DE3701681A1 - Verfahren zum bidirektionalen signalaustausch zwischen einem rechnersystem und einem abfrageterminal und rechnersystem dafuer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum bidirektionalen Signalaustausch zwischen einem Rechnersystem und einem mit diesem verbundenen Abfrageterminal, insbesondere für Sicherheitssysteme in Kraftfahrzeugen, z.B. Anti­ blockiersysteme, air bags oder Gurtstraffer, wobei das Rechnersystem wenigstens einen Rechner und einen Ausgabetreiber umfaßt.

Derartige Rechner werden bei der Überwachung, Steuerung und Regelung von Prozessen verwendet. Ein Anwendungs­ bereich ist die Steuerung von Sicherheitssystemen in Kraftfahrzeugen, wie Antiblockiersysteme oder passive Rückhaltesysteme, z.B. aufblasbare Gaskissen (air bags), die beim Aufprall des Fahrzeugs auf ein Hindernis auto­ matisch wirksam werden, oder Sicherheitsgurte, die im Moment des Aufpralls gespannt werden (Gurtstraffer).

Zur Anzeige bestimmter Betriebszustände und einer Be­ dienungsmöglichkeit sind derartige Rechnersysteme häufig mit einem Abfrageterminal verbunden. Ein solches Ab­ frageterminal besteht aus einem optischen oder akus­ tischen Ausgabesignalgeber und einem meist mechanisch betätigbaren Eingabesignalgeber.

Ein anzeigerelevanter Betriebszustand kann eine Störung im Rechenprogramm sein, die den Programmablauf blockiert oder verfälscht. Solch eine Störung kann z.B. durch einen schaltungstechnischen Defekt oder aber auch durch äußere Einflüsse, wie Funkstörungen von Sendeanlagen, elektrische Entladungen oder Schaltimpulse auf einem Leitungsnetz hervorgerufen werden. Die mit dem Eingabe­ signalgeber vorzunehmende Bedienung des Rechnersystems kann dann darin bestehen, eine Diagnoseroutine zu ver­ anlassen oder den Rechner an eine vorbestimmte Stelle des Programms zu setzen und neu zu starten.

Die Verbindung des Abfrageterminals mit dem Rechner er­ folgt über Leitungen, die unter Umständen über mehrere Steckkontakte führen müssen, wenn das Abfrageterminal von dem Rechner aufgrund betriebstechnischer Randbe­ dingungen weit voneinander entfernt angeordnet ist. Verbindungsleitungen und Steckkontakte erhöhen den Bauraum und tragen zu einer Verschlechterung der Stör­ anfälligkeit bei. Die Bauraumvergrößerung ist dadurch verursacht, daß die Abstände zwischen den Steckkon­ takten bestimmte Mindestwerte einhalten müssen und somit einer beliebigen Reduzierung im Wege stehen. Die Störanfälligkeit kann sich dadurch erhöhen, daß Verschmutzungen die Übergangswiderstände zwischen den Kontakten erhöhen, und durch thermische oder Erschüt­ terungseinflüsse Leiterbahn oder Kabelbrüche eintreten oder Steckkontakte öffnen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum bidirektionalen Signalaustausch zwischen einem Rechnersystem und einem mit diesem verbundenen Ab­ frageterminal zu schaffen, das den Bauraum des Rechner­ systems und des Abfrageterminals zu verringern hilft und die Zuverlässigkeit des Signalaustausches steigert.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die wechselweise Übertragung der Signale auf ein und derselben Leitung wird im Vergleich zu sonst üblichen Signalleitungen eine Reduzierung auf die Hälfte erreicht. Gerade im Zuge einer Reduzierung von Daten- oder Steuerleitungen durch andere Maß­ nahmen bringt jede weitere Einsparung eine prozentual wachsende Verminderung von Leitungen. Dies kann in Grenzfällen dazu führen, daß der Einsatz eines Mehr­ rechnersystems mit einem entsprechenden Abfrageter­ minal erleichtert und weitere Anwendungsfälle er­ öffnet werden.

Die mit einer Reduzierung der Leitungen einhergehende Verringerung der räumlichen Abmessungen trägt auch zu einer Verminderung der Masse bei. Bei Rechnersystemen, die starken mechanischen Belastungen in Form von Ver­ zögerungen oder Beschleunigungen ausgesetzt sind, kann auf diese Weise die Sicherheit gegen mechanische Zer­ störungen erhöht werden. Außerdem nimmt die Gesamt­ wahrscheinlichkeit von Störungen durch Öffnen der Steckverbindungen, Leitungsbrüche, Erschütterungen, Temperaturspannungen sowie elektromagnetische Ein­ flüsse ab.

