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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erfassung des Zustandes mindestens eines elektrischen Schalters, insbesondere zur Erfassung einer Betätigung mehrerer Schaltelemente in einem Kraftfahrzeug.
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Bei modernen Kraftfahrzeugen erfolgt die Steuerung elektrischer Verbraucher, wie beispielsweise der Innenraumbeleuchtung oder der Fensterheberantriebe durch einen Mikroprozessor in Abhängigkeit von den Schaltzuständen mehrerer Schaltelemente, wie beispielsweise Türkontaktschalter, Kofferraumverschlussschalter, Zündschlossschalter etc.. Der Prozessor muss demzufolge zunächst die Schaltzustände mehrerer Schaltelemente erfassen und abhängig hiervon die gewünschte Aktion auslösen.
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Um zu vermeiden, dass der Mikroprozessor bzw. die zugehörige Mikrocontroller-Schaltungsanordnung fortwährend eine relativ hohe Leistung aufnimmt, wird die Mikrocontrollerschaltung bzw. der Mikroprozessor während der Zeiten, in denen der Prozessor keinerlei Aktionen ausführen muss, in einen Stand-by-Modus oder Sleep-Modus versetzt. Aus diesem Modus, in dem die Schaltungsanordnung nur eine sehr geringe Leistung aufnimmt, wird der Mikroprozessor bedarfsweise, d. h. auf Anforderung, oder in vorbestimmten Zeitabständen mittels eines Wake-up-Signals in den aktiven Modus geschaltet.
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Bei bekannten Schaltungsanordnungen zur Erfassung des Zustands von wenigstens einem elektrischen Betätigungselement erfolgt die Überwachung der betreffenden Schaltzustände dadurch, dass die einzelnen Schaltelemente jeweils über Vorwiderstände mit getakteten Spannungsimpulsen beaufschlagt werden, wobei eine Spannungsmesseinheit die über den einzelnen Schaltelementen abfallende Spannung erfasst, welche den Schaltzustand des jeweiligen Schaltelements widerspiegelt. Beispielsweise wird das elektrische Potential am Eingang der Spannungsmesseinheit beim Durchschalten eines der Schaltelemente auf Masse gezogen, wogegen das elektrische Potential am Eingang der Spannungsmesseinheit bei geöffneten Schaltelementen der Versorgungsspannung entspricht.
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Nachteilig bei dieser bekannten Schaltungsanordnung zur Erfassung des Zustands von wenigstens einem elektrischen Schaltelement ist die Tatsache, dass am Signalausgang auch dann ein den Zustand der Schaltelemente wiedergebendes Ausgangssignal erzeugt wird, wenn keines der Schaltelemente betätigt wird und demzufolge auch kein Ausgangssignal erforderlich wäre. Diese bekannte Schaltungsanordnung befindet sich also während der getakteten Spannungsimpulse stets in einem aktiven Betriebszustand, wodurch unnötig elektrische Energie verbraucht wird.
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Aus der
DE-A-199 17 819 ist eine Schaltungsanordnung zur Erfassung von Schaltzuständen von Schaltern zur Aktivierung einer Kraftfahrzeugelektronik bekannt, wobei die Schaltungsanordnung ein Wake-up-Signal erzeugt, wenn wenigstens ein Schalter aus einem ersten definierten Schaltzustand in einen zweiten definierten Schaltzustand versetzt wird. Die Schaltungsanordnung ist so ausgebildet, dass sie das Wake-up-Signal auch bei einem Übergang des zweiten Schaltzustandes in den ersten Schaltzustand erzeugt. Dies ist in der Kfz-Technik häufig erforderlich, da elektrische Schalter im aktiven Zustand oftmals geschlossen sind. Es müssen daher beide Schaltzustände sicher erkennbar sein.
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Des Weiteren ist aus der
DE 683 429 C ein in Dunkelschaltung betriebenes Leucht- oder Blindschaltbild zur Überwachung von Verteilungsnetzen bekannt, bei dem jedem zu überwachenden Schalter eine Lampe und ein Quittungskontakt zugeordnet ist. Die zu überwachenden Schalter und die Quittungskontakte sind als Wechselschalter ausgebildet, deren Wechselkontakte jeweils mit den Spannungen einer Batterieversorgung verbunden sind. Damit ergibt sich bei einer Zustandsänderung des zu überwachenden Schalters eine Zustandsänderung der jeweils zugeordneten Lampe. Der ursprüngliche Zustand kann durch ein entsprechendes Verändern des zugeordneten Quittungskontakts wieder hergestellt werden.
