DE102024139111B3

DE102024139111B3 - Voltage encoding of switching states of a control device with redundancy

Info

Publication number: DE102024139111B3
Application number: DE102024139111.1A
Authority: DE
Inventors: Frank Pfeffer
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2024-12-19
Filing date: 2024-12-19
Publication date: 2025-12-24
Anticipated expiration: 2044-12-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spannungscodieren von Schaltzuständen einer Schalteinheit (12) einer Steuereinrichtung (74), wobei die Schalteinheit (12) wenigstens drei Schaltelemente (14) aufweist, wobei die Steuereinrichtung (74) entsprechend der Anzahl der Schaltelemente (14) eine um eins reduzierte Anzahl an Ausgangsanschlüssen (28, 30) aufweist, wobei die Steuereinrichtung (74) einem jeweiligen eingeschalteten Schaltzustand eines jeweiligen Schaltelements (14) genau eine Kombination von Spannungspegeln an den Ausgangsanschlüssen (28, 30) individuell zuordnet. Erfindungsgemäß werden die zweiten Schaltelementanschlüsse (18) mittels eines Widerstandsnetzwerks (32) mit jedem Ausgangsanschluss (28, 30) elektrisch gekoppelt, wobei die Steuereinrichtung (74) wenigstens ein Redundanzschaltelement (60) aufweist, welches mit einem der wenigstens drei Schaltelemente (14) mechanisch gekoppelt ist und mit einem Redundanzausgangsanschluss (62) der Steuereinrichtung (74) elektrisch gekoppelt wird. The invention relates to a method for voltage encoding of switching states of a switching unit (12) of a control device (74), wherein the switching unit (12) has at least three switching elements (14), wherein the control device (74) has a reduced number of output terminals (28, 30) corresponding to the number of switching elements (14), and wherein the control device (74) individually assigns exactly one combination of voltage levels at the output terminals (28, 30) to each switched-on switching state of a respective switching element (14). According to the invention, the second switching element terminals (18) are electrically coupled to each output terminal (28, 30) by means of a resistor network (32), wherein the control device (74) has at least one redundant switching element (60) which is mechanically coupled to one of the at least three switching elements (14) and electrically coupled to a redundant output terminal (62) of the control device (74).

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung, eine Fahrzeugsteuerung, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a control device, a vehicle control system, a motor vehicle and a method according to the preambles of the independent claims.

Gattungsgemäße Steuereinrichtungen, Fahrzeugsteuerungen, Kraftfahrzeuge und Verfahren werden zum Beispiel bei Kraftfahrzeugen eingesetzt, um unterschiedlichste Funktionalitäten beim bestimmungsgemäßen Betrieb des Kraftfahrzeugs zu realisieren. So ist es zum Beispiel üblich, einen Fahrtrichtungsanzeiger mittels eines Schalthebels an einer Lenksäule, insbesondere im Bereich eines Lenkrads, (auch Stockschalter genannt) anzuordnen, mittels dessen manueller Betätigung ein Fahrer des Kraftfahrzeugs einen beabsichtigten Fahrtrichtungswechsel anzuzeigen vermag. Das Kraftfahrzeug weist entsprechende Leuchten auf, die in der Regel als Blinkleuchten ausgebildet sind und deren Aktivität mittels einer entsprechenden Betätigung des Schalthebels an der Lenksäule aktiviert werden kann. Mittels eines weiteren entsprechenden Schalthebels an der Lenksäule kann zum Beispiel auch ein Betrieb einer Scheibenwischeranlage gesteuert werden.Control devices, vehicle control systems, motor vehicles, and processes are used, for example, in motor vehicles to implement a wide variety of functionalities during the intended operation of the vehicle. For instance, it is common to install a turn signal indicator by means of a lever on the steering column, particularly near the steering wheel (also called a stick switch), which allows the driver to indicate an intended change of direction by manually operating it. The vehicle has corresponding lights, usually designed as turn signals, which can be activated by operating the lever on the steering column. Another corresponding lever on the steering column can also be used to control, for example, the operation of a windshield wiper system.

Mittlerweile ist es üblich, dass die Schalthebel, die entsprechende Schaltelemente betätigen, nicht mehr unmittelbar eine jeweilige Antriebseinheit oder - im Falle der Fahrtrichtungsanzeige - eine jeweilige Blinkleuchte unmittelbar steuern, sondern es ist mittlerweile vielmehr üblich, dass Schaltstellungen, die jeweilige Schaltzustände der Schaltelemente repräsentieren, elektronisch abgefragt werden. Abhängig von dem elektronisch abgefragten Schaltzustand wird dann mittels der Fahrzeugsteuerung die gewünschte Funktionalität aktiviert.It is now common practice for the gear levers that actuate the corresponding switching elements to no longer directly control a specific drive unit or – in the case of the turn signal – a specific indicator light. Instead, it is now standard practice for the gear positions, which represent the respective switching states of the switching elements, to be electronically monitored. Depending on the electronically monitored switching state, the desired functionality is then activated by the vehicle's control system.

Steuereinrichtungen der gattungsgemäßen Art werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um verschiedene Fahrzeugfunktionen anzusteuern. So ist es zum Beispiel üblich, eine mehrere Einzelschalter umfassende Steuereinrichtung in einem sogenannten Lenksäulenmodul für ein Kraftfahrzeug zu integrieren. Die Einzelschalter sind dabei beispielsweise zur Steuerung einer Scheibenwisch- und waschanlage, einer Fahrtrichtungsanzeige, einer Fernlichtumschaltung einer Beleuchtungseinrichtung des Kraftfahrzeugs und/oder dergleichen vorgesehen.Control devices of this type are used, for example, in motor vehicles to control various vehicle functions. It is common practice, for instance, to integrate a control unit comprising several individual switches into a so-called steering column module for a motor vehicle. These individual switches are used, for example, to control a windshield wiper and washer system, a turn signal indicator, a high beam switch, a lighting system of the motor vehicle, and/or the like.

Das elektronische Abfragen erfolgt in der Regel mittels einer Steuereinrichtung, die neben den Schaltelementen ein oder mehrere elektronische Bauteile aufweist und an eine programmgesteuerte Rechnereinheit der Fahrzeugsteuerung angeschlossen ist. Mittels der Steuereinrichtung kann eine Spannungskodierung realisiert werden, die es der Rechnereinheit ermöglicht, anhand einer erfassten Spannung die jeweilige Schaltstellung der Schaltelemente abzufragen und hiervon abhängig die gewünschte Funktionalität zu steuern. Ein Verfahren zur Erfassung einer Schallstellung einer Steuereinrichtung der gattungsgemäßen Art offenbart zum Beispiel die DE 10 2010 026 919 A1 .Electronic querying is generally performed by means of a control unit which, in addition to the switching elements, has one or more electronic components and is connected to a program-controlled computer unit of the vehicle control system. The control unit can implement voltage coding, which allows the computer unit to query the respective switching state of the switching elements based on a detected voltage and, accordingly, to control the desired functionality. For example, a method for detecting the switching state of a control unit of this type discloses the following: DE 10 2010 026 919 A1 .

Auch wenn sich diese Lehre bewährt hat, so verbleibt dennoch Verbesserungsbedarf. Die Schaltungsanordnung der DE 10 2010 026 919 A1 erweist sich unter anderem deshalb als nachteilig, als dass spezifische Schaltelemente genutzt werden müssen, die mehrere Schaltstellungen einnehmen können. Darüber hinaus ist es erforderlich, die Schaltelemente nicht nur mit jeweiligen individuellen Messwiderständen, sondern ergänzend auch mit jeweiligen Schaltwiderständen zu koppeln, sodass die Schaltelemente sämtlich in aufwändiger Weise zweipolig angeschlossen werden müssen.Even though this method has proven successful, there is still room for improvement. The circuit arrangement of the DE 10 2010 026 919 A1 This proves to be disadvantageous, among other reasons, because specific switching elements must be used that can assume multiple switching positions. Furthermore, it is necessary to couple the switching elements not only with individual measuring resistors but also with individual switching resistors, meaning that all switching elements must be connected in a complex two-pole manner.

Darüber hinaus hat die Schaltungsanordnung der DE 10 2010 026 919 A1 den Nachteil, dass ein jeweiliges der Schaltelemente mit einem jeweiligen Eingangsanschluss der Rechnereinheit gekoppelt sein muss. Dadurch können die Schaltelemente voneinander unabhängig sein, sodass seitens der Rechnereinheit bei der Auswertung jeder Schaltzustand möglich sein kann. Im bestimmungsgemäßen Betrieb können jedoch auch Fehler auftreten, beispielsweise aufgrund einer Verschmutzung eines Kontaktes oder dergleichen, sodass die Rechnereinheit fälschlicherweise eine Schaltstellung ermittelt, die der Fahrer jedoch nicht aktiviert hat. Mit der Schaltungsanordnung der DE 10 2010 026 919 A1 können derartige Fehler nur in einem sehr begrenzten Umfang festgestellt werden. Ferner offenbart die DE 10 2017 113 905 A1 eine Schaltungsanordnung zur Auswertung von zumindest zwei Schaltzuständen eines Betätigungselements, ein Verfahren zum Betrieben einer Schaltungsanordnung sowie eine Schaltungsanordnung. Weiterhin offenbart die DE 10 2010 048 750 A1 eine Schaltungsanordnung zur Auswertung von Schaltzuständen. Darüber hinaus offenbart die DE 10 2009 056 283 A1 einen Schalter und eine Schaltungsanordnung zur Auswertung von mindestens zwei Schaltzuständen. Schließlich offenbart die DE 10 2006 038 375 A1 eine Schaltungsanordnung.Furthermore, the circuit arrangement of the DE 10 2010 026 919 A1 The disadvantage is that each switching element must be coupled to a specific input port of the computer unit. This allows the switching elements to be independent of each other, so that the computer unit can evaluate any switching state. However, errors can occur during normal operation, for example due to contamination of a contact or similar issues, causing the computer unit to incorrectly detect a switching position that the driver did not activate. With the circuit arrangement of the DE 10 2010 026 919 A1 Such errors can only be detected to a very limited extent. Furthermore, the DE 10 2017 113 905 A1 A circuit arrangement for evaluating at least two switching states of an actuating element, a method for operating a circuit arrangement, and a circuit arrangement. Furthermore, the disclosure specifies the following: DE 10 2010 048 750 A1 a circuit arrangement for evaluating switching states. Furthermore, the DE 10 2009 056 283 A1 a switch and a circuit arrangement for evaluating at least two switching states. Finally, the DE 10 2006 038 375 A1 a circuit arrangement.