Mit der Bauraumverkleinerung und der Reduzierung der Leitungen vermindern sich auch die Herstellungskosten derartiger Rechnersysteme, was sich besonders bei Massenprodukten günstig auf die Kostenkalkulation auswirkt.

Bei einer praktischen Ausführungsform der Erfindung werden die auf den Ausgabetreiber übertragenen Aus­ gabesignale aus von einem Bezugspotential abweichenden Potential oder Potentialen gebildet. Außerdem wird der Ausgabetreiber bei Beaufschlagung mit einem Be­ zugspotential aus- und bei Beaufschlagung mit einem von dem Bezugspotential abweichenden Potential ein­ geschaltet.

Durch diese Maßnahme wird die Ansteuerung des Ausgabe­ treibers durch die Ausgabesignale selbst vorgenommen. Dadurch erübrigt sich eine gesonderte Ansteuerung des Ausgabetreibers über eine Steuerleitung. Der Ausgabe­ treiber kann dann auch außerhalb einer Rechnerplatine oder eines Rechnergehäuses angeordnet werden, ohne daß dadurch die Anzahl der benötigten Steckverbindungen zwischen dem Rechner und dem Ausgabetreiber erhöht wird. Diese Ausführung ermöglicht so eine größere Ge­ staltungsfreiheit in der Anordnung der Baugruppen. Auch bei der Erzeugung von Steuersignalen auf Seiten des Rechners ergeben sich schaltungstechnische und programmspezifische Vorteile.

Bei einem aus mehreren Rechnern bestehenden Rechner­ system werden die Ausgabesignale der Rechner vorzugs­ weise logisch verknüpft auf den Ausgabetreiber über­ tragen und die Rechner werden bezüglich der ersten und zweiten Zeitspanne synchronisiert.

Handelt es sich bei der Betriebsanzeige um die Anzeige einer Störung, so wird zweckmäßigerweise die logische Verknüpfung als Oder-Verknüpfung ausgeführt. Bei an­ deren Betriebszuständen kann auch eine Exklusiv-Oder- bzw. eine Und-Verknüpfung vorteilhaft sein. Die Verknüpfung gestattet, denselben Ausgabetreiber für alle vorhandenen Rechner des Rechnersystems auszunutzen. Sind dabei mehrere Rechner innerhalb eines räumlichen Komplexes angeordnet, so können die logischen Verknüpfungen auch dazu beitragen, Leitungskapazitäten und Steckverbin­ dungen einzusparen.

Vorzugsweise werden die Eingabe- und Ausgabesignale durch statische Potentiale gebildet und die erste Zeitspanne wird wesentlich länger bemessen als die zweite Zeitspanne.

Diese Ausgestaltung ermöglicht, statische Signale ein­ gabe- und ausgabeseitig ohne Codiermittel direkt an­ zuzeigen bzw. einzugeben. Auch dieses Verfahrensmerk­ mal trägt somit zu einer Vereinfachung des Rechner­ systems samt Abfrageterminal und damit mittelbar zu einer Erhöhung der Zuverlässigkeit durch Reduzierung der Anzahl eventuell störanfälliger Baugruppen bei. Die Bemessung der ersten Zeitspanne als wesentlich kürzer als die zweite Zeitspanne kommt der Trägheit der menschlichen Sinnesorgane entgegen, indem der Eindruck erweckt wird, daß die Ausgabesignale ständig anstehen.

Bei einer praktischen Ausführungsform beträgt das Ver­ hältnis der ersten zur zweiten Zeitspanne etwa 100:1.

Durch diese Bemessung ist gewährleistet, daß die Unter­ brechung des Ausgabesignals unbemerkt bleibt. Wird als Ausgabesignalgeber z.B. eine optische Anzeige verwen­ det, so entsteht der Eindruck einer flimmerfreien An­ zeige. Demgegenüber reicht die kurze, für eine Signal­ eingabe zur Verfügung stehende Zeit aus, die Signal­ eingabe sicher durchzuführen.

Bei einem praktisch ausgeführten erfindungsgemäßen Verfahren beträgt der Zyklus der ersten Zeitspanne 100 ms und der zweiten Zeitspanne 1 ms.

Diese Zeit ist gerade so bemessen, daß auch bei einer kurzzeitigen Betätigung des Eingabesignalgebers zu­ mindest einmal die zweite Zeitspanne durchlaufen wird. Dies reicht in der Regel für eine sichere Bedienung aus. Lediglich eine absichtlich extrem kurz vorge­ nommene Betätigung kann den Fall bewirken, daß der Eingabesignalgeber nur während der ersten Zeitspanne aktiviert wird und dadurch keine Weitergabe an das Rechnersystem erfolgt. Dieser Fall kann aber unbe­ rücksichtigt bleiben.

