WO2009015925A1 - Elektronische überwachungsschaltung zur überwachung der elektrischen verbindung von mindestens zwei geräten - Google Patents

Elektronische überwachungsschaltung zur überwachung der elektrischen verbindung von mindestens zwei geräten Download PDF

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WO2009015925A1
WO2009015925A1 PCT/EP2008/056792 EP2008056792W WO2009015925A1 WO 2009015925 A1 WO2009015925 A1 WO 2009015925A1 EP 2008056792 W EP2008056792 W EP 2008056792W WO 2009015925 A1 WO2009015925 A1 WO 2009015925A1
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monitoring circuit
electronic monitoring
electronic
circuit according
test signal
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PCT/EP2008/056792
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Michael Kutzner
Jochen Beuss
Nathan Zambou
Valentina Suchanow
Peter Handtke
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Continental Teves Ag & Co. Ohg
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Publication date
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    • G01R31/005—Testing of electric installations on transport means

Definitions

  • Electronic monitoring circuit for monitoring the electrical connection of at least two devices
  • the invention relates to an electronic monitoring circuit according to the preamble of claim 1 and their use in motor vehicles.
  • the supply lines are generally resistive. This line resistance as well as resistors e.g. caused by connectors lead to voltage drops across the lines and their connections. These voltage drops can lead to an undue influence on the signals as a result of any overcoupling on signal lines. Either the voltage drops can be detected and compensated via supply lines or it is assumed a slight influence Fig. 1-3. Disadvantage in the assumption of the slight influence Fig. 2 is the non-recognizability of resistance increases in no longer negligible areas. Otherwise, additional sense lines are needed to measure the line resistance of the supply lines.
  • the object of the invention has been made to propose an electronic monitoring circuit, by which the electrical connection between two devices can be monitored via at least two supply lines, without additional lines must be used for monitoring.
  • the invention is based on the idea of proposing an electronic monitoring circuit which is connected to at least one first supply line, wherein the first and a second supply line connect at least two devices and at least one of the devices is supplied with electrical energy via these supply lines.
  • the electronic monitoring circuit has electronic means for generating a test signal which is transmitted in series via the first and second supply lines.
  • the monitoring circuit has electronic means for evaluating a response signal of the test signal. In particular, the line impedance or the effective resistance of the line impedance is determined.
  • the line impedance preferably comprises the impedances of the two supply lines and in particular additionally the relevant with respect to these two line connections internal impedance of at least one device connected by means of these two supply lines.
  • the line impedance refers only to the effective resistance. In this case, no reactive resistance components are detected by the monitoring circuit.
  • the term "line impedance" very particularly preferably understood the line impedance.
  • the test signal is preferably a current signal, in particular a test current pulse, alternatively preferably a voltage signal, in particular a test voltage pulse or a square-wave voltage signal.
  • control unit comprises circuit means with which at least at defined times at least one test signal, in particular a test current or a test current pulse, is transmitted in series via at least the first and the second supply line
  • evaluation unit comprises circuit means with which the Response signal of the test signal is evaluated.
  • the evaluation unit evaluates the response signal of the test signal in particular at least with respect to one of the following variables: amplitude, duration of a response pulse and / or decay behavior of the response signal. From these quantities, the impedance of the supply lines, in particular of the supply circuit, to be calculated.
  • the test signal preferably has a test current pulse which has an inverse current direction to the current direction of the supply current through the first and the second supply line.
  • the first device is preferably an electronic control unit which supplies at least the second device with electrical energy.
  • the electronic monitoring unit is expediently integrated in the electronic control unit.
  • the second device has an internal resistance, which in the case of a reverse polarity, in particular caused by the test signal or the test current pulse, the supply voltage applied to the supply lines is essentially determined by the resistance of a conductive diode path or a p-n junction.
  • the drive unit preferably has at least one bootstrap capacitor and / or a voltage source for generating the test current pulse.
  • the electrical response signal of the test signal detected by the evaluation unit is expediently digitized and measured in an analog-to-digital converter, which is in particular part of the evaluation unit or alternatively preferably in an electronic control unit, in particular outside the monitoring circuit is arranged.