Es gibt jedoch auch sicherheitskritische Situationen, bei denen nur genau ein Zustand eingenommen werden darf. Diese Situationen sind in der Automobilbranche im Kontext der sogenannten funktionalen Sicherheit (FuSi) zu betrachten und sind mit einem ASIL (Automotive Safety Integrity Level gemäß der Norm ISO 26262:2011 „Straßenfahrzeuge - Funktionale Sicherheit“) gekennzeichnet. Die Sicherheitsanforderung, dass nur ein gültiger Zustand übermittelt werden darf, wird mittels der Steuereinrichtung realisiert. Werden mehrere Zustände zeitgleich erfasst, kann dies als Vorliegen eines Fehlers erkannt werden. Das Auftreten eines Fehlers führt zu einem Funktionsverlust. Dies ist für den bestimmungsgemäße Nutzung jedoch sehr nachteilig und - unter Umständen - sogar gefährlich.However, there are also safety-critical situations where only one state is permitted. In the automotive industry, these situations are considered within the context of so-called functional safety (FuSi) and are assigned an ASIL (Automotive Safety Integrity Level) according to the standard. ISO 26262:2011 "Road vehicles - Functional safety"). The safety requirement that only one valid state may be transmitted is implemented by the control unit. If several states are detected simultaneously, this can be recognized as a fault. The occurrence of a fault leads to a loss of function. This is very detrimental to the intended use and – under certain circumstances – even dangerous.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung, eine Fahrzeugsteuerung, ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren der gattungsgemäßen Art hinsichtlich der Sicherheit zu verbessern.The invention is based on the objective of improving the safety of a control device, a vehicle control system, a motor vehicle and a method of the generic type.

Als Lösung werden mit der Erfindung eine Steuereinrichtung, eine Fahrzeugsteuerung, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgeschlagen.The invention proposes a control device, a vehicle control system, a motor vehicle and a method according to the independent claims as a solution.

In Bezug auf eine gattungsgemäße Steuereinrichtung wird mit der Erfindung insbesondere vorgeschlagen, dass diese ein jeden zweiten Schaltelementanschluss mit jedem Ausgangsanschluss elektrisch koppelndes Widerstandsnetzwerk aufweist, um dem jeweiligen eingeschalteten Schaltzustand eines jeweiligen Schaltelements genau eine Kombination von Spannungspegeln an den Ausgangsanschlüssen individuell zuzuordnen, wobei die Steuereinrichtung wenigstens ein Redundanzschaltelement aufweist, welches mit einem der wenigstens drei Schaltelemente mechanisch gekoppelt ist und einen ersten Schaltelementanschluss zum elektrischen Verbinden mit dem elektrischen Bezugspotential und einen zweiten Schaltelementanschluss aufweist, wobei der zweite Schaltelementanschluss des Redundanzschaltelements mit einem dem Redundanzschaltelement individuell zugeordneten Redundanzausgangsanschluss der Steuereinrichtung zum Verbinden mit der Verarbeitungseinheit elektrisch gekoppelt ist.With regard to a control device of the generic type, the invention particularly proposes that this device has an electrically coupling resistor network to each second switching element connection and each output connection in order to individually assign exactly one combination of voltage levels at the output connections to the respective switched-on switching state of a respective switching element, wherein the control device has at least one redundant switching element which is mechanically coupled to one of the at least three switching elements and has a first switching element connection for electrical connection to the electrical reference potential and a second switching element connection, wherein the second switching element connection of the redundant switching element is electrically coupled to a redundant output connection of the control device individually assigned to the redundant switching element for connection to the processing unit.

In Bezug auf eine gattungsgemäße Fahrzeugsteuerung wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass die Steuereinrichtung gemäß der Erfindung ausgebildet ist.With regard to a generic vehicle control system, the invention proposes that the control device be designed according to the invention.

In Bezug auf ein gattungsgemäßes Kraftfahrzeug wird mit der Erfindung insbesondere vorgeschlagen, dass die Fahrzeugsteuerung gemäß der Erfindung ausgebildet ist.With regard to a motor vehicle of the type described, the invention specifically proposes that the vehicle control system be designed according to the invention.

In Bezug auf ein gattungsgemäßes Verfahren wird mit der Erfindung insbesondere vorgeschlagen, dass die zweiten Schaltelementanschlüsse mittels eines Widerstandsnetzwerks mit jedem Ausgangsanschluss elektrisch gekoppelt werden, um dem jeweiligen eingeschalteten Schaltzustand eines jeweiligen Schaltelements genau eine Kombination von Spannungspegeln an den Ausgangsanschlüssen individuell zuzuordnen, wobei die Steuereinrichtung wenigstens ein Redundanzschaltelement aufweist, welches mit einem der wenigstens drei Schaltelemente mechanisch gekoppelt ist und einen ersten Schaltelementanschluss zum elektrischen Verbinden mit dem elektrischen Bezugspotential und einen zweiten Schaltelementanschluss aufweist, wobei der zweite Schaltelementanschluss des Redundanzschaltelements mit einem dem Redundanzschaltelement individuell zugeordneten Redundanzausgangsanschluss der Steuereinrichtung zum Verbinden mit der Verarbeitungseinheit elektrisch gekoppelt wird.With regard to a generic method, the invention particularly proposes that the second switching element terminals are electrically coupled to each output terminal by means of a resistor network in order to individually assign exactly one combination of voltage levels at the output terminals to the respective switched-on switching state of a respective switching element, wherein the control device has at least one redundant switching element which is mechanically coupled to one of the at least three switching elements and has a first switching element terminal for electrical connection to the electrical reference potential and a second switching element terminal, wherein the second switching element terminal of the redundant switching element is electrically coupled to a redundant output terminal of the control device individually assigned to the redundant switching element for connection to the processing unit.

Die Erfindung beruht unter anderem auf dem Gedanken, dass zum Erkennen und Beheben eines Fehlers, der beispielsweise durch eine Verschmutzung eines Kontakts eines jeweiligen der Schaltelemente, einen Kontaktfederbruch oder der dergleichen hervorgerufen sein kann, die bestimmungsgemäße Funktion trotz des Fehlers aufrechterhalten werden kann. Durch das Redundanzschaltelement und die entsprechend angepasste Steuereinrichtung ist es möglich, einen Fehler nicht nur zu erkennen sondern die Funktionalität trotz des Fehler aufrechtzuerhalten. Das heißt zum Beispiel, dass bei einem manuellen Betätigen des Schalthebels an der Lenksäule zum Aktivieren einer Blinkfunktion im Rahmen einer Fahrtrichtungsanzeige, durch zusätzliches Auswerten eines Signals am Redundanzausgangsanschluss der aktuelle Betriebszustand der Steuereinrichtung, der Schaltzustand des jeweiligen Schaltelements verifiziert werden kann. Tritt ein Fehler in Bezug auf eine Neutralstellung des Schalthebels auf, sodass zwei Schaltelemente betätigt zu sein scheinen, kann die tatsächliche Betätigung durch den Nutzer trotzdem bestimmt werden und somit die Blinkfunktion aktiviert werden.The invention is based, among other things, on the idea that, in order to detect and rectify a fault—which may be caused, for example, by contamination of a contact in one of the switching elements, a broken contact spring, or the like—the intended function can be maintained despite the fault. Thanks to the redundant switching element and the correspondingly adapted control unit, it is possible not only to detect a fault but also to maintain functionality despite the fault. This means, for example, that when the shift lever on the steering column is manually operated to activate a turn signal function, the current operating state of the control unit and the switching state of the respective switching element can be verified by additionally evaluating a signal at the redundancy output terminal. If a fault occurs with respect to the neutral position of the shift lever, so that two switching elements appear to be actuated, the actual actuation by the user can still be determined, and thus the turn signal function can be activated.

Ein aufgrund des Fehlers auftretendes Verfügbarkeitsproblem der Blinkfunktion kann somit behoben und die Funktion weiterhin bereitgestellt werden.This can resolve any availability problem of the blinking function caused by the error, and the function can continue to be provided.

Die Schaltelemente können in einer Schalteinheit als Baueinheit zusammengefasst sein, die vorzugsweise Teil der Steuereinrichtung ist. Die Schaltelemente können als elektromechanische Schalteinheit, als Drehschalter, als Schiebeschalter, insbesondere als Gangwahlschalter, und/oder dergleichen ausgebildet sein. Mit der Erfindung ist es somit möglich, sicherheitskritische Situationen, bei denen nur genau ein jeweiliger Schaltzustand eingenommen werden darf, abzudecken.The switching elements can be combined in a switching unit as a single component, which is preferably part of the control device. The switching elements can be designed as electromechanical switching units, rotary switches, slide switches, in particular gear selectors, and/or the like. The invention thus makes it possible to cover safety-critical situations in which only one specific switching state is permitted.

Die Schalteinheit kann eine kompakte, einzeln handhabbare Baueinheit sein, die vorzugsweise sämtliche Schaltelemente aufweist. Die Schaltelemente weisen die ersten Schaltelementanschlüsse auf, die mit dem elektrischen Bezugspotential elektrisch koppelbar sind. Zu diesem Zweck können die ersten Schaltelementanschlüsse miteinander elektrisch verbunden sein, sodass die Schalteinheit zum Verbinden mit dem Bezugspotenzial lediglich einen einzigen Anschluss nach außen bereitzustellen braucht. Dadurch kann Aufwand in Bezug auf eine Verkabelung beziehungsweise eine Montage, insbesondere gegenüber der DE 10 2010 026 919 A1 , deutlich reduziert werden. Darüber hinaus ermöglicht es diese Ausgestaltung, auf einfache Weise bei Bedarf auch eine Kaskadierung zu realisieren, sodass nicht nur drei Schaltelemente und zwei Ausgangsanschlüsse der Schaltungsanordnung miteinander vorgesehen zu sein brauchen, sondern dass bedarfsweise die Anzahl der Schaltelemente und damit die Anzahl der Eingangsanschlüsse der Schaltungsanordnung erhöht werden kann, wobei zugleich die Anzahl der Ausgangsanschlüsse der Schaltungsanordnung ebenfalls steigt. Die Anzahl der Eingangsanschlüsse ist somit in der Regel um 1 größer als die Anzahl der Ausgangsanschlüsse.The switching unit can be a compact, individually handled component, preferably comprising all switching elements. The switching elements have first switching element connections that can be electrically coupled to the electrical reference potential. For this purpose, the first switching element connections can be electrically interconnected, so that the switching unit only needs to provide a single external connection for linking to the reference potential. This reduces the effort required for wiring and/or assembly, particularly compared to the DE 10 2010 026 919 A1 , significantly reduced. Furthermore, this design allows for easy cascading if required, meaning that not only do three switching elements and two output connections need to be provided for the circuit arrangement, but the number of switching elements and thus the number of input connections can be increased as needed, with the number of output connections also increasing simultaneously. The number of input connections is therefore typically one greater than the number of output connections.

