator gebildet, der mit einer Bezugsspannung nahe bei 0, beispielsweise von 1 oder 2 V, versorgt wird. Ein Rücklastwiderstand 21 ist an den Eingang des Detektors angeschlossen. Eine Diode 22 ist zwischen dem OUT-Stiftkontakt der Schaltung und den Punkt, der der Rücklast und dem Eingang des Detektors 7 gemeinsam ist, rückwärts geschaltet. Die Diode D22 verhindert die Rückkehr der hohen Spannung (etwa 55 V während der "Klemm"-Periode) des OUT-Ausgangs zur inneren Stromversorgungsspannung VCC über den Widerstand 21.
• Im Falle einer offenen Schaltung der Last neigt der OUT-Ausgang dazu, auf einem Potential nahe bei 0 V zu bleiben, da dieser Ausgang schwimmend wird. Es ist daher erforderlich, dieses Potential auf einem solchen Wege zu fixieren, daß es möglich ist, den Offenschaltungsfehler CO vom Permanentsteuerungsfehler CP (dieser Fehler wird durch das Vorhandensein einer Niederspannung an diesem OUT-Ausgang detektiert, wie vorstehend erläutert) zu trennen. Die Funktion des Widerstandes 21 besteht daher darin, ein Potential nahe an dem der Versorgung im Falle einer offenen Schaltung zu halten.
• Die Unterschaltung CC umfaßt im wesentlichen einen Flip- Flop, der zwei NAND-Gatter 23 und 24 zum Speichern eines vom Detektor 9 abgegebenen Überschußstromsignales aufweist, und einen Detektor mit ansteigenden Kanten an der SEL-Leitung, der durch einen Flip-Flop mit 2 NAND-Gattern 25 und 26 gebildet wird, von dem ein Eingang an diese SEL-Leitung angeschlossen ist, und durch ein NAND-Gatter 27, das zwei Eingänge besitzt, die an einen Ausgang des Flip-Flops (25, 26) und an die SEL-Leitung angeschlossen sind, um auf seinem Ausgang ein Signal zum Rücksetzen des Flip-Flops (23, 24) auf 0 zu übertragen, wenn eine ansteigende Kante auf der SEL-Leitung erfaßt wird. Der Ausgang des Gatters 23 des Flip-Flops (23, 24) ist an einen Eingang des NOR-Gatters 13 geschaltet.
• Die Schnittstelle 6 wird in herkömmlicher Weise durch einen Spannungsvervielfacher 28 gebildet, der für die Steuerung des Gatters des Leistungstransistors 4 erforderlich ist. Dieser Vervielfacher selbst wird über eine Spannungsquelle VCC für die Stromzufuhr der Steuerschaltung 2 und des zugehörigen Computers versorgt. In dieser Schnittstelle befindet sich ein NAND-Gatter 29, das zwei Eingänge besitzt, die an den I/0-Stiftkontakt und den Ausgang des NOR-Gatters 13 angeschlossen sind. Der Ausgang des NAND-Gatters 29 steuert einen Sperreingang 30 des Spannungsvervielfachers 26 und das Gatter eines MOS-Transistors 31, der die Ableitung des Gatters des Transistors 4 zur Erde steuert. Wenn die I/0-Leitung auf dem Logikpegel 1 gehalten wird (beispielsweise durch einen zufälligen Kurzschluß der letzteren auf + VCC verursacht), ist es erforderlich, das Absperren des Leistungstransistors während des Vorhandenseins eines Kurzschlusses in der Last sicherzustellen. Das NAND-Logikgatter 29 führt diese Sicherheitsfunktion aus und verhindert die Zerstörung des Leistungsschalters. Des weiteren verbraucht der Spannungsvervielfacher 26, der für die Steuerung des Gatters des Leistungstransistors erforderlich ist, einen nicht vernachlässigbaren Strom von der VCC-Stromversorgung. Es wird daher bevorzugt, einen Sperreingang an diesem Vervielfacher vorzusehen, um den Verbrauch der Logikschaltung zu reduzieren, wenn letztere die Last nicht steuert.
• Transistoren 32, 33 sind als Widerstände zwischen der I/0- und SEL-Leitung und Erde geschaltet, um auf die Potentiale dieser Stiftkontakte zu verweisen, falls diese abgetrennt werden sollten. Dies entspricht dem sogenannten "FMECA"-Verfahren der Analyse eines elektrischen Fehlers in einem System.
