DE3732718C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schal­ tungsanordnung zur Überwachung einer Abschalteinrich­ tung für eine Endstufe eines Steuergerätes, an deren Ausgang ein Stellglied angeschlossen ist.The invention relates to a method and a scarf arrangement for monitoring a shutdown device device for an output stage of a control unit, an actuator is connected to the output.

In Steuergeräten, welche sicherheitsrelevante Funktionen ausführen, beispielsweise in Geräten zur Steuerung eines Leistungsstellgliedes einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, können Fehler im Bereich der Endstufen zu einem gefährlichen Betriebszustand führen. Dabei können deratige Fehler in den Endstufen selbst und in deren Ansteuerschaltungen auftreten.In control units, which safety-related functions execute, for example in devices for controlling a Power actuator of an internal combustion engine in one Motor vehicle, errors in the area of the power amplifiers too lead to a dangerous operating state. You can such errors in the final stages themselves and in their Control circuits occur.

Bei als bekannt vorausgesetzten Steuergeräten sind daher Abschalteinrichtungen vorgesehen, welche im Falle eines Fehlers in der Endstufe oder in den Ansteuerschaltungen ein angeschlossenes Stellglied stromlos schalten, so das es beispielsweise von einer Rückstellfeder in eine Stellung gebracht wird, von der keine Gefahren ausgehen - wie beispielsweise der Leerlaufstellung. In control units presupposed as known are therefore Shutdown devices provided, which in the case of a Error in the output stage or in the control circuits Disconnect the connected actuator so that it for example from a return spring to one position is brought, from which no dangers arise - how for example the idle position.  

Bei einem bekannten Verfahren zur Erfassung von Abnormitäten durch falsche Diagnosen (DE 34 22 868 A1) bei Eingangs- und Ausgangseinheiten durch eine Regeleinheit erfolgen zwei Fehlerdiagnosen nacheinander, deren Ergebnisse gespeichert und miteinander verglichen werden. Sind die Ergebnisse identisch, wird daraus auf eine fehlerhafte Eingangs- oder Ausgangseinheit geschlossen. Eine Überwachung von Abschalteinrichtungen für Endstufen ist dabei jedoch nicht vorgesehen.In a known abnormality detection method due to incorrect diagnoses (DE 34 22 868 A1) for input and Output units by a control unit are two Error diagnoses one after the other, the results of which are saved and be compared with each other. Are the results identical, it will result in a faulty input or Output unit closed. Monitoring of Switch-off devices for power amplifiers is not, however intended.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bzw. eine Schaltungsanordnung zur Überwachung einer Abschalteinrichtung für eine Endstufe eines Steuergerätes, an deren Ausgang ein Stellglied angeschlossen ist, anzugeben, mit deren Hilfe auch während des laufenden Betriebes Abschalteinrichtungen überwacht werden können.The object of the present invention is a method or a circuit arrangement for monitoring a shutdown device for an output stage of a control unit, to the output of which an actuator is connected, with the help of which Shutdown devices even during operation can be monitored.

Diese Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß mit Hilfe der Abschalteinrichtung die Endstufe wiederholt kurzzeitig, das Stellglied nicht negativ beeinflussend, abgeschaltet wird, daß die Ausgangsspannung der abgeschalteten Endstufe mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen wird und daß eine weitere derselben Endstufe zugeordnete Abschalteinrichtung angesteuert wird, sofern die Ausgangsspannung außerhalb eines durch den Grenzwert festgelegten Bereichs liegt.This object is achieved with the method according to the invention in that that with the help of the shutdown device the final stage repeats briefly, the actuator is not negative influencing, is switched off that the output voltage the switched off power amplifier with a predetermined limit is compared and that another of the same output stage assigned shutdown device is controlled, provided that Output voltage outside of one by the limit specified range.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist für verschiedenartige Endstufen anwendbar, beispielsweise einfache für Endstufen mit einem Transistor, Gegentaktendstufen und sogenannte Brückenendstufen. Dabei können auch Freilaufdioden vorgesehen sein. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Endstufen mit Freilaufdioden beschränkt.The method according to the invention is for various types Power amplifiers applicable, for example simple for power amplifiers with a transistor, push-pull output stages and so-called Bridge power amplifiers. Free-wheeling diodes can also be provided be. However, the invention is not based on power amplifiers Freewheeling diodes limited.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß der für die Ansteuerung des weiteren Abschalteinrichtung wirksame Vergleich innerhalb eines vorgegebenen Zeitraumes nach dem Abschalten der Abschalteinrichtung verzögert erfolgt.A development of the method according to the invention exists in that for the control of the further Switch-off device effective comparison within a  predetermined period after switching off the Switch-off device is delayed.