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Aus der
DE 17 946 C ist eine Schaltungsanordnung zur Überwachung der Stellung von Schalteinheiten in weit verzweigten Betriebsteilen, beispielsweise eines Energieversorgungsnetzes, bekannt, bei der der zu überwachende Schalter so in einer Vierpolschaltung beinhaltet ist, dass bei einer Stellungsänderung des zu überwachenden Schalters ohne eine Veränderung der Spannungspolarität am Eingang der Vierpolschaltung die Spannung an deren Ausgang umgepolt und dadurch das am Ausgang angeschlossene, mit einer einzigen Arbeitwicklung versehene Überwachungsrelais zum Abfallen gebracht wird. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass auf dem Überwachungsrelais für die Arbeitswicklung der gesamte Wickelraum zur Verfügung steht und somit die Leistungsaufnahme verringert wird.
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Die beiden letztgenannten Schaltungen eignen sich jedoch kaum zur unmittelbaren Realisierung in Form einer elektronischen Schaltung ohne elektromechanische Bauelemente.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Schaltungsanordnung zur Erfassung des Schaltzustandes mindestens eines elektrischen Schalters zu schaffen, welche eine möglichst geringe Leistungsaufnahme aufweist und mit möglichst geringem schaltungstechnischen Aufwand realisierbar ist, wobei die Schaltzustände mit hoher Zuverlässigkeit erkannt werden.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass ein zu überwachender Schalter über einen Ausgang der Schaltungsanordnung zur Erfassung des Zustands mindestens eines elektrischen Schalters mit zwei unterschiedlichen Potentialen beaufschlagbar ist. Der oder die jeweils anderen Kontakte des Schalters sind ebenfalls mit dem einen oder anderen Potential verbunden. Bei einem geschlossenen Schalter fließt somit ein Strom im Strompfad, in dem der Ausgang der Schaltungsanordnung liegt. Dieser Stromfluss wird mittels einer Strom-Detektoreinheit erfasst, wobei die Schaltungsanordnung ein Wake-up-Signal erzeugt, wenn der erfasste Strom einen bestimmten Schwellenstrom überschreitet.
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Die Strom-Detektoreinheit kann beispielsweise mittels eines Arbeitswiderstands im betreffenden Strompfad realisiert werden, wobei der Spannungsabfall an diesem Arbeitswiderstand für das Durchschalten eines steuerbaren elektronischen Schalters, beispielsweise eines Transistors, verwendet wird.
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Nach dem Erhalt eines Wake-up-Signals steuert der Mikrocontroller die Zustandserfassungs-Schaltungsanordnung so an, dass im betreffenden Strompfad für die gegebene Schaltstellung des Schalters kein Strom mehr fließt. Dies erfolgt durch das Anlegen des jeweils anderen Potentials an den Ausgang der Zustandserfassungs-Schaltungsanordnung. Abhängig vom erfassten Schaltzustand kann der Mikrocontroller dann die gewünschte Aktion auslösen und sich anschließend wieder in den Sleep-Modus versetzen.
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Nach der Erfindung ist für jeden elektrischen Schalter, dessen Zustand überwacht werden soll, eine Gegentaktausgangsstufe vorgesehen, deren Eingang unmittelbar oder mittelbar mit dem vom Mikrocontroller ansteuerbaren Seteingang der Zustandserfassungs-Schaltungsanordnung verbunden ist und deren Ausgang unmittelbar oder mittelbar mit dem Sensorausgang verbunden ist, wobei der Ausgang der Gegentaktausgangsstufe bei Anliegen eines High-Signals am Set-Eingang mit dem ersten Potential und bei Anliegen eines Low-Signals am Set-Eingang mit dem zweiten Potential verbunden ist.
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Hierdurch kann der betreffende Kontakt des zu überwachenden Schalters auf einfache Weise und vom Mikrocontroller ansteuerbar jeweils mit einem Potential beaufschlagt werden.
