DE20210025U1 - Flat flexible multi-conductor device, e.g. ribbon cable, has additional condition diagnosis facility built in to indicate possible damage - Google Patents
Flat flexible multi-conductor device, e.g. ribbon cable, has additional condition diagnosis facility built in to indicate possible damageInfo
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Abstract
Description
Brose Fahrzeugteile GmbH & Co.
Kommanditgesellschaft, Coburg
Ketschendorfer Straße 38 - 50Brose Vehicle Parts GmbH & Co.
Limited partnership, Coburg
Ketschendorfer Straße 38 - 50
D-96450 CoburgD-96450 Coburg
BRO1094-EM 031/01BRO1094-EM 031/01
Die Erfindung bezieht sich auf einen Flachleiter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a flat conductor according to the preamble of claim 1.
Flachleiter, insbesondere flexible, strukturierte Leiterplatten (flexible printed circuit FPC), Folienkabel bzw. Folienkabelsätze (flat flexible cable - FFC; extrudierte laminierte Leiter) weisen mehrere, üblicherweise parallel zueinander angeordnete Leiterbahnen aus Kupfer auf, die auf einem flexiblen Trägerelement oder isoliert zwischen einer Deck- oder Basisfolie angeordnet und an ihren Enden mit Kontaktelementen und mit Gegenkontakten elektronischer Baugruppen verbindbar oder mit Funktionseinheiten verbunden sind. Derartige Flachleiter werden insbesondere in elektronischen Geräten und wegen ihrer leichten Verlegung, höheren Integrierbarkeit, wegen ihres geringeren Gewichts und der Beanspruchung eines geringeren Bauraums verstärkt auch in Kraftfahrzeugen eingesetzt.Flat conductors, in particular flexible, structured printed circuits (FPC), foil cables or foil cable sets (flat flexible cable - FFC; extruded laminated conductors) have several copper conductor tracks, usually arranged parallel to one another, which are arranged on a flexible carrier element or insulated between a cover or base foil and can be connected at their ends to contact elements and to counter contacts of electronic assemblies or to functional units. Such flat conductors are used in particular in electronic devices and, due to their ease of installation, greater integration capability, lower weight and the fact that they require less installation space, they are increasingly used in motor vehicles.
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Durch den konstruktiven Aufbau, insbesondere wegen der geringen Materialdicken der dünnen Kupfer-Leiterbahnen, und wegen der Flexibilität der Leiterplatten bzw. Folienkabelsätze besteht jedoch die Gefahr eines Leitungsbruchs insbesondere bei starker oder länger andauender mechanischer Belastung, insbesondere wechselnder mechanischer Beanspruchung auf Biegung und Knickung. Ein solcher Leitungsbruch würde dann zu einem Ausfall bzw. zur Funktionsunfähigkeit von Bauteilen führen, was insbesondere bei sicherheitsrelevanten Bauteilen in einem Kraftfahrzeug zu einem erhöhten Nutzerrisiko führen würde.However, due to the structural design, particularly due to the low material thickness of the thin copper conductor tracks, and due to the flexibility of the circuit boards or foil cable sets, there is a risk of a cable break, particularly in the case of heavy or prolonged mechanical stress, particularly alternating mechanical stress on bending and kinking. Such a cable break would then lead to a failure or inoperability of components, which would lead to an increased risk for users, particularly in the case of safety-relevant components in a motor vehicle.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabenstellung zugrunde, einen Flachleiter zu schaffen, der eine Beeinträchtigung seiner Übertragungseigenschaften frühzeitig, d. h. eine ausreichende Zeitspanne vor einer Funktionsbeeinträchtigung erkennen lässt, sowie eine Vorrichtung zur Überwachung eines derartigen Flachleiters anzugeben, die eine drohende Funktionsbeeinträchtigung des Flachleiters frühzeitig zur Anzeige bringt, bzw. Ersatzmaßnahmen auslöst.The present invention is therefore based on the object of creating a flat conductor which allows an impairment of its transmission properties to be detected early, i.e. a sufficient period of time before a functional impairment, and of specifying a device for monitoring such a flat conductor which indicates an impending functional impairment of the flat conductor early on or triggers replacement measures.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 14 gelöst.This object is achieved according to the invention by the features of claim 1 and claim 14.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, eine Beeinträchtigung der Übertragungseigenschaften eines Flachleiters frühzeitig, d. h. eine ausreichende Zeitspanne vor einer Funktionsbeeinträchtigung des Flachleiters, zu erkennen und insbesondere eine drohende Leitungsunterbrechung zu erfassen und über eine optische und/oder akustische Anzeige oder eine Notbetriebsumschaltung den Flachleiter auszutauschen bzw. zu ersetzen und eine erhöhte mechanische und/oder elektrische Belastung einer oder mehrerer Leiterbahnen des Flachleiters zu erkennen und zu beseitigen und damit einem Ausfall der Leitungsverbindung und einer Funktionsunfähigkeit vorzubeugen.The solution according to the invention makes it possible to detect an impairment of the transmission properties of a flat conductor at an early stage, i.e. a sufficient period of time before the flat conductor is impaired in its function, and in particular to detect an impending line interruption and to exchange or replace the flat conductor via an optical and/or acoustic display or an emergency operation switchover and to detect and eliminate an increased mechanical and/or electrical load on one or more conductor tracks of the flat conductor and thus prevent a failure of the line connection and a malfunction.
Der erfindungsgemäßen Lösung liegt die Überlegung zugrunde, dass eine mechanisch und/oder elektrisch schwächer ausgelegte Diagnoseleitung, die denselben mechanischen und elektrischen Beanspruchungen ausgesetzt ist, für die Leiterbahn bzw. die Leiterbahnen des Flachleiters aufgrund einer zu starken oder andauernden Belastung früher als die Leiterbahn(en) beschädigt oder zerstört und damit ihre elektrischeThe solution according to the invention is based on the consideration that a mechanically and/or electrically weaker diagnostic cable, which is exposed to the same mechanical and electrical stresses, will be damaged or destroyed earlier than the conductor track(s) of the flat conductor due to excessive or continuous stress, and thus its electrical
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Leitfähigkeit beeinträchtigt oder unterbrochen wird, so dass ein rechtzeitiger Austausch des Flachleiters oder eine Beseitigung einer Störung wie beispielsweise eines Kurzschlusses nach einer diagnostizierten Funktionsbeeinträchtigung erfolgen kann.Conductivity is impaired or interrupted, so that a timely replacement of the flat conductor or elimination of a fault such as a short circuit can be carried out after a diagnosed functional impairment.
Die elektrisch und/oder mechanisch schwächere Auslegung der Diagnoseleitung bezieht sich dabei nicht bzw. nicht nur auf deren Querschnitt, da eine Leitung mit geringerem Querschnitt beispielsweise einer Biegebeanspruchung besser Stand halten kann als eine Leitung größeren Querschnitts, sondern auch sämtliche Eigenschaften, die bei der zu erwartenden elektrischen und mechanischen Beanspruchung zu einem frühzeitigen Verschleiß und damit zu einer frühzeitigen Beeinträchtigung der Diagnoseleitung und als Folge davon der Funktion des Flachleiters führen.The electrically and/or mechanically weaker design of the diagnostic cable does not refer, or not only, to its cross-section, since a cable with a smaller cross-section can, for example, withstand bending stress better than a cable with a larger cross-section, but also to all properties that, under the expected electrical and mechanical stress, lead to premature wear and thus to premature impairment of the diagnostic cable and, as a result, the function of the flat cable.