Die Verarbeitungseinheit ist vorzugsweise an die Anzahl der Ausgangsanschlüsse angepasst ausgebildet. Die Verarbeitungseinheit kann für die bestimmungsgemäße Funktion eine elektronische Hardwareschaltung aufweisen. Alternativ oder ergänzend kann die Verarbeitungseinheit jedoch auch eine programmgesteuerte Rechnereinheit aufweisen, die die entsprechenden Ausgangsanschlüsse der Schaltungsanordnung elektrisch kontaktiert. Die Verarbeitungseinheit kann beispielsweise für jeden zu kontaktierenden Ausgangsanschluss der Schaltungsanordnung eine Analog-Digital-Wandlung vorsehen. Die Analog-Digital-Wandlung kann für jeden Ausgangsanschluss der Schaltungsanordnung vorgesehen sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Verarbeitungseinheit die durch die Ausgangsanschlüsse der Schaltungsanordnung bereitgestellten Spannungspegel nach Art eines Multiplexverfahrens abfragt und weiterverarbeitet. Die Verarbeitungseinheit kann zumindest teilweise von der Fahrzeugsteuerung bereitgestellt sein.The processing unit is preferably designed to match the number of output connections. For its intended function, the processing unit may include an electronic hardware circuit. Alternatively or additionally, the processing unit may also include a program-controlled computer unit that electrically connects to the corresponding output connections of the circuit arrangement. The processing unit may, for example, provide an analog-to-digital conversion for each output connection of the circuit arrangement. Analog-to-digital conversion can be provided for each output connection of the circuit arrangement. However, it may also be provided that the processing unit queries and processes the voltage levels provided by the output connections of the circuit arrangement using a multiplexing method. The processing unit may be provided, at least in part, by the vehicle control unit.

Dadurch, dass immer genau eines der Schaltelemente einen eingeschalteten Schaltzustand aufweist und alle anderen der Schaltelemente den ausgeschalteten Schaltzustand aufweisen, ergibt sich aufgrund des Widerstandsnetzwerks für jeden Schaltzustand der Schalteinheit eine individuelle Kombination von Spannungspegeln an den Ausgangsanschlüssen. Dadurch ist es der Verarbeitungseinheit möglich, zuverlässig den jeweiligen Schaltzustand der Steuereinrichtung, insbesondere der Schalteinheit, zu ermitteln. Zugleich ermöglicht es die Erfindung, dass die Verarbeitungseinheit gestörte Zustände, beispielsweise aufgrund einer Kontaktstörung bei einem der Schaltelemente, zuverlässig zu erkennen vermag. Dadurch ergeben sich nämlich in der Regel Abweichungen in Bezug auf die Spannungspegel, sodass die Verarbeitungseinheit nicht nur zu erkennen vermag, dass ein Fehler vorliegt, sondern sogar den Fehler auch und zu beheben einzugrenzen vermag. Die Verarbeitungseinheit kann dann vorzugsweise dazu ausgebildet sein, eine entsprechende Fehlermeldung an die übergeordnete Fahrzeugsteuerung, insbesondere des Kraftfahrzeugs, abzugeben.Because exactly one of the switching elements is always in an on state and all other switching elements are in an off state, the resistor network results in a unique combination of voltage levels at the output terminals for each switching state of the switching unit. This enables the processing unit to reliably determine the respective switching state of the control device, in particular the switching unit. At the same time, the invention allows the processing unit to reliably detect faulty states, for example, due to a contact fault in one of the switching elements. Such faults typically result in deviations in the voltage levels, enabling the processing unit not only to detect that a fault exists but also to isolate and rectify it. The processing unit can then preferably be configured to send a corresponding error message to the higher-level vehicle control system, in particular the vehicle's control system.

Die Schaltelemente der Schalteinheit können als einzelne Schaltelemente ausgebildet sein. Dem Grunde nach besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die Schaltelemente gemeinsam nach Art einer Baueinheit ausgebildet sind, beispielsweise in dem ein Vielfingerschleifer als Kontaktmedium vorgesehen ist, der auf entsprechenden Schaltflächen eines Schaltungsträgers abhängig von einer Schleiferstellung jeweilige elektrische Kontakte herstellt.The switching elements of the switching unit can be designed as individual switching elements. However, it is also possible for the switching elements to be designed together as a single unit, for example, by using a multi-finger wiper as a contact medium, which establishes corresponding electrical contacts on the buttons of a circuit carrier depending on the wiper's position.

Das wenigstens eine Redundanzschaltelement ist vorzugsweise ebenfalls als elektromechanisches Schaltelement ausgebildet. Es kann dem Grunde nach wie die übrigen Schaltelemente ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Redundanzschaltelement zumindest mit demjenigen Schaltelement mechanisch gekoppelt sein, für das die Redundanz erreicht werden soll. Dem Grunde nach besteht natürlich auch dem Möglichkeit, das Redundanzschaltelement mit mehr als einem einzigen Schaltelement mechanisch zu koppeln, für die die Redundanz erreicht werden soll. Dem Redundanzschaltelement ist der Redundanzausgangsanschluss zugeordnet. Sind mehrere Redundanzschaltelemente vorgesehen, ist vorzugsweise für jedes der Redundanzschaltelemente ein eigener individueller Redundanzausgangsanschluss zugeordnet. Das wenigstens eine Redundanzschaltelement kann zum Beispiel Teil der Schalteinheit sein.The at least one redundant switching element is preferably also designed as an electromechanical switching element. It can be designed in the same way as the other switching elements. For example, the redundant switching element can be mechanically coupled to at least the switching element for which redundancy is to be achieved. In principle, it is also possible to mechanically couple the redundant switching element to more than one switching element for which redundancy is to be achieved. The redundant output connection is assigned to the redundant switching element. If several redundant switching elements are provided, preferably each of the redundant switching elements has its own individual redundancy output connection. The at least one redundant switching element can, for example, be part of the switching unit.

Es wird ferner vorgeschlagen, dass ein erstes der Schaltelemente einer Ausgangsstellung zugeordnet ist, wohingegen die weiteren der Schaltelemente jeweiligen voneinander unterschiedlichen Betätigungsstellungen zugeordnet sind, wobei der zweite Schaltelementanschluss des ersten der Schaltelemente über ein elektrisch betätigbares Freigabeschaltelement mit dem Widerstandsnetzwerk elektrisch gekoppelt ist. Die Ausgangsstellung kann insbesondere eine Neutralstellung, eine Ruhestellung ohne manuelle Betätigung oder dergleichen sein, in der keine Funktion aktiviert ist. In der Ausgangsstellung ist das erste der Schaltelemente im eingeschalteten Zustand und alle anderen Schaltelemente sind im ausgeschalteten Schaltzustand. Der zweite Schaltelementanschluss dieses Schaltelements ist über das elektrisch betätigbare Freigabeschaltelement mit dem Widerstandsnetzwerk elektrisch gekoppelt. Dadurch ist es möglich, dieses Schaltelement abhängig vom Schaltzustand des Freigabeschaltelements mit dem Widerstandsnetzwerk zu koppeln. Es kann also erreicht werden, dass das erste Schaltelement im ausgeschalteten Schaltzustand des Freigabeschaltelements vom Widerstandsnetzwerk elektrisch getrennt ist. Im eingeschalteten Schaltzustand des Freigabeschaltelements ist das erste Schaltelement hingegen mit dem Widerstandsnetzwerk elektrisch verbunden. Durch Auswerten eines Signals des Freigabeschaltelements kann ein Vorliegen eines Fehlers behoben werden, sodass die gewünschte Funktionalität wieder verfügbar wird.It is further proposed that a first switching element is assigned to a neutral position, whereas the other switching elements are assigned to distinct operating positions, with the second switching element terminal of the first switching element being electrically coupled to the resistor network via an electrically actuated enabling switching element. The neutral position can, in particular, be a neutral position, a rest position without manual actuation, or the like, in which no function is activated. In the neutral position, the first switching element is in the on state, and all other switching elements are in the off state. The second switching element terminal of this switching element is electrically coupled to the resistor network via the electrically actuated enabling switching element. This makes it possible to couple this switching element to the resistor network depending on the switching state of the enabling switching element. Thus, it can be achieved that the first switching element is electrically isolated from the resistor network when the enabling switching element is off. Conversely, when the enabling switching element is on, the first switching element is electrically connected to the resistor network. By evaluating a signal from the enabling switch, a fault can be rectified, so that the desired functionality becomes available again.

Das Freigabeschaltelement kann ein elektrisch betätigbares elektromechanisches Schaltelement wie zum Beispiel ein Relais, ein Schütz oder dergleichen sein. Das Freigabeschaltelement kann aber auch ein elektronisches Schaltelement wie zum Beispiel ein Transistor, der im Schaltbetrieb betrieben wird, oder dergleichen sein. Der Schaltbetrieb eines Transistors bedeutet, dass in einem eingeschalteten Zustand zwischen den die Schaltstrecke bildenden Anschlüssen ein sehr geringer elektrischer Widerstand bereitgestellt wird, sodass ein hoher Stromfluss bei sehr kleiner Restspannung möglich ist. Im ausgeschalteten Zustand ist die Schaltstrecke des Transistors hochohmig, das heißt, sie stellt einen hohen elektrischen Widerstand bereit, so dass auch bei hoher an der Schaltstrecke anliegender Spannung im Wesentlichen kein oder nur ein sehr geringer insbesondere vernachlässigbarer Stromfluss vorliegt. Hiervon unterscheidet sich ein Linearbetrieb.The enabling switching element can be an electrically actuated electromechanical switching element such as a relay, contactor, or the like. However, the enabling switching element can also be an electronic switching element such as a transistor operating in switching mode, or the like. The switching operation of a transistor means that, in the on-state, a very low electrical resistance is provided between the terminals forming the switching path, allowing a high current flow at a very low residual voltage. In the off-state, the switching path of the transistor has a high resistance, meaning it provides a high electrical resistance, so that even at a high voltage applied to the switching path, there is essentially no current flow or only a very small, and in particular negligible, current flow. This differs from linear operation.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass das Widerstandnetzwerk wenigstens einen Versorgungsanschluss zum Verbinden mit einem elektrischen Versorgungspotential aufweist, wobei das Widerstandsnetzwerk für jeden Ausgangsanschluss eine jeweilige Reihenschaltung aus wenigstens zwei elektrischen Widerständen aufweist, wobei jede Reihenschaltung einen ersten und einen zweiten Reihenschaltungsanschluss aufweist, wobei jeweils der erste Reihenschaltungsanschluss einer jeweiligen der Reihenschaltungen mit genau einem jeweiligen der Ausgangsanschlüsse elektrisch gekoppelt ist, wobei die zweiten Reihenschaltungsanschlüsse von wenigstens zwei jeweiligen Reihenschaltungen über wenigstens einen Koppelwiderstand miteinander elektrisch gekoppelt sind, wobei ein jeweiliger Mittelanschluss einer jeweiligen der Reihenschaltungen mit genau einem jeweiligen der Eingangsanschlüsse elektrisch gekoppelt ist, und wobei genau einer der Eingangsanschlüsse mit wenigstens einem der zweiten Reihenschaltungsanschlüsse elektrisch gekoppelt ist. Durch die besondere Konstruktion des Widerstandsnetzwerks mit genau einer Reihenschaltung für jeden Ausgangsanschluss aus wenigstens zwei Messwiderständen in Verbindung mit dem Koppelwiderstand ist es somit möglich, dafür zu sorgen, dass an den Ausgangsanschlüssen der Schaltungsanordnung abhängig vom jeweils eingeschalteten Schaltelement beziehungsweise Schaltzustand der Schalteinheit eine Kombination von Spannungspegeln vorliegt. Die Verarbeitungseinheit kann somit durch Auswerten der Spannungspegel an allen Ausgangsanschlüssen den Schaltzustand der Schalteinheit ermitteln.Furthermore, it is proposed that the resistor network has at least one supply terminal for connection to an electrical supply potential, wherein the resistor network has a series connection of at least two electrical resistors for each output terminal, wherein each series connection has a first and a second series connection, wherein the first series connection of each series connection is electrically coupled to exactly one of the respective output terminals, wherein the second series connections of at least two respective series connections are electrically coupled to each other via at least one coupling resistor, wherein a center connection of each series connection is electrically coupled to exactly one of the respective input terminals, and wherein exactly one of the input terminals is electrically coupled to at least one of the second series connections. The particular design of the resistor network with exactly one series connection for each output terminal consisting of at least two measuring resistors in conjunction with the coupling resistor thus makes it possible to ensure that a combination of voltage levels is present at the output terminals of the circuit arrangement, depending on the switching element or switching state of the switching unit that is currently switched on. The processing unit can therefore determine the switching state of the switching unit by evaluating the voltage levels at all output terminals.