  • the second device is preferably an active sensor, in particular a ratiometric sensor. Particularly preferably, this sensor has a freewheeling diode and / or a Zener diode as overload protection.
  • the sensor very particularly preferably provides the evaluation device, in particular an electronic control unit connected to it, with at least one reference voltage and / or a reference current for measurement and sensor signal evaluation, at least via a supply line.
  • the invention also relates to the use of the electronic monitoring circuit in motor vehicles, in particular in an electronic control unit which is connected by means of at least the first and the second supply line to a sensor.
  • the electronic monitoring circuit is used for monitoring the resistive connection line state of the supply lines.
  • This very particularly preferably relates to the supply lines to sensors, such as pressure sensors, displacement sensors, speed and acceleration sensors, which are designed as active sensors.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment for monitoring the supply lines 5, 6 between device 1 and device 2 by means of two additional sense lines 3, 4,
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment in which devices 1 and 2 are connected only by means of the two supply lines 5, 6 and a measuring line 7, wherein the measuring line voltage signal is evaluated at an A / D converter and the respectively on the supply lines 5, 6 applied voltages are used as reference voltages for the A / D converter,
  • FIG. 4 shows two alternative embodiments of the device 2, for example, a sensor, each with a bypass, realized by a freewheeling diode 8 and a Zener diode 9, when applying a, opposite the supply voltage poled, voltage,
  • FIG. 5 shows an exemplary monitoring circuit A, comprising a drive unit F comprising bootstrap capacitor C1 and a transistor T1, which can generate a test signal by means of a control 10 by an electronic control unit, which comprises a current pulse Ip having an inverse direction to the supply current, and an evaluation unit G comprising the electronic see components around transistor T2, wherein the evaluation evaluates the voltage drop caused by the current through Rl to Rl, further comprising the measuring points C and D,
  • FIG. 6 shows an alternative monitoring circuit example B, in which the evaluation unit G performs a direct voltage measurement at measuring point C, furthermore monitoring circuit B comprises the measuring point E,
  • FIG 10 shows an embodiment of an evaluation unit G with the resistors R A and R B for setting the test threshold voltage.
  • the common resistance of the supply lines 5, 6 and the connectors and other contact points located in this supply circuit can be detected by means of a test current pulse. be detected or calculated, or it can be checked whether this common resistance is below a defined maximum allowable resistance. This is done without additional sense lines with the minimum number of required lines or only by means of the two supply lines 5 and 6.
  • This test current pulse is designed, for example, such that the non-linear behavior of the diode path of diode 8 device 2 allows detection of the linear resistance behavior.
  • Device 2 is an example of a sensor.
  • FIGS. 5 and 6 illustrate two alternative embodiments of the electronic monitoring circuit.
  • a test signal or a test current pulse Ip is generated in the illustrated direction and driven via supply lines 5 and 6 by device 2, not shown.
  • Device 2 is exemplified as illustrated in one of the embodiments of FIG. 4.
  • Test current pulse Ip is dependent on the non-linear behavior of the diode path of the device 2, not shown, and in particular on the resistive behavior of the connection or the supply lines 5, 6 between device 1 and device 2, which is to be evaluated.
  • the load current I L of the device 2 is interrupted by means of transistor T3 so that it does not affect Ip.
  • Test current pulse Ip is generated by means of the electronic components Tl, Cl and Rl. Resistor Rx here serves only for the decoupling of supply voltage Vcc. By switching Tl causes a discharge of the bootstrap capacitor Cl, the test current pulse Ip, whose history can be influenced by Rl.
  • the evaluation of the test current pulse Ip takes place by means of the evaluation unit G, comprising the electronic components T2, R2, R3, R4, C2, as shown by way of example in FIG. According to the design of the resistors R3, R4 and the capacitor C2 the current can be converted into a voltage at measuring point D.
  • This voltage contains both the information regarding the achievement of a resistance tolerance threshold and the resistance value of the connection or the supply lines between device 1 and device 2.