Die Erfindung betrifft ferner ein mit einem Abfrage­ terminal für einen bidirektionalen Signalaustausch verbundenes Rechnersystem, das wenigstens einen Rech­ ner und einen Ausgabetreiber umfaßt, insbesondere für Sicherheitseinrichtungen in Kraftfahrzeugen, wie z.B. Antiblockiersysteme, air bags oder Gurtstraffer, wo­ bei der Ausgang des Rechners oder Ausgänge der Rechner über den Ausgabetreiber und eine Leitung mit dem Ab­ frageterminal verbunden sind. Diesbezüglich liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein mit einem Abfrage­ terminal für einen bidirektionalen Signalaustausch ver­ bundenes Rechnersystem zu schaffen, das gegenüber bis­ herigen Lösungen eine Verringerung des von den Bau­ gruppen insgesamt eingenommenen Raumes erreicht und zugleich die Zuverlässigkeit des Signalaustausches erhöht.

Diese Aufgabe wird bei einem Rechnersystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7 durch die im Kennzeichen angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung ermöglicht die wechselweise Übertragung von Eingabe- und Ausgabesignalen über dieselbe Leitung. Da der Ausgang des Ausgabetreibers direkt mit dem Ein­ gang des Rechners verbunden werden kann, entfällt bei Rechnern, bei denen der Ausgabetreiber auf derselben Platine wie der Rechner angeordnet ist, die Notwendig­ keit einer gesonderten Steckverbindung für die Eingabe­ signalleitung. Die für den Signalaustausch zwischen dem Rechner und dem Abfrageterminal erforderliche Zahl von Leitungen und Steckkontakten verringert sich dadurch auf die Hälfte. Dementsprechend wird der Bau­ raum des Rechners, der insbesondere durch die Anzahl der Steckkontakte vorgegeben ist, verringert.

Auch die Anzahl der in einem Kabelbaum zur Verbindung der Baugruppen untereinander dienenden Kabel wird da­ bei verringert. In Grenzfällen können diese Maßnahmen dazu beitragen, den Einsatz von Rechnersystemen mit Abfrageterminal zu erleichtern und neue Anwendungsge­ biete zu erschließen.

Die Reduzierung von Steckkontakten und Leitungen ver­ mindert auch die Ausfallwahrscheinlichkeit durch ver­ schmutzte oder geöffnete Steckkontakte und Leitungs­ brüche. Ausgehend von der Überlegung, daß jeder Steck­ kontakt und jede Leitung der gleichen Störwahrschein­ lichkeit unterliegt und im Falle einer solchen Störung das gesamte Rechnersystem in der Funktion beeinträchtigt werden kann, kann die Ausfallwahrscheinlichkeit durch Verminderung dieser Störquellen gesenkt werden.

Durch die Verminderung der räumlichen Abmessungen tritt auch eine Verminderung der Masse ein. Wird das Rechner­ system mechanischen Beanspruchungen, z.B. Ver­ zögerungen oder Beschleunigungen ausgesetzt, so ver­ ringert sich durch die mit der Erfindung gewonnenen Eigenschaften auch die Gefahr einer mechanischen Zer­ störung.

Der für die wechselweise Umschaltung des Ausgabetreibers und des Eingangs bzw. der Eingänge auf die Leitung erforderliche Schalter mitsamt des ihn ansteuernden Schaltsignalgenerators kann sowohl gesondert durch körperliche Baugruppen als auch durch ein Rechen­ programm und die in dem oder den Rechnern ohnehin vorhandenen Baugruppen verwirklicht werden. Die letzte Möglichkeit ist vorzuziehen, da sie in Einklang mit der Forderung nach einer Verringerung des Raumbedarfs steht.

Die erfindungsgemäße Lösung ist in gleicher Weise bei Rechnersystemen mit einem und mit mehreren Rechnern anwendbar.

Bei einer praktischen Ausführungsform ist der Ausgabe­ treiber durch das am Ausgang des Rechners anstehende Signal bzw. durch die an den Ausgängen der Rechner an­ stehenden Signale aus- und einschaltbar.

Durch diese Maßnahme wird die Ansteuerung des Ausgabe­ treibers durch die Ausgabesignale selbst vorgenommen. Eine gesonderte Ansteuerung über eine zusätzliche Steuerleitung erübrigt sich. Selbst wenn der Ausgabe­ treiber auf derselben Platine wie der Rechner ange­ ordnet wird, entfällt so ein zusätzlicher Steuerport des Rechners.

Besonders einfach läßt sich die Ansteuerung des Aus­ gabetreibers ausführen, wenn der Ausgabetreiber bei Beaufschlagung mit einem Bezugspotential aus- und bei Beaufschlagung mit einem von dem Bezugspotential ab­ weichenden Potential eingeschaltet ist.

