DE102006033705B3 - Switching arrangement for examining switching position of push button switch, which is used in automatic transmission of motor vehicle, has switch with two connections - Google Patents
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Abstract
Die Anschlüsse eines Schalters (S) werden mit zwei verschiedenen elektrischen Potenzialen verbunden, die mittels einer Versorgungsspannung (Vp) generiert werden, vorzugsweise mittels zweier Spannungsteiler (Ruh, Rdh; Ru1, Rd1), und die von den Potenzialen der Versorgungsspannung verschieden sind. Die an den Schaltungseingängen (INh, IN1) vorhandenen elektrischen Potenziale hängen von der Position des Schalters (S) ab. Über die an diesen Punkten gemessenen und vorzugsweise digitalisierten Spannungspegel kann nicht nur die Schalterstellung überprüft werden, sondern auch das Vorliegen eines fehlerhaften Kurzschlusses gegen einen Anschluss der Versorgungsspannung.The connections of a switch (S) are connected to two different electrical potentials, which are generated by means of a supply voltage (V p ), preferably by means of two voltage dividers (R uh , R dh ; R u1 , R d1 ), and those of the potentials of the Supply voltage are different. The electrical potentials present at the circuit inputs (IN h , IN 1 ) depend on the position of the switch (S). Not only the switch position can be checked via the voltage level measured and preferably digitized at these points, but also the presence of a faulty short circuit against a connection of the supply voltage.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die Überprüfung einer Schalterstellung mittels einer elektronischen Schaltung, die gegen Fehlfunktion bei Kurzschluss abgesichert ist.The The present invention relates to the verification of a switch position by means of an electronic circuit that helps against malfunction Short circuit is secured.
Bei dieser Erfindung soll die Position eines Schalters einer elektrischen Schaltung festgestellt werden. Der Schalter besitzt mindestens zwei Schaltpositionen. In einer ersten Schaltposition werden zwei elektrische Anschlüsse überbrückt, das heißt, eine elektrische Verbindung wird herstellt, und in einer zweiten Schaltposition ist die elektrische Verbindung unterbrochen. Die Schaltposition auf elektrischem Wege mittels einer elektronischen Schaltung zu überprüfen, ermöglicht auf einfache Weise, den Zustand eines Aggregats festzustellen, das mit dem Schalter verbunden ist. Eine solche Bestimmung einer Schalterstellung wird unter anderem in Kraftfahrzeugen verwendet, um zum Beispiel die Position eines Druckschalters zur Bestimmung eines Hydraulikdrucks in Automatikgetrieben zu erfassen.at This invention is intended to the position of a switch of an electrical Circuit can be detected. The switch has at least two Switching positions. In a first switching position, two electrical Connections bridged, that means, one electrical connection is made, and in a second switching position the electrical connection is interrupted. The switching position electrically checked by means of an electronic circuit allows on easy way to determine the state of an aggregate with connected to the switch. Such a determination of a switch position is used, inter alia, in motor vehicles, for example the position of a pressure switch to determine a hydraulic pressure in automatic transmissions.
Dabei tritt das Problem auf, dass in der Messschaltung ein Kurzschluss der an den Schalter angeschlossenen Leitungen gegen ein Potenzial einer Versorgungsspannung, insbesondere gegen Masse, auftreten kann. Bei einem derartigen Kurzschluss werden unabhängig von der Schalterstellung dieselben Messwerte ermittelt. Wenn die Anschlüsse des Schalters jeweils mit einem Potenzial einer Versorgungsspannung, zum Beispiel Vp und Masse, verbunden sind, wird bei einem Kurzschluss des an Vp angeschlossenen Anschlusses des Schalters gegen Masse eine Veränderung der Schalterstellung keine Veränderung der an den Anschlüssen zu messenden Potenziale mehr verursachen. Die Schaltungsanordnung ist dann für den vorgesehenen Zweck unbrauchbar. Da sich das Auftreten eines derartigen Fehlers in der Praxis nicht vermeiden lässt, wird nach Möglichkeiten gesucht, wie die ordnungsgemäße Funktionsweise der Schaltungsanordnung unter allen Betriebsbedingungen sichergestellt werden kann.In this case, the problem arises that in the measuring circuit, a short circuit of the lines connected to the switch against a potential of a supply voltage, in particular against ground, can occur. In the case of such a short circuit, the same measured values are determined independently of the switch position. If the terminals of the switch are each connected to a potential of a supply voltage, for example V p and ground, a short circuit of the terminal connected to V p of the switch to ground, a change in the switch position no change in the potential to be measured at the terminals more cause. The circuit arrangement is then useless for the intended purpose. Since the occurrence of such a mistake can not be avoided in practice, it is looking for ways to ensure the proper functioning of the circuit under all operating conditions.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit zur Überprüfung einer Schalterstellung anzugeben, die besser gegen Fehlfunktionen abgesichert ist als bisherige Schaltungsanordnungen.task The present invention is a way to check a Indicate switch position, which is better protected against malfunction is as previous circuit arrangements.