  • Evaluation element 11 in the monitoring circuits A and B also corresponds, for example, to a connection or a connection to the electronic control unit, which evaluates, in particular digitizes, the respective electrical signal at measuring point D or E.
  • the evaluation unit G comprising, for example, the illustrated circuit of the electronic components R2, R3, R4, C2 and transistor T2, also converts the voltage which is produced by the current Ip at measuring point C into a signal which contains both of the above information ,
  • Typical signal curves of the voltage signals at the measuring points C to E are shown in FIGS. 7 to 9. It is shown that, depending on the wiring of transistor T2, the 'logic' of the evaluation can be influenced. If an exemplary evaluation unit G according to FIG. 10 is used to convert the analogue voltage profile at measuring points D and F into a digital pulse signal for evaluation at a microcontroller or an electronic control unit, then so can be set by Ra and Rb a detection threshold.
  • the monitoring circuit A according to FIG. 5 thus causes a current pulse signal at evaluation element 11, which represents an interface to the electronic control unit, whenever a permissible line resistance has been tested.
  • monitoring circuit B according to FIG. 6, for example only causes a pulse signal to be output to evaluation element 11, which accordingly constitutes an interface to the electronic control unit, if an unacceptable line resistance has been detected.
  • a ratiometric sensor which, by way of example, has a Zener diode on its supply lines for producing its ESD resistance (electrostatic discharge), is monitored by means of the monitoring circuit A according to FIG. Periodically, the sensor is now disconnected from the supply and applied with test current pulse Ip. As long as the line resistance of the supply lines remains below a critical resistance value, the evaluation unit G according to FIG. 10 always produces a digital pulse which serves to confirm this function.
  • the number of electrical connection lines to the sensor is three: one for supply and voltage reference, one for ground and one for signal transmission.

Abstract

Elektronische Überwachungsschaltung (A, B) zur Überwachung der elektrischen Verbindung von mindestens zwei Geräten (1, 2), welche zumindest mittels einer ersten (5) und einer zweiten (6) Versorgungsleitung verbunden sind, wobei über diese beiden Versorgungsleitungen (5, 6) wenigstens eines der Geräte (2) mit elektrischer Energie versorgt wird und wobei die elektronische Überwachungsschaltung (A, B) mit einer der Versorgungsleitungen (5) verbunden ist, wobei die Überwachungsschaltung (A, B) eine Ansteuerungseinheit (F) zur Erzeugung eines Testsignals (Ip) zur Prüfung der Leitungsimpedanz (R VL) der Versorgungsleitungen (5, 6) und eine Auswerteeinheit (G) zur Auswertung eines Antwortsignals des Testsignals umfasst.

Description

Elektronische ÜberwachungsSchaltung zur Überwachung der e- lektrischen Verbindung von mindestens zwei Geräten
Die Erfindung betrifft eine elektronische Überwachungsschaltung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 sowie deren Verwendung in Kraftfahrzeugen.
Es ist bekannt, mittels Versorgungsleitungen zwischen verschiedenen Geräten elektrische Energie sowie Information zu übertragen. Die Versorgungsleitungen sind im Allgemeinen widerstandsbehaftet. Dieser Leitungswiderstand sowie Widerstände die z.B. durch Steckverbinder entstehen, führen zu Spannungsabfällen über den Leitungen sowie deren Verbindungen. Diese Spannungsabfälle können in Folge einer beliebigen Überkopplung auf Signalleitungen zu einer unzulässigen Beeinflussung der Signale führen. Entweder können die Spannungsabfälle über Versorgungsleitungen erfasst und kompensiert werden oder es wird von einer geringen Beeinflussung ausgegangen Fig. 1-3. Nachteil bei der Annahme der geringen Beeinflussung Fig. 2 ist die Nichterkennbarkeit von Widerstandsanstiegen in nicht mehr vernachlässigbare Bereiche. Andernfalls benötigt man zusätzliche Senseleitungen zur Messung des Leitungswiderstandes der Versorgungsleitungen.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine elektronische Überwachungsschaltung vorzuschlagen, durch welche die elektrische Verbindung zwischen zwei Geräten über zumindest zwei Versorgungsleitungen überwacht werden kann, ohne dass zusätzliche Leitungen zur Überwachung verwendet werden müssen .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die elektronische Überwachungsschaltung gemäß Anspruch 1.