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Während für jeden zu überwachenden Schalter eine separate Gegentaktausgangsstufe erforderlich ist, ist erfindungsgemäß für mehrere oder alle Schalter eine gemeinsame Stromdetektor-Einheit vorgesehen sein. Hierdurch wird der schaltungstechnische Aufwand deutlich reduziert. In diesem Fall kann der Mikrocontroller die Set-Eingänge der Zustandserfassungs-Schaltungsanordnung so lange ändern, bis ein Zustand erreicht ist, in dem kein Wake-up-Signal erzeugt wird. In diesem Zustand ist gewährleistet, dass über keine der Gegentaktausgangsstufen ein Strom fließt, der ja zu einem Wake-up-Signal führen würde. Demzufolge wird durch die Gegentaktausgangsstufen eine minimale Leistungsaufnahme im Ruhezustand gewährleistet.
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Das Ändern der Zustände der Set-Eingänge kann der Mikrocontroller nach einer vorgegebenen Strategie vornehmen. Beispielsweise kann ausgehend vom Zustand, den die Set-Eingänge vor dem Auftreten eines Wake-up-Signals aufweisen, immer jeweils nur ein Set-Eingang in seinem Zustand geändert werden. Dies erfolgt unter der Annahme, dass häufig nur ein einziger zu überwachender Schalter betätigt wird. Wird nach dem Ändern des Zustands jeweils nur eines Set-Eingangs immer noch ein Wake-up-Signal erzeugt, so kann der Schalter dazu übergehen, jeweils zwei Set-Eingänge in ihrem Zustand zu verändern und so weiter.
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Nach einer anderen, einfacheren Strategie kann der Controller jedoch auch die digitalen Ausgänge, die mit den Set-Eingängen der Zustandserfassungs-Schaltungsanordnung verbunden sind, wie einen Zähler betreiben und entsprechend einem vorgegebenen Takt (oder auch asynchron) solange aufwärts oder abwärts zählen, bis das Wake-up-Signal verschwindet.
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Anstelle eines im Mikrocontroller softwaremäßig realisierten Zählers und einer entsprechenden Ansteuerung von digitalen Ausgängen kann auch ein Hardware-Zähler vorgesehen sein, der entsprechend einem vorgegebenen Takt nach Erhalt eines Wake-up-Signals einen Zählvorgang (abwärts oder aufwärts) beginnt. Der Zählvorgang kann von einem beliebigen Zustand aus erfolgen oder aber von dem Zustand, den die Ausgänge des Zählers vor Erhalt eines Wake-up-Signals aufweisen.
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Wird in den betreffenden Strompfaden jeder Gegentaktausgangsstufe eine Stromdetektor-Einheit vorgesehen, so kann für jeden einzelnen zu überwachenden Schalter ein Wake-up-Signal erzeugt werden. In diesem Fall erhält der Mikrocontroller unmittelbar die Information hinsichtlich der Zuordnung des betreffenden Wake-up-Signals zu dem zu überwachenden Schalter.
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Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren erläutert.
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1: Ein Stromlauf einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Erfassung des Zustands mindestens eines elektrischen Schalters;
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2: Ein schematisches Blockdiagramm einer Mikrocontroller-Schaltungsanordnung mit einer Zustandserfassungs-Schaltungsanordnung nach der Erfindung zur Überwachung von drei elektrischen Schaltern und
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3: Ein schematisches Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform einer Zustandserfassungs-Schaltungsanordnung zur Überwachung eines Schalters mit einem Schaltkontakt, der Gegenmasse schaltet.
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Die in 1 dargestellte Schaltungsanordnung 1 zur Erfassung des Zustands von wenigstens einem elektrischen Schalter umfasst fur jeden zu überwachenden elektrischen Schalter eine Einheit 3 mit einem Set-Eingang, dem ein digitales Signal zufuhrbar ist. Der Set-Eingang ist mit einem Eingang eines Verstarkers 5 verbunden, dessen Ausgang mit einem Eingang 7 einer Gegentaktausgangsstufe 9 verbunden ist. Der Verstärker 5 dient zur Anpassung des Spannungspegels des am Set-Eingang anliegenden Steuersignals an den Betriebsspannungspegel der Gegentaktausgangsstufe 9. Ist keinerlei Pegelanpassung erforderlich, so kann der Verstarker 5 selbstverständlich entfallen.
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Die Gegentaktendstufe besteht aus den komplementaren Transistoren J1 und J2. Der Ausgang 11 der Gegentaktausgangsstufe 9 ist uber einen Widerstand R1 mit einem Sensorausgang der Einheit 3 verbunden. Zusätzlich weist die Gegentaktausgangsstufe 9 Schutzdioden D2, D3 auf.