Die Diagnoseleitung kann über die gesamte Länge des Flachleiters verlaufend angeordnet werden, sollte sich aber zumindest über die Knick- und/oder Biegebereiche bzw. die auf Knickung und/oder Biegung gefährdeten Bereiche des Flachleiters erstrecken.The diagnostic cable can be arranged to run along the entire length of the flat cable, but should at least extend over the kink and/or bend areas or the areas of the flat cable at risk of kink and/or bend.
Vorzugsweise ist die Diagnoseleitung im Wesentlichen parallel zu der mindestens einen Leiterbahn des Flachleiters mit einer Leitungsebene oder in mindestens einer Leitungsebene eines mehrschichtigen Flachleiters angeordnet und damit denselben mechanischen Beanspruchungen wie die Leiterbahn oder Leiterbahnen insbesondere auf Knickung und/oder Biegung ausgesetzt.Preferably, the diagnostic line is arranged substantially parallel to the at least one conductor track of the flat conductor with a conductor level or in at least one conductor level of a multilayer flat conductor and is thus exposed to the same mechanical stresses as the conductor track or conductor tracks, in particular kinking and/or bending.
Die erfindungsgemäße Lösung lässt mehrere Varianten bei der elektrischen und mechanischen Ausgestaltung sowie der Anordnung der Diagnoseleitung auf dem Flachleiter zu. In einer ersten Variante ist die Diagnoseleitung niederohmig ausgebildet und zweigt einerseits von einer Bezugs-Leiterbahn, insbesondere in der Nähe des einen Kontaktelementes ab und ist mit einem Diagnosekontakt am anderen Kontaktelement verbunden. Damit kann bei einer Leitungsunterbrechung der Diagnoseleitung auf einen bevorstehenden Leitungsbruch der Leiterbahn geschlossen werden und ein Austausch bzw. eine Reparatur des Flachleiters veranlasst werden.The solution according to the invention allows for several variants in the electrical and mechanical design and the arrangement of the diagnostic line on the flat conductor. In a first variant, the diagnostic line is designed to be low-resistance and branches off from a reference conductor track, in particular near one contact element, and is connected to a diagnostic contact on the other contact element. In this way, if the diagnostic line is interrupted, it can be concluded that the conductor track is about to break and the flat conductor can be replaced or repaired.
In einer alternativen Ausführungsform ist die Diagnoseleitung hochohmig ausgebildet und über mehrere über die Länge der Leiterbahn zueinander beabstandete Abgriffe mitIn an alternative embodiment, the diagnostic line is designed to be high-impedance and is connected to the circuit board via several taps spaced apart along the length of the conductor track.
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der Bezugs-Leiterbahn und mit einem Diagnosekontakt an einem der beiden Kontaktelemente oder Funktionseinheiten verbunden.the reference conductor track and connected to a diagnostic contact on one of the two contact elements or functional units.
In dieser Ausführungsform ist über eine geeignete Diagnoseeinrichtung eine Ortsbestimmung der Leitungsunterbrechung der Diagnoseleitung möglich und damit eine gezielte Fehlerbehebung.In this embodiment, a suitable diagnostic device makes it possible to determine the location of the interruption in the diagnostic line and thus to specifically correct the fault.
Eine derartige Diagnoseleitung kann auch zur Überwachung mehrerer voneinander getrennter Leiterbahnen eines Flachleiters dienen, indem sie über Abgriffe mit den einzelnen Leiterbahnen verbunden ist und die Diagnoseeinrichtung aus der Lokalisierung des unterbrochenen, gestörten oder gefährdeten Abschnitts der Diagnoseleitung die gefährdete Leiterbahn bzw. die gefährdeten Leiterbahnen ortet.Such a diagnostic line can also be used to monitor several separate conductor tracks of a flat conductor by connecting it to the individual conductor tracks via taps and the diagnostic device locating the conductor track or tracks at risk by locating the interrupted, faulty or endangered section of the diagnostic line.
Besteht der Flachleiter aus mehreren, im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten Leiterbahnen, so ist es für die frühzeitige Erkennung eines drohenden Leitungsbruches einer der parallelen Leiterbahnen ausreichend, wenn die Diagnoseleitung über einen Abgriff mit einer Bezugs-Leiterbahn vorzugsweise in der Nähe des einen Kontaktelementes (Funktionseinheit) und mit einem Diagnosekontakt des anderen Kontaktelementes oder der Funktionseinheit verbunden ist.
20If the flat conductor consists of several conductor tracks arranged essentially parallel to one another, it is sufficient for the early detection of an impending line break in one of the parallel conductor tracks if the diagnostic line is connected via a tap to a reference conductor track, preferably in the vicinity of one contact element (functional unit), and to a diagnostic contact of the other contact element or the functional unit.
20
Bei einer entsprechenden Konfiguration des Flachleiters, bei der mindestens eine Leiterbahn gegenüber den anderen Leiterbahnen elektrisch und/oder mechanisch schwächer ausgebildet ist oder zumindest abschnittsweise einen die Funktion einer „Sollbruchstelle" ausübenden geringeren Querschnitt aufweist, kann diese als Diagnoseleitung verwendet und auf eine Funktionseinschränkung, insbesondere eine Leitungsunterbrechung, überwacht werden.With a corresponding configuration of the flat conductor, in which at least one conductor track is electrically and/or mechanically weaker than the other conductor tracks or at least in sections has a smaller cross-section that performs the function of a "predetermined breaking point", this can be used as a diagnostic line and monitored for a functional restriction, in particular a line interruption.
Durch eine mäanderförmige Struktur der Diagnoseleitung, die mäanderförmig über einen Teil der Breite oder die gesamte Breite der flexiblen Leiterplatte zwischen den Leiterbahnen verlegt ist, kann die Überwachung über einen Teil oder die gesamte Breite der flexiblen Leiterplatte auf einen Leitungsbruch der Leiterbahnen erstreckt werden, wobei die mäanderförmig, niederohmig ausgebildete Diagnoseleitung im Bereich der Kontaktelemente hinter der Kontaktierungsstelle zwischen dem Steckerkontakt und derBy means of a meandering structure of the diagnostic line, which is laid in a meandering manner over part of the width or the entire width of the flexible circuit board between the conductor tracks, the monitoring can be extended over part or the entire width of the flexible circuit board to a line break in the conductor tracks, whereby the meandering, low-resistance diagnostic line is laid in the area of the contact elements behind the contact point between the plug contact and the
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Leiterbahn ohne einen elektrischen Kontakt zum Steckerkontakt oder der Leiterbahn vorbeigeführt wird.Conductor track is routed without electrical contact to the plug contact or the conductor track.