Der Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, eine elektronische Überwachungsschaltung vorzuschlagen, welche mit zumindest einer ersten Versorgungsleitung verbunden ist, wobei die erste und eine zweite Versorgungsleitung zumindest zwei Geräte miteinander verbinden und wenigstens eines der Geräte über diese Versorgungsleitungen mit elektrischer Energie versorgt wird. Die elektronische Überwachungsschaltung weist elektronische Mittel zur Erzeugung eines Testsignals auf, welches in Reihe über die erste und die zweite Versorgungsleitung übertragen wird. Außerdem weist die Überwachungsschaltung elektronische Mittel zur Auswertung eines Antwortsignals des Testsignals auf. Dabei wird insbesondere die Leitungsimpedanz oder der Wirkwiderstand der Leitungsimpedanz ermittelt.
Die Leitungsimpedanz umfasst bevorzugt die Impedanzen der beiden Versorgungsleitungen sowie insbesondere zusätzlich die bezüglich dieser beiden Leitungsanschlüsse relevante Innenimpedanz wenigstens eines mittels dieser beiden Versorgungsleitungen angeschlossenen Gerätes. Besonders bevorzugt bezieht sich die Leitungsimpedanz lediglich auf den Wirkwiderstand. Dabei werden keine Blindwiderstandsanteile durch die Überwachungsschaltung erfasst. Unter dem Begriff Leitungsimpedanz wird ganz besonders bevorzugt der Wirkwider- stand der Leitungsimpedanz verstanden.
Durch die Auswertung des Testsignals können elektrische Eigenschaften der Versorgungsleitungen bestimmt werden, insbesondere der Leitungswiderstand. Hierdurch lassen sich Störungen auf den Versorgungsleitungen oder Defekte der Versorgungsleitungen feststellen. Mit der Information über den aktuellen Leitungswiderstand der Versorgungsleitungen kann eine ratiometrische Messung angepasst werden, insbesondere ein elektrischer Referenzwert für eine ratiometrische Messung, welcher über eine der Versorgungsleitungen bereitgestellt wird.
Das Testsignal ist bevorzugt ein Stromsignal, insbesondere ein Teststromimpuls, alternativ vorzugsweise ein Spannungssignal, insbesondere ein Testspannungsimpuls oder ein Rechteckspannungssignal .
Es ist zweckmäßig, dass die Ansteuerungseinheit Schaltungsmittel umfasst, mit denen zumindest zu definierten Zeitpunkten wenigstens ein Testsignal, insbesondere ein Teststrom bzw. ein Teststromimpuls, über zumindest die erste und die zweite Versorgungsleitung in Reihe übertragen wird, und die Auswerteeinheit Schaltungsmittel umfasst, mit denen das Antwortsignal des Testsignal ausgewertet wird. Die Auswerteeinheit wertet das Antwortsignal des Testsignals insbesondere zumindest bezüglich einer der folgenden Größen aus: Amplitude, Zeitdauer eines Antwortpulses und/oder Abklingverhalten des Antwortsignals. Aus diesen Größen kann die Impedanz der Versorgungsleitungen, insbesondere des Versor- gungsstromkreises, berechnet werden.
Das Testsignal weist bevorzugt einen Teststromimpuls auf, der eine inverse Stromrichtung zur Stromrichtung des Versorgungsstroms durch die erste und die zweite Versorgungsleitung aufweist.
Das erste Gerät ist vorzugsweise eine elektronische Kontrolleinheit, welche zumindest das zweite Gerät mit elektrischer Energie versorgt.
Die elektronische Überwachungseinheit ist zweckmäßigerweise in der elektronischen Kontrolleinheit integriert.
Es ist bevorzugt, dass das zweite Gerät einen Innenwiderstand aufweist, welcher im Fall einer Verpolung, insbesondere hervorgerufen durch das Testsignal bzw. den Teststromimpuls, der an den Versorgungsleitungen anliegenden Versorgungsspannung im Wesentlichen vom Widerstand einer leitfähigen Diodestrecke bzw. eines p-n-Übergangs bestimmt wird.