• Sämtliche der in Figur 5 gezeigten Komponenten können auf einem Chip in einer Packung mit fünf Stiftkontakten: VCC, I/0, SEL, OUT und GNC, wie beispielsweise einer sogenannten "Pentawatt" TO 220 Packung, integriert sein. Da erfindungsgemäß die SEL-Leitung zu mehreren Steuerschaltungen gehört, ist es möglich, zwei Steuerschaltungen gemäß der Erfindung auf dem gleichen Chip in einem TO 220 Packungstyp anzuordnen, der beispielsweise sieben Stiftkontakte hat und als "Heptawatt" bezeichnet wird: VCC, GND, zwei I/0-Stiftkontakte, zwei OUT-Stiftkontakte und einen SEL-Stiftkontakt. Die Größe der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung kann somit reduziert werden, während ihre Herstellkosten abgesenkt werden können.
• Bei der vorstehenden Beschreibung sind die verwendeten Steuerschaltungen an die "Erd"-Seite der zu steuernden Last angeschlossen. Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf eine derartige Anordnung beschränkt ist und sich offensichtlich auch auf Vorrichtungen erstreckt, bei denen die Steuerschaltungen an die Stromversorgungsschaltung der Last auf der Seite angeschlossen sind, an der die Stromversorgungsquelle dieser Schaltung angeordnet ist, wie dies häufig der Fall ist.
• Figur 6 der zugehörigen Zeichnung zeigt die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung integriert mit einer Steuervorrichtung für sechs Lasten, die, um einen Vergleich mit der (bekannten) Vorrichtung der Figur 1 zu ermöglichen, einen Hauptcomputer sowie einen Hilfsüberwachungscomputer und sechs Steuerschaltungen 2-0 bis 2-5 der in Figur 5 beschriebenen Art aufweist. Oberflächlich gesehen besitzt die Vorrichtung somit die gleiche Konfiguration wie die der Figur 1. Es ist jedoch erkennbar, daß die SEL-Leitung zu sämtlichen Schaltungen gehört und an einen einzigen OUT-Stiftkontakt des Hauptcomputers angeschlossen ist. Zur Steuerung der Schaltungen 2-0 bis 2-5 durch den Computer werden hier nur sieben Stiftkontakte des letzteren anstelle von zwölf (IN-0 bis IN-5 und OUT-0 bis OUT-5) am Computer der Vorrichtung der Figur 1 verwendet. In entsprechender Weise benötigt der Überwachungscomputer nicht mehr als sechs Stiftkontakte anstelle von zwölf bei der Überwachung des Hauptcomputers. Dies führt zu einer Reduzierung im gleichen Ausmaß der Verdrahtungen zwischen den Computern und den Steuerschaltungen, was einen durch die Erfindung erreichten wesentlichen Vorteil darstellt. Wie vorstehend erläutert, besteht ein anderer nicht weniger wichtiger Vorteil, der durch die Erfindung erreicht wird, darin, daß die Erfindung die Unterscheidung der gesuchten Fehler ermöglicht, um die Funktionsweise der Steuerung der Stromversorgung der Lasten in einem verschlechterten Betrieb zu verbessern.
• Die Erfindung ist natürlich nicht auf die beschriebene und gezeigte Ausführungsform beschränkt. Diese ist vielmehr rein beispielhafter Natur. Auch ist die Erfindung nicht auf den vorstehend erwähnten Anwendungsfall der Steuerung der Elektroventile einer Radantiblockiervorrichtung eines Fahrzeuges beschränkt. Sie erstreckt sich vielmehr auf die Steuerung der elektrischen Stromversorgung jeder beliebigen Last, isoliert oder in einer Gruppe von solchen Lasten, die durch "intelligente" oder andere Leistungsschaltungen gesteuert wird.
• Die Erfindung ist auch nicht auf die Erfassung und Unterscheidung von maximal vier funktionellen Fehlern beschränkt. Durch die Verwendung einer zusätzlichen Wählleitung kann die maximale Zahl von erfaßbaren Fehlern beispielsweise auf 9 erhöht werden.
• Schließlich ist die Erfindung auch nicht auf eine in MOS- Technik hergestellte Vorrichtung beschränkt. Die Vorrichtung kann vielmehr bei jeder beliebigen momentanen Technik zur Erzeugung von integrierten Schaltungen, beispielsweise der TTL-Technik, Anwendung finden.