Diese Aufgabe wird mit der Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, insbesondere mit einer Verwendung dieser Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 7, beziehungsweise mit einem Verfahren zur Überprüfung einer Schalterstellung mit den Merkmalen des Anspruches 8 gelöst. Ausgestaltungen ergeben sich aus den abgängigen Ansprüchen.These Task is with the circuit arrangement with the features of the claim 1, in particular with a use of this circuit arrangement with the features of claim 7, or with a method to check a Switch position solved with the features of claim 8. refinements arise from the outgoing Claims.
Die Schaltungsanordnung und das Verfahren ermöglichen es, die Position eines Schalters unabhängig vom Auftreten eines Kurzschlusses zu bestimmen und außerdem gegebenenfalls festzustellen, ob ein Kurzschluss einer Leitung gegen einen Anschluss der Versorgungsspannung vorhanden ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass nicht nur der Kurzschluss detektiert wird, sondern die Stellung des Schalters auch bei einem Kurzschluss noch zuverlässig und richtig ermittelt werden kann. Zu diesem Zweck werden die beiden Anschlüsse des Schalters, das heißt, die Anschlüsse, die in einer ersten Schaltposition des Schalters elektrisch leitend miteinander verbunden sind und in einer zweiten Schaltposition elektrisch voneinander getrennt sind, auf elektrische Potenziale gelegt, die verschieden voneinander und verschieden von den Potenzialen der Versorgungsspannung sind.The Circuitry and the method allow the position of a Switch independent from the occurrence of a short circuit and also, if necessary determine if a short circuit of a line against a terminal the supply voltage is present. It is advantageous here that not only the short circuit is detected, but the position the switch is still reliable and correct even with a short circuit can be determined. For this purpose the two connections of the Switch, that is, the Connections, the in a first switching position of the switch electrically conductive are interconnected and in a second switching position electrically from each other are separated, placed on electrical potentials that are different are different from each other and different from the potentials of the supply voltage.
Wenn ein Anschluss der Versorgungsspannung zum Beispiel positiv gegen Masse ist, können für die Potenziale, die an die Anschlüsse des Schalters angelegt werden, zum Beispiel etwa ein Drittel und zwei Drittel des Wertes der Versorgungsspannung gewählt werden. Es kann somit sowohl bei Kurzschluss gegen Masse als auch bei Kurzschluss gegen die positive Versorgungsspannung die Position des Schalters ermittelt werden; gleiche Spannungen werden an den Leitungen bei einem geschlossenen Schalter gemessen, unterschiedliche Spannungen dagegen bei einem offenen Schalter. Zusätzlich kann auf einen Kurzschluss der Leitungen, der nicht vom Schalter herrührt, geschlossen werden.If a connection of the supply voltage, for example, positive against Mass is, can for the potentials, the to the connections of the switch are applied, for example, about a third and two-thirds of the value of the supply voltage can be selected. It can thus be against both short to ground and short circuit against the positive supply voltage determines the position of the switch become; equal voltages are applied to the lines when closed Switch measured, different voltages on the other hand open switch. In addition, can to a short circuit of the lines, which does not originate from the switch, closed become.
Die elektrischen Potenziale oder Spannungspegel, die an die Anschlüsse des Schalters beziehungsweise deren Zuleitungen angelegt werden, können bei bevorzugten Ausführungsformen mittels eines an sich bekannten Spannungsteilers, insbesondere aus ohmschen Widerständen, generiert werden. Die bei den unterschiedlichen Schalterstellungen an den Anschlüssen des Schalters vorhandenen Potenziale werden mit einem Schaltungsteil, der als Auswerteschaltung vorgesehen ist, ausgewertet. Das geschieht vorzugsweise unter Verwendung eines Analog-Digital-Wandlers. Die praktische Realisierung der Schaltungsanordnung wird vereinfacht, wenn digitalisierte Werte der gemessenen Spannungen mit dem digitalen Wert einer Bezugsspannung oder dergleichen verglichen werden. Es ist statt dessen auch möglich, eine Bezugsspannung geeigneter Höhe vorzusehen, die mittels eines an sich bekannten Vergleichsgliedes in der Schaltungsanordnung mit den jeweils gemessenen Potenzialen verglichen wird, was dann auch analog geschehen kann.The electrical potentials or voltage levels applied to the terminals of the Switches or their leads are created, can at preferred embodiments by means of a known voltage divider, in particular from ohmic resistances, to be generated. The at the different switch positions at the connections of the switch's existing potentials are connected to a circuit part, which is intended as an evaluation circuit, evaluated. This happens preferably using an analog-to-digital converter. The practical realization the circuitry is simplified when digitized values the measured voltages with the digital value of a reference voltage or be compared. It is also possible, a Reference voltage suitable height provide, by means of a known comparison element in the circuit arrangement with the respectively measured potentials is compared, which can then happen analogously.