Bei dieser Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens werden Verzögerungen innerhalb der Endstufe beim Abschalten berücksichtigt, insbesondere sol­ che, die durch induktive Belastungen bedingt sind.In this development of the Ver delays within the power amplifier taken into account when switching off, especially sol areas caused by inductive loads.

Eine Schaltungsanordnung zur Durchfüh­ rung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß zum Vergleich der Ausgangsspannung der abgeschalteten Endstufe mit dem Grenzwert eine Komparatorschaltung vorgesehen ist, daß eine Überwachungsschaltung mit einem ersten und einem zweiten Ausgang an je einen Steuereingang der Abschalteinrichtung und der weiteren Abschalteinrichtung angeschlossen ist, daß in der Überwachungsschaltung eine Zeitsteuereinrichtung vorgesehen ist, welche nach einem Startimpuls ein Ausgangssignal am ersten Ausgang und innerhalb einer vorgegebenen Zeit ein Ausgangssignal am zweiten Ausgang in Abhängigkeit von einem von der Komparatorschaltung zugeführten Signal erzeugt. Dadurch ist eine Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Hilfe nur weniger Bauelemente möglich.A circuit arrangement for implementation tion of the method according to the invention is characterized in that to compare the output voltage of the switched-off output stage with the limit value one Comparator circuit is provided, that a monitoring circuit with a first and a second Output to one control input each Shutdown device and the other shutdown device is connected that in the Monitoring circuit provided a timing device is which, after a start pulse, an output signal on first output and within a given time Output signal at the second output depending on one generated signal supplied by the comparator circuit. This enables the inventive method to be implemented Process possible with only a few components.

Eine einfache Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung besteht darin, daß in der Zeitsteuereinrichtung eine monostabile Schaltung vorgese­ hen ist, der Taktimpulse zuführbar sind, daß der Ausgang der monostabilen Schaltung mit jeweils einer Und-Schaltung und einer Nicht-Oder-Schaltung verbunden ist, daß ein weiterer Eingang der Und-Schaltung an den Ausgang der Komparatorschaltung angeschlossen ist, daß der Takteingang der monostabilen Schaltung und der Ausgang der Und-Schaltung mit je einem Eingang eines Flip-Flops verbunden sind, dessen erster Ausgang den ersten Ausgang der Überwachungsschaltung bildet und dessen zweiter Ausgang mit einem weiteren Eingang der Nicht-oder-Schaltung verbunden ist, deren Ausgang den zweiten Ausgang der Überwachungsschaltung bildet.A simple embodiment of the invention Circuit arrangement is that in the Time control device vorese a monostable circuit hen is the clock pulses are fed that the Output of the monostable circuit with one each AND circuit and a non-OR circuit is connected that another input of the AND circuit to the output the comparator circuit is connected that the Clock input of the monostable circuit and the output of the AND circuit with one input of a flip-flop are connected, the first output of the first output of the  Monitoring circuit forms and its second output with connected to another input of the non-or circuit whose output is the second output of the Monitoring circuit forms.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemä­ ßen Schaltungsanordnung ist vorgesehen, daß bei Ver­ wendung einer Brückenendstufe beide Ausgangsanschlüsse der Endstufe mit je einem Komparator verbun­ den sind, deren Ausgänge über eine logische Verknüp­ fungsschaltung an die Überwachungsschaltung ange­ schlossen sind.According to another embodiment of the essen circuit arrangement is provided that in Ver When using a bridge output stage, both output connections of the output stage are connected to a comparator are the outputs of which have a logical link circuit to the monitoring circuit are closed.

Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß die Ausgangsanschlüs­ se der Endstufe über Widerstände mit festem Potential verbunden sind. Dadurch ist sicher­ gestellt, daß auch bei abgeschalteten Brückenzweigen die Ausgangsanschlüsse ein definiertes Poten­ tial erhalten.It is preferably provided that the output connections se the power amplifier with resistors fixed potential. This makes it safe posed that even when the bridge branches are switched off the output connections a defined poten received tial.