Die Widerstände des Widerstandsnetzwerks können dem Grunde nach sämtlich den gleichen Widerstandswert aufweisen. Je nach Bedarf und Konstruktion kann jedoch auch vorgesehen sein, dass zumindest einige der Widerstände des Widerstandsnetzwerks voneinander unterschiedliche Widerstandswerte aufweisen. Dies kann zum Beispiel vorteilhaft sein, wenn das Versorgungspotenzial sehr groß oder sehr klein in Bezug auf das Bezugspotenzial ist. Die Erfindung ist im Übrigen nicht darauf beschränkt, dass das Versorgungspotential am Versorgungsanschluss und das Bezugspotenzial an der Schalteinheit angelegt ist. Dem Grunde nach kann dies natürlich auch umgekehrt sein, ohne die Funktion der Erfindung zu beeinträchtigen.The resistors in the resistor network can, in principle, all have the same resistance value. However, depending on requirements and design, it may also be intended that at least some of the resistors in the resistor network have different resistance values. This can be advantageous, for example, if the supply potential is very high or very low relative to the reference potential. Furthermore, the invention is not limited to the supply potential being applied at the supply terminal and the reference potential at the switching unit. In principle, this can of course also be reversed without affecting the function of the invention.

Die Erfindung nutzt den weiteren Gedanken, dass zum Auswerten der Spannungskodierung, das heißt, der einen jeweiligen Schaltzustand der Schalteinheit zugeordneten Spanungspegel, nicht nur ein einziger Eingang einer Verarbeitungseinheit, beispielsweise der Rechnereinheit, herangezogen wird, sondern dass mehrere Anschlüsse der Verarbeitungseinheit genutzt werden können, um zusätzliche Daten beziehungsweise Informationen, insbesondere eine zusätzliche Redundanz, erreichen zu können. So ist es gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass zum Beispiel bei drei Schaltelementen der Steuereinrichtung die Verarbeitungseinheit wenigstens zwei Eingänge aufweist, die an die entsprechenden Ausgänge der Steuereinrichtung anschließbar sind. Die Steuereinrichtung stellt mittels des Widerstandsnetzwerks für jede Schaltstellung der Schaltelemente, an den Ausgangsanschlüssen der Steuereinrichtung eine entsprechende individuelle Kodierung mittels Spannungspegeln bereit. Dadurch ist die jeweilige Kombination von Spannungspegeln an den Ausgangsanschlüssen der Schaltungsanordnung individuell einem jeweiligen Schaltzustand der Schalteinheit zuordbar. Der Zustand der Schaltelemente wird dadurch bestimmt, dass eines der Schaltelemente im eingeschalteten Schaltzustand ist, wohingegen alle anderen Schaltelemente der Schalteinheit den ausgeschalteten Schaltzustand einnehmen. Die Schaltelemente der Steuereinrichtung sind somit miteinander gekoppelt, sodass immer nur jeweils ein einziges der Schaltelemente den eingeschalteten Schaltzustand einnehmen kann. Eine derartige Steuereinrichtung findet zum Beispiel Einsatz zum Steuern von Fahrtrichtungsanzeigern in einem Kraftfahrzeug, die mittels eines Schalthebels an der Lenksäule des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Diese Ausgestaltung ist jedoch nicht auf die Anwendung im Kraftfahrzeug beschränkt. Die Steuereinrichtung kann zum Beispiel nach Art einer Drehschalteinheit oder auch einer translatorisch betätigbaren Steuereinrichtung realisiert sein. Bei den Schaltelementen kann es sich um elektromechanische Schaltelemente handeln, die mittels des Schalthebels gemeinsam betätigbar sind. Es kann dem Grunde nach jedoch auch vorgesehen sein, dass es sich um elektronische Schaltelemente handelt, beispielsweise um Transistoren, die im Schaltbetrieb betrieben werden.The invention utilizes the further concept that, for evaluating the voltage coding—that is, the voltage levels assigned to a respective switching state of the switching unit—not only a single input of a processing unit, for example, the computer unit, is used, but that multiple connections of the processing unit can be used to access additional data or information, in particular additional redundancy. Thus, according to this embodiment of the invention, it is provided that, for example, with three switching elements of the control unit, the processing unit has at least two inputs that can be connected to the corresponding outputs of the control unit. The control unit provides, by means of the resistor network The control unit provides a corresponding individual coding via voltage levels at the output terminals for each switching position of the switching elements. This allows each combination of voltage levels at the output terminals of the circuit arrangement to be individually assigned to a specific switching state of the switching unit. The state of the switching elements is determined by one of the switching elements being in the "on" state, while all other switching elements of the switching unit are in the "off" state. The switching elements of the control unit are thus coupled to each other, so that only one of the switching elements can be in the "on" state at any given time. Such a control unit is used, for example, to control turn signals in a motor vehicle, which are arranged on the steering column of the vehicle by means of a shift lever. However, this design is not limited to applications in motor vehicles. The control unit can be implemented, for example, as a rotary switch or a linearly actuated control unit. The switching elements can be electromechanical switching elements that can be actuated together by means of the shift lever. However, it is also possible that these are electronic switching elements, for example transistors that are operated in switching mode.

Gemäß einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, jeder der zweiten Reihenschaltungsanschlüsse über eine jeweilige Diode mit dem zweiten Schaltelementanschluss des Redundanzschaltelements elektrisch gekoppelt ist. Der jeweilige der Eingangsanschlüsse ist somit nicht direkt mit dem Koppelwiderstand gekoppelt, sondern beide Anschlüsse des Koppelwiderstands können somit über die Dioden mit demjenigen der Eingangsanschlüsse elektrisch verbunden sein. Wird das an diesem Eingangsanschluss angeschlossene Schaltelement in den eingeschalteten Schaltzustand geschaltet, kann dadurch erreicht werden, dass der Koppelwiderstand deaktiviert wird.According to a further development approach, it is proposed that each of the second series connection terminals be electrically coupled to the second switching element terminal of the redundant switching element via a respective diode. Thus, each input terminal is not directly coupled to the coupling resistor; instead, both terminals of the coupling resistor can be electrically connected to the corresponding input terminal via the diodes. Switching the switching element connected to this input terminal into the on state allows the coupling resistor to be deactivated.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass der zweite Schaltelementanschluss des ersten der Schaltelemente über zwei Dioden mit Anschlüssen des Koppelwiderstands verbunden ist. So kann auf einfache Weise eine Deaktivierung des Koppelwiderstands erreicht werden.Furthermore, it is proposed that the second switching element terminal of the first switching element be connected to the terminals of the coupling resistor via two diodes. This allows for a simple deactivation of the coupling resistor.

Ferner wird vorgeschlagen, dass das Widerstandnetzwerk eine weitere Reihenschaltung aus wenigstens zwei elektrischen Widerständen aufweist, die zwischen dem zweiten Schaltelementanschluss des Redundanzschaltelements und dem Versorgungsanschluss angeschlossen ist, wobei ein Mittelanschluss dieser Reihenschaltung mit dem Redundanzausgangsanschluss elektrisch gekoppelt ist. Dadurch kann eine unabhängige Funktionalität bezüglich des Redundanzschaltelements erreicht werden.Furthermore, it is proposed that the resistor network includes a further series connection of at least two electrical resistors, which is connected between the second switching element terminal of the redundancy switching element and the supply terminal, wherein a center terminal of this series connection is electrically coupled to the redundancy output terminal. This allows for independent functionality with respect to the redundancy switching element.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Redundanzschaltelement wenigstens ein elektromechanisches oder ein elektronisches Schaltelement aufweist. Das Redundanzschaltelement kann als kostengünstiges Element realisiert sein.According to a further embodiment, it is proposed that the redundancy switching element comprises at least one electromechanical or one electronic switching element. The redundancy switching element can be implemented as a cost-effective element.

Zu der Erfindung gehört auch die Fahrzeugsteuerung für das Kraftfahrzeug. Die Fahrzeugsteuerung kann eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung (Prozessorschaltung) aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Als Mikroprozessor kann insbesondere jeweils eine CPU (Central Processing Unit), eine GPU (Graphical Processing Unit) oder eine NPU (Neural Processing Unit) verwendet werden. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein. Die Prozessoreinrichtung kann z.B. auf zumindest einer Schaltungsplatine und/oder auf zumindest einem SoC (System on Chip) basieren.The invention also includes the vehicle control system for the motor vehicle. The vehicle control system can include a data processing device or a processor circuit configured to execute an embodiment of the method according to the invention. For this purpose, the processor circuit can include at least one microprocessor and/or at least one microcontroller and/or at least one FPGA (Field Programmable Gate Array) and/or at least one DSP (Digital Signal Processor). In particular, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), or an NPU (Neural Processing Unit) can be used as the microprocessor. Furthermore, the processor circuit can include program code configured to execute the embodiment of the method according to the invention when carried out by the processor circuit. The program code can be stored in a data memory of the processor circuit. The processor circuit can, for example, be based on at least one circuit board and/or on at least one SoC (System on Chip).