Auch in dieser Ausführungsform ist die mäanderförmige Diagnoseleitung mit einem Abgriff an einer Bezugs-Leiterbahn, vorzugsweise einer im Randbereich des Flachleiters angeordneten Leiterbahn in der Nähe des einen Kontaktelementes oder der Funktionseinheit verbunden und führt zu einem Diagnosekontakt im anderen Kontaktelement oder der mit dem Flachleiter verbundenen Funktionseinheit.In this embodiment too, the meandering diagnostic line is connected to a tap on a reference conductor track, preferably a conductor track arranged in the edge region of the flat conductor in the vicinity of one contact element or the functional unit, and leads to a diagnostic contact in the other contact element or the functional unit connected to the flat conductor.
Eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Lösung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten Leiterbahnen die Diagnoseleitung schleifenförmig auf dem Flachleiter verlegt ist und zu zwei in dem einen Kontaktelement oder der Funktionseinheit angeordneten Diagnosekontakten führt, während im anderen Kontaktelement oder der anderen Funktionseinheit eine Schleifenbrücke oder dergleichen vorgesehen ist.A further variant of the solution according to the invention is characterized in that, in the case of a plurality of conductor tracks arranged essentially parallel to one another, the diagnostic line is laid in a loop shape on the flat conductor and leads to two diagnostic contacts arranged in one contact element or the functional unit, while a loop bridge or the like is provided in the other contact element or the other functional unit.
Eine Vorrichtung zur Überwachung von Leiterbahnen eines Flachleiters, insbesondere von flexiblen Leiterplatten, Folienkabeln bzw. Folienkabelsätzen, auf eine mechanische und/oder elektrische Funktionseinschränkung mindestens einer auf dem Flachleiter angeordneten Leiterbahn besteht aus einer Diagnoseeinrichtung zur Überprüfung der elektrischen Leitfähigkeit der mindestens einen auf dem Flachleiter verlegten Diagnoseleitung kontinuierlich oder in vorgegebenen Intervallen.A device for monitoring conductor tracks of a flat conductor, in particular flexible circuit boards, foil cables or foil cable sets, for a mechanical and/or electrical functional limitation of at least one conductor track arranged on the flat conductor consists of a diagnostic device for checking the electrical conductivity of the at least one diagnostic line laid on the flat conductor continuously or at predetermined intervals.
Die Diagnoseleitung ist zu diesem Zweck einerseits mit einer Spannungsquelle oder einer potentialführenden Bezugs-Leiterbahn und andererseits mit einem Diagnosekontakt verbunden.For this purpose, the diagnostic line is connected on the one hand to a voltage source or a potential-carrying reference conductor track and on the other hand to a diagnostic contact.
Die Auswertung des von der Diagnoseleitung abgegebenen Diagnosesignals kann je nach Art der verwendeten elektronischen Bauteile und Schaltungen analog oder digital durchgeführt werden und insbesondere ein in den Schaltungen, die mit dem Flachleiter verbundenen sind, vorhandener Mikrocontroller als Diagnoseeinrichtung eingesetzt werden.The evaluation of the diagnostic signal emitted by the diagnostic cable can be carried out analogue or digitally depending on the type of electronic components and circuits used and in particular a microcontroller present in the circuits connected to the flat cable can be used as a diagnostic device.
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So kann beispielsweise eine hochohmige Diagnoseleitung an einen ersten Eingang und die potentialführende Bezugs-Leiterbahn an einen zweiten Eingang eines Differenzverstärkers angeschlossen werden, dessen Ausgang mit einem Analogeingang der Diagnoseeinrichtung verbunden ist.
5For example, a high-impedance diagnostic line can be connected to a first input and the potential-carrying reference conductor track to a second input of a differential amplifier, the output of which is connected to an analog input of the diagnostic device.
5
Im Fall einer niederohmigen Diagnoseleitung kann diese mit einem ersten Analogeingang der Diagnoseeinrichtung und die potentialführende Bezugs-Leiterbahn mit einem zweiten Analogeingang der Diagnoseeinrichtung für einenIn the case of a low-impedance diagnostic line, this can be connected to a first analog input of the diagnostic device and the potential-carrying reference conductor track to a second analog input of the diagnostic device for a
Spannungsvergleich in der Diagnoseeinrichtung verbunden werden.Voltage comparison in the diagnostic device.
Die niederohmige Diagnoseleitung kann auch mit einem Digitaleingang der Diagnoseeinrichtung verbunden werden. Über eine Einspeisung und Abfrage von codierten Signalen kann jedwede Funktionsbeeinträchtigung der Diagnoseleitung erfasst und weiterverarbeitet werden.The low-impedance diagnostic line can also be connected to a digital input of the diagnostic device. By feeding in and querying coded signals, any functional impairment of the diagnostic line can be detected and further processed.
Eine Überwachung einer insbesondere schleifenförmig verlegten Diagnoseleitung kann digital in der Weise erfolgen, dass das eine Ende der Diagnoseleitung mit einem Digitaleingang der Diagnoseeinrichtung und das andere Ende der schleifenförmig verlegten Diagnoseleitung mit einem Digitalausgang der Diagnoseeinrichtung verbundenMonitoring of a diagnostic line, particularly one laid in a loop, can be carried out digitally in such a way that one end of the diagnostic line is connected to a digital input of the diagnostic device and the other end of the looped diagnostic line is connected to a digital output of the diagnostic device.
Die Diagnoseleitung kann mit einem von der Diagnoseeinrichtung abgegebenen Prüfsignal beaufschlagt und mit einem Diagnosekontakt der Diagnoseeinrichtung verbunden werden.The diagnostic line can be supplied with a test signal emitted by the diagnostic device and connected to a diagnostic contact of the diagnostic device.
Weiterhin kann die Diagnoseleitung an einen ersten Eingang und die potentialführende Bezugs-Leiterbahn an einen zweiten Eingang eines Differenzverstärkers angeschlossen werden, dessen Ausgang mit einem Analogeingang der Diagnoseeinrichtung verbunden ist.Furthermore, the diagnostic line can be connected to a first input and the potential-carrying reference conductor track to a second input of a differential amplifier, the output of which is connected to an analog input of the diagnostic device.
Vorzugsweise ist die Diagnoseleitung einerseits mit einem Spannungspegel oder einem Prüfsignal beaufschlagt und mit einem ersten Spannungsversorgungs- oder Datenübertragungsanschluss und andererseits mit einer den Spannungspegel oder das Prüfsignal von der Versorgungsspannung oder dem Datensignal trennenden EinrichtungPreferably, the diagnostic line is supplied with a voltage level or a test signal on the one hand and with a first voltage supply or data transmission connection and on the other hand with a device separating the voltage level or the test signal from the supply voltage or the data signal
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verbunden, an die die Diagnoseeinrichtung und ein zweiter Spannungsversorgungs- oder Datenübertragungsanschluss angeschlossen sind.to which the diagnostic device and a second power supply or data transmission connection are connected.