Ein solcher Ausgabetreiber eignet sich für die Ansteuerung mit digitalen Signalen, bei denen ein Potentialzustand dem ausgeschalteten Betriebszustand des Ausgabetreibers und ein anderer Potentialzustand dem eingeschalteten Betriebszustand entspricht. Der angeschlossene Rechner ist so in der Lage, den Ausgabetreiber ohne zusätzliche Codierungsmaßnahmen anzusteuern und gleichzeitig ein- und auszuschalten.

Bei einer praktischen Realisierung der Erfindung ist der Ausgabetreiber mit einem offenen Kollektorausgang (Open Collector) ausgestattet.

Diese Art Ausgangsschaltung ermöglicht es, den Ausgang des Ausgabetreibers unabhängig von seiner Ansteuerung auf Bezugspotential zu legen, ohne daß dadurch Schäden entstehen können. Dadurch wird eine beliebige, un­ sychronisierte Betätigung des Eingabegebers des Ab­ frageterminals ermöglicht.

Umfaßt das Rechnersystem mehrere Rechner, die mit dem­ selben Abfrageterminal kommunizieren sollen, so ist es zweckmäßig, die Ausgänge der Rechner über ein lo­ gisches Verknüpfungsglied mit dem Ausgabetreiber zu verbinden und die Rechner bezüglich der Schaltsignale ihrer Schaltsignalgeneratoren zu synchronisieren.

Auf diese Weise können Einsparungen bei Leitungen und Schaltkontakten vorgenommen werden. Dies ist besonders dann möglich, wenn die Rechner räumlich benachbart an­ geordnet sind. Um einheitliche Eingabe- und Ausgabe­ zeiten zu erhalten, werden die Rechner synchronisiert. Der Aufwand auf Seiten des Abfrageterminals wird da­ durch reduziert.

Vorzugsweise sind die Rechner als statische Ausgabe­ signalsender und Eingabesignalempfänger ausgebildet.

Bei dieser Art der Signalübertragung wird eine hohe Übertragungssicherheit gegenüber Störungen, besonders bei längeren Leitungswegen erreicht. Außerdem gestattet die Signalübertragung eine direkte Ansteuerung von Aus­ gabesignalgebern sowie eine direkte Verarbeitung der Signale von Eingabesignalgebern.

Bei einer praktischen Ausführung des erfindungsgemäßen Rechnersystems umfaßt das Abfrageterminal eine Aus­ gabesignalleuchte und einen Eingabesignalschalter, wobei der Eingabesignalschalter zwischen die Leitung und das Bezugspotential geschaltet ist, während die Ausgabesignalleuchte zwischen die Leitung und ein von dem Bezugspotential abweichendes Potential, vorzugs­ weise Versorgungsspannungspotential, geschaltet ist.

Diese Ausgabe- und Eingabesignalgeber sind für die An­ steuerung mit statischen Potentialen geeignet, un­ kompliziert und robust im Aufbau, billig in der Her­ stellung und zeichnen sich durch einen geringen Raum­ bedarf aus.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Schaltverhältnis des Schaltsignalgenerators so bemessen, daß die erste Zeitspanne wesentlich länger als die zweite ist. Bei einer praktischen Ausführungsform beträgt das Schalt­ verhältnis der ersten zur zweiten Zeitspanne 100 : 1.

Diese Bemessung gewährleistet, daß die Unterbrechung des Ausgabesignals unbemerkt erfolgt. Wird als Ausgabe­ signalgeber eine optische Anzeige verwendet, so ent­ steht der Eindruck einer flimmerfreien Anzeige. Dem­ gegenüber reicht die Kürze der für die Signaleingabe zur Verfügung stehenden Zeit aus, die Signaleingabe sicher durchzuführen.

Vorzugsweise ist die Periodendauer des Schaltsignal­ generators etwa mit 100 ms bemessen.

Diese Zeit ist so gewählt, daß auch bei einer kurz­ zeitigen Betätigung des Eingabesignalgebers zumindest einmal die zweite Zeitspanne durchlaufen wird. Dies reicht in der Regel für eine sichere Bedienung aus.

Bei einem praktisch ausgeführten Rechnersystem umfaßt der Ausgabetreiber einen als Vergleicher ausgebildeten Operationsverstärker. Ein nicht invertierender Eingang ist mittels eines aus Widerständen 42 und 44 gebildeten Spannungsteilers auf einem zwischen Bezugspotential und einem von der logischen Verknüpfungsschaltung ab­ gebbaren H-Potential festgelegt. Ein invertierender Ein­ gang ist mit dem Ausgang der logischen Verknüpfungs­ schaltung sowie einem gegen Bezugspotential liegenden Widerstand verbunden. Ein Ausgang ist schließlich mit der gemeinsamen Leitung und einem gegen ein Versor­ gungsspannungspotential liegenden Widerstand verbunden.