Claims (13)

1. Vorrichtung zur Erfassung und Unterscheidung von funktionellen Fehlern in mindestens einer elektrischen Stromversorgungsschaltung für eine Last, die in Reihe mit einer elektronischen Schaltung geschaltet ist, mit einem Computer (1),

einer elektronischen Schaltvorrichtung (2),

einer Steuerleitung (I/0), die an die Schaltvorrichtung vom Computer gesteuerte Schaltsignale überträgt,

einer zusätzlichen Leitung (SEL), die den Computer an die Schaltvorrichtung anschließt,

Detektionseinrichtungen (7; 8; 9), die einen Teil dieser Schaltvorrichtung bilden und mindestens einen funktionellen Fehler aus der folgenden Gruppe detektieren: Kurzschließen der Last, permanente Steuerung der Last und Öffnen der Stromversorgungsschaltung dieser Last,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Steuerleitung (I/0) eine bidirektionale Eingangs/Ausgangs-Leitung ist,

die zusätzliche Leitung (SEL) eine Wählleitung ist, die ein logisches Signal vom Computer zur Schaltvorrichtung führt,

die Schaltvorrichtung mindestens eine logische Schaltung (10) umfaßt, die über die Steuerleitung (I/0) und die Wählleitung (SEL) an den Computer und an den Ausgang der Detektionseinrichtungen (7; 8; 9) angeschlossen ist, wobei diese mindestens eine logische Schaltung (10) auf mindestens eine Kombination von logischen Signalen, die vom Computer auf die Steuer- und Wählleitung abgegeben werden, anspricht und in der Lage ist, Einrichtungen zum Aufprägen von einem von zwei logischen Zuständen auf die Steuerleitung (I/0) zu steuern,