Durch die in den weiteren Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Erfindung möglich.By the measures listed in the further subclaims advantageous developments and improvements in Main claim specified invention possible.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon ist schematisch in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und nachfolgend be­ schrieben. Es zeigt:The invention allows numerous embodiments. One of them is shown schematically in the drawing shown several figures and below be wrote. It shows:

Fig. 1 teilweise als Blockschaltbild eine erfin­ dungsgemäße Schaltungsanordnung, Fig. 1 shows, partly as a block diagram a circuit arrangement according OF INVENTION dung,

Fig. 2 ein Spannungszeitdiagramm der Ausgangsspan­ nung der Endstufe, Fig. 2 is a voltage-time diagram of the output clamping voltage of the output stage,

Fig. 3 ein Schaltbild von Teilen der Schaltungsan­ ordnung nach Fig. 1 in detaillierterer Form und Fig. 3 is a circuit diagram of parts of the circuit arrangement according to Fig. 1 in more detail and

Fig. 4 weitere Einzelheiten der Schaltungsanordnung nach Fig. 1. Fig. 4 for further details of the circuit arrangement of FIG. 1.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 bilden vier steuerbare Halbleiterschalter, Transistoren 1, 2, 3, 4 eine Brüc­ kenendstufe, welche von einer Betriebsspannungsquel­ le 5 mit Spannung versorgt wird und in deren Brücken­ zweig zwischen Ausgangsaschlüssen 6, 7 ein Motor 8 liegt. Die steuerbaren Halbleiterschalter 1, 2, 3, 4 sind je­ weils in an sich bekannter Weise mit Freilaufdioden 11, 12, 13, 14 überbrückt. Ein Steuergerät 10 steu­ ert je nach gewünschter Drehrichtung entweder die Transistoren 1, 4 oder die Transistoren 2, 3 mit Impulsen an, deren Breite bzw. Tastverhältnis dem gewünschten Strom durch den Motor 8 entspricht.In the circuit arrangement according to FIG. 1, four controllable semiconductor switches, transistors 1 , 2 , 3 , 4 form a bridge output stage, which is supplied with voltage by an operating voltage source 5 and in whose bridges branch between output terminals 6 , 7, a motor 8 is located. The controllable semiconductor switches 1, 2, 3, 4 are each bridged in a manner known per se with free-wheeling diodes 11 , 12 , 13 , 14 . Depending on the desired direction of rotation, a control unit 10 controls either the transistors 1 , 4 or the transistors 2 , 3 with pulses whose width or duty cycle corresponds to the desired current through the motor 8 .

Bei der bevorzugten Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Steuergerät 10 Teil einer elektro­ nischen Gaspedalanlage, während der Motor 8 zum Antrieb einer Drosselklappe dient. Um im Falle eines Defekts im Steuergerät 10 oder im Bereich eines oder mehrerer der steuerbaren Halbleiterschalter 1 bis 4 eine Sicherheitsabschaltung der Endstufe 1 bis 4 und damit des Motors 8 zu ermöglichen, sind vier Abschalteinrichtun­ gen 15, 16, 17, 18 vorgesehen.In the preferred application of the method according to the invention, the control unit 10 is part of an electronic accelerator system, while the engine 8 is used to drive a throttle valve. In order to enable one or more of the controllable semiconductor switch 1 to 4, a safety shutdown of the power amplifier 1 to 4 and the motor 8 in case of failure in the control unit 10 or in the region, four Abschalteinrichtun gen 15, 16, 17, provided 18th

Die Abschalteinrichtung 15 bis 18 - im folgenden erste, zweite, dritte und vierte Abschalteinrichtung genannt - steuern verschiedene in die Schaltung nach Fig. 1 eingefügte Schalter, welche je nach Zweckmäßigkeit als Halbleiterschalter oder auch als Relais ausgeführt sein können. Im folgenden wird deshalb dafür lediglich der Ausdruck Schalter gebraucht. Die erste Abschalteinrichtung 15 steuert einen Schalter 9, der in der Zuführung der Betriebsspannung von der Betriebsspannungsquelle 5 zur Endstufe 1 bis 4 angeordnet ist. Die zweite Abschalteinrichtung 16 steuert die vier steuerbaren Halbleiterschalter 1 bis 4 zusätzlich zu den vom Steuergerät 10 zugeführten Steuerspannungen. Dieses kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß zum Abschalten der steuerbaren Halbleiterschalter 1 bis 4 die Zuführung der Steuerspannungen unterbrochen wird, wie es im einzelnen im Zusammenhang mit Fig. 4 erläutert wird.The shutdown device 15 to 18 - hereinafter referred to as first, second, third and fourth shutdown device - control various switches inserted into the circuit according to FIG. 1, which, depending on the expediency, can be designed as semiconductor switches or as relays. For this reason, only the term switch is used in the following. The first switch-off device 15 controls a switch 9 which is arranged in the supply of the operating voltage from the operating voltage source 5 to the output stage 1 to 4 . The second switch-off device 16 controls the four controllable semiconductor switches 1 to 4 in addition to the control voltages supplied by the control device 10 . This can be done, for example, by interrupting the supply of the control voltages to switch off the controllable semiconductor switches 1 to 4 , as will be explained in detail in connection with FIG. 4.