In einer Variante der erfindungsgemässen Vorrichtung legt die Diagnoseleitung eine Versorgungsspannung an eine nicht sicherheitsrelevante Einrichtung und die Signaltrenneinrichtung filtert Prüfsignale, die der Versorgungsspannung der nicht sicherheitsrelevanten Einrichtung aufmoduliert sind, aus der Versorgungsspannung.In a variant of the device according to the invention, the diagnostic line applies a supply voltage to a non-safety-relevant device and the signal isolation device filters test signals, which are modulated onto the supply voltage of the non-safety-relevant device, from the supply voltage.
Insbesondere überträgt die Diagnoseleitung sowohl Daten- als auch Prüfsignale an eine nicht sicherheitsrelevante Einrichtung und die Signaltrenneinrichtung filtert die Prüfsignale, die den Datensignalen der nicht sicherheitsrelevanten Einrichtung aufmoduliert sind, aus den Daten- und Prüfsignalen.In particular, the diagnostic line transmits both data and test signals to a non-safety-relevant device and the signal isolation device filters the test signals, which are modulated onto the data signals of the non-safety-relevant device, from the data and test signals.
Bei Erfassung einer Funktionsbeeinträchtigung der Diagnoseleitung initiiert die Diagnoseeinrichtung einen vorgegebenen Notbetrieb, insbesondere für die Leiterbahnen zur Übertragung sicherheitsrelevanter Daten oder zur Speisung sicherheitsrelevanter Einrichtungen.If a functional impairment of the diagnostic line is detected, the diagnostic device initiates a predetermined emergency operation, in particular for the conductor tracks for transmitting safety-relevant data or for supplying safety-relevant devices.
Weiterhin kann die Diagnoseeinrichtung eine Datenübertragung zumindest teilweise von einer zentralen Steuereinrichtung auf eine dezentrale Steuerung umschalten, um wesentliche Funktionen auf ein Türsteuergerät zu verlagern, so dass auch nach einem Crash und diagnostizierter Beschädigung einer Diagnoseleitung die Entriegelung der Fahrzeugtüren gewährleistet ist.Furthermore, the diagnostic device can switch a data transmission at least partially from a central control device to a decentralized control in order to shift essential functions to a door control unit, so that the unlocking of the vehicle doors is guaranteed even after a crash and diagnosed damage to a diagnostic line.
Zu diesem Zweck kann der Mikrocontroller mit einem vorgegebene Signalübertragungswege enthaltenden Speicher verbunden sein.For this purpose, the microcontroller can be connected to a memory containing predetermined signal transmission paths.
Anhand verschiedener, in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:
30The invention will be explained in more detail using various embodiments shown schematically in the drawing. They show:
30
Fig. 1 einen Folienleiter mit mehreren parallel zueinander angeordneten Leiterbahnen, an den stirnseitigen Enden angeordneten Kontaktelementen und einem elektronischen Steuergerät;Fig. 1 shows a foil conductor with several conductor tracks arranged parallel to one another, contact elements arranged at the front ends and an electronic control unit;
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Fig. 2 einen Folienleiter mit einer parallel zu den Leiterbahnen angeordneten und über einen Abgriff mit einer Bezugs-Leiterbahn verbundenen niederohmigen Diagnoseleitung;Fig. 2 shows a foil conductor with a low-impedance diagnostic line arranged parallel to the conductor tracks and connected to a reference conductor track via a tap;
Fig. 3 einen Folienleiter mit mehreren parallel zueinander angeordneten Leiterbahnen und einer über mehrere kammartige Abgriffe mit einer Bezugs-Leiterbahn verbundenen hochohmigen Diagnoseleitung;Fig. 3 shows a foil conductor with several conductor tracks arranged parallel to each other and a high-impedance diagnostic line connected to a reference conductor track via several comb-like taps;
Fig. 4 einen Folienleiter mit einer mäanderförmig zwischen mehreren parallelen Leiterbahnen verlegten Diagnoseleitung;Fig. 4 shows a foil conductor with a diagnostic line laid in a meandering manner between several parallel conductor tracks;
Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung der Verlegung der mäanderförmigen Diagnoseleitung im Kontaktierungsbereich;Fig. 5 is an enlarged view of the routing of the meandering diagnostic cable in the contacting area;
Fig. 6 einen Folienleiter mit einer schleifenförmig verlegten, niederohmigen Diagnoseleitung und einer Schleifenbrücke in einem der Kontaktelemente;Fig. 6 a foil conductor with a looped, low-impedance diagnostic line and a loop bridge in one of the contact elements;
Fig. 7 einen Folienleiter mit einer als Diagnoseleitung genutzten LeiterbahnFig. 7 a foil conductor with a conductor track used as a diagnostic line
geringeren Querschnitts;
20smaller cross-section;
20
Fig. 8 eine Überwachungsschaltung mit einem Komparator zur Auswertung des Diagnosesignals einer hochohmigen Diagnoseleitung;Fig. 8 shows a monitoring circuit with a comparator for evaluating the diagnostic signal of a high-impedance diagnostic line;
Fig. 9 eine Überwachungsschaltung zur Auswertung einer niederohmigen Diagnoseleitung mittels Spannungsvergleichs in einem Mikrocontroller undFig. 9 a monitoring circuit for evaluating a low-resistance diagnostic line by means of voltage comparison in a microcontroller and
Fig. 10 eine Überwachungsschaltung zur digitalen Auswertung eines Ausgangssignals einer schleifenförmig verlegten Diagnoseleitung.Fig. 10 shows a monitoring circuit for the digital evaluation of an output signal of a looped diagnostic line.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Flachleiter 1 in Form einer flexiblen Leiterplatte, eines Folienleiters bzw. Folienkabelsatzes, der in vielen elektronischen Geräten und insbesondere auch zur Verbindung elektrischer und elektronischer Bauteile in Kraftfahrzeugen Anwendung findet. Der Flachleiter 1 besteht üblicherweise aus einer Deck- oder Basisfolie und dazwischen isoliert angeordneten elektrischen Leiterbahnen 2,Fig. 1 shows a schematic representation of a flat conductor 1 in the form of a flexible circuit board, a foil conductor or foil cable set, which is used in many electronic devices and in particular for connecting electrical and electronic components in motor vehicles. The flat conductor 1 usually consists of a cover or base foil and electrical conductor tracks 2 arranged in an insulated manner between them.
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die über an den stirnseitigen Enden des Flachleiters 1 angeordnete Kontaktelemente oder mit den stirnseitigen Enden des Flachleiters 1 verbundenen Funktionseinheiten 3, 4 verschiedene elektronische Baugruppen miteinander verbinden. In Fig. 1 ist als elektronische Baugruppe ein elektronisches Steuergerät 5 dargestellt, das über einen Steckkontakt mit dem Kontaktelement 3 des Folienleiters 1 verbunden ist. Das andere Kontaktelement 4 kann alternativ auch aus einer Funktionseinheit wie beispielsweise einem Tastenfeld bestehen.which connect various electronic assemblies to one another via contact elements arranged at the front ends of the flat conductor 1 or functional units 3, 4 connected to the front ends of the flat conductor 1. In Fig. 1, an electronic control unit 5 is shown as the electronic assembly, which is connected to the contact element 3 of the foil conductor 1 via a plug contact. The other contact element 4 can alternatively also consist of a functional unit such as a keypad.