wobei der Computer (1) Einrichtungen umfaßt, die auf den von der logischen Schaltung aufgeprägten logischen Zustand ansprechen, um den an die Steuerleitung (I/0) angeschlossenen Ein/Ausgang auf Auslesebetrieb zu stellen und über das Auslesen dieses Zustandes das Vorhandensein oder die Abwesenheit eines speziellen Fehlers, der dieser Kombination von logischen Signalen entspricht, zu identifizieren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung sieben Unterschaltungen (CO, CP, CC) aufweist, die jeweils an einen der Detektoren (7, 8, 9) angeschlossen sind, und daß der Computer (1) Einrichtungen zum Aufbauen auf jeder Leitung (I/0) und (SEL) einer Vielzahl von Serien von Logikpegeln gemäß Kombinationen von Leitung zu Leitung umfaßt, die jeweils in der Lage sind, eine der Unterschaltungen (CO, CP, CC) zu aktivieren, wobei die Unterschaltungen im aktivierten Zustand hintereinander auf den Empfang eines Signales reagieren, das von einem zugehörigen Detektor kommt, um der Leitung (I/0) einen logischen Zustand aufzuprägen, der dem empfangenen Signal entspricht, während der Computer rückgestellt wird, um den Zustand dieser Leitung zu lesen, und wobei die Serie der auf diese Weise der Leitung (I/0) von den verschiedenen Unterschaltungen aufgeprägten logischen Zustände vom Computer als repräsentative Größe für die Anwesenheit oder Abwesenheit eines speziellen Fehlers identifiziert wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der elektronische Schalter ein Transistor (4) ist, dadurch gekennzeichnet, daß einer (9) der Detektoren in bezug auf das Vorhandensein eines Überschußstromes in der vom Transistor (4) gesteuerten Schaltung empfindlich ist, so daß er ein logisches Signal auf eine Unterschaltung (CC) überträgt, die durch einen vorgegebenen Logikpegel aktiviert ist, der vom Computer auf der Leitung (SEL) aufgebaut wurde, und daß die Unterschaltung dann die Einrichtungen zum Aufprägen (11) derart steuert, daß diese der Leitung (I/0) einen vorgegebenen Logikpegel aufprägen, der eine repräsentative Größe für das Vorhandensein dieses Überschußstromes darstellt, während der Computer so eingestellt ist, daß er den Zustand dieser Leitung liest und diesen Zustand mit dem nacheinander durch die anderen Unterschaltungen der Leitung aufgeprägten Zuständen kombiniert, um hieraus die mögliche Anwesenheit eines Kurzschlusses in der Last abzuleiten.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterschaltung (CC) einen Flip-Flop (23, 24) zum Speichern des vom Detektor (9) zugeführten Signales und einen Flip-Flop (25, 26) zum Rücksetzen des Speicher-Flip-Flops auf 0 umfaßt, und zwar gesteuert durch eine Umwandlung des vom Computer der Leitung (SEL) aufgeprägten Signales.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der elektronische Schalter ein Transistor (4) ist, der auf der "Erd"- Seite der Stromversorgungsschaltung der Last mit der Last in Reihe geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß einer (8) der Detektoren in bezug auf die an dem Punkt der Stromversorgungsschaltung, der der Last (3) und dem Transistor (4) gemeinsam ist, vorhandene Spannung empfindlich ist, um ein logisches Signal auf eine Unterschaltung (CP) zu übertragen, die durch ein vorgegebenes logisches Signal, das auf der Leitung (SEL) aufgebaut ist, und durch ein anderes logisches Signal, das auf der Leitung (I/0) aufgebaut ist, aktiviert wurde, um hierdurch das Absperren des Transistors sicherzustellen, und daß das logische Signal dann von der Unterschaltung (CP) auf die Einrichtungen zum Aufprägen (11) übertragen wird, um den Aufbau eines Logikpegels auf der Leitung (I/0) zu befehlen, der vom Computer gelesen und von diesem mit den nacheinander von den anderen Unterschaltungen der Leitung aufgeprägten Pegeln kombiniert wird, um hieraus das mögliche Vorhandensein einer permanenten Steuerung der Last abzuleiten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, die für eine induktive Last eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß einer (7) der Detektoren in bezug auf eine Überschußspannung empfindlich ist, die an dem Punkt der Stromversorgungsschaltung der induktiven Last vorhanden ist, der der induktiven Last und dem Transistor (4) gemeinsam ist, um dann ein logisches Signal auf eine Unterschaltung (CO) zu übertragen, die vom Computer mit Hilfe eines vorgegebenen logischen Signales aktiviert wurde, das auf der Leitung (SEL) aufgebaut wurde, und mit Hilfe eines anderen logischen Signales, das auf der Leitung (I/0) aufgebaut wurde und in der Lage ist, das Absperren des Transistors (4) zu befehlen, und daß das dann von der Unterschaltung (CO) an die Einrichtungen zum Aufprägen (11) abgegebene logische Signal den Aufbau eines Logikpegels auf der Leitung (I/0) befiehlt, der vom Computer gelesen und mit den Pegeln kombiniert wird, die nacheinander von den anderen Unterschaltungen der Leitung (I/0) aufgeprägt wurden, um hieraus das mögliche Vorhandensein eines zufälligen Öffnens der Stromversorgungsschaltung der Last abzuleiten.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Aufprägen (11) durch eine Stromquelle gebildet sind, die zwischen die Leitung (I/0) und Erde geschaltet ist und über den Ausgang der logischen Schaltung (10) gesteuert wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer (1) eine Einrichtung (14) zum Steuern des Pegels der Leitung (I/0) umfaßt und daß eine Rücklast (13) zwischen eine Stromversorgungsschaltung der logischen Schaltung und die Leitung (I/0) zwischen den Computer und die Stromquelle geschaltet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, die für ein System eingerichtet ist, das diverse Stromversorgungsschaltungen für eine gleiche Zahl von Lasten besitzt, welche von einem einzigen Computer gesteuert werden, der periodisch den Zustand sämtlicher Schalter korrigiert, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Computer gesteuerte Sequenz der Erfassung der Fehler in bezug auf die Periodizität der Korrekturen der Zustände der Schalter eine kurze Dauer hat.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer Einrichtungen zur Erfassung eines Übersprechens in bezug auf die Steuerungen der Lasten durch Verarbeitung der Logikpegel, die vom Computer der Leitung (I/0) aufgeprägt und hieraus gelesen wurden, umfaßt.

11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (4), die Detektoren (7, 8, 9,), die logische Schaltung (10) und die zugehörigen Einrichtungen zum Aufprägen (11) für die Steuerung einer jeden Last in der Form einer Steuerschaltung (2) integriert sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (4) ein Leistungstransistor vom MOS- Typ ist und daß die Steuerschaltung (2) dann die Form einer intelligenten Leistungsschaltung besitzt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, die für ein System eingerichtet ist, das diverse Stromversorgungsschaltungen für eine gleiche Zahl von Lasten umfaßt, die durch einen einzigen Computer gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wählleitungen (SEL), die den Lasten zugeordnet sind, an einen einzigen Stiftkontakt des Computers (1) angeschlossen sind.