Es folgt eine genauere Beschreibung von Beispielen der Schaltungsanordnung und des Verfahrens anhand der beigefügten Figur, die ein Diagramm einer Schaltung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels zeigt.It follows a more detailed description of examples of the circuit arrangement and the method with reference to the attached figure, which is a diagram a circuit of a preferred embodiment shows.
Im Diagramm der Figur ist auf der linken Seite der zu überprüfende Schalter S eingezeichnet. Die beiden Anschlüsse des Schalters sind jeweils über einen Schaltungseingang INh, INl zu einem jeweiligen Spannungsteiler in einem h-Zweig der Schaltung beziehungsweise in einem l-Zweig der Schaltung geführt. Der Spannungsteiler ist vorzugsweise durch jeweils zwei ohmsche Widerstände gebildet, die in Reihe zwischen einen Anschluss der Versorgungsspannung Vp und Masse geschaltet sind. Für den h-Zweig der Schaltung sind die ohmschen Widerstände Ruh und Rdh und für den l-Zweig der Schaltung sind die ohmschen Widerstände Rul und Rdl im Spannungsteiler vorgesehen. Einer der Widerstände Rdh oder Rdl kann gegebenenfalls bei einer vereinfachten Ausführungsform weggelassen sein. Die Werte der Widerstände werden so gewählt, dass an den Punkten, an denen die Anschlüsse des Schalters S angeschlossen sind, in beiden Zweigen unterschiedliche Potenziale vorhanden sind. Diese Potenziale sind außerdem von den Potenzialen der Versorgungsspannung Vp und Masse verschieden, da keiner der eingesetzten Widerstände gleich null ist.In the diagram of the figure, the switch S to be checked is shown on the left side. The two terminals of the switch are each guided via a circuit input IN h , IN l to a respective voltage divider in an h-branch of the circuit or in an L branch of the circuit. The voltage divider is preferably formed by two ohmic resistors which are connected in series between a terminal of the supply voltage V p and ground. For the h-branch of the circuit, the ohmic resistors R uh and R dh and for the l branch of the circuit, the ohmic resistors R ul and R dl are provided in the voltage divider. One of the resistors R dh or R dl may optionally be omitted in a simplified embodiment. The values of the resistors are chosen so that at the points where the terminals of the switch S are connected, different potentials are present in both branches. These potentials are also different from the potentials of the supply voltage V p and ground, since none of the resistances used is equal to zero.
In den Verbindungsleitungen zum Schalter S können fakultativ ein in Reihe zum Schalter angeordneter Widerstand RS und gegebenenfalls ein parallel hierzu geschalteter Widerstand RP vorgesehen sein. Der in Reihe zum Schalter S angeordnete Widerstand RS ermöglicht es, einen Kurzschluss der Leitungen zwischen den Schaltungseingängen INh, INl festzustellen; der parallel zum Schalter S angeordnete Widerstand RP ermöglicht es, eine Unterbrechung der Zuleitungen zum Schalter festzustellen.In the connecting lines to the switch S may optionally be provided in series with the switch resistor R S and, if appropriate, a resistor R P connected in parallel therewith. The arranged in series with the switch resistance R S S makes it possible to detect a short circuit of the lines between the circuit inputs IN h, IN l; the arranged parallel to the switch S resistor R P makes it possible to determine an interruption of the leads to the switch.