Der so ausgeführte Ausgabetreiber vereinigt die Eigen­ schaften in der Leistungsstufe zur Abstimmung eines Ausgabesignalgebers mit einem Schalter, der beim Über­ schreiten eines vorgegebenen Potentials schlagartig seine Polarität am Ausgang wechselt. Auf diese Weise wird ein definiertes Ausgangssignal erhalten, das keine Unsicherheiten über den Schaltzustand offen­ läßt. Toleranzen in der Höhe des Ausgangssignals der logischen Verknüpfungsschaltung können so aus­ geglichen werden.

Weiterbildungen der Erfindung und vorteilhafte Aus­ führungsformen ergeben sich aus den Ansprüchen, der weiteren Beschreibung und der Zeichnung, die ein Aus­ führungsbeispiel der Erfindung näher veranschaulicht.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Erfin­ dung,

Fig. 2 eine Ausführung der Erfindung mit einem Ausgabetreiber und einem Abfrageterminal mit dis­ kreten Bauelementen,

Fig. 3 eine graphische Darstellung des zeitlichen Ablaufs ver­ schiedener Betriebszustände des Potentials der Leitung am Beispiel der in Fig. 2 gezeigten Ausgestaltung.

In Fig. 1 ist ein Abfrageterminal 10 für einen gegen­ seitigen Signalaustausch mit einem Rechnersystem dar­ gestellt, wobei das Rechnersystem zwei Rechner A und B, sowie einen Ausgabetreiber 12 umfaßt. Ausgänge 14 der Rechner A, B sind dabei über den Ausgabetreiber 12 und eine Leitung 16 mit dem Abfrageterminal 10 ver­ bunden und das Abfrageterminal 10 ist über dieselbe Leitung 16 mit Eingängen 18 der Rechner A und B ver­ bunden.

Die Rechner A und B ihrerseits sind zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe als Schaltsignalgeneratoren 20 und Schalter 22 ausgebildet, was durch Funktions­ blöcke im Inneren der die Rechner A, B kennzeich­ nenden Umrahmungen angedeutet ist. Die eigentliche Datenverarbeitung erfolgt über einen als Zentralein­ heit 24 bezeichneten Funktionsblock.

Die Schalter 22 sind so beschaffen, daß entweder der Eingang 16 oder der Ausgang 14 zu der Leitung 16 durch­ geschaltet ist. Die Ausgänge 14 der Rechner A und B sind über eine logische Verknüpfungsschaltung 28, die hier in Form einer mit Dioden realisierten Oder-Ver­ knüpfung ausgebildet ist, mit dem Eingang des Ausgabe­ treibers 12 verbunden. Alternativ sind durch gestrichelte Linien Steuerleitungen angedeutet, die vom Schalter 22 zu dem Ausgabetreiber 12 führen. Hierdurch soll gezeigt werden, daß der Ausgabetreiber 12 durch die Rechner A und B ein- und ausschaltbar ist. Die Steuer­ leitungen sind wie die Signalleitungen durch eine lo­ gische Verknüpfungsschaltung 26 in Form einer Oder- Schaltung verknüpft. Die gestrichelt angedeuteten Steuerleitungen sind bei der bevorzugten Ausführungs­ form nicht vorhanden, da das Ein- und Ausschalten des Ausgabetreibers 12 durch die Ausgabesignale selbst erfolgt.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet für eine derartige Anordnung sind Sicherheitssysteme in Kraftfahrzeugen. Die Rechner A und B dienen hierbei dazu, Meßwerte, z.B. Beschleunigungs- und Verzögerungswerte auszu­ werten und daraus Steuersignale zu gewinnen, mit denen Stellglieder angesteuert werden. Für die eigene Funk­ tionskontrolle und die der übrigen Rechner arbeiten die Rechner A und B von Zeit zu Zeit Prüfroutinen ab. Wird dabei eine Störung festgestellt, so wird dieser Betriebszustand auf dem Abfrageterminal 10 angezeigt.

Der auf die Störung aufmerksam gewordene Fahrer hat nun die Möglichkeit, durch Betätigen eines Eingabe­ signalgebers des Abfrageterminals 10 eine Diagnose­ anforderung abzusetzen, die die Rechner veranlaßt, festzustellen, ob die Störung behoben werden kann oder nicht. Kann die Störung behoben werden, er­ lischt die Anzeige, kann sie nicht behoben werden, bleibt die Anzeige bestehen und signalisiert dem Fahrer, unverzüglich die Werkstatt aufzusuchen.