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.The invention also includes further developments of the method according to the invention, which have features already described in connection with the further developments of the control device according to the invention. For this reason, the corresponding further developments of the method according to the invention are not described again here.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet. Anstelle bei einem Kraftfahrzeug kann die Erfindung auch bei einem Luftfahrzeug, einem Wasserfahrzeug oder einer weiteren technischen Anlage eingesetzt werden.The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or truck, or as a passenger bus or motorcycle. Instead of a motor vehicle, the invention can also be used in an aircraft, a watercraft, or another technical system.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.The invention also includes combinations of the features of the described embodiments. The invention therefore also includes realizations that each exhibit a combination of the features of several of the described embodiments, provided that the embodiments have not been described as mutually exclusive.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 in einer schematischen Seitenansicht ein Kraftfahrzeug mit einer Schalteinheit, an die Schaltungsanordnung angeschlossen ist;
2 in einer schematischen Schaltbilddarstellung eine erste Ausgestaltung für eine Schaltungsanordnung für das Kraftfahrzeug gemäß 1;
3 in einer schematischen Schaltbilddarstellung eine zweite Ausgestaltung für eine Schaltungsanordnung für das Kraftfahrzeug gemäß 1;
4 in einer schematischen Schaltbilddarstellung eine dritte Ausgestaltung für eine Schaltungsanordnung für das Kraftfahrzeug gemäß 1; und
5 in einer schematischen Schaltbilddarstellung eine vierte Ausgestaltung basierend auf 4, bei der ein Redundanzschaltelement und ein Freigabeschaltelement vorgesehen sind.

The following are exemplary embodiments of the invention described. This is illustrated by:

1 a schematic side view of a motor vehicle with a switching unit to which the switching arrangement is connected;
2 in a schematic circuit diagram representation a first embodiment for a circuit arrangement for the motor vehicle according to 1 ;
3 in a schematic circuit diagram representation a second embodiment for a circuit arrangement for the motor vehicle according to 1 ;
4 in a schematic circuit diagram representation a third embodiment for a circuit arrangement for the motor vehicle according to 1 ; and
5 in a schematic circuit diagram representation a fourth embodiment based on 4 , in which a redundancy switching element and an enabling switching element are provided.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments described below are preferred embodiments of the invention. In these exemplary embodiments, the described components each represent individual features of the invention, which can be considered independently of one another and each further develops the invention independently. Therefore, the disclosure is intended to include combinations of features of the embodiments other than those shown. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention already described.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, identical reference symbols denote functionally equivalent elements.

1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein Kraftfahrzeug 50. Das Kraftfahrzeug 50 weist eine Fahrzeugsteuerung 52 mit einer Steuereinrichtung 74 auf, die eine Schalteinheit 12 der Steuereinrichtung 74 zum Betätigen eines nicht weiter dargestellten Fahrtrichtungsanzeigers des Kraftfahrzeugs 50 umfasst. Die Schalteinheit 12 ist in einer nicht weiter dargestellten Lenksäule des Kraftfahrzeugs 50 angeordnet und kann durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs 50 mittels eines um eine Lenkachse schwenkbaren Hebels manuell betätigt werden, um eine Blinkfunktion als Fahrtrichtungsanzeige zu bewirken. Die Schalteinheit 12 ist an eine Schaltungsanordnung 10 der Steuereinrichtung 74 angeschlossen, die zum Spannungscodieren von Schaltzuständen der Schalteinheit 12 dient. Die Schaltungsanordnung 10 ist ihrerseits an eine Verarbeitungseinheit 54 der Steuereinrichtung 74 angeschlossen, die aus erfassten Spannungswerten den jeweiligen Schaltzustand der Schalteinheit 12 ermittelt und die ermittelten Schaltzustände für die weitere Nutzung durch die bereitstellt. 1 Figure 1 shows a schematic side view of a motor vehicle 50. The motor vehicle 50 has a vehicle control unit 52 with a control device 74, which includes a switching unit 12 of the control device 74 for actuating a turn signal indicator of the motor vehicle 50 (not shown). The switching unit 12 is arranged in a steering column of the motor vehicle 50 (not shown) and can be manually actuated by the driver of the motor vehicle 50 by means of a lever that pivots about a steering axis to activate a flashing function as a turn signal indicator. The switching unit 12 is connected to a circuit arrangement 10 of the control device 74, which serves to voltage-code the switching states of the switching unit 12. The circuit arrangement 10 is in turn connected to a processing unit 54 of the control device 74, which determines the respective switching state of the switching unit 12 from detected voltage values and makes the determined switching states available for further use by the control device 74.

2 zeigt in einer schematischen Schaltbilddarstellung eine erste Ausgestaltung einer Steuereinrichtung 74 mit einer Schalteinheit 12 und einer Schaltungsanordnung 86 zum Spannungskodieren von Schaltzuständen der Schalteinheit 12, die in der vorliegenden Ausgestaltung genau 3 Schaltelemente 14 aufweist. Die Schaltelemente 14 sind ausgebildet, jeweils einen eingeschalteten und einen ausgeschalteten Schaltzustand einzunehmen. Die Schalteinheit 12 ist ausgebildet, dass stets jeweils nur genau eines der Schaltelemente 14 den eingeschalteten Schaltzustand einnimmt und die anderen der Schaltelemente 14 jeweils den ausgeschalteten Schaltzustand einnehmen. Die Steuereinrichtung 74 ist Teil einer Fahrtrichtungsanzeige des Kraftfahrzeugs 50, die in einer nicht weiter dargestellten Lenksäule des Kraftfahrzeugs 50 angeordnet ist. 2 Figure 1 shows a schematic circuit diagram of a first embodiment of a control device 74 with a switching unit 12 and a circuit arrangement 86 for voltage encoding of switching states of the switching unit 12, which in the present embodiment has exactly 3 switching elements 14. The switching elements 14 are configured to each assume an on and an off switching state. The switching unit 12 is configured such that at any given time only exactly one of the switching elements 14 assumes the on switching state and the other switching elements 14 assume the off switching state. The control device 74 is part of a direction indicator of the motor vehicle 50, which is arranged in a steering column of the motor vehicle 50 (not shown).

In der vorliegenden Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Schaltungsanordnung eine Reihenschaltung aus 6 elektrischen Widerständen R21 bis R26 aufweist, die zwischen einem Versorgungspotenzial 36 und einem Bezugspotenzial 20 angeschlossen ist. An einem Mittelanschluss 62 zwischen den elektrischen Widerständen R 24 und R 25 sind alle Schaltelemente 14 mit einem ihrer Anschlüsse gemeinsam angeschlossen.In the present embodiment, the circuit arrangement comprises a series connection of six electrical resistors R21 to R26, connected between a supply potential 36 and a reference potential 20. All switching elements 14 are connected to a central terminal 62 located between electrical resistors R24 and R25 via one of their terminals.

Die Widerstände R21 und R22 stellen ferner einen Mittelanschluss 90 bereit, an dem ein weiterer Anschluss eines der Schaltelemente 14 angeschlossen ist. Die elektrischen Widerstände R22, R23 stellen einen weiteren Mittelanschluss 66 bereit, an dem ein weiterer Anschluss eines zweiten der Schaltelemente 14 angeschlossen ist. Die elektrischen Widerstände R23, R24 stellen einen weiteren Mittelanschluss 68 bereit, an dem ein weiterer Anschluss des dritten Schaltelements 14 angeschlossen ist. Die Widerstände R25, R26 stellen einen Mittelanschluss 70 bereit, der über einen weiteren elektrischen Widerstand R27 mit einem Ausgangsanschluss 28 der Schaltungsanordnung 86 verbunden ist. Der Ausgangsanschluss 28 ist mit der Verarbeitungseinheit 54 verbunden. Der Ausgangsanschluss 28 ist ferner über einen elektrischen Kondensator C1 mit dem Bezugspotenzial 20 elektrisch gekoppelt.Resistors R21 and R22 also provide a central terminal 90 to which another terminal of one of the switching elements 14 is connected. Resistors R22 and R23 provide another central terminal 66 to which another terminal of a second of the switching elements is connected. 14 is connected. The electrical resistors R23, R24 provide a further center terminal 68, to which another terminal of the third switching element 14 is connected. The resistors R25, R26 provide a center terminal 70, which is connected via a further electrical resistor R27 to an output terminal 28 of the circuit arrangement 86. The output terminal 28 is connected to the processing unit 54. The output terminal 28 is also electrically coupled to the reference potential 20 via an electrical capacitor C1.

Wie aus 2 ersichtlich ist, wird mittels der Schaltungsanordnung 86 abhängig vom jeweils eingeschalteten Schaltelement 14 aufgrund einer Spannungsteilerfunktionalität eine elektrische Spannung am Ausgangsanschluss 28 bereitgestellt, die hinsichtlich des Spannungswerts dem jeweiligen Schaltelement 14 individuell zuordbar ist. Dadurch wird eine Spannungscodierung erreicht, sodass die Schalteinheit 12 lediglich über eine einzige Kommunikationsleitung mit der Verarbeitungseinheit 54 gekoppelt zu sein braucht.As from 2 As can be seen, the circuit arrangement 86 provides an electrical voltage at the output terminal 28, depending on which switching element 14 is switched on, due to a voltage divider function. The voltage value of this voltage can be individually assigned to the respective switching element 14. This achieves voltage coding, so that the switching unit 12 only needs to be coupled to the processing unit 54 via a single communication line.

In der vorliegenden Ausgestaltung handelt es sich bei der Schalteinheit 12 und den Schaltelementen 14 um elektromechanische Schaltelemente, die mittels des vorgenannten Betätigungshebels vom Fahrer des Kraftfahrzeugs 50 manuell betätigt werden können. In dieser Ausgestaltung ist vorgesehen, dass es sich um einen Blinkschalter handelt, wobei eines der Schaltelemente einem linksseitigen Blinken, eines der Schaltelemente einem rechtsseitigen Blinken und eines der Schaltelemente der deaktivierten Blinkfunktion, das heißt, einer Ruhestellung, zugeordnet ist.In the present embodiment, the switching unit 12 and the switching elements 14 are electromechanical switching elements that can be manually operated by the driver of the motor vehicle 50 using the aforementioned operating lever. In this embodiment, it is provided that this is a flasher switch, with one of the switching elements being assigned to a left-hand flasher, one to a right-hand flasher, and one to the deactivated flasher function, i.e., a rest position.

Die Verarbeitungseinheit 54 kann eine programmgesteuerte Recheneinheit, beispielsweise nach Art eines Microcontrollers, eines ASIC oder dergleichen, aufweisen, um das am Ausgangsanschluss 28 bereitgestellte Spannungssignal auszuwerten. Zu diesem Zweck kann die Verarbeitungseinheit 54 einen oder mehrere Analog-Digital-Wandler aufweisen.The processing unit 54 can include a program-controlled computing unit, for example, a microcontroller, an ASIC, or the like, to evaluate the voltage signal provided at output terminal 28. For this purpose, the processing unit 54 can include one or more analog-to-digital converters.