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Die freie Elektrode des Transistors J1 ist über eine Parallelschaltung eines Widerstands R2 und einer Schutzdiode D1 mit dem Potential der Betriebsspannung (im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel 12 V) verbunden. Der Spannungsabfall am Widerstand R2 wird der Basis eines Schalttransistors Q1 zugefuhrt, dessen Emitter ebenfalls der Betriebsspannung beaufschlagt ist. Im Kollektorzweig des Transistors Q1 befindet sich ein Spannungsteiler, der aus den Widerständen R4 und R5 besteht. Der Spannungsabfall am Widerstand R5 dient zur Ansteuerung der Basis eines weiteren Schalttransistors Q3, der abhängig vom am Widerstand R5 auftretenden Spannungsabfall durchschaltet und an seinem Kollektor im durchgeschalteten Zustand ein aktives Wake-up-Signal erzeugt. Im Fall eines aktiven Wake-up-Signals befindet sich der Schalttransistor Q3 somit im leitenden Zustand, so dass ein im nicht-leitenden Zustand am Wake-up-Ausgang anliegendes (positives) Potential auf Masse gezogen wird. Bei der in 1 dargestellten Ausfuhrungsform wird daher ein activ-low Wake-up-Signal erzeugt.
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Die freie Elektrode des Transistors J2 der Gegentaktausgangsstufe 9 ist ebenfalls über eine Parallelschaltung einer Schutzdiode 4 und eines Widerstands R3 mit dem Masse-Potential verbunden. Ein gegebenenfalls am Widerstand R3 auftretender Spannungsabfall wird der Basis eines Schalttransistors Q2 zugeführt. Der Kollektor dieses Schalttransistors Q2 ist wiederum mit dem Wake-up-Ausgang der Zustandserfassungs-Schaltungsanordnung 1 verbunden.
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Schaltet der Tansistor Q2 bei Auftreten eines ausreichend großen Spannungsabfalls am Widerstand R3 in den leitenden Zustand, so wird ebenfalls ein activ-low Wake-up-Signal erzeugt.
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Zur Uberwachung mehrerer elektrischer Schalter ist es lediglich erforderlich, die in 1 dargestellte Zustandserfassungs-Schaltungsanordnung 1 um weitere Einheiten 3 zu ergänzen, wobei jeweils die freien Elektroden der Transistoren der Gegentaktausgangsstufen 9 miteinander verbunden werden.
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Eine gesamte Mikrocontroller-Schaltungsanordnung zur Erfassung des Zustands mehrerer (im dargestellten Ausführungsbeispiel 3) elektrischer Schalter ist in 2 schematisch gezeigt. Der Mikrocontroller 13 ist über jeweils einen digitalen Steuerausgang 15 mit einem Set-Eingang Set1, Set2, Set3 der Zustandserfassungs-Schaltungsanordnung 1 verbunden. Die in 2 schematisch dargestellte Zustandserfassungs-Schaltungsanordnung 1 kann so ausgebildet sein, wie dies in 1 dargestellt ist. Selbstverständlich sind jedoch drei parallel geschaltete Einheiten 3 erforderlich.
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Jeder der Sensorausgänge Sensor1, Sensor2, Sensor3 ist mit einem Schaltkontakt eines von drei Schaltern S1, S2, S3 verbunden. Zur Erläuterung unterschiedlicher Ausführungsformen bzw. unterschiedlicher Funktionsweisen der Mikrocontroller-Schaltungsanordnung wurde für den Schalter S1 eine Ausführungsform gewählt, bei der der Sensorausgang Sensor1 wahlweise an Masse geschaltet werden kann, während der Sensorausgang Sensor2 mittels des Schalters S2 wahlweise an Masse geschaltet und der Sensorausgang Sensor3 mittels des Schalters S3 wahlweise an die Betriebsspannung bzw. Massepotential geschaltet werden kann.
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Um den jeweils geöffneten Zustand der Schalter S1 bzw. S2 mittels der Zustandserfassungs-Schaltungsanordnung auf einfache Weise erfassen zu konnen wird der Sensorausgang Sensor1 mittels eines Widerstands RD mit Masse verbunden und der Ausgang Sensor2 mittels eines Widerstandes RU mit der Betriebsspannung.