Bei diesem Anwendungsfall läuft der Signalaustausch zwischen den Rechnern A und B einerseits und dem Aus­ gabeterminal 10 andererseits in folgender Weise ab. Solange keine Störung vorhanden ist, liegen die Aus­ gänge 14 auf Bezugspotential. Der Ausgabetreiber 12 ist abgeschaltet und ein Ausgabesignalgeber des Ab­ frageterminals 10 ist nicht im erregten Zustand.

Tritt eine Störung ein, so erlangt einer der Ausgänge 14 der Rechner A, B oder auch beider Ausgänge 14 ein vom Bezugspotential verschiedenes Potential, z.B. H- Potential. Unabhängig von welchem Rechner A, B die Störmeldung ausgeht wird der Ausgabetreiber 12 durch die Verknüpfungsschaltung 28 von dem Ausgabesignal eingeschaltet und das Ausgabesignal gelangt über die Leitung 16 an das Abfrageterminal 10. Ein Ausgabesig­ nalgeber wird dann in den erregten Zustand versetzt.

Die Zeitspanne, in der das Ausgabesignal am Ausgabe­ treiber anliegt, wird durch den Schaltsignalgenerator 20 bestimmt, welcher den Ausgang 14 durch Einschalten des Ausgabetreibers nur während einer ersten Zeitspanne mit der Steuerleitung 16 verbindet. In einer zweiten Zeitspanne, die wesentlich kürzer bemessen ist, wird die Leitung 16 dagegen auf den Eingang 18 geschaltet.

Bei einer praktischen Realisierung der Erfindung be­ trägt das Verhältnis zwischen der ersten und zweiten Zeitspanne 100 : 1 und der Zyklus der Zeitspannen, wel­ cher der Periodendauer des Schaltsignalgenerators 20 entspricht, beträgt 100 ms. Dadurch gewinnt der Fahrer den Eindruck, daß der Ausgabesignalgeber des Abfrage­ terminals kontinuierlich erregt wird.

Betätigt der Fahrer nun den Eingabesignalgeber, so ge­ schieht während der ersten Zeitspanne nichts. Dagegen wird während der zweiten Zeitspanne, in der die Lei­ tung 16 auf den Eingang 18 der Rechner A, B geschaltet ist, eine Diagnoseroutine gestartet. Nach deren Be­ endigung wird das Ausgabesignal und damit die Anzeige durch den Ausgabesignalgeber des Abfrageterminals ent­ weder aufrechterhalten oder abgeschaltet.

Wird der Eingabesignalgeber nur während der ersten Zeitspanne betätigt, so kann kein Eingabesignal an den Eingang 18 gelangen. Diese Möglichkeit wird aber im Normalfall ausgeschlossen, da wegen der kurzen Zyklen vom 100 ms davon ausgegangen werden kann, daß wenigstens einmal während der Betätigungszeit auch die zweite Zeitspanne durchlaufen wird. Eine absichtlich zu kurze Betätigung braucht hier nicht berücksichtigt zu wer­ den.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführung sind die Rechner A und B nur als Blöcke ausgeführt, da ihre Ausgestaltung der in Fig. 1 dargestellten entspricht. Als Ausgabetreiber dient hier ein Vergleicher 38, dessen nicht invertierender Eingang 14 durch einen Spannungs­ teiler aus Widerständen 42 und 44 ein Potential ein­ nimmt, das zwischen einem Bezugspotential 38 und einem H-Potential der Rechner A, B liegt. Der invertierende Eingang 46 ist mit dem Ausgang der logischen Verknüp­ fungsschaltung 26 verbunden. Ein Ausgang 50 des Ver­ gleichers 38, der als offener Kollektorausgang ausge­ führt ist, ist mit der Leitung 16 und zusätzlich über einen Widerstand 52 mit dem Versorgungsspannungspo­ tential 34 verbunden.

Das Abfrageterminal 10 umfaßt eine Ausgabesignalleuchte 30 als Ausgabesignalgeber und einen Eingabesignal­ schalter 32, der auch als Taster ausgeführt sein kann, als Eingabesignalgeber. Die Leuchte 34 ist zwischen der Leitung 16 und dem Versorgungsspannungspotential 34 angeordnet, während der Schalter 32 zwischen der Leitung 16 und dem Bezugspotential 36 liegt.

Wird der Ausgabetreiber 12 nicht angesteuert, so wird sein Eingang 46 durch den Widerstand 48 auf Bezugs­ potential 36 gezogen. Das Potential am Eingang 40 ist dann höher als das am Eingang 46 und der Ausgang 50 wird durch die fehlende Ansteuerung des Endtransistors über den Widerstand 52 auf Versorgungsspannungspotential 34 gezogen. Damit liegt auch die Leitung 16 auf Ver­ sorgungsspannungspotential 34 und die Leuchte 30 ist ausgeschaltet.