Die Ansteuerungseinheit weist vorzugsweise zumindest einen Bootstrap-Kondensator und/oder eine Spannungsquelle zur Erzeugung des Teststromimpulses auf.
Das von der Auswerteeinheit erfasste elektrische Antwortsignal des Testsignals wird zweckmäßigerweise in einem Analog- Digitalwandler digitalisiert und gemessen, welcher insbesondere Teil der Auswerteeinheit ist oder alternativ vorzugsweise in einer elektronischen Kontrolleinheit, insbesondere außerhalb der Überwachungsschaltung, angeordnet ist.
Das zweite Gerät ist bevorzugt ein aktiver Sensor, insbesondere ein ratiometrischer Sensor. Besonders bevorzugt weist dieser Sensor eine Freilaufdiode und/oder eine Zenerdiode als Überlastschutz auf. Der Sensor stellt ganz besonders bevorzugt dem Auswertegerät, insbesondere einer mit ihm verbundenen elektronischen Kontrolleinheit, zumindest über eine Versorgungsleitung wenigstens eine Referenzspannung und/oder einen Referenzstrom zur Messung und Sensorsignalauswertung zur Verfügung.
Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung der elektronischen Überwachungsschaltung in Kraftfahrzeugen, insbesondere in einer elektronischen Kontrolleinheit, welche mittels zumindest der ersten und der zweiten Versorgungsleitung mit einem Sensor verbunden ist. Besonders bevorzugt wird die e- lektronische Überwachungsschaltung zur Überwachung des re- sistiven Verbindungsleitungszustands der Versorgungsleitungen verwendet. Dies betrifft ganz besonders bevorzugt die Versorgungsleitungen zu Sensoren, wie Drucksensoren, Wegsensoren, Geschwindigkeits- und Beschleunigungssensoren, welche als aktive Sensoren ausgebildet sind.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgenden Beschreibungen von Ausführungsbeispielen an Hand von Figuren.
Es zeigen in schematischer Darstellung Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel für Überwachung der Versorgungsleitungen 5, 6 zwischen Gerät 1 und Gerät 2 mittels zwei zusätzlichen Senseleitungen 3, 4,
Fig. 2 eine beispielhaft Ausführung bei welcher Geräte 1 und 2 nur mittels der beiden Versorgungsleitungen 5, 6 und einer Messleitung 7 verbunden sind, wobei das Messleitungs-Spannungssignal an einem A-/D- Wandler ausgewertet wird und die jeweils an den Versorgungsleitungen 5, 6 anliegenden Spannungen als Referenzspannungen für den A-/D-Wandler verwendet werden,
Fig. 3 die parasitären Widerstände RPi, RL, Rp2 einer beispielhaften Versorgungsleitung 5,
Fig. 4 zwei alternative Ausführungsbeispiele des Geräts 2, beispielgemäß ein Sensor mit jeweils einem Bypass, realisiert durch eine Freilaufdiode 8 bzw. eine Zenerdiode 9, bei Anliegen einer, gegenüber der Versorgungsspannung verpolten, Spannung,