Die zu messenden Spannungspegel werden im beschriebenen Ausführungsbeispiel zur Auswertung jeweils einem Eingang eines Analog-Digital-Wandlers A/D1, zur Absicherung des Eingangs vorzugsweise über einen Widerstand Rth, beziehungsweise eines Analog-Digital-Wandlers A/D2, vorzugsweise über einen Widerstand Rtl, zugeführt. Gegebenenfalls auftretende Wechselspannungsanteile können vorzugsweise über die Kondensatoren Cth beziehungsweise Ctl gegen Masse kurzgeschlossen werden. Diese Schaltungskomponenten sind jedoch ebenfalls fakultativ und können bei anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung weggelassen oder geeignet ersetzt werden. Die zu messenden Potenziale werden im mit dem Analog-Digital-Wandler versehenen Schaltungsteil mit einer Bezugsspannung Vref verglichen. Dieser Vergleich kann auch in mehreren Stufen mit verschiedenen Bezugsspannungen durchgeführt werden.In the exemplary embodiment described, the voltage levels to be measured are in each case presented to an input of an analog-to-digital converter A / D 1 , preferably to protect the input via a resistor R th or an analog-to-digital converter A / D 2 preferably via a resistor R tl supplied. Optionally occurring alternating voltage components can preferably be short-circuited via the capacitors C th and C tl to ground. However, these circuit components are also optional and may be omitted or appropriately substituted in other embodiments of the invention. The potentials to be measured are compared in the provided with the analog-to-digital converter circuit part with a reference voltage V ref . This comparison can also be carried out in several stages with different reference voltages.
Die an den Schaltungseingängen INh und INl anliegenden Spannungspegel ändern sich in Abhängigkeit von der Position des Schalters S. Das gilt auch dann noch, wenn ein Schaltungseingang INh oder INl durch einen in der Schaltung auftretenden Fehler mit einem Anschluss der Versorgungsspannung kurzgeschlossen ist. Mit dieser Schaltung kann daher auch bei Auftreten eines derartigen Fehlers nach wie vor die Position des Schalters einwandfrei bestimmt werden; es ist darüber hinaus auch möglich, festzustellen, ob ein derartiger Fehler vorliegt. Die Schaltungsanordnung kann in diesem Fall nach Bedarf ausgetauscht werden. Die Position des Schalters S wird jedoch noch richtig ermittelt, so dass bei einem nur zeitwei sen Auftreten eines Kurzschlusses, zum Beispiel auf Grund eingedrungener Feuchtigkeit, die Einsatzmöglichkeit dieser Schaltungsanordnung nicht eingeschränkt ist. Damit ist das Problem gelöst, eine dauerhaft zuverlässige Schaltungsanordnung zum angegebenen Zweck bereitzustellen. Diese Schaltungsanordnung ist insbesondere geeignet, zur Überprüfung einer Schalterstellung eines Druckschalters, der in einem Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges eingesetzt ist, verwendet zu werden.The voltage levels applied to the circuit inputs IN h and IN l change as a function of the position of the switch S. This also applies if a circuit input IN h or IN l is short-circuited to one terminal of the supply voltage due to an error occurring in the circuit , With this circuit, therefore, even when such an error occurs, the position of the switch can still be determined correctly; it is also possible to determine if such an error exists. The circuit arrangement can be replaced in this case as needed. However, the position of the switch S is still determined correctly, so that in the case of a temporary only occurrence of a short circuit, for example due to penetrated moisture, the possible use of this circuit is not limited. This solves the problem of providing a durable reliable circuitry for the stated purpose. This circuit arrangement is particularly suitable to be used for checking a switch position of a pressure switch, which is used in an automatic transmission of a motor vehicle.
Beim Verfahren werden prinzipiell die beiden Anschlüsse des Schalters S elektrisch leitend mit zwei unterschiedlichen elektrischen Potenzialen verbunden, die mit einer Versorgungsspannung generiert werden. Diese elektrischen Potenziale werden verschieden voneinander und verschieden von den Potenzialen der Versorgungsspannung gewählt. Anhand der sich an den Anschlüssen des Schalters einstellenden Potenziale wird überprüft, in welcher Position sich der Schalter gerade befindet. Mit diesem Verfahren kann zusätzlich überprüft werden, ob ein Anschluss des Schalters mit einem Potenzial der Versorgungsspannung kurzgeschlossen ist. Vorzugsweise werden die Messwerte der Potenziale digitalisiert und die digitalisierten Messwerte zur Bestimmung der Position des Schalters ausgewertet. Die Anschlüsse des Schalters können außerdem über einen Widerstand zeitweilig oder dauerhaft miteinander verbunden werden, bevor die sich an diesen Anschlüssen einstellenden Potenziale überprüft werden.At the In principle, the two connections of the switch S become electrically conductive conductively connected to two different electrical potentials, which are generated with a supply voltage. This electrical Potentials are different from each other and different from the potentials the supply voltage selected. Look at the connections the switch adjusting potentials is checked in which position itself the switch is currently located. This procedure can also be used to check whether a connection of the switch with a potential of the supply voltage shorted. Preferably, the measured values of the potentials digitized and digitized readings to determine the Position of the switch evaluated. The connections of the switch can also have a Resistance be temporarily or permanently connected to each other, before coming to these connections adjusting potentials.
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