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Hierdurch wird sicher gestellt, dass auch bei jeweils geoffnetem Schalter am jeweiligen Ausgang Sensor1 bzw. Sensor2 ein definiertes Potential anliegt.
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Um eine hierdurch bei geschlossenem Schalter S1 bzw. S2 verursachte dauernde relativ hohe Leistungsaufnahme zu vermeiden, konnen die Widerstände RD bzw. Ru selbstverstandlich auch mittels eines steuerbaren elektrischen Schalters mit dem betreffenden Potential verbunden sein. 3 zeigt hier schematisch den Fall, bei dem ein Sensorausgang, der zur Uberwachung eines Gegenmasse schaltenden Schalters dient, uber einen Widerstand Ru und einen Schalttransistor Q4 mit der Betriebsspannung verbunden ist. Selbstverständlich kann in analoger Weise auch ein gegen die Betriebsspannung schaltender Schalter uber die Reinschaltung eines Widerstandes RD und eines Schalttransistors mit Masse verbunden sein. Der Schalttransistor Q4 muss in diesen Fallen zumindest während der Zeit durchgeschaltet sein, während der Zustand des betreffenden zu überwachenden Schalters detektiert werden soll. Die Ansteuerung des Schalttransistors Q4 kann selbstverstandlich auch uber den Mikrocontroller 13 erfolgen.
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Im Folgenden wird die Funktionsweise der in 2 dargestellten Mikrocontroller-Schaltungsanordnung näher erlautert. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Zustandserfassungs-Schaltungsanordnung 1 entsprechend der in 1 gezeigten Form ausgebildet ist, wobei jedoch insgesamt drei Einheiten 3 vorgesehen sind.
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Da an den Set-Eingängen Set1 bis Set3 der Schaltungsanordnung 1 entweder Massepotential oder das Potential der Betriebsspannung des Mikrocontrollers 13 anlegt, wird nach der Anpassung der Betriebsspannung des Mikrocontrollers an die Betriebsspannung der Schaltungsanordnung 1 zwingend jeweils ein Tansistor J1 bzw. J2 der Gegentaktausgangsendstufen 9 durchgeschaltet. Damit wird jeder der Ausgänge Sensor1 bis Sensor3 der Einheiten 3 über den betreffenden Widerstand R1 und den gemeinsamen Widerstand R2 bzw. über jeweils den Widerstand R1 und den gemeinsamen Widerstand R3 mit der Betriebsspannung bzw. mit Masse verbunden. Je nach Stellung der Schalter S1 bis S3 am betreffenden Ausgang Sensor1 bis Sensor3 dasjenige Potential erzwungen, welches sich abhängig von der Stellung der Schalter ergibt.
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Der Zustand des Schalters S1 kann vom Mikrocontroller 13 wie folgt ermittelt werden:
Als Ausgangssituation sei davon ausgegangen, dass sich der Schalter S1 in geoffnetem Zustand befindet. Liegt am Eingang Set1 das Potential der Mikrocontroller-Betriebsspannung an, so schaltet der Tansistor J1 durch, wahrend der Transistor J2 der Gegentaktausgangsstufe 9 sperrt. Da der Ausgang Sensor1 uber den Widerstand RD mit Masse verbunden ist fließt demzufolge ein Strom über den Widerstand R2 und den Widerstand R1 und den Widerstand RD. Infolge des Spannungsabfalls R2 schaltet der Tansistor Q1 durch, so dass am Widerstand R5 des im Kollektorzweig des Transistors Q1 befindlichen Spannungsteilers eine ausreichend hohe Spannung abfällt, um den Transistor Q3 durchzuschalten. Demzufolge wird ein activ-low Wake-up-Signal am Wake-up-Ausgang erzeugt. Dieses Wake-up-Signal fuhrt zum ”Aufwecken” des Mikrocontrollers 13, woraufhin dieser erfindungsgemäß bestrebt ist, die Steuerausgänge Set1 bis Set3 so zu schalten, dass kein Wake-up-Signal mehr auftritt. Steuert der Mikrocontroller 13 demzufolge den betreffenden Ausgang 15 so an, dass am Eingang Set1 der Schaltungsanordnung 1 Massepotential anlegt, so schaltet nun mehr der Transistor J2 der Gegentaktausgangsstufe 9 durch. Dementsprechend wird der Ausgang Sensor1 uber den Widerstand R1, den Transistor J2 und den Widerstand R3 mit Masse verbunden. Es fließt in diesem Strompfad daher kein Strom, so dass am Widerstand R3 kein Spannungsabfall auftritt, um den Transistor Q2 durchzuschalten und ein Wake-up-Signal zu erzeugen. Das Wake-up-Signal hat in diesem Fall den Wert logisch ”0”. Hierbei wurde selbstverständlich vorausgesetzt, dass sich die Schalter S2 und S3 in solchen Zuständen befinden, dass in Verbindung mit den an den Eingangen Set2 und Set3 anliegenden Steuersignalen kein Teilstrom durch die Widerstande R2 oder R3 ergibt und demzufolge nicht hierdurch ein Wake-up-Signal erzeugt wird.