Fig. 5 eine beispielhafte Überwachungsschaltung A, mit einer Ansteuerungseinheit F umfassend Bootstrap- Kondensator Cl und einen Transistor Tl, welcher mittels einer Ansteuerung 10 durch eine elektronische Kontrolleinheit ein Testsignal erzeugen kann, welcher einen Stromimpuls Ip umfasst, der eine zum Versorgungsstrom inverse Richtung aufweist, und einer Auswerteeinheit G umfassend die elektroni- sehen Bauelemente um Transistor T2, wobei die Auswerteeinheit den durch den Strom durch Rl an Rl hervorgerufenen Spannungsabfall auswertet, des weiteren umfassend die Messstellen C und D,
Fig. 6 ein alternatives Überwachungsschaltungsbeispiel B, bei welchem die Auswerteeinheit G eine direkte Spannungsmessung an Messstelle C durchführt, des Weiteren umfasst Überwachungsschaltung B die Messstelle E,
Fig. 7 beispielgemäße Spannungsverläufe an Messstelle C, wobei erkennbar ist, dass mit zunehmendem Wirkwiderstand RVL der Leitungsimpedanz die Spannungsamplitude negativer bzw. größer mit negativem Vorzeichen wird und die Schwelle Ul entsprechend deutlicher unterschreitet,
Fig. 8 beispielgemäße Spannungsverläufe an Messstelle D der beispielhaften Überwachungsschaltung A, wobei mit zunehmendem Wirkwiderstand RVL der Leitungsimpedanz die zugehörige Kurve flacher und weniger negativ ausgebildet ist und somit Spannungsschwelle U2 schwerer oder nicht unterschreitet, woraus zu schließen ist, dass der Wirkwiderstand RVL der Leitungsimpedanz nicht akzeptabel (nio) ist,
Fig. 9 beispielhafte Spannungsverläufe an Messstelle E der beispielhaften Überwachungsschaltung B, wobei mit zunehmendem Wirkwiderstand RVL der Leitungsim- pedanz die zugehörige Kurve negativer ausgebildet ist bzw. einen Spannungseinbruch aufweist und somit Spannungsschwelle U3 schwerer oder nicht überschreitet, woraus zu schließen ist, dass der Wirkwiderstand RVL der Leitungsimpedanz nicht akzeptabel (nio) ist, wogegen bei relativ geringem Wirkwiderstand RVL der Leitungsimpedanz die Spannungskurve relativ flach ausgebildet ist und die Spannungsschwelle U3 überschreitet und somit ein zulässiger (io) Wirkwiderstand RVL der Leitungsimpedanz erkennbar ist,
Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel einer Auswerteeinheit G mit den Widerständen RA und RB zur Einstellung der TestschwellenSpannung .
Im Fall, dass Gerät 2 wie in Fig. 4 beispielgemäß dargestellt, über eine Freilaufdiode 8 oder eine Zenerdiode 9 verfügt, kann mittels eines Teststromimpulses der gemeinsame Widerstand der Versorgungsleitungen 5, 6 sowie der Verbinder und sonstiger Kontaktstellen, die sich in diesem Versorgungsstromkreis befinden, erfasst bzw. berechnet werden bzw. es kann geprüft werden, ob dieser gemeinsame Widerstand unterhalb eines definierten, maximal zulässigen Widerstands liegt. Dies erfolgt ohne zusätzliche Senseleitungen mit der minimalen Anzahl erforderlicher Leitungen bzw. nur mittels der beiden Versorgungsleitungen 5 und 6.
Dieser Teststromimpuls ist beispielgemäß derart gestaltet, dass das nichtlineare Verhalten der Diodenstrecke von Diode 8 Geräts 2 eine Erkennung des linearen Widerstandsverhaltens ermöglicht. Gerät 2 ist beispielhaft ein Sensor.
