DE69724225T2 - Fehlerwarnung in elektronischen sensoren - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft elektronische Sensoren und insbesondere Sensorfehlersignalerzeugung.
• Seit der Einbeziehung von Elektronik in die Fahrzeugsteuerung sind mehr und mehr elektronische Sensoren erforderlich, die eine hohe Signalintegrität aufweisen. Aus diesem Grund haben Hersteller auf einem Mindestruhestrom bestanden, der durch sämtliche Sensorverbindungen, selbst den Ausgangsstift, fließt. Es ist bekannt, dass bei Signalverbindungen mit Niederspannung ein hoher Ruhestrom von mehreren Milliampere die Verbindungszuverlässigkeit verbessert. Um diesen Strom zu garantieren, weist der Ausgangsstift entweder einen Endwiderstand oder einen Pull-Down-Widerstand auf der innerhalb der überwachenden ECU angeschlossen ist. Dieser Ausgangslastwiderstand weist den Vorteil auf, dass das überwachte Signal, wenn die Ausgangsverbindung am Sensor in einen Ausschaltzustand schaltet, in ein Fehlerband (d. h. einen Spannungspegel außerhalb des normalen Sensorbetriebsbereichs) gezogen wird, wodurch eine Erfassung des Fehlers ermöglicht wird. Um diesen erhöhten Ausgangsstrom bereitzustellen, während eine große Spannungsschwankung am Ausgang aufrecht erhalten wird, ist es üblich, dass Gegentaktausgangsstufen verwendet werden, die aus zwei Transistoren bestehen. 1a und 1b der beigefügten Zeichnungen zeigen zwei typische Konfigurationen, die auf diesem Gebiet bekannt sind.
• Während der vorangehende Lastwiderstand den Ausgangsausschaltfehler behebt, verursacht er andere Fehlererfa sungsprobleme. Wenn zum Beispiel einer der beiden Stromversorgungsstifte im Ausschaltzustand ist, ist es möglich, dass genügend Strom über den Ausgangsstift zurück in den Sensor fließt, um ein Ausgangssignal im normalen Betriebsbereich zu erzeugen, wodurch es schwierig wird, den Fehler zu erfassen.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dieses Problem zu überwinden oder zu mildern.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Ausgangsstufe für einen elektronischen Sensor geschaffen, die zwei in Reihe geschaltete Transistoren zur Bildung einer Gegentaktschaltung zwischen einem Paar Stromversorgungsleitungen, die mit einer festen Versorgungsspannung betrieben werden, und eine Sensorausgangsleitung umfasst, die mit der Verbindung dieser beiden Transistoren verbunden ist, wobei jeder Transistor dafür ausgelegt ist, über eine entsprechende Antriebsleitung von einem verstärkten Sensoreingangssignal angetrieben zu werden, und die des Weiteren ein Erfassungsmittel umfasst, um einen Ausschaltzustand in einer der beiden Versorgungsleitungen zu erfassen und den Signalantrieb zu dem einen der beiden Transistoren, der mit der Versorgungsleitung verbunden ist, in einer Weise abzuschalten, dass eine Rückspeisung vom Antrieb des Sensors über die Sensorausgangsleitung verhindert wird.
• Dementsprechend ist eine Ausgangsstufe gemäß dieser Erfindung mit einem Erfassungsmittel zur Erfassung eines Ausschaltzustands in einer der beiden Versorgungsleitungen und zur Abschaltung des Ausgangsantriebs in einer Weise, dass eine Rückspeisung vom Antrieb des Sensors verhindert wird, ausgestattet.
• Ein System gemäß der Erfindung weist den Vorteil auf, dass alle Ausschaltverbindungsfehler von dem Ausgangssignal erfasst werden können, das sich in einen Fehlerbandspannungsbereich bewegt.
• Wenn sie auf den spezifischen Kontext eines Bremsklotzverschleiß-Sensors angewendet wird, kann die vorliegende Erfindung dafür verwendet werden, den Fehler einer der beiden Versorgungsleitungen, die in den Sensor führen, zu erfassen und die Ausgangsantriebsstufe auszuschalten, um einen umgekehrten Stromfluss von dem Ausgangsstift, der verursacht, dass die Ausgangsspannung in ihrem normalen Betriebsband bleibt, zu verhindern.
• Vorteilhafterweise umfasst das Erfassungsmittel einen Schalter, der auf eine Spannungsdifferenz zwischen zwei Schaltkreispunkten reagiert, die bei Vorhandensein eines Versorgungsausschaltzustandes auftritt.
• Bei einigen Ausführungsformen kann das Erfassungsmittel zwei Schalter umfassen, die beide auf eine Spannungsdifferenz zwischen zwei Schaltkreispunkten reagieren, die bei Vorhandensein eines Ausschaltzustandes in einer entsprechenden Versorgungsleitung der beiden Versorgungsleitungen auftritt.
• Vorteilhafterweise ist die Sensorausgangsleitung über entsprechende Widerstände mit gegenüberliegenden Anschlussklemmen einer zweiten Spannungsversorgungsquelle verbunden.
• Die Erfindung wird im Folgenden weiter nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, bei denen:
• 1a und 1b bekannte Schaltkreise veranschaulichen; und
• 2 eine Ausführungsform eines Schaltkreises in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, angewendet auf einen Bremsklotzverschleißsensor eines Fahrzeugbremssteuersystems.