Die dritte Abschalteinrichtung 17 steuert vier Schalter 21 bis 24, welche in Reihe zu den steuerbaren Halblei­ terschaltern 1 bis 4 geschaltet sind. Dadurch können im Falle eines Defekts beide Brückenzweige auch dann stromlos geschaltet werden, wenn die steuerbaren Halbleiterschalter 1 bis 4 oder einige davon durch einen Defekt leitend geworden sind.The third shutdown device 17 controls four switches 21 to 24 , which are connected in series with the controllable semiconductor switches 1 to 4 . As a result, in the event of a defect, both bridge branches can also be switched off when the controllable semiconductor switches 1 to 4 or some of them have become conductive due to a defect.

Die vierte Abschalteinrichtung 18 steuert zwei Schalter 25, 26, welche in die Zuleitungen zum Motor 8 eingefügt sind, so daß bei einem Defekt der Motor 8 stromlos geschaltet werden kann.The fourth shutdown device 18 controls two switches 25 , 26 , which are inserted into the feed lines to the motor 8 , so that the motor 8 can be switched off in the event of a defect.

Je nach Anwendungsfall im einzelnen können einzelne der in Fig. 1 dargestellten Abschalteinrichtungen bzw. Schalter auch entfallen oder in anderer Weise realisiert werden. Es können verschiedene oder gleichartige Abschalteinrichtungen 15 bis 18 belie­ big miteinander kombiniert werden, um das erfindungs­ gemäße Verfahren durchzuführen.Depending on the application in detail, some of the shutdown devices or switches shown in FIG. 1 can also be omitted or implemented in some other way. Different or similar shutdown devices 15 to 18 can be combined with one another in order to carry out the method according to the invention.

Zur Überwachung der Funktion der Abschalteinrichtun­ gen 15 bis 18 ist eine Überwachungsschaltung 20 vor­ gesehen, die mit einer Komparatorschaltung 19 zusam­ menarbeitet. Dabei können die Abschalteinrichtungen 15 bis 18 in zyklischer Folge nach dem erfindungsge­ mäßen Verfahren überwacht werden. Ein Beispiel für eine Überwachungsschaltung und eine Komparatorschaltung ist in Fig. 3 dargestellt. Dabei wird eine Abschalteinrichtung überwacht, während eine weitere Abschalteinrichtung zum Abschalten im Fehlerfall dient.For monitoring the function of the gene Abschalteinrichtun 15 to 18, a monitoring circuit 20 is seen in front, which together with a comparator circuit menarbeitet 19th The shutdown devices 15 to 18 can be monitored in a cyclical sequence according to the method according to the invention. An example of a monitoring circuit and a comparator circuit is shown in FIG. 3. A shutdown device is monitored while another shutdown device is used to shutdown in the event of a fault.

Vor der Erläuterung von Einzelheiten dieser Schaltun­ gen wird jedoch anhand von Fig. 2 das erfindungsge­ mäße Verfahren weiter erläutert. Dabei stellt Fig. 2 ein Zeitdiagramm der Spannung am Ausgangsanschluß 6 der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 dar. Innerhalb des betrachteten Zeitraums werden die Transistoren 1 und 4 in den leitenden Zustand gesteuert, wobei während des regulären Betriebes bis zum Zeitpunkt t4 und ab dem Zeitpunkt t7 ein Tastverhältnis von ca. 25% eingestellt ist. Das Tastverhältnis ergibt sich aus dem Verhältnis des Zeitabschnittes zwischen t1 und t2 und des Zeitabschnittes zwischen t1 und t3. In dem Zeitabschnitt zwischen t1 und t2 fließt der Strom aus der Batterie in das Stellglied und in dem Zeitabschnitt zwischen t2 und t3 fließt der Strom als Freilaufstrom durch das Stellglied. Der Strom, der durch das Stellglied fließt, kann ein lückender oder nicht lückender Strom sein. Zum Zeitpunkt t4 beginnt die Überwachungsphase der Abschalteinrich­ tung 15 durch Aktivieren dieser Abschalteinrichtung 15.Before explaining details of these circuits, however, the method according to the invention is further explained with reference to FIG. 2. In this case 1, Fig. 2 is a timing diagram of the voltage at the output terminal 6 of the circuit arrangement of FIG.. Within the period under consideration, the transistors 1 and 4 controlled to the conducting state, wherein during the regular operation to time t4 and from the time t7 a duty cycle of approx. 25% is set. The duty cycle results from the ratio of the time period between t1 and t2 and the time period between t1 and t3. In the period between t1 and t2, the current flows from the battery into the actuator and in the period between t2 and t3 the current flows through the actuator as a freewheeling current. The current flowing through the actuator can be a gap or non-gap current. At time t4, the monitoring phase of the shutdown device 15 begins by activating this shutdown device 15 .