3 zeigt in einer schematischen Schaltbilddarstellung eine zweite Ausgestaltung für eine Steuereinrichtung 74 mit einer Schaltungsanordnung 80 zum Spannungscodieren von Schaltzuständen der Schalteinheit 12, wie sie bereits anhand von 2 erläutert wurde, wobei in 3 lediglich zwei der Schaltelemente 14 dargestellt sind. Für das dritte Schaltelement 14 kann eine Verschaltung entsprechend für die beiden dargestellten Schaltelemente 14 vorgesehen sein. Entsprechend weist die Verarbeitungseinheit 54 vorliegend drei Eingangsanschlüsse auf, von denen in der 3 lediglich zwei dargestellt sind. 3 A schematic circuit diagram shows a second embodiment for a control device 74 with a circuit arrangement 80 for voltage encoding of switching states of the switching unit 12, as already shown in 2 was explained, whereby in 3 Only two of the switching elements 14 are shown. A circuit corresponding to the two shown switching elements 14 can be provided for the third switching element 14. Accordingly, the processing unit 54 has three input connections, of which in the 3 Only two are shown.

Die Steuereinrichtung 74 gemäß 3 unterscheidet sich von der Steuereinrichtung gemäß 2 dadurch, dass für jedes der Schaltelemente 14 ein eigener Eingangsanschluss an der Verarbeitungseinheit 54 vorgesehen ist. Die Schaltelemente 14 bilden zusammen mit elektrischen Widerständen jeweilige Reihenschaltungen, wie im Folgenden erläutert. So bildet eines der Schaltelemente 14 zusammen mit den Widerständen R31, R33 eine jeweilige Reihenschaltung, die zwischen dem Versorgungspotential 36 und dem Bezugspotenzial 20 angeschlossen ist. An einem Mittelanschluss 82, der durch die elektrischen Widerstände R31, R33 bereitgestellt ist, ist ein Widerstand R32 angeschlossen, der mit dem entsprechenden Eingangsanschluss der Verarbeitungseinheit 54 elektrisch verbunden ist. Der Eingang der Verarbeitungseinheit 54 ist ferner über einen Kondensator C1 mit dem elektrischen Bezugspotential 20 gekoppelt.The control unit 74 according to 3 differs from the control unit according to 2 This is achieved by providing a separate input connection on the processing unit 54 for each of the switching elements 14. The switching elements 14, together with electrical resistors, form series circuits, as explained below. Each switching element 14, together with resistors R31 and R33, forms a series circuit connected between the supply potential 36 and the reference potential 20. A resistor R32 is connected to a central terminal 82, provided by the electrical resistors R31 and R33, and is electrically connected to the corresponding input terminal of the processing unit 54. The input of the processing unit 54 is further coupled to the electrical reference potential 20 via a capacitor C1.

Entsprechend bildet das weitere der Schaltelemente 14 zusammen mit den elektrischen Widerständen R34, R35 eine weitere Reihenschaltung, die zwischen dem elektrischen Bezugspotenzial 20 und dem Versorgungspotential 36 angeschlossen ist. Die elektrischen Widerstände R34, R35 stellen einen Mittelanschluss 84 bereit, an dem ein Widerstand R36 angeschlossen ist, der weiterhin mit einem weiteren Eingang der Verarbeitungseinheit 54 elektrisch verbunden ist. Dieser Eingang ist ferner über einen elektrischen Kondensator C2 mit dem Bezugspotenzial 20 gekoppelt. Hier ist also für jedes Schaltelement eine separate Leitung erforderlich.Accordingly, the next of the switching elements 14, together with the electrical resistors R34 and R35, forms another series circuit connected between the electrical reference potential 20 and the supply potential 36. The electrical resistors R34 and R35 provide a center terminal 84 to which a resistor R36 is connected, which is further electrically connected to another input of the processing unit 54. This input is also coupled to the reference potential 20 via an electrical capacitor C2. Thus, a separate line is required for each switching element.

Die Schaltelemente 14 können unabhängig voneinander betätigt werden und können demnach sowohl einzeln als auch zusammen betätigt werden, sodass bei einer Auswertung durch die Verarbeitungseinheit 54 jeder dieser Zustände möglich sein kann. Es kann jedoch auch sicherheitskritische Situationen geben, bei denen nur genau ein Zustand eingenommen werden darf. Diese Situationen sind insbesondere im Bereich Automotive im Kontext mit Anforderungen in Bezug auf eine funktionale Sicherheit (FuSi) zu betrachten. Sie können somit gemäß der Norm 26262 (Automotive Safety Integrity Level; ASIL) gekennzeichnet sein.The switching elements 14 can be actuated independently of one another and can therefore be actuated both individually and together, so that any of these states is possible when evaluated by the processing unit 54. However, there may also be safety-critical situations in which only exactly one state may be assumed. These situations are particularly relevant in the automotive sector in the context of functional safety (FuSi) requirements. They can therefore be classified according to standard 26262 (Automotive Safety Integrity Level; ASIL).

Die Erfindung bezieht sich darauf, dass eine jeweilige Schaltstellung der Schalteinheit 12 durch einen jeweiligen Spannungswert repräsentiert sein kann, der über einen Eingangsanschluss der Verarbeitungseinheit 54 einer Auswertung zugeführt werden kann. Dem Grunde nach können derartige Schalteinheiten dazu dienen, unterschiedlichste Funktionen, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, zu steuern. Die Schaltelemente 14 können beispielsweise auch zur Steuerung einer Scheibenwisch- und Waschanlage, einer Fernlichtumschaltung des Kraftfahrzeugs 50 oder dergleichen dienen. Als Fahrtrichtungsanzeiger, auch Blinker genannt, können beispielsweise drei Zustände für die Schalteinheit 12 vorgesehen sein, nämlich ein neutraler Zustand, bei dem kein Blinken aktiviert ist, ein Zustand „Blinken links“, sowie ein Zustand „Blinken rechts“. Diese Zustände schließen sich aus, sodass jeweils immer nur einer dieser Zustände mittels des jeweiligen Schaltelements 14 aktiviert ist. In der Regel befindet sich die Position für den neutralen Zustand zwischen den beiden anderen Zuständen. Die Schalteinheit 12 kann ausgebildet sein, rotatorisch oder auch translatorisch betätigt zu werden.The invention relates to the fact that a respective switching position of the switching unit 12 can be represented by a respective voltage value, which is supplied via an input terminal of the processing unit. The switching unit 14 can be evaluated. In principle, such switching units can be used to control a wide variety of functions, particularly in motor vehicles. The switching elements 14 can, for example, also be used to control a windshield wiper and washer system, a high beam switching system of the motor vehicle 50, or the like. As a turn signal, also called a turn signal, the switching unit 12 can, for example, have three states: a neutral state in which no flashing is activated, a "left flashing" state, and a "right flashing" state. These states are mutually exclusive, so that only one of these states is activated at any given time by the respective switching element 14. The neutral state is usually located between the other two states. The switching unit 12 can be designed to be actuated rotaryally or translationally.

4 zeigt in einer schematischen Schaltbilddarstellung eine dritte Ausgestaltung für eine Steuereinrichtung 74 mit einer Schaltungsanordnung 10 für das Kraftfahrzeug 50 gemäß 1. Auch diese Schaltungsanordnung 10 ist einerseits an die Schalteinheit 12 und andererseits an die Verarbeitungseinheit 54 angeschlossen. Die Steuereinrichtung 74 dient ebenfalls zum Spannungscodieren von Schaltzuständen der Schalteinheit 12. Die Schalteinheit 12 ist auch hier ausgebildet, dass stets jeweils nur genau eines der Schaltelemente 14 den eingeschalteten Schaltzustand einnimmt und die anderen der Schaltelemente 14 jeweils den ausgeschaltetem Schaltzustand einnehmen. 4 A schematic circuit diagram shows a third embodiment for a control device 74 with a circuit arrangement 10 for the motor vehicle 50 according to 1 This circuit arrangement 10 is also connected to the switching unit 12 on one side and to the processing unit 54 on the other. The control device 74 also serves to encode the switching states of the switching unit 12. The switching unit 12 is also configured here such that only one of the switching elements 14 is ever in the switched-on state, and the other switching elements 14 are each in the switched-off state.

Die Schaltungsanordnung 10 weist für jedes der Schaltelemente 14 einen Eingangsanschluss 22, 24, 26 zum elektrischen Koppeln mit einem jeweiligen zweiten Schaltelementanschluss 18 des jeweiligen Schaltelements 14 auf. Die Schaltelemente 14 weisen ferner jeweilige erste Schaltelementanschlüsse 16 auf, die zum elektrischen Verbinden mit dem elektrischen Bezugspotential 20 ausgebildet sind. In der vorliegenden Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die ersten Schaltelementanschlüsse 16 gemeinsam am Bezugspotential 20 angeschlossen sind.The circuit arrangement 10 has an input terminal 22, 24, 26 for each of the switching elements 14 for electrical coupling with a respective second switching element terminal 18 of the respective switching element 14. The switching elements 14 also have respective first switching element terminals 16, which are configured for electrical connection to the electrical reference potential 20. In the present embodiment, the first switching element terminals 16 are connected together to the reference potential 20.

Die Schaltungsanordnung 10 weist entsprechend der Anzahl der Eingangsanschlüsse 22, 24, 26 eine um eins reduzierte Anzahl an Ausgangsanschlüssen 28, 30 zum Verbinden mit der Verarbeitungseinheit 54 auf. Vorliegend sind zwei Ausgangsanschlüsse 28, 30 vorgesehen. Die Steuereinrichtung 74 ist ferner ausgebildet, einem jeweiligen eingeschalteten Schaltzustand eines jeweiligen Schaltelements 14 der Schalteinheit 12 genau eine Kombination von Spannungspegeln an den Ausgangsanschlüssen 28, 30 individuell zuzuordnen.The circuit arrangement 10 has a reduced number of output terminals 28, 30 for connection to the processing unit 54, corresponding to the number of input terminals 22, 24, 26. In this case, two output terminals 28, 30 are provided. The control device 74 is further configured to individually assign exactly one combination of voltage levels at the output terminals 28, 30 to each activated switching state of a respective switching element 14 of the switching unit 12.

Zu diesem Zweck weist die Schaltungsanordnung 10 ein Widerstandsnetzwerk 32 auf. Das Widerstandsnetzwerk 32 koppelt jeden Eingangsanschluss 22, 24, 26 mit jedem Ausgangsanschluss 28, 30, wobei das Widerstandsnetzwerk 32 einen Versorgungsanschluss 34 zum Verbinden mit dem Versorgungspotential 36 aufweist. Das Widerstandsnetzwerk 32 weist für jeden Ausgangsanschluss 28, 30 eine jeweilige Reihenschaltung aus zwei Messwiderständen R4, R5 einerseits und R8, R9 andererseits auf.For this purpose, the circuit arrangement 10 includes a resistor network 32. The resistor network 32 couples each input terminal 22, 24, 26 to each output terminal 28, 30, the resistor network 32 having a supply terminal 34 for connecting to the supply potential 36. The resistor network 32 has, for each output terminal 28, 30, a series connection of two measuring resistors R4, R5 on one side and R8, R9 on the other.