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Andert man nun die Stellung des Schalters S1 in den geschlossenen Zustand, so wird am Ausgang Sensor1 ein positives Potential entsprechend der Betriebsspannung erzwungen. Infolge des nach wie vor am Set-Eingang Set1 anliegenden Massepotentials und des demzufolge durchgeschalteten Transistors J2 der Gegentaktausgangsstufe 9 ergibt sich ein Stromfluss uber den Widerstand R1 und den Widerstand R3. Durch den entsprechenden Spannungsabfall am Widerstand R3 wird der Transistor Q2 durchgeschaltet und es wird ein Wake-up-Signal mit dem Zustand logisch ”1” erzeugt.
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Der Mikrocontroller kann hierdurch wieder aus seinem inaktiven Zustand ”aufgeweckt” werden, den er erneut eingenommen hat, nachdem er letztmalig das am betreffenden Steuerausgang 15 ausgegebene Steuersignal so geändert hat, dass kein Wake-up-Signal (infolge des Zustands des Schalters S1 und des betreffenden Steuersignals am Eingang Set1) erzeugt wird.
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In diesem Zustand wird der Mikrocontroller 13 nunmehr wiederum versuchen, den Eingang Set1 der Schaltungsanordnung 1 so anzusteuern, dass in Verbindung mit dem Zustand des Schalters S1 kein Wake-up-Signal erzeugt wird. Der Mikrocontroller 13 wird daher am Eingang Set1 die Betriebsspannung anlegen, wodurch erneut der Transistor J1 durchgeschaltet wird. In Verbindung mit dem immer noch geschlossenen Schalter S1 ergibt sich dann keinerlei Stromfluss mehr uber den Widerstand R1, den Tansistor J1 und den Widerstand R2, da am Ausgang Sensor1 das Potential der Betriebsspannung anliegt. Demzufolge wird das Wake-up-Signal den Wert logisch ”0” annehmen.
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Fasst man diese Funktionsweise in Form einer Tabelle zusammen, so ergibt sich Folgendes:
Schalterzustand | Set1 | Wake-up |
0 | 1 | 1 |
0 | 0 | 0 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
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Dabei wird der geschlossene Zustand des Schalters S1 mit logisch ”1” und der geöffnete Zustand mit logisch ”0” bezeichnet. Ein am Set-Eingang anliegendes Massepotential wird in dieser Tabelle logisch ”0” und das Potential der Betriebsspannung logisch ”1” bezeichnet.
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Voraussetzung in dieser Tabelle ist daruber hinaus, dass infolge der Signale Set2, Set3 und der Zustände der Schalter S2 und S3 ebenfalls keinerlei Stromfluss über die Widerstände R2 und R3 erzeugt wird, so dass auch hierdurch kein Wake-up-Signal mit dem Wert logisch ”1” erzeugt wird.
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Das Erfassen des Zustands des Schalters S2, der den Ausgang Sensor2 gegen Masse schaltet, erfolgt in analoger Weise. Fur die Funktionsweise des Schalters S2 ergibt sich die folgende Tabelle:
Schalterzustand | Set1 | Wake-up |
0 | 1 | 0 |
1 | 1 | 1 |
1 | 0 | 0 |
0 | 0 | 1 |
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Bei dieser Tabelle wurde ebenfalls vorausgesetzt, dass die Schalter S1, S3 und die Signals an den Eingängen Set1, Set3 solche Werte aufweisen, dass sich nicht hierdurch ein Stromfluss uber die Widerstände R2 bzw. R3 ergibt.