Nach dem Abschalten der Transistoren 1 bis 4 kann jedoch noch Strom durch die Freilaufdioden 12 und 13 fließen. Nach dem Abklingen dieses Stroms zum Zeitpunkt t5 stellt sich, bedingt durch Widerstän­ de 27, 28 und anderer schaltungsbedingter Größen, ein vorherbestimmbares Potential ein. Besonders vorteil­ haft werden die Widerstände 27, 28 derart ausgelegt, daß sich ein mittleres Potential einstellt. In der Komparatorschaltung 19 wird geprüft, ob während des Zeitraumes t4 bis t7 die Spannung des Ausgangsanschlusses 6 und die Spannung des Ausgangsanschlusses 7 innerhalb eines vorgegebenen Bereiches U1 bis U2 liegen. Ist dieses zum Zeitpunkt t6 der Fall (wie in dem beschriebenen Beispiel), so wird angenommen, daß die überprüfte erste Abschalteinrichtung 15 in Ordnung ist. Liegt eine der Spannungen außerhalb des vorgegebenen Bereichs, so wird aus Sicherheisgründen die Endstufe 1 bis 4 über eine der anderen Abschalteinrichtungen 16, 17, 18 abgeschaltet.After switching off the transistors 1 to 4 , however, current can still flow through the freewheeling diodes 12 and 13 . After this current has decayed at time t5, a predeterminable potential arises due to resistances 27 , 28 and other circuit-related variables. The resistors 27 , 28 are particularly advantageously designed such that a medium potential is established. It is checked in the comparator circuit 19 whether the voltage of the output connection 6 and the voltage of the output connection 7 lie within a predetermined range U1 to U2 during the period t4 to t7. If this is the case at time t6 (as in the example described), it is assumed that the checked first shutdown device 15 is in order. If one of the voltages lies outside the predetermined range, the output stage 1 to 4 is switched off via one of the other switch-off devices 16, 17, 18 for safety reasons.

Fig. 3 stellt eine Überwachungsschaltung 30 und eine Komparatorschaltung 29 dar. Dabei ist die Überwa­ chungsschaltung 30 zur Überwachung der zweiten Abschaltein­ richtung 16 (Fig. 1) ausgelegt und steuert die erste Ab­ schalteinrichtung 15 an, wenn ein Fehler der zweiten Ab­ schalteinrichtung 16 erkannt wird. In der Überwa­ chungsschaltung 30 ist ein Taktgenerator 31 vorgese­ hen. Dieser kann bei kontinuierlich arbeitenden End­ stufen 1 bis 4 frei laufen. Bei getakteten Endstufen wird jedoch vorzugsweise eine Verkopplung des vom Steuer­ gerät festgelegten Takts mit den Taktimpulsen in der Überwachungsschaltung 30 vorzusehen sein. Die Takt­ impulse werden einer monostabilen Schaltung 32 und dem Setzeingang eines Flip-Flops 33 zugeführt. Der Ausgang der monostabilen Schaltung 32 ist mit einem Eingang einer Und-Schaltung 34 und mit einem Eingang einer Oder-Schaltung 35 verbunden. Der Ausgang der Und-Schaltung 34 ist an den Reset-Eingang R des Flip- Flops 33 angeschlossen, dessen nichtinvertierender Ausgang einen ersten Ausgang 36 der Überwachungs­ schaltung 30 bildet. Ein zweiter Ausgang 37 der Überwa­ chungsschaltung 30 besteht im Ausgang der Und-Schaltung 35, dessen weiterem Eingang das invertierte Ausgangs­ signal des Flip-Flops 33 zugeführt ist. Die Ausgänge 36 und 37 der Überwachungsschaltung 30 sind jeweils mit einer Abschalteinrichtung 16, 15 verbunden. Fig. 3 illustrates a monitoring circuit 30 and a comparator circuit 29 is. The surveil is monitoring circuit 30 for monitoring the second Abschaltein direction 16 (Fig. 1) designed and controls the first switch-off device 15 on when a fault of the second switch-off device 16 detected becomes. A clock generator 31 is provided in the monitoring circuit 30 . This can run freely for final stages 1 to 4 . In the case of clocked output stages, however, a coupling of the clock determined by the control device with the clock pulses in the monitoring circuit 30 should preferably be provided. The clock pulses are fed to a monostable circuit 32 and the set input of a flip-flop 33 . The output of the monostable circuit 32 is connected to an input of an AND circuit 34 and to an input of an OR circuit 35 . The output of the AND circuit 34 is connected to the reset input R of the flip-flop 33 , the non-inverting output of which forms a first output 36 of the monitoring circuit 30 . A second output 37 of the monitoring circuit 30 consists in the output of the AND circuit 35 , the further input of which the inverted output signal of the flip-flop 33 is supplied. The outputs 36 and 37 of the monitoring circuit 30 are each connected to a shutdown device 16 , 15 .