Derartige Flachleiter werden wegen ihrer Flexibilität besonders dort eingesetzt, wo die Verlegung von Kabeln schwierig ist, ein geringes Platzangebot vorliegt und wo stärkere mechanische Beanspruchungen, beispielsweise durch die Bewegung von Bauteilen, auf denen die Flachleiter 1 verlegt sind, auftreten. Diese stärkeren mechanischen Beanspruchungen können dauerhaft zu einer Beschädigung und schließlich zu einem Leitungsbruch einer oder mehrerer Leiterbahnen 2 führen, die auf dem Flachleiter 1 verlegt und mit den Kontaktelementen oder Funktionseinheiten 3, 4 verbunden sind. Eine Unterbrechung einer oder mehrerer Leiterbahnen 2 aufgrund starker und/oder dauerhafter elektrischer und/oder mechanischer Beanspruchung führt zu einem Ausfall von Bauteilen, die mit der betreffenden Leiterbahn verbunden sind, so dass die frühzeitige Erkennung eines drohenden Leitungsbruches bzw. einer drohenden Leitungsunterbrechung von wesentlicher Bedeutung für die Aufrechterhaltung der Funktionsfähigkeit elektrischer Schaltungen und elektronischer Bauteile ist.Due to their flexibility, such flat conductors are used particularly where laying cables is difficult, where space is limited and where greater mechanical stresses occur, for example due to the movement of components on which the flat conductors 1 are laid. These greater mechanical stresses can permanently damage and ultimately lead to a line break in one or more conductor tracks 2 that are laid on the flat conductor 1 and connected to the contact elements or functional units 3, 4. An interruption in one or more conductor tracks 2 due to strong and/or permanent electrical and/or mechanical stress leads to a failure of components that are connected to the conductor track in question, so that the early detection of an impending line break or an impending line interruption is of essential importance for maintaining the functionality of electrical circuits and electronic components.
Zur Überwachung und Anzeige eines drohenden Leitungsbruches einer oder mehrerer Leiterbahnen eines Flachleiters 1 ist in Fig. 2 eine niederohmige Diagnoseleitung 61 vorgesehen, die sich parallel zu den Leiterbahnen 2 erstreckt und über einen Abgriff 71 mit einer Bezugs-Leiterbahn im Bereich des einen Kontaktelements 4 verbunden ist, so dass sich die Diagnoseleitung 61 über nahezu die gesamte Länge des Flachleiters 1 bis zu einem im anderen Kontaktelement 3 vorgesehenen Diagnosekontakt erstreckt. Die niederohmige Diagnoseleitung 61 ist so dimensioniert, dass sie eine geringere elektrische und/oder mechanische Beanspruchbarkeit als die Leiterbahnen 2 einschließlich der Bezugs-Leiterbahn 20 aufweist.To monitor and indicate an impending line break in one or more conductor tracks of a flat conductor 1, a low-resistance diagnostic line 61 is provided in Fig. 2, which extends parallel to the conductor tracks 2 and is connected via a tap 71 to a reference conductor track in the area of one contact element 4, so that the diagnostic line 61 extends over almost the entire length of the flat conductor 1 to a diagnostic contact provided in the other contact element 3. The low-resistance diagnostic line 61 is dimensioned such that it has a lower electrical and/or mechanical load capacity than the conductor tracks 2 including the reference conductor track 20.
Diese geringere elektrische und/oder mechanische Beanspruchbarkeit kann durch eine entsprechende schwächere Dimensionierung der Diagnoseleitung 61 und/oder eineThis lower electrical and/or mechanical load capacity can be compensated for by a correspondingly weaker dimensioning of the diagnostic line 61 and/or a
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entsprechende Materialauswahl der Diagnoseleitung 61 realisiert werden. Eine geringere mechanische und/oder elektrische Beanspruchbarkeit kann auch durch ein vorgealtertes Material bewirkt werden, indem das für die Diagnoseleitung verwendete Material einer entsprechenden Vorbehandlung unterzogen wird. Da die Diagnoseleitung 61 sich parallel zu den Leiterbahnen 2 auch über den Knick-/Biegebereich K des Folienleiters 1 erstreckt, wird die Diagnoseleitung 61 aufgrund ihrer geringeren Beanspruchbarkeit bei einer starken und/oder dauerhaften mechanischen und/oder elektrischen Beanspruchung des Flachleiters 1 im Knick-/Biegebereich unterbrochen, bevor es zu einem Leitungsbruch einer der Leiterbahnen 2 bzw. der Bezugs-Leiterbahn 20 des Flachleiters 1 kommt.appropriate selection of material for the diagnostic line 61. A lower mechanical and/or electrical load capacity can also be achieved by using a pre-aged material by subjecting the material used for the diagnostic line to an appropriate pretreatment. Since the diagnostic line 61 extends parallel to the conductor tracks 2 and also over the bending/kinking area K of the foil conductor 1, the diagnostic line 61 is interrupted in the bending/kinking area due to its lower load capacity in the event of a strong and/or permanent mechanical and/or electrical load on the flat conductor 1 before a line break occurs in one of the conductor tracks 2 or the reference conductor track 20 of the flat conductor 1.
Die Unterbrechung der Diagnoseleitung 61 wird über einen im Kontaktelement 3 vorgesehenen Diagnosekontakt von einem elektronischen Steuergerät 5 oder einer getrennt hiervon vorgesehenen Diagnoseeinrichtung erfasst und ein entsprechendes optisches und/oder akustisches Signal abgegeben, das den Bruch der Diagnoseleitung 61 und damit den drohenden Leitungsbruch einer der Leiterbahnen 2 bzw. der Bezugs-Leiterbahn 20 anzeigt. Eine Überwachungsschaltung zur Auswertung des auf der Diagnoseleitung 61 anstehenden Diagnosesignals ist beispielsweise in Fig. 9 dargestellt und wird im Zusammenhang mit der Beschreibung dieser Figur erläutert.The interruption of the diagnostic line 61 is detected by an electronic control unit 5 or a separate diagnostic device via a diagnostic contact provided in the contact element 3 and a corresponding optical and/or acoustic signal is emitted which indicates the break in the diagnostic line 61 and thus the impending line break in one of the conductor tracks 2 or the reference conductor track 20. A monitoring circuit for evaluating the diagnostic signal present on the diagnostic line 61 is shown, for example, in Fig. 9 and is explained in connection with the description of this figure.
Alternativ oder zusätzlich zur Abgabe eines optischen und/oder akustischen Signals kann eine Serviceinformation gespeichert werden, die beispielsweise bei einer Kraftfahrzeuginspektion abgefragt wird, so dass ein entsprechender (vorsorglicher) Austausch des betreffenden Flachleiters erfolgen kann.Alternatively or in addition to the emission of an optical and/or acoustic signal, service information can be stored, which is queried, for example, during a vehicle inspection, so that an appropriate (precautionary) replacement of the flat conductor in question can be carried out.
Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform zur Überwachung eines Flachleiters 1 mit mehreren parallel zueinander angeordneten Leiterbahnen 2, die sich insbesondere für längere Flachleiter bzw. für Flachleiter eignen, die über ihre Länge mehreren Knick-/Biegebereichen K ausgesetzt sind.Fig. 3 shows an alternative embodiment for monitoring a flat conductor 1 with several conductor tracks 2 arranged parallel to one another, which are particularly suitable for longer flat conductors or for flat conductors that are exposed to several kink/bending areas K along their length.
Auch in dieser Ausführungsform weist die Diagnoseleitung 62 eine geringere elektrische und/oder mechanische Beanspruchbarkeit auf als die parallelen Leiterbahnen 2 und ist insbesondere elektrisch oder konstruktiv schwächer dimensioniert bzw. aus einem elektrisch oder mechanisch geringer beanspruchbaren Material oder einer Materialzusammensetzung gebildet. Anders als die vorstehend beschriebeneIn this embodiment, too, the diagnostic line 62 has a lower electrical and/or mechanical load capacity than the parallel conductor tracks 2 and is in particular electrically or structurally weaker dimensioned or is made of a material or material composition that is less electrically or mechanically stressable. Unlike the above-described
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Diagnoseleitung 61 ist die Diagnoseleitung 62 gemäß Fig. 3 aber hochohmig ausgebildet und weist mehrere über die Länge des Flachleiters 1 verteilt angeordnete Abgriffe 72 zu einer Bezugs-Leiterbahn 20 auf. Die Abgriffe sind insbesondere so angeordnet, dass zwischen den einzelnen Abgriffen 72 Gefährdungsbereiche in Form von Knick-VBiegebereichen des Flachleiters 1 auftreten. Der gegenüber den Leiterbahnen 2 größere Widerstand der Diagnoseleitung 62 ist erforderlich, um Nebenschlüsse zwischen den einzelnen Kontaktierungen der hochohmigen Diagnoseleitung 62 mit der Bezugs-Leiterbahn 20 zu vermeiden.Diagnostic line 61, however, the diagnostic line 62 is designed to be high-resistance according to Fig. 3 and has several taps 72 distributed over the length of the flat conductor 1 to a reference conductor track 20. The taps are arranged in particular in such a way that between the individual taps 72 there are danger areas in the form of kink/bend areas of the flat conductor 1. The greater resistance of the diagnostic line 62 compared to the conductor tracks 2 is necessary in order to avoid shunts between the individual contacts of the high-resistance diagnostic line 62 with the reference conductor track 20.
Über einen Diagnosekontakt in dem einen Kontaktelement 3 ist die Diagnoseleitung 62 mit einem elektronischen Steuergerät 5 verbunden, das über einen Analogeingang oder eine IVlessverstärkerschaltung eine Ortsbestimmung des Bruchs der Diagnoseleitung 62 und damit eine gezielte Fehlersuche ermöglicht.The diagnostic line 62 is connected to an electronic control unit 5 via a diagnostic contact in one of the contact elements 3, which, via an analog input or an IVless amplifier circuit, enables the location of the break in the diagnostic line 62 to be determined and thus enables targeted troubleshooting.
Eine Schaltungsanordnung zur Auswertung des von der Diagnoseleitung 62 abgegebenen Diagnosesignals ist in Fig. 8 dargestellt und wird im Zusammenhang mit dieser Figur näher erläutert.A circuit arrangement for evaluating the diagnostic signal emitted by the diagnostic line 62 is shown in Fig. 8 and is explained in more detail in connection with this figure.
Fig. 4 zeigt eine niederohmige Diagnoseleitung 63, die mäanderförmig zwischen den Leiterbahnen 2 verlegt ist und einerseits über einen Abgriff 73 mit einer Bezugs-Leiterbahn 20 vorzugsweise im Bereich des einen Kontaktelementes 4 und andererseits mit einem Diagnosekontakt im anderen Kontaktelement 3 verbunden ist, an das ein elektronisches Steuergerät 5 angeschlossen ist. Aufgrund der mäanderförmigen Verlegung der Diagnoseleitung 63 erfasst diese die gesamte Breite des Flachleiters 1 und damit auch eventuelle ungleichförmig mechanische Belastungen der Leiterbahnen 2 über die Breite des Flachleiters 1 bzw. einen drohenden Leitungsbruch unterschiedlich dimensionierter Leiterbahnen 2.Fig. 4 shows a low-resistance diagnostic line 63, which is laid in a meandering shape between the conductor tracks 2 and is connected on the one hand via a tap 73 to a reference conductor track 20, preferably in the area of one contact element 4, and on the other hand to a diagnostic contact in the other contact element 3, to which an electronic control unit 5 is connected. Due to the meandering laying of the diagnostic line 63, it covers the entire width of the flat conductor 1 and thus also any uneven mechanical loads on the conductor tracks 2 across the width of the flat conductor 1 or an impending line break of differently dimensioned conductor tracks 2.
Selbstverständlich eignet sich diese Ausführungsform auch für identisch dimensionierte Leiterbahnen 2, wenn es insbesondere auf eine vollständige Überwachung sämtlicher Leiterbahnen 2 ankommt oder unterschiedlich beanspruchte Knick- oder Biegebereiche K auftreten, sowie bei paketweise zusammengefassten Flachleitern, von denen einer mit einer Diagnoseleitung versehen ist.Of course, this embodiment is also suitable for identically dimensioned conductor tracks 2, if in particular complete monitoring of all conductor tracks 2 is important or if bending or kinking areas K subject to different stresses occur, as well as for flat conductors combined in packages, one of which is provided with a diagnostic line.
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Die niederohmige, mäanderförmige Diagnoseleitung 63 verläuft gemäß Fig. 5 im Bereich der Kontaktelemente 3, 4 hinter der Kontaktierungsstelle zwischen dem Steckerkontakt 30 und den Leiterbahnen 2 bzw. der Bezugs-Leiterbahn 20 vorbei, ohne dass ein elektrischer Kontakt zu dem Steckerkontakt 30 oder der Leiterbahn 2 bzw. der Bezugs-Leiterbahn 20 besteht.According to Fig. 5, the low-resistance, meander-shaped diagnostic line 63 runs in the area of the contact elements 3, 4 behind the contact point between the plug contact 30 and the conductor tracks 2 or the reference conductor track 20, without there being any electrical contact with the plug contact 30 or the conductor track 2 or the reference conductor track 20.