Wird dagegen der Eingang 46 des Vergleichers 38 mit einem H-Potential der Verknüpfungsschaltung 28 ange­ steuert, so wird der Endtransistor des Vergleichers 38 durchgeschaltet und zieht das Potential am Aus­ gang 50 auf einen Wert zwischen dem Versorgungs­ spannungspotential 34 und Bezugspotential 36. Die Leuchte 30 wird eingeschaltet.

Wird der Schalter 32 betätigt, so wird das Potential der Leitung 16 in jedem Fall auf Bezugspotential 36 gezogen. Dieser Schaltzustand wird während der zweiten Zeitspanne, in welcher das Potential der Leitung 16 an den Eingang 18 der Rechner A und B gelangt, von diesen als Diagnoseanforderung ausgewertet.

Eine Betätigung während der ersten Zeitspanne beein­ flußt weder die Rechner A, B noch beeinträchtigt sie die Funktion des Vergleichers 38. Lediglich die Leuchte 30 wird während der Betätigung erregt, da sie durch die Betätigung zwischen das Versorgungsspannungspo­ tential 34 und Bezugspotential 36 gelegt wird.

Die in Fig. 3 dargestellte graphische Darstellung des zeitlichen Ablaufs verschiedener Betriebszustände als Potential an der Leitung 16 veranschaulicht mehrere Fälle. Es sind jeweils zwei Zyklen der ersten und zweiten Zeitspanne dargestellt, wobei die Zeitspannen mit den Ziffern 1 und 2 bezeichnet werden.

In Fig. 3a ist der Fall gezeigt, in der keine Stör­ meldung erfolgt ist. Das Potential der Leitung 16 liegt dementsprechend durchgehend auf Versorgungs­ spannungspotential 34.

In Fig. 3b liegt eine Störung vor. Das Potential der Leitung 16 liegt während der ersten Zeitspanne zwischen dem Versorgungsspannungspotential 34 und Bezugspotential 36 und während der zweiten Zeitspanne auf Versorgungs­ spannungspotential 34. In Fig. 3c liegt wieder eine Störung vor. Im Laufe der ersten Zeitspanne wird der Schalter 32 eingeschaltet und bleibt während einer Zeit t betätigt. Es wird hierdurch eine vorher sig­ nalisierte Störung beseitigt. Das Potential der Lei­ tung 16 liegt vor Betätigen des Schalters 32 zwischen dem Versorgungsspannungspotential 34 und dem Bezugs­ potential 36, während der Zeit t bei Betätigung des Schalters 23 auf Bezugspotential 36 und nach dem Öffnen des Schalters und der Beseitigung der Störung auf Ver­ sorgungsspannungspotential 34.

Auch in Fig. 3d wird eine Störung signalisiert. Diese läßt sich jedoch nicht beheben. Im Unterschied zur Darstellung in Fig. 3c bleibt nach Öffnen des Schalters 32 das Potential der Leitung 16 zwischen dem Versor­ gungsspannungspotential 34 und dem Bezugspotential 36 stehen.

Schließlich zeigt Fig. 3e noch den Fall, daß keine Störung signalisiert wird, der Schalter 32 aber den­ noch betätigt wird. Hier liegt die Leitung 16 vor und nach Betätigen des Schalters 32 auf Versorgungsspannungs­ potential 34 und bei Betätigen des Schalters 32 auf Bezugspotential 36.

Claims (17)

1. Verfahren zum bidirektionalen Signalaustausch zwischen einem Rechnersystem und einem mit diesem ver­ bundenen Abfrageterminal, insbesondere für Sicherheits­ einrichtungen in Kraftfahrzeugen, z.B. Antiblockier­ systeme, air bags oder Gurtstraffer, wobei das Rechner­ system wenigstens einen Rechner und einen Ausgabetreiber umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß wechselweise in einer ersten Zeitspanne Ausgabesignale auf den Ausgabe­ treiber und von diesem über eine Leitung zum Abfrage­ terminal übertragen werden und daß in einer zweiten Zeitspanne der Ausgabetreiber ausgeschaltet wird und über dieselbe Leitung Eingabesignale vom Abfrageter­ minal zum Rechnersystem übertragen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die auf den Ausgabetreiber übertragenen Ausgabesignale aus von einem Bezugspotential abwei­ chenden Potential oder Potentialen gebildet werden und daß der Ausgabetreiber bei Beaufschlagung mit einem Bezugspotential aus- und bei Beaufschlagung mit einem von dem Bezugspotential abweichenden Po­ tential eingeschaltet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 mit einem aus mehreren Rechnern bestehenden Rechnersystem, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ausgabesignale der Rech­ ner logisch verknüpft auf den Ausgabetreiber über­ tragen werden und daß die Rechner bezüglich der ersten und zweiten Zeitspanne synchronisiert sind.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein­ gabe- und Ausgabesignale durch statische Potentiale gebildet werden und daß die erste Zeitspanne wesent­ lich länger bemessen ist als die zweite Zeitspanne.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verhältnis der ersten zur zweiten Zeitspanne etwa 100:1 beträgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zyklus der ersten Zeitspanne ca. 100 ms und der zweiten Zeit­ spanne ca. 1 ms beträgt.