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In gleicher Weise ergibt sich fur den Schalter S3 und das Signal am Eingang Set3 die folgende Tabelle:
Schalterzustand | Set1 | Wake-up |
1 | 1 | 0 |
0 | 1 | 1 |
0 | 0 | 0 |
1 | 0 | 1 |
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Voraussetzung hierbei ist, dass sich nicht infolge der Schalterstellungen der Schalter S1, S2 und der Ansteuersignale an den Eingangen Set1, Set2 ein Spannungsabfall an den Widerstanden R2 und R3 ergibt, der zur Erzeugung eines Wake-up-Signals mit dem Wert logisch ”1” fuhren wurde.
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Der Mikrocontroller kann somit aus dem Zustand des am betreffenden Steuerausgang 15 bzw. Eingang Set1 bis Set3 anliegendend Steuersignals und aus dem Wert des Wake-up-Signals unter Zugrundelegung der vorstehenden Zustandstabellen den Zustand der einzelnen Schalter ermitteln. Werden jedoch, wie dies vorstehend vorausgesetzt wurde, mehrere Einheiten 3 parallel geschaltet und das Wake-up-Signal über gemeinsame Widerstände R2 bzw. R3 erzeugt, so ist der Zustand logisch ”1” für das Wake-up-Signal mehrdeutig. Durch die Vorgehensweise, dass der Mikrocontroller die Steuerausgänge 15 solange variiert, dass keinerlei Wake-up-Signal auftritt, ergibt sich jedoch ein eindeutiger Zustand. Unter der Voraussetzung eines Wake-up-Signals mit dem Zustand logisch ”0” und der Kenntnis des zugehorigen, am jeweiligen Set-Eingang anliegenden Signals kann der Mikrocontroller 13 aus den vorstehenden Tabellen den Zustand des betreffenden Schalters S1 bis S3 ermitteln. Zusatzlich muss der Mikrocontroller 13 hierfür selbstverständlich uber die Information verfugen, um welchen ”Typ” Schalter es sich jeweils handelt, d. h. um einen Wechselschalter, einen gegen Masse oder gegen das Betriebsspannungspotential schaltenden Schalter.
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In der Praxis besteht eine einfache Möglichkeit zur Anderung der an den Set-Eingängen anliegenden Signale der Art, dass ein Wake-up-Signal mit dem Wert logisch ”0” erzeugt wird, darin, dass ausgehend vom Status Quo jeweils nur ein Signal verandert wird und gepruft wird, ob durch diese Maßnahme das zunachst den Wert logisch ”1” einnehmende Wake-up-Signal auf den Wert logisch ”0” umschaltet. Führt diese Maßnahme nicht zum Erfolg, so konnen im nächsten Schritt jeweils zwei Signale, ausgehend vom Status Quo, geandert werden. Durch diese Maßnahme wird im Regelfall ein sehr schnelles Erkennen der Schalterzustande gewahrleistet, da die Wahrscheinlichkeit, dass eine immer großere Anzahl von Schaltern gleichzeitig ihren Zustand geandert haben, immer weiter abnimmt.
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Eine andere Vorgehensweise besteht darin, dass der Mikrocontroller 13 die Steuereingange 15 wie einen Zähler betreibt und die betreffende digitale Zahl jeweils nur um 1 erhoht. Als Ausgangszustand fur den Zähler kann hier ebenfalls wiederum der Status Quo dienen.
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Selbstverstandlich kann anstelle eines derartigen Software-Zahlers auch ein Hardware-Zähler vorgesehen sein. Diesem Hardware-Zahler wird das Wake-up-Signal als Inable-Signal zugefuhrt. Nimmt das Wake-up-Signal einen Wert logisch ”1” ein, so wird der Zählvorgang freigegeben. bei einem Wert von logisch ”Q” des Wake-up-Signals wird der Zähler angehalten. Der Mikrocontroller kann dann den Zählerzustand auslesen und hierdurch die an den Eingangen Set1 bis Set3 anliegenden Signale bestimmen.
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Das Auslosen des Vorgangs zur Bestimmung des Zustands der Schalter kann entweder durch das Vorliegen eines Wake-up-Signals mit dem Wert logisch ”1” angestoßen oder aber selbsttatig vom Mikrocontroller 13 oder einem externen Signal ausgelost werden. Nach dem Erfassen der Schalterzustände kann der Mikrocontroller, wie bereits vorstehend erläutert, entsprechende Aktionen durchführen und sich anschließend wieder selbst in den aktiven Zustand versetzen.