Eine Kombination der Ausführungsformen gemäß den Fig. 3 und 4 kann darin bestehen, die in Fig. 4 mäanderförmig verlegte niederohmige Diagnoseleitung 63 als mäanderförmig verlegte hochohmige Diagnoseleitung entsprechend der Diagnoseleitung 62 gemäß Fig. 3 auszubilden und über mehrere Abgriffe mit den einzelnen Leiterbahnen 2 zu verbinden, so dass eine mit dem Diagnosekontakt der Diagnoseleitung verbundene Diagnoseeinrichtung den Ort des Leitungsbruchs der Diagnoseleitung bestimmt und damit die Ermittlung gefährdeter Bereiche des Flachleiters 1 erleichtern kann.A combination of the embodiments according to Figs. 3 and 4 can consist in designing the meandering low-resistance diagnostic line 63 in Fig. 4 as a meandering high-resistance diagnostic line corresponding to the diagnostic line 62 according to Fig. 3 and connecting it to the individual conductor tracks 2 via several taps, so that a diagnostic device connected to the diagnostic contact of the diagnostic line determines the location of the line break of the diagnostic line and can thus facilitate the determination of endangered areas of the flat conductor 1.
Fig. 6 zeigt schematisch eine Variante mit einer schleifenförmig verlegten Diagnoseleitung 64, die parallel zu den Leiterbahnen 2 verlegt ist und über eine Schleifenbrücke 74 in dem einen Kontaktelement 4 geführt und mit zwei Diagnosekontakten im anderen Kontaktelement 3 verbunden ist. Über eine im elektronischen Steuerelement 5 ausgebildete oder an das elektronische Steuergerät 5 angeschlossenen Diagnoseeinrichtung kann ein Leitungsbruch der schleifenförmig verlegten, niederohmigen Diagnoseleitung 64 erfasst und optisch und/oder akustisch zur Anzeige gebracht werden.Fig. 6 shows a schematic of a variant with a looped diagnostic line 64, which is laid parallel to the conductor tracks 2 and is guided via a loop bridge 74 in one contact element 4 and connected to two diagnostic contacts in the other contact element 3. A line break in the looped, low-impedance diagnostic line 64 can be detected and displayed optically and/or acoustically via a diagnostic device formed in the electronic control element 5 or connected to the electronic control unit 5.
Die in Fig. 7 dargestellte Variante der erfindungsgemäßen Lösung nutzt eine auf den Flachleiter 1 vorhandene Leiterbahn als Diagnoseleitung 65, die eine geringere elektrische und/oder mechanische Beanspruchbarkeit aufweist als die übrigen Leiterbahnen 2, d. h. elektrisch oder konstruktiv schwächer dimensioniert oder aus einem elektrisch oder mechanisch geringer belastbarem Material oder aus einem vorgealterten Material besteht. Durch eine geeignete Diagnose der als Diagnoseleitung 65 ausgebildeten elektrisch oder mechanisch schwächer ausgebildeten Leiterbahn, beispielsweise durch Überwachung des Potentials der Diagnoseleitung 65 oder deren Leitfähigkeit, kann ein Leitungsbruch oder eine verminderte elektrische Leitfähigkeit der Diagnoseleitung 65 erfasst und damit ein drohender Leitungsbruch bzw. eine Leitungsunterbrechung einer der parallelen Leiterbahnen 2 frühzeitig erkannt werden.The variant of the solution according to the invention shown in Fig. 7 uses a conductor track on the flat conductor 1 as a diagnostic line 65, which has a lower electrical and/or mechanical load capacity than the other conductor tracks 2, i.e. it is electrically or structurally weaker or is made of a material with a lower electrical or mechanical load capacity or of a pre-aged material. By means of a suitable diagnosis of the electrically or mechanically weaker conductor track designed as a diagnostic line 65, for example by monitoring the potential of the diagnostic line 65 or its conductivity, a line break or reduced electrical conductivity of the diagnostic line 65 can be detected and thus an impending line break or a line interruption of one of the parallel conductor tracks 2 can be detected at an early stage.
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Vorzugsweise wird als Diagnoseleitung 65 eine solche auf dem Flachleiter 1 vorhandene Leiterbahn verwendet, die der Spannungsversorgung von oder zur Datensignalübertragung zu nicht sicherheitsrelevanten Einrichtungen wie beispielsweise einer Spiegelheizung bei einem Kraftfahrzeug dient. Zur Überwachung dieser auf dem Flachleiter 1 vorhandenen Diagnoseleitung 65 wird ein Prüfsignal dem Datensignal oder der Versorgungsspannung überlagert und mittels einer Diagnoseeinrichtung überwacht. Dabei kann das Prüfsignal aus einem Wechselspannungssignal bestehen, das der Versorgungsspannung oder den Datensignalen der nicht sicherheitsrelevanten Einrichtung überlagert wird oder aus einem Gleichspannungssignal bestehen, das dem Datensignal der nicht sicherheitsrelevanten Einrichtung eingeprägt ist und beispielsweise die Nulllinie der Daten-Wechselspannung verschiebt.Preferably, a conductor track on the flat conductor 1 is used as the diagnostic line 65, which is used to supply voltage to or to transmit data signals to non-safety-relevant devices such as a mirror heater in a motor vehicle. To monitor this diagnostic line 65 on the flat conductor 1, a test signal is superimposed on the data signal or the supply voltage and monitored by means of a diagnostic device. The test signal can consist of an alternating voltage signal that is superimposed on the supply voltage or the data signals of the non-safety-relevant device or of a direct voltage signal that is impressed on the data signal of the non-safety-relevant device and, for example, shifts the zero line of the data alternating voltage.
In den Fig. 8 bis 10 sind verschiedene Ausführungsbeispiele für Schaltungen zur Überwachung der vorstehend beschriebenen flexiblen Leiterplatten bzw. Flachleiter oder Folienkabelsätze dargestellt, mit deren Hilfe die an den Diagnosekontakten der Diagnoseleitungen 61 bis 65 anstehenden Signale ausgewertet und zur Auslösung eines optischen und/oder akustischen Signals herangezogen werden.Fig. 8 to 10 show various embodiments of circuits for monitoring the flexible printed circuit boards or flat conductors or foil cable sets described above, with the aid of which the signals present at the diagnostic contacts of the diagnostic lines 61 to 65 are evaluated and used to trigger an optical and/or acoustic signal.
Fig. 8 zeigt eine Schaltungsanordnung mit einem Komparator bzw. Differenzverstärker 8 zur Auswertung beispielsweise einer hochohmigen Diagnoseleitung wie der in Fig. 3 dargestellten hochohmigen und kammartig über mehrere Abgriffe 72 mit einer Bezugs-Leiterbahn 20 verbundenen Diagnoseleitung 62. Der Diagnosekontakt ist über einen ersten Widerstand mit einem ersten Eingang 81 des Differenzverstärkers 8 verbunden, dessen zweiter Eingang 82 an die Bezugs-Leiterbahn 20 angeschlossen ist und dessen Ausgang 83 eine Differenzspannung AU zwischen der Spannung U0 der Diagnoseleitung und der Bezugsspannung Ub an den Analogeingang 90 einer Diagnoseeinrichtung 9 vorzugsweise in Form eines Mikrocontroliers abgibt. Dieser Mikrocontroller kann Teil des elektronischen Steuergerätes 5 der in den Fig. 2 bis 7 dargestellten Anordnung sein.Fig. 8 shows a circuit arrangement with a comparator or differential amplifier 8 for evaluating, for example, a high-impedance diagnostic line such as the high-impedance diagnostic line 62 shown in Fig. 3, which is connected in a comb-like manner via several taps 72 to a reference conductor track 20. The diagnostic contact is connected via a first resistor to a first input 81 of the differential amplifier 8, the second input 82 of which is connected to the reference conductor track 20 and the output 83 of which outputs a differential voltage AU between the voltage U 0 of the diagnostic line and the reference voltage Ub to the analog input 90 of a diagnostic device 9, preferably in the form of a microcontroller. This microcontroller can be part of the electronic control unit 5 of the arrangement shown in Figs. 2 to 7.