Die Komparatorschaltung 29 besteht im wesentlichen aus zwei Komparatoren 51, 52, denen von Eingängen 53, 54 je eine Spannung zugeführt wird. Diese werden mit Spannungen verglichen, welche mit Hilfe eines Spannungsteilers 55, 56, 57 aus der Batteriespannung gewonnen werden, welche bei 58 zugeführt wird. Den Eingängen 53, 54 wird bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 die Ausgangsspannung der Brückenendstufe zugeführt.The comparator circuit 29 essentially consists of two comparators 51 , 52 , to each of which a voltage is supplied from inputs 53 , 54 . These are compared with voltages which are obtained with the aid of a voltage divider 55 , 56 , 57 from the battery voltage which is supplied at 58 . In the circuit arrangement according to FIG. 1, the inputs 53 , 54 are supplied with the output voltage of the bridge output stage.

Die Ausgänge der Komparatoren 51, 52 sind über je einen Arbeitswiderstand 59, 60 mit einer stabilisier­ ten Spannung verbunden. Die Dioden 61, 62 bilden zusammen mit dem Widerstand 63 eine Und-Schaltung in dem Sinne, daß ein Ausgangssignal der Komparator­ schaltung 29, welches über den Ausgang 64 der Über­ wachungsschaltung 30 zugeführt wird, nur dann den Pegel H einnimmt, wenn sich die Spannungen an den Eingängen 53, 54 innerhalb eines vorgegebenen Berei­ ches befinden.The outputs of the comparators 51 , 52 are each connected via a load resistor 59 , 60 to a stabilized voltage. The diodes 61 , 62 together with the resistor 63 form an AND circuit in the sense that an output signal of the comparator circuit 29 , which is supplied via the output 64 of the monitoring circuit 30 , only assumes the level H when the voltages are at the inputs 53 , 54 within a predetermined range.

Zu Beginn der vom Taktgenerator 31 abgegebenen Impul­ se wird das Flip-Flop 33 gesetzt, worauf über den Ausgang 36 an die erste Abschalteinrichtung ein Impuls zur Abschaltung der Endstufe abgegeben wird. Gleichzeitig wird die monostabile Schaltung 32 ge­ setzt, deren Ausgangsimpuls eine Dauer aufweist, welche unter Einschluß der Abfallzeit nach abgeschal­ teten Transistoren einen Zeitraum umfaßt, in welchem die Ausgangsspannung der abgeschalteten Endstufe konstant ist. Befindet sich während dieses Zeitraums die Ausgangsspannung im vorgesehenen Be­ reich, so wird von der Und-Schaltung 34 ein Impuls zum Zurücksetzen des Flip-Flops 33 abgegeben. Damit wird die erste Abschalteinrichtung wieder freigege­ ben, so daß die Endstufen wieder normal arbeiten. Dieses "probeweise" Abschalten ist so kurz, daß sich kein negativer Einfluß auf den Motor und das damit verbundene Stellglied ergibt.At the beginning of the pulse emitted by the clock generator 31 , the flip-flop 33 is set, whereupon a pulse for switching off the output stage is emitted via the output 36 to the first switch-off device. At the same time, the monostable circuit 32 is set, the output pulse of which has a duration which, including the fall time after the transistors are switched off, comprises a period in which the output voltage of the switched-off output stage is constant. If the output voltage is within the intended loading range during this period, the AND circuit 34 outputs a pulse for resetting the flip-flop 33 . So that the first shutdown device is released again ben, so that the output stages work normally again. This "trial" shutdown is so short that there is no negative influence on the motor and the associated actuator.