• Der Betrieb wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, obwohl er auf beide Schaltkreise aus 1 und auf viele andere Ausgangsstufenkonfigurationen angewendet werden könnte.
• 2 zeigt einen Sensor 8, bei dem ein Eingangssignal I von einem regelbaren Widerstand 10, der an eine Spannungsversorgung angeschlossen ist, durch einen Verstärker 12 gepuffert wird, wobei das Ausgangssignal P von dem Verstärker 12 über ein Vorwiderstandsnetzwerk R₁, R₂, R₃, R₄, das zwischen den ersten Spannungsversorgungsschienen 31, 33 angeschlossen ist, eine Ausgangsstufe antreibt, die zwei Ausgangstransistoren 14, 16 umfasst. Diese Teile bilden zusammen einen Puffer, der den Ausgangsstrom bereitstellen kann, der für den Sensor an einer Leitung 34 erforderlich ist, und ermöglichen, dass der Ausgang ziemlich nahe an den Versorgungsschienen schwankt. Die Ausgangsleitung/der Ausgangsstift 34 des Sensors ist mit der Verbindung des Endwiderstands 24 und des Pull-Down-Widerstands 26 verbunden, die extern vom Sensor 8 zwischen den zweiten Spannungsversorgungsleitungen 36, 38 in Reihe angeschlossen sind.
• Unter einer Ausschaltzustand-Versorgungsverbindung 18 in der Leitung 31 erfasst ein erstes Schaltelement A eine Spannungsverringerung zwischen den Punkten 20 und 22 über eine Eingangsleitung 40. Diese Spannungsverringerung ist dafür ausgelegt, das Schaltelement A mit Hilfe eines herkömmlichen, an sich bekannten Schaltungsverknüpfung zu öffnen, um eine Rückspeisung über die Ausgangsleitung/den Ausgangsstift 34 vom Antrieb des Schaltkreises zu stoppen, wodurch daher der Strom, der von dem Endwiderstand 24 gezogen wird, reduziert wird. Dieser Vorgang hält das Ausgangssignal außerhalb seines normalen Betriebsbereichs.
• Es ist erforderlich, dass der Sensor 8 als Teil der Ausgangslast mit dem Pull-Down-Widerstand 26 arbeitet. Unter diesen Bedingungen ist ein Versagen der 0_v-Verbindung 28 (Leitung 33) dafür ausgelegt, von einem zweiten Schaltelement B über eine Eingangsleitung 42 erfasst zu werden. Eine Verringerung der Spannung zwischen Punkt 30 und 32 ist dafür ausgelegt, erfasst zu werden, und Schaltelement B ist dafür ausgelegt, geöffnet zu werden. Dieser Vorgang verhindert wie bei dem Schaltelement A, dass eine Rückspeisung von dem Pull-Down-Widerstand 26 einer Rückweg für den Sensorstrom bereitstellt, wodurch das Ausgangssignal außerhalb seines Betriebsbandes gehalten wird.

Claims (5)

1. Ausgangsstufe für einen elektronischen Sensor, die zwei in Reihe geschaltete Transistoren (14, 16) zur Bildung einer Gegentaktschaltung zwischen einem Paar Stromversorgungsleitungen (31, 33), die mit einer festen Versorgungsspannung zwischen denselben betrieben werden, und eine Sensorausgangsleitung (34) umfasst, die mit der Verbindung dieser beiden Transistoren (14, 16) verbunden ist, wobei jeder Transistor (14, 16) dafür ausgelegt ist, über eine entsprechende Antriebsleitung (40, 42) von einem verstärkten Sensoreingangssignal (I) angetrieben zu werden, und die des Weiteren ein Erfassungsmittel (A, B) umfasst, um einen Ausschaltzustand in einer der beiden Versorgungsleitungen (31, 33) zu erfassen und den Signalantrieb zu dem einen der beiden Transistoren (14, 16), der mit der Versorgungsleitung verbunden ist, in einer Weise abzuschalten, dass eine Rückspeisung vom Antrieb des Sensors über die Sensorausgangsleitung (34) verhindert wird.
2. Ausgangsstufe nach Anspruch 1, wobei das Erfassungsmittel ein erstes Schaltelement (A) umfasst, das auf eine Spannungsdifferenz zwischen zwei Schaltkreispunkten (20, 22) reagiert, die bei Vorhandensein eines Versorgungsausschaltzustandes auftritt.
3. Ausgangsstufe nach Anspruch 1, wobei das Erfassungsmittel zwei Schaltelemente (A, B) umfasst, die beide auf eine Spannungsdifferenz zwischen zwei Schaltkreispunkten (20, 22; 30, 32) reagieren, die bei Vorhandensein eines Ausschaltzustandes in einer entsprechenden der beiden Versorgungsleitungen auftritt.
4. Ausgangsstufe nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Sensor ein Bremsklotzverschleißsensor ist und dessen verstärktes Sensoreingangssignal von einem Pufferverstärker (12) erhalten wird, der ein Eingangssignal (I) empfängt, das von einem regelbaren Widerstand (10) abgeleitet wird.
5. Ausgangsstufe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Sensorausgangsleitung (34) über entsprechende Widerstände (24, 26) an gegenüberliegende Anschlussklemmen einer zweiten Spannungsversorgungsquelle (36, 38) angeschlossen ist.