Jede der Reihenschaltungen weist einen ersten und einen zweiten Reihenschaltungsanschluss 38, 40, 42, 44 auf. Jeweils der erste Reihenschaltungsanschluss 38, 42 der jeweiligen Reihenschaltung ist mit genau einem der jeweiligen Ausgangsanschlüsse 28, 30 elektrisch gekoppelt. Die zweiten Reihenschaltungsanschlüsse 40, 44 sind über zwei in Reihe geschaltete Koppelwiderstände R3, R7 miteinander elektrisch gekoppelt. Ein jeweiliger Mittelanschluss 46, 48 der jeweiligen Reihenschaltung ist mit genau einem jeweiligen der Eingangsanschlüsse 22, 26 elektrisch gekoppelt. Der Eingangsanschluss 24 ist hingegen mit den zweiten Reihenschaltungsanschlüssen 40, 44 elektrisch gekoppelt.Each of the series circuits has a first and a second series connection 38, 40, 42, 44. The first series connection 38, 42 of each series circuit is electrically coupled to exactly one of the respective output connections 28, 30. The second series connections 40, 44 are electrically coupled to each other via two coupling resistors R3, R7 connected in series. A center connection 46, 48 of each series circuit is electrically coupled to exactly one of the respective input connections 22, 26. The input connection 24, however, is electrically coupled to the second series connections 40, 44.

Zu diesem Zweck weist das Widerstandsnetzwerk 32 zwei Dioden D1 und D2 auf. Die Dioden D1 und D2 sind mit ihren Anoden an die jeweiligen zweiten Reihenschaltungsanschlüsse 40, 44 angeschlossen. Die Kathoden der Dioden D1 und D2 sind gemeinsam mit dem Eingangsanschluss 24 elektrisch verbunden.For this purpose, the resistor network 32 comprises two diodes D1 and D2. The anodes of diodes D1 and D2 are connected to the respective second series terminals 40 and 44. The cathodes of diodes D1 and D2 are electrically connected to the input terminal 24.

Die ersten Reihenschaltungsanschlüsse 38, 42 sind ferner über jeweilige Ausgangswiderstände R6, R10 mit dem jeweiligen Ausgangsanschluss 28, 30 elektrisch verbunden.The first series connection terminals 38, 42 are furthermore electrically connected to the respective output terminals 28, 30 via respective output resistors R6, R10.

Ferner ist der Versorgungsanschluss 34 über jeweilige Versorgungswiderstände R1, R2 mit dem jeweiligen ersten Reihenschaltungsanschluss 42, 38 beziehungsweise dem jeweiligen Ausgangswiderstand R6, R10 elektrisch gekoppelt.Furthermore, the supply connection 34 is electrically coupled via respective supply resistors R1, R2 to the respective first series connection 42, 38 or the respective output resistor R6, R10.

Diese Steuereinrichtung 74 ermöglicht es, nicht nur zuverlässig Schaltzustände der Schalteinheit 12 bezüglich der Spannung zu kodieren, sondern sie erlaubt es der Verarbeitungseinheit 54 auch, Störungen beziehungsweise fehlerhafte Zustände erkennen zu können. So kann zum Beispiel im Falle eines ungewollten Kontaktkurzschlusses zum Beispiel aufgrund von Fremdkörpern oder dergleichen und einer Betätigungsrichtung in die neutrale Position eine Auswertung über einen Schaltungsteil umfassend die Widerstände R7 bis R10 und die Dioden D1 und D2 erfolgen. Es kann sich aufgrund der Störung eine andere Spannungscodierung an den Ausgangsanschlüssen 28, 30 als der vorgegebene individuell zugeordnete Wert ergeben. Besonders vorteilhaft erweist sich dies, wenn die Schalteinheit 12 mittels beispielsweise eines Vielfingerschleifers als Kontaktmedium realisiert ist, wobei der Vielfingerschleifer an einem Bedienhebel befestigt ist und mit der Bewegung des Bedienelements mitbewegt wird, um auf diese Weise die unterschiedlichen Schaltzustände der Schalteinheit 12 zu realisieren.This control unit 74 not only makes it possible to reliably code the switching states of the switching unit 12 with respect to the voltage, but it also allows the processing unit 54 to detect disturbances. or to be able to detect faulty states. For example, in the event of an unintentional contact short circuit, e.g., due to foreign objects or the like, and an actuation direction towards the neutral position, an evaluation can be performed via a circuit section comprising resistors R7 to R10 and diodes D1 and D2. Due to the fault, a different voltage coding may occur at the output terminals 28, 30 than the predefined, individually assigned value. This proves particularly advantageous if the switching unit 12 is implemented using, for example, a multi-finger wiper as the contact medium, whereby the multi-finger wiper is attached to an operating lever and moves with the movement of the operating element in order to realize the different switching states of the switching unit 12 in this way.

Aus dem nachfolgenden Vergleich sind die Vorteile der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung 10 gemäß 4 gegenüber der Schaltungsanordnung 86 gemäß 2 ersichtlich.The advantages of the circuit arrangement 10 according to the invention are shown in the following comparison. 4 compared to the circuit arrangement 86 according to 2 visible.

In der folgenden Tabelle 1 sind für unterschiedliche Schaltzustände der Schalteinheit 12, das heißt für unterschiedliche Zustände der Schaltelemente 14, bezogen auf eine Versorgungsspannung von 5 V, die zwischen dem Versorgungspotenzial 36 und dem Bezugspotenzial 20 anliegt, dargestellt. Tabelle 1 Schalter S1(links) Schalter S2(Mitte) Schalter S3(rechts) Ausgang Resultat offen offen offen 5,00 V Fehler! offen offen geschlossen 1,19 V kein Fehler(korrekteSchaltertstellung) offen geschlossen offen 2,22 V kein Fehler(korrekteSchalterstellung) offen geschlossen geschlossen 0,92 V Fehler! geschlossen offen offen 0,71 V kein Fehler(korrekteSchaltertstellung) geschlossen offen geschlossen 0,49 V Fehler! geschlossen geschlossen offen 0,61 V Fehler! geschlossen geschlossen geschlossen 0,44 V Fehler! Table 1 below shows different switching states of the switching unit 12, that is, different states of the switching elements 14, with reference to a supply voltage of 5 V, which is applied between the supply potential 36 and the reference potential 20. Table 1 Switch S1 (left) Switch S2 (center) Switch S3 (right) Exit result open open open 5.00 V Mistake! open open closed 1.19 V No error (correct switch position) open closed open 2.22 V No error (correct switch position) open closed closed 0.92 V Mistake! closed open open 0.71 V No error (correct switch position) closed open closed 0.49 V Mistake! closed closed open 0.61 V Mistake! closed closed closed 0.44 V Mistake!

Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, liegen die Spanungswerte am Ausgang teilweise sehr dicht beieinander, sodass das Erkennen von fehlerhaften Zuständen oder auch von zulässigen Zuständen nur unzureichend zuverlässig realisiert werden kann. Zum Beispiel liegt ein zulässiger Zustand bei 0,71 V vor, wohingegen ein fehlerhafter Zustand sowohl bei 0,92 V und auch bei 0,61 V vorliegt. Diese Problematik kann mit der Schaltungsanordnung 10 gemäß 4 vermieden werden, wie aus der folgenden Tabelle 2 ersichtlich ist.As can be seen from Table 1, the voltage values at the output are sometimes very close together, making it difficult to reliably detect faulty or permissible states. For example, a permissible state occurs at 0.71 V, whereas a faulty state occurs at both 0.92 V and 0.61 V. This problem can be solved with circuit arrangement 10 according to... 4 can be avoided, as can be seen from Table 2 below.

Aus der folgenden Tabelle 2 ist ersichtlich, dass insbesondere Schaltzustände der Schalteinheit 12, bei der mehr als ein einziges Schaltelement 14 im eingeschalteten Schaltzustand ist, durch die Verarbeitungseinheit 54 Fehler besser erkannt werden können. Tabelle 2 Schalter S1(links) Schalter S2(Mitte) Schalter S3(rechts) Ausgang1 Ausgang2 Resultat offen offen offen 5,00 V 5,00 V Fehler! offen offen geschlossen 2,50 V 4,08 V kein Fehler(korrekteSchaltertstellung) offen geschlossen offen 3,48 V 3,48 V kein Fehler(korrekteSchaltertstellung) offen geschlossen geschlossen 2,50 V 3,48 V Fehler! geschlossen offen offen 4,08 V 2,50 V kein Fehler(korrekteSchaltertstellung) geschlossen offen geschlossen 2,50 V 2,50 V Fehler! geschlossen geschlossen offen 3,48 V 2,50 V Fehler! geschlossen geschlossen geschlossen 2,50 V 2,50 V Fehler! Table 2 below shows that, in particular, switching states of the switching unit 12 where more than one switching element 14 is in the switched-on state, errors can be detected more effectively by the processing unit 54. Table 2 Switch S1 (left) Switch S2 (center) Switch S3 (right) Exit 1 Exit 2 result open open open 5.00 V 5.00 V Mistake! open open closed 2.50 V 4.08 V No error (correct switch position) open closed open 3.48 V 3.48 V No error (correct switch position) open closed closed 2.50 V 3.48 V Mistake! closed open open 4.08 V 2.50 V No error (correct switch position) closed open closed 2.50 V 2.50 V Mistake! closed closed open 3.48 V 2.50 V Mistake! closed closed closed 2.50 V 2.50 V Mistake!

Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, sind die fehlerhaften Zustände durch die Spannungscodierung deutlich von den zulässigen Zuständen zu unterscheiden.As can be seen from Table 2, the faulty states are clearly distinguishable from the permissible states by the voltage coding.

Auch hier beträgt die Versorgungsspannung wieder 5 V. Zu ersehen ist aus der Tabelle 2, dass zwei gleichzeitig eingeschaltete Schaltelemente 14 von der Verarbeitungseinheit 54 als Fehler erkannt werden können. Daher eignet sich die Schaltungsanordnung 10 gemäß 4 besonders für erhöhte Sicherheitsanforderungen, wie sie zum Beispiel im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik erhoben werden.Here too, the supply voltage is 5 V. Table 2 shows that two simultaneously switched-on switching elements 14 can be detected as errors by the processing unit 54. Therefore, the circuit arrangement 10 is suitable according to 4 especially for increased safety requirements, such as those levied in the field of automotive engineering.

Insgesamt kann mit der Erfindung somit eine verbesserte Überwachung auf fehlerhafte beziehungsweise gestörte Zustände realisiert werden.Overall, the invention thus enables improved monitoring for faulty or disturbed conditions.