Vor dem Eintreffen eines Taktimpulses ist weder die monostabile Schaltung 32 noch das Flip-Flop 33 ge­ setzt. Es ergibt sich daher an dem einen Eingang der Nicht-Oder-Schaltung 35 der Pegel L und an dem ande­ ren, mit dem invertierenden Ausgang des Flip-Flops 33 verbundenen Eingang der Pegel H. Entsprechend ist das Ausgangssignal am Ausgang 37 L, so daß die zwei­ te Abschalteinrichtung nicht angesteuert wird. Nach dem Taktimpuls ist der erste Eingang der Nicht-Oder- Schaltung mit dem Pegel H und der zweite Eingang mit dem Pegel L belegt, so daß ebenfalls die zweite Abschalteinrichtung nicht angesteuert wird. Auch wenn während der Dauer des Ausgangsimpulses der mono­ stabilen Schaltung 32 über die Und-Schaltung 34 das Flip-Flop 33 zurückgesetzt wird, wird über den Aus­ gang 37 noch kein Pegel H abgegeben, da in diesem Fall beiden Eingängen der Nicht-Oder-Schaltung 35 ein Pegel H zugeführt wird.Before the arrival of a clock pulse, neither the monostable circuit 32 nor the flip-flop 33 is set. It therefore results at one input of the non-OR circuit 35 of the level L and at the other input connected to the inverting output of the flip-flop 33 the level H. Accordingly, the output signal at the output 37 is L, so that the second shutdown device is not activated. After the clock pulse, the first input of the non-OR circuit is assigned the level H and the second input is assigned the level L, so that the second switch-off device is also not activated. Even if the flip-flop 33 is reset during the output pulse of the monostable circuit 32 via the AND circuit 34 , no level H is still output via the output 37 , since in this case both inputs of the non-OR circuit 35 a level H is supplied.

Erst wenn während der Dauer des Ausgangsimpulses der monostabilen Schaltung 32 kein H-Pegel von der Kompa­ ratorschaltung der Und-Schaltung 34 zugeführt wird - also das Flip-Flop 33 während dieser Zeit nicht zurückgesetzt wird - stehen nach dem Ausgangsimpuls der monostabilen Schaltung 32 an beiden Eingängen der Nicht-Oder-Schaltung 35 L-Pegel an. Dieses führt zu einem H-Pegel am Ausgang 37 und zu einem Ansteu­ ern der zweiten Abschalteinrichtung. Je nachdem, wie auf eine defekte erste Abschalteinrichtung rea­ giert werden soll, kann anstelle der zweiten Ab­ schalteinrichtung oder zusätzlich zu ihr an den Aus­ gang 37 der Überwachungsschaltung 30 eine Anzeigevor­ richtung - beispielsweise eine Warnlampe - ange­ schlossen sein. Um zu verhindern, daß nach einem einmal angezeigten Fehler eine Wiedereinschaltung der zweiten Abschalteinrichtung erfolgt, kann der Ausgang der Nicht-Oder-Schaltung 35 mit einem Ein­ gang der monostabilen Schaltung 32 derart verbunden sein, daß die monostabile Schaltung 32 durch einen H-Pegel gesperrt wird.Only if no H level is supplied from the comparator circuit of the AND circuit 34 during the output pulse of the monostable circuit 32 - that is to say the flip-flop 33 is not reset during this time - are after the output pulse of the monostable circuit 32 on both Inputs of the non-OR circuit at 35 L level. This leads to an H level at output 37 and to a control of the second shutdown device. Depending on how you want to yaws a defective first shutoff rea, instead of the second switch-off device or in addition to the transition from 37 of the monitoring circuit 30 direction a Anzeigevor - for example, a warning lamp - is joined in. In order to prevent the second shutdown device from being switched on again after an error has been displayed, the output of the non-OR circuit 35 can be connected to an input of the monostable circuit 32 in such a way that the monostable circuit 32 is blocked by an H level becomes.