Fig. 9 zeigt eine Schaltung zur Auswertung eines Diagnosesignals, das beispielsweise von einer niederohmigen Diagnoseleitung abgegeben wird. Die am Diagnosekontakt anstehende Diagnosespannung Ud wird über einen Widerstand an einen ersten Analogeingang 91 einer vorzugsweise als Mikrocontroller ausgebildeten Diagnoseeinrichtung 9 angelegt, deren zweiter Analogeingang 92 über einen WiderstandFig. 9 shows a circuit for evaluating a diagnostic signal which is emitted, for example, by a low-resistance diagnostic line. The diagnostic voltage Ud present at the diagnostic contact is applied via a resistor to a first analog input 91 of a diagnostic device 9, preferably designed as a microcontroller, whose second analog input 92 is connected via a resistor
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an ein Bezugspotential bzw. an die Spannung UB der Bezugs-Leiterbahn angeschlossen ist, mit der die betreffende Diagnoseleitung über einen Abgriff verbunden ist.is connected to a reference potential or to the voltage U B of the reference conductor track to which the relevant diagnostic line is connected via a tap.
Fig. 10 zeigt eine digitale Auswertung eines Diagnosesignals, wie es sich insbesondere für eine Anordnung einer Diagnoseleitung gemäß Fig. 6 eignet, bei der eine schleifenförmig verlegte Diagnoseleitung 64 eine Schleifen brücke in einem der Kontaktelemente 4 ausbildet und mit Diagnosekontakten 31, 32 im anderen Kontaktelement 3 verbunden ist. Über Widerstände sind die Diagnosekontakte 31, 32 an einen Digitaleingang 93, der als Mikrocontroller ausgebildeten Diagnoseeinrichtung 9 bzw. an einen Digitalausgang 94 der Diagnoseeinrichtung 9 angeschlossen.Fig. 10 shows a digital evaluation of a diagnostic signal, as is particularly suitable for an arrangement of a diagnostic line according to Fig. 6, in which a looped diagnostic line 64 forms a loop bridge in one of the contact elements 4 and is connected to diagnostic contacts 31, 32 in the other contact element 3. The diagnostic contacts 31, 32 are connected via resistors to a digital input 93 of the diagnostic device 9 designed as a microcontroller or to a digital output 94 of the diagnostic device 9.
Neben einer optischen und/oder akustischen Anzeige des drohenden Ausfalls einer oder mehrerer Leiterbahnen eines Flachleiters bzw. einer Speicherung einer in ihrer Funktion beeinträchtigten Diagnoseleitung zum Abrufen bei einer Inspektion kann die Diagnoseeinrichtung 9 anhand eines vorgegebenen Programms eine Notbetriebsumschaltung vornehmen, bei der der Erhalt sicherheitsrelevanter Funktionen gewährleistet ist. Somit kann beispielsweise im Crashfall die Entriegelung einer Kraftfahrzeugtür gewährleistet werden, indem beispielsweise die Diagnoseeinrichtung die Schlosssteuerung von einer zentralen Steuereinrichtung auf eine dezentrale Steuerung, beispielsweise auf ein Türsteuergerät verlagert, so dass bei diagnostizierter Beschädigung einer Diagnoseleitung die Entriegelung der Fahrzeugtüren gewährleistet ist.In addition to a visual and/or acoustic display of the impending failure of one or more conductor tracks of a flat conductor or a storage of a diagnostic line whose function is impaired for retrieval during an inspection, the diagnostic device 9 can carry out an emergency operation switchover based on a predetermined program, which ensures that safety-relevant functions are retained. In this way, for example, the unlocking of a vehicle door can be ensured in the event of a crash by the diagnostic device shifting the lock control from a central control device to a decentralized control, for example to a door control unit, so that the unlocking of the vehicle doors is guaranteed if damage to a diagnostic line is diagnosed.
Die erfindungsgemäße Lösung beschränkt sich nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele, sie ist beispielsweise auch auf flexible Leiterplatten erweiterbar, bei denen die Leiterbahnen nicht parallel, sondern nach einem beliebig vorgegebenen Schema verlegt sind. Durch eine entsprechende Führung einer nieder- oder hochohmigen Diagnoseleitung insbesondere über die Bereiche der flexiblen Leiterplatte oder des Flachleiters, die erhöhter Knick- oder Biegebeanspruchung ausgesetzt sind, können frühzeitig Leitungsbrüche der Leiterbahnen erkannt und optisch und/oder akustisch angezeigt werden.The solution according to the invention is not limited to the embodiments described above; it can also be extended to flexible circuit boards, for example, in which the conductor tracks are not laid parallel, but according to any predetermined pattern. By appropriately routing a low- or high-impedance diagnostic cable, particularly over the areas of the flexible circuit board or flat cable that are subject to increased buckling or bending stress, line breaks in the conductor tracks can be detected early and indicated optically and/or acoustically.
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1 Flachleiter1 flat conductor
2 Leiterbahnen2 conductor tracks
3, 4 Kontaktelement oder Funktionseinheit3, 4 Contact element or functional unit
5 elektronisches Steuergerät5 electronic control unit
8 Differenzverstärker8 differential amplifiers
9 Diagnoseeinrjchtung 20 Bezugs-Leiterbahn 31,32 Diagnosekontakt9 Diagnostic device 20 Reference conductor track 31,32 Diagnostic contact
61 niederohmige Diagnoseleitung61 low-resistance diagnostic line
62 Hochohmige Diagnoseleitung62 High-impedance diagnostic cable
63 niederohmige, mäanderförmige Diagnoseleitung63 low-resistance, meander-shaped diagnostic line
64 schleifenförmig verlegte, niederohmige Diagnoseleitung64 looped, low-impedance diagnostic cables
65 vorhandene schwächer dimensionierte Leiterbahn als Diagnoseleitung 71-73 Abgriff65 existing weaker dimensioned conductor track as diagnostic line 71-73 tap
74 Brücke74 Bridge
81 erster Eingang des Differenzverstärkers81 first input of the differential amplifier
82 Zweiter Eingang des Differenzverstärkers82 Second input of the differential amplifier
83 Ausgang des Differenzverstärkers83 Output of the differential amplifier
90 Analogeingang90 Analog input
91 ersten Analogeingang91 first analog input
92 Zweiter Analogeingang92 Second analog input
K Knick- oder BiegebereicheK Buckling or bending areas
DU Spannung der DiagnoseleitungDU voltage of the diagnostic line
UB BezugsspannungU B reference voltage
AU DifferenzspannungAU differential voltage
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