5 zeigt in einer schematischen Schaltbilddarstellung eine vierte Ausgestaltung einer Steuereinrichtung 74 basierend auf der Ausgestaltung gemäß 4, bei der ergänzend ein Redundanzschaltelement 60 und ein Freigabeschaltelement 72 vorgesehen ist. Im Folgenden werden lediglich die Ergänzungen gegenüber der Ausgestaltung gemäß 4 erläutert. 5 A schematic circuit diagram shows a fourth embodiment of a control device 74 based on the embodiment according to 4 , in which a redundancy switching element 60 and an enabling switching element 72 are additionally provided. In the following, only the additions compared to the design according to are described. 4 explained.

Die Schalteinheit 10 weist zusätzlich das Redundanzschaltelement 60 auf. Die Schaltungsanordnung 10 weist hierfür einen Eingangsanschluss 64 auf, an dem der zweite Schaltelementanschluss 18 des Redundanzschaltelements 60 angeschlossen ist. Der Eingangsanschluss 64 ist über eine Reihenschaltung aus zwei elektrischen Widerständen 94, 92 an das Versorgungspotential 36 angeschlossen. Ein Mittelanschluss dieser Reihenschaltung ist über einen Ausgangswiderstand 88 an einen mit der Verarbeitungseinheit 54 verbundenen Ausgangsanschluss 92 der Schaltungsanordnung 10 angeschlossen.The switching unit 10 additionally includes the redundant switching element 60. For this purpose, the circuit arrangement 10 has an input terminal 64 to which the second switching element terminal 18 of the redundant switching element 60 is connected. The input terminal 64 is connected to the supply potential 36 via a series connection of two electrical resistors 94, 92. A center terminal of this series connection is connected via an output resistor 88 to an output terminal 92 of the circuit arrangement 10, which is connected to the processing unit 54.

Darüber hinaus ist zwischen dem Eingangsanschluss 24 und den Kathoden der Dioden D1 und D2 das Freigabeschaltelement 72 angeschlossen. Das Freigabeschaltelement 72 ist vorliegend durch ein Relais gebildet, welches von der Verarbeitungseinheit 54 angesteuert wird, um einen jeweiligen Schaltzustand einzunehmen.Furthermore, the enabling switching element 72 is connected between the input terminal 24 and the cathodes of diodes D1 and D2. In this case, the enabling switching element 72 is a relay, which is controlled by the processing unit 54 to assume a respective switching state.

Wie zu der vorhergehenden Ausgestaltung gemäß 4 erläutert, kann so ein Fehler im System detektiert werden und im Fehlerfall somit eine Ersatzreaktion ausgelöst werden. Dies führt allerdings zu einem Verfügbarkeitsproblem, das heißt am Beispiel der Funktion „Blinken“, dass im Fehlerfall nicht geblinkt werden darf. Bei der Ausgestaltung gemäß 5 kann diese Problematik mit geringem Aufwand gelöst werden und die Funktion weiterhin bereitgestellt werden. Hierzu wird ein zusätzlicher Kontakt, und zwar das Redundanzschaltelement 60, für die Schaltelemente S1 und S2 bereitgestellt und zudem ein geeignetes Schaltelement, nämlich das Freigabeschaltelement 72, im elektrischen Pfad des Schaltelements S3 eingebracht.As in the previous configuration according to 4 As explained, this allows an error in the system to be detected and, in the event of a fault, a substitute reaction to be triggered. However, this leads to an availability problem; for example, with the "blinking" function, blinking must not occur in the event of a fault. In the design according to 5 This problem can be solved with minimal effort and the function can continue to be provided. For this purpose, an additional contact, namely the redundancy switching element 60, is provided for the switching elements S1 and S2, and a suitable switching element, namely the enabling switching element 72, is also introduced into the electrical path of the switching element S3.

Daraus ergibt sich, dass bei Einnehmen der Position der Zustände A oder B jeweils ein zusätzliches, insbesondere autarkes Redundanzschaltelement integriert wird, das ausgewertet wird. Nur wenn dieses Redundanzschaltelement 60 ebenfalls betätigt ist, gilt der entsprechende Zustand als eingenommen und „wahr“.This implies that when state A or B is assumed, an additional, specifically self-contained, redundancy switching element is integrated and evaluated. Only if this redundancy switching element 60 is also activated is the corresponding state considered assumed and "true".

Im Falle, dass nun beispielsweise das Schaltelement S3 (neutral) und das Schaltelement S1 (Zustand A) geschlossen sind, würde - wie oben beschrieben - ein Fehlerfall vorliegen und somit die Ersatzreaktion ausgelöst werden. Durch das Redundanzschaltelement S4 60 wird gewährleistet, dass tatsächlich S1 betätigt wurde.In the event that, for example, switching element S3 (neutral) and switching element S1 (state A) are closed, a fault would occur – as described above – and thus the replacement would be necessary. A reaction is triggered. The redundancy switching element S4 60 ensures that S1 was actually activated.

Dennoch ist weiterhin das Schaltelement S3 betätigt und der Fehlerfall liegt noch an. Mittels der Auswertung des Schaltelements S4 durch die Verarbeitungseinheit 54 kann nun durch das Freigabeschaltelement 72, welches im elektrischen Pfad vom Schaltelement S1 eingebracht ist, dieser Pfad abgeschaltet werden und der elektrische Stromkreis von Schaltelement S3 unterbrochen werden. Dadurch liegt kein Fehlerfall mehr vor und die gewünschte Funktionalität kann realisiert werden, was zu einer erhöhten Verfügbarkeit führt.Nevertheless, switching element S3 remains actuated and the fault condition persists. By evaluating switching element S4, processing unit 54 can now use the enabling switching element 72, which is inserted into the electrical path from switching element S1, to deactivate this path and interrupt the electrical circuit of switching element S3. This eliminates the fault condition and allows the desired functionality to be implemented, resulting in increased availability.

Die Ausführungsbeispiele dienen ausschließlich der Erläuterung der Erfindung und sollen diese nicht beschränken.The exemplary embodiments serve solely to illustrate the invention and are not intended to limit it.

Claims

Control device (74) for a motor vehicle (50), comprising at least three switching elements (14), wherein each of the at least three switching elements (14) can be assigned a respective individual operating state of a motor vehicle function, wherein the switching elements (14) are configured to assume an on and an off switching state, wherein the control device (74) is configured such that at any given time only exactly one of the at least three switching elements (14) assumes the on switching state and the other switching elements (14) assume the off switching state, wherein the at least three switching elements (14) each have first switching element connections (16) for electrical connection to an electrical reference potential (20) and each have second switching element connections (18), wherein the control device (74) has a reduced number of output connections (28, 30) for connection to a processing unit (54) corresponding to the number of switching elements (14), wherein the control device (74) is configured to connect each of the second switching element connections (18) to each of the output connections (28, 30) to electrically couple and to individually assign exactly one combination of voltage levels at the output terminals (28, 30) to each switched-on switching state of a respective switching element (14), wherein the control device (74) has a resistor network (32) electrically coupling every second switching element terminal (18) to each output terminal (28, 30) in order to individually assign exactly one combination of voltage levels at the output terminals (28, 30) to each switched-on switching state of a respective switching element (14), wherein the control device (74) has at least one redundant switching element which is mechanically coupled to one of the at least three switching elements (14) and has a first switching element terminal (16) for electrical connection to the electrical reference potential (20) and a second switching element terminal (18), wherein the second switching element terminal (18) of the redundant switching element (60) is connected to a resistor network (32) individually assigned to the redundant switching element (60). The redundancy output connection (62) of the control unit (74) is electrically coupled for connection to the processing unit (54).

Control unit according to Claim 1 , characterized in that a first of the switching elements (14) is assigned to an initial position, whereas the further switching elements (14) are assigned to respective different actuation positions, wherein the second switching element connection (18) of the first of the switching elements (14) is electrically coupled to the resistance network (32) via an electrically actuated enabling switching element (72).

Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the resistor network (32) has at least one supply connection (34) for connecting to an electrical supply potential (36), wherein the resistor network (32) has a series connection of at least two electrical resistors (R4, R5, R8, R9) for each output connection (28, 30), wherein each series connection has a first and a second series connection (38, 40, 42, 44), wherein the first series connection (38, 42) of each series connection is electrically coupled to exactly one of the respective output connections (28, 30), wherein the second series connections (40, 44) of at least two respective series connections are electrically coupled to each other via at least one coupling resistor (R3, R7), wherein a respective center connection (46, 48) of each series connection is electrically coupled to exactly one of the respective input connections (22, 26), and wherein exactly one of the input terminals (24) is electrically coupled to at least one of the second series terminals (40, 44).

Control unit according to Claim 3 , characterized in that each of the second series connection terminals (40, 44) is electrically coupled to the second switching element terminal (18) of the first switching element (14) via a respective diode (D1, D2).

Control device according to one of the Claims 3 or 4 , characterized in that the second switching element terminal (18) of the first of the switching elements (14) is connected via two diodes (D1, D2) to terminals of the coupling resistor (R3, R7).

Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the resistor network (32) has a further series connection of at least two electrical resistors (92, 94) which is connected between the second switching element connection (18) of the redundancy switching element (60) and the supply connection (34), wherein a center connection of this series connection is electrically coupled to the redundancy output connection (62).

Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the redundancy switching element (60) comprises at least one electromechanical or electronic switching element.

Vehicle control unit (52) for a motor vehicle (50), comprising a control unit (74) and a processing unit (54) connected to the control unit (74), characterized in that the control unit (74) is designed according to one of the preceding claims.

Motor vehicle (50) with a vehicle control unit (52), characterized in that the vehicle control unit (52) according to Claim 8 is trained.

Method for voltage encoding of switching states of at least three switching elements (14) of a control device (74), wherein the at least three switching elements (14) each have first switching element terminals (16) for electrical connection to an electrical reference potential (20) and each have second switching element terminals (18), wherein the switching elements (14) are configured to assume an on and an off switching state, wherein the control device (74) is configured such that at any given time only exactly one of the switching elements (14) assumes the on switching state and the other switching elements (14) assume the off switching state, wherein the control device (74) for voltage encoding the switching states individually assigns to an on switching state of a respective switching element (14) provided at the respective second switching element terminal (18) exactly one combination of voltage levels at output terminals (28, 30) of the control device (74) connected to a processing unit (54), wherein the control device (74) assigns a voltage level corresponding to the number of switching elements (14) by one a reduced number of output terminals (28, 30) for connection to a processing unit (54), wherein the second switching element terminals (18) are electrically coupled to each output terminal (28, 30) by means of a resistor network (32) in order to individually assign exactly one combination of voltage levels at the output terminals (28, 30) to the respective switched-on switching state of a respective switching element (14), wherein the control device (74) has at least one redundant switching element (60) which is mechanically coupled to one of the at least three switching elements (14) and has a first switching element terminal (16) for electrical connection to the electrical reference potential (20) and a second switching element terminal (18), wherein the second switching element terminal (18) of the redundant switching element (60) is electrically connected to a redundant output terminal (62) of the control device (74) individually assigned to the redundant switching element (60) for connection to the processing unit (54). is coupled.