Fig. 5 und 6 veranschaulichen zwei alternative Ausführungsbeispiele der elektronischen Überwachungsschaltung. In beiden Ausführungsbeispielen wird ein Testsignal bzw. ein Teststromimpuls Ip mit der veranschaulichten Richtung erzeugt und über Versorgungsleitungen 5 und 6 durch nicht dargestelltes Gerät 2 getrieben. Gerät 2 ist dabei beispielgemäß wie in einem der Ausführungsbeispiele aus Fig. 4 veranschaulicht ausgebildet. Teststromimpuls Ip ist abhängig vom nichtlinearen Verhalten der nicht dargestellten Diodenstrecke des Gerätes 2, sowie im Besonderen vom resistiven Verhalten der Verbindung bzw. der Versorgungsleitungen 5, 6 zwischen Gerät 1 und Gerät 2, welches ausgewertet werden soll. Zur Einstellung des Teststromimpulses Ip wird beispielgemäß der Laststrom IL des Gerätes 2 mittels Transistors T3 unterbrochen, damit dieser Ip nicht beeinflusst. Ist die Beeinflussung unerheblich, kann alternativ gemäß eines nicht dargestellten Ausführungsbeispiels auf diese Trenn-Maßnahme verzichtet werden. Teststromimpuls Ip wird mittels der e- lektronischen Bauelemente Tl, Cl und Rl erzeugt. Widerstand Rx dient hierbei lediglich der Entkopplung von Versorgungsspannung Vcc. Durch Schalten von Tl verursacht eine Entladung des Bootstrap-Kondensators Cl den Teststromimpuls Ip, dessen Verlauf durch Rl beeinflusst werden kann. Die Auswertung des Teststromimpulses Ip erfolgt mittels der Auswerteeinheit G, umfassend die elektronischen Bauelemente T2, R2, R3, R4, C2, wie in Fig. 5 beispielhaft gezeigt. Entsprechend der Auslegung der Widerstände R3, R4 und des Kondensators C2 kann der Strom in eine Spannung an Messstelle D umgewandelt werden. Diese Spannung enthält sowohl die Information bezüglich des Erreichens einer Widerstandstoleranzschwelle sowie des Widerstandswertes der Verbindung bzw. der Versorgungsleitungen zwischen Gerät 1 und Gerät 2. Die Ansteuerung der Transistoren Tl und T3 erfolgt in Überwachungsschaltungen A und B jeweils durch ein Ansteuerungselement 10, welches beispielgemäß einen Anschluss bzw. einen Ausgangstreiber einer elektronischen Kontrolleinheit repräsentiert, welche die Ü- berwachung der elektrischen Verbindung zwischen Geräten 1 und 2 steuert bzw. regelt. Auswerteelement 11 in den Überwachungsschaltungen A und B entspricht beispielgemäß ebenfalls einen Anschluss bzw. eine Verbindung mit der elektronischen Kontrolleinheit, welche das jeweilige elektrische Signal am Messpunkt D bzw. E auswertet, insbesondere digitalisiert.
In Fig. 6 wandelt Auswerteeinheit G, beispielgemäß umfassend die veranschaulichte Schaltung der elektronischen Bauelemente R2 , R3, R4 , C2 und Transistor T2 die Spannung, die durch den Strom Ip an Messstelle C entsteht, ebenfalls in ein Signal um, das beide obigen Informationen enthält.
Typische Signalverläufe der Spannungssignale an den Messstellen C bis E sind in Fig. 7 - 9 dargestellt. Es wird gezeigt, dass abhängig von der Beschaltung von Transistor T2 die , Logik' der Auswertung beeinflusst werden kann. Verwendet man eine beispielhafte Auswerteeinheit G nach Fig. 10 um den analogen Spannungsverlauf an Messstellen D und F in ein digitales Impulssignal zur Auswertung an einem Mikrokontrol- ler bzw. eine elektronische Kontrolleinheit zu wandeln, so lässt sich mittels Ra und Rb eine Erkennungsschwelle einstellen .
Die Überwachungsschaltung A nach Fig. 5 verursacht somit an Auswertungselement 11, welches eine Schnittstelle zur elektronischen Kontrolleinheit darstellt, immer dann ein Stromimpulssignal, wenn ein zulässiger Leitungswiderstand getestet wurde. Dagegen verursacht die Überwachungsschaltung B gemäß Fig. 6 beispielgemäß nur dann an Auswertungselement 11, welches entsprechend eine Schnittstelle zur elektronischen Kontrolleinheit darstellt, ein Impulssignal, wenn ein nicht zulässiger Leitungswiderstand erkannt wurde.
Weiterhin ist es möglich aus der Impulslänge, sofern er in diesem Fall auftritt, auf den tatsächlichen Widerstand der Verbindung bzw. der Versorgungsleitungen zu schließen.