7. Mit einem Abfrageterminal (10) für einen bi­ direktionalen Signalaustausch verbundenes Rechner­ system, das wenigstens einen Rechner (A, B) und einen Ausgabetreiber (12) umfaßt, insbesondere für Sicher­ heitseinrichtungen in Kraftfahrzeugen, z.B. Anti­ blockiersysteme, air bags oder Gurtstrammer, wobei ein Ausgang (14) des Rechners (A) oder Ausgänge (14) der Rechner (A, B) über den Ausgabetreiber (12) und eine Leitung (16) mit dem Abfrageterminal (10) ver­ bunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Abfrage­ terminal (10) über dieselbe Leitung (16) mit einem Eingang (18) des Rechners (A) oder Eingängen (18) der Rechner (A, B) verbunden sind und der oder die Rechner (A, B) als Schaltsignalgenerator(en) (20) und Schalter (22) für die wechselweise Umschaltung des Ausgabetreibers (12) während einer ersten Zeitspanne und des Eingangs (18) bzw. der Eingänge (18) während einer zweiten Zeitspanne auf die Leitung (16) ausge­ bildet sind.

8. Rechnersystem nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ausgabetreiber (12) durch das am Ausgang (14) des Rechners (A) anstehende Signal bzw. durch die an den Ausgängen (14) der Rechner (A, B) anstehenden Signale aus- und einschaltbar ist.

9. Rechnersystem nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ausgabetreiber (12) bei Beauf­ schlagung mit einem Bezugspotential aus- und bei Be­ aufschlagung mit einem von dem Bezugspotential ab­ weichenden Potential eingeschaltet ist.

10. Rechnersystem nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ausgabetreiber (12) einen offenen Kollektorausgang (Open Collector) besitzt.

11. Rechnersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7-10, welches mehrere Rechner (A, B) um­ faßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge (14) der Rechner (A, B) über ein logisches Verknüpfungs­ glied (28) mit dem Ausgabetreiber (12) verbunden sind und die Rechner (A, B) bezüglich der Schaltsignale ihrer Schaltsignalgeneratoren (20) synchronisiert sind.

12. Rechnersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7-10, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Rechner (A, B) als statische(r) Ausgabe­ signalsender und Eingabesignalempfänger ausgebildet sind.

13. Rechnersystem nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Abfrageterminal (10) eine Ausgabe­ signalleuchte (30) und einen Eingabesignalschalter (32) umfaßt und daß der Eingabesignalschalter (32) zwischen die Leitung (16) und ein Bezugspotential (36) geschaltet ist, während die Ausgabesignalleuchte (30) zwischen die Leitung (16) und ein von dem Bezugspotential (36) ab­ weichendes Potential (34) geschaltet ist.

14. Rechnersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7-13, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltverhältnis des Schaltsignalgenerators (20) so bemessen ist, daß die erste Zeitspanne wesentlich länger als die zweite ist.

15. Rechnersystem nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Schaltverhältnis der ersten zur zweiten Zeitspanne etwa 100:1 beträgt.

16. Rechnersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Periodendauer des Schaltsignalgenerators (20) etwa 100 ms beträgt.

17. Rechnersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7-16, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgabetreiber (12) einen als Vergleicher (38) aus­ gebildeten Operationsverstärker umfaßt, dessen nicht invertierender Eingang (40) mittels eines aus Wider­ ständen (42) und (44) gebildeten Spannungsteilers auf einem zwischen Bezugspotential und einem von der logischen Verknüpfungsschaltung (28) abgebbaren H- Potential liegenden Potential festgelegt ist, dessen invertierender Eingang (46) mit dem Ausgang der lo­ gischen Verknüpfungsschaltung (28) sowie einem gegen Bezugspotential liegenden Widerstand (48) verbunden ist und dessen Ausgang (50) mit der Leitung (16) und einem gegen ein Versorgungsspannungspotential lie­ genden Widerstand verbunden ist.