In einem weiteren, nicht dargestellten, Ausführungsbeispiel wird ein ratiometrischer Sensor, der beispielhaft zur Herstellung seiner ESD - Festigkeit (electrostatic discharge) an seinen Versorgungsleitungen eine Zehnerdiode aufweist, mittels der Überwachungsschaltung A nach Fig. 5 überwacht. Periodisch wird der Sensor nun von der Versorgung getrennt und mit Teststromimpuls Ip beaufschlagt. Solange der Leitungswiderstand der Versorgungsleitungen unterhalb eines kritischen Widerstandswertes bleibt, entsteht durch die Auswerteeinheit G gemäß Fig. 10 immer ein digitaler Puls, der zur Bestätigung dieser Funktion dient. Die Anzahl der elektrischen Verbindungsleitungen zum Sensor beträgt dabei drei: eine zur Versorgung und zur Spannungsreferenz, eine für Masse und eine zur Signalübertragung.

Claims

Patentansprüche
1. Elektronische Überwachungsschaltung (A, B) zur Überwachung der elektrischen Verbindung von mindestens zwei Geräten (1, 2), welche zumindest mittels einer ersten
(5) und einer zweiten (6) Versorgungsleitung verbunden sind, wobei über diese beiden Versorgungsleitungen (5, 6) wenigstens eines der Geräte (2) mit elektrischer E- nergie versorgt wird und wobei die elektronische Überwachungsschaltung (A, B) mit einer der Versorgungsleitungen (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsschaltung (A, B) eine Ansteuerungsein- heit (F) zur Erzeugung eines Testsignals (Ip) zur Prüfung der Leitungsimpedanz (RVL) der Versorgungsleitungen (5, 6) und eine Auswerteeinheit (G) zur Auswertung eines Antwortsignals des Testsignals umfasst.
2. Elektronische Überwachungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerungseinheit (F) Schaltungsmittel (10, Tl, T3, Cl, Rl, Rx) umfasst, mit denen zumindest zu definierten Zeitpunkten wenigstens ein Testsignal (Ip) über zumindest die erste (5) und die zweite (6) Versorgungsleitung in Reihe übertragen wird, und die Auswerteeinheit (G) Schaltungsmittel (11, T2,
R2 , R3, R4, C2, Ry) umfasst, mit denen das Antwortsignal des Testsignals ausgewertet wird.
3. Elektronische Überwachungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (G) das Antwortsignal des Testsignals (Ip) zumindest bezüglich einer der folgenden Größen auswertet:
- Amplitude,
- Zeitdauer eines Antwortpulses und/oder
- Abklingverhalten des Antwortsignals.
4. Elektronische Überwachungsschaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Testsignal (Ip) den die Ansteuerungseinheit (F) erzeugt, wenigstens einen Stromimpuls aufweist, der eine inverse Stromrichtung zur Stromrichtung des Versorgungsstroms durch die erste (5) und die zweite (6) Versorgungsleitung aufweist.
5. Elektronische Überwachungsschaltung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gerät (1) eine elektronische Kontrolleinheit ist, welche zumindest das zweite Gerät (2) mit elektrischer Energie versorgt.
6. Elektronische Überwachungsschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Überwachungsschaltung (A, B) in der elektronischen Kontrolleinheit (1) integriert ist.
7. Elektronische Überwachungsschaltung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gerät (2) einen Innenwiderstand aufweist, welcher im Fall einer Verpolung der an den beiden Versorgungsleitungen (5, 6) anliegenden Versorgungsspannung im Wesentlichen vom Widerstand einer leitfähigen Diodenstrecke (8, 9) bestimmt wird.
8. Elektronische Überwachungsschaltung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerungseinheit (F) zumindest einen Bootstrap- Kondensator (Cl) und/oder eine Spannungsquelle aufweist.
9. Elektronische Überwachungsschaltung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Auswerteeinheit (G) erfasste elektrische Antwortsignal des Testsignals in einem Analog- Digitalwandler digitalisiert und gemessen wird, welcher insbesondere Teil der Auswerteeinheit (G) ist.
10. Verwendung der elektronischen Überwachungsschaltung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 in Kraftfahrzeugen, insbesondere in einer elektronischen Kontrolleinheit, welche mittels zumindest der ersten und der zweiten Versorgungsleitung mit einem Sensor verbunden ist.
PCT/EP2008/056792 2007-06-21 2008-06-02 Elektronische überwachungsschaltung zur überwachung der elektrischen verbindung von mindestens zwei geräten WO2009015925A1 (de)

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