Fig. 4 zeigt die Abschalteinrichtungen 15, 16 in gegenüber Fig. 1 detaillierterer Darstellung und einige zur Erläuterung der Abschalteinrichtungen erforderliche Elemente einer Endstufe und deren Ansteuerung. Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 4 sind die steuerbaren Halbleiterschalter sowie die Freilaufdioden durch MOSFET-Transistoren 1, 11 bis 4, 14 mit paral­ lel geschalteten Dioden verwirklicht. Wegen des hohen Pegels der Steuerspannungen sind den Steuer­ elektroden der MOSFET-Transistoren 1, 11 bis 4, 14 an sich bekannte Pegelanpassungsschaltungen 41, 42, 43, 44 vorgeschal­ tet, deren Eingänge mit Ausgängen von Treiberverstär­ kern 45, 46, 47, 48 in TTL-Technik verbunden sind, welche ihrerseits an die Ausgänge des Steuergerätes 10 angeschlossen sind. FIG. 4 shows the switch-off devices 15 , 16 in a more detailed illustration compared to FIG. 1 and some elements of an output stage and their control required to explain the switch-off devices. In the circuit arrangement of FIG. 4, the controllable semiconductor switch and the freewheeling diodes of MOSFET transistors 1, 11 to 4, 14 realized with paral lel-connected diodes. Because of the high level of the control voltages are the control electrodes of the MOSFET transistors 1, 11 to 4, 14 known level matching circuits 41 , 42 , 43 , 44 , whose inputs with outputs from driver amplifiers 45 , 46 , 47 , 48 in TTL technology are connected, which in turn are connected to the outputs of the control unit 10 .

Mit Hilfe der Abschalteinrichtung 16 wird der Strom durch die MOSFET-Transistoren 1, 11 bis 4, 14 dadurch abgeschaltet, daß die Zuführung der Steuerspannungen unterbrochen wird. Dieses erfolgt mit Hilfe eines Transistors 49 und jeweils zwischen den Kollektor des Transistors 49 und die Ausgänge der Treiberverstärker 45 bis 48 geschaltete Dioden 71, 72, 73, 74. Der Transistor 49 wird durch das Ausgangssignal der Überwachungsschal­ tung 30 in den leitenden Zustand gesteuert, wozu der Eingang 76 der zweiten Abschalteinrichtung 16 mit dem Aus­ gang 36 der Überwachungsschaltung 30 (Fig. 3) verbun­ den ist. Zur Pegelanpassung und zur Vermeidung von Störungen sind zwischen dem Eingang 76 und der Basis des Transistors 49 ein Spannungsteiler 77, 78 und ein Kondensator 79 geschaltet.With the help of the switch-off device 16 , the current through the MOSFET transistors 1, 11 to 4, 14 is switched off in that the supply of the control voltages is interrupted. This is done with the aid of a transistor 49 and diodes 71 , 72 , 73 , 74 connected between the collector of transistor 49 and the outputs of driver amplifiers 45 to 48 . The transistor 49 is controlled by the output signal of the monitoring circuit 30 in the conductive state, for which purpose the input 76 of the second switch-off device 16 is connected to the output 36 of the monitoring circuit 30 ( FIG. 3). To adjust the level and to avoid interference, a voltage divider 77 , 78 and a capacitor 79 are connected between the input 76 and the base of the transistor 49 .

Bei der ersten Abschalteinrichtung 15 ist ein Relais vorge­ sehen, dessen Wicklung 81 parallel mit einer Frei­ laufdiode 82 in dem Kollektorkreis eines Transistors 83 angeordnet ist. Das Relais weist einen Arbeits­ kontakt 9 auf, der in die Verbindung zwischen der Betriebsspannungsquelle 5 und der Endstufe einge­ schaltet ist. Solange kein Signal zum Abschalten eintrifft, ist der Transistor 83 leitend, wozu der Basis eine entsprechende Vorspannung über einen Span­ nungsteiler 84, 85 zugeführt ist. Der Kollektorstrom bewirkt dann ein Anziehen des Relais, so daß sich die Endstufe in Betrieb befindet. In the first shutdown device 15 , a relay is easily seen, the winding 81 is arranged in parallel with a free-wheeling diode 82 in the collector circuit of a transistor 83 . The relay has a working contact 9 , which is switched into the connection between the operating voltage source 5 and the output stage. As long as no signal for switching off arrives, the transistor 83 is conductive, for which purpose the base is supplied with a corresponding bias voltage via a voltage divider 84 , 85 . The collector current then pulls the relay in, so that the output stage is in operation.

Ein Eingang 86 der Abschalteinrichtung 15 ist über das Netzwerk 87, 88, 89 mit der Basis eines Transi­ stors 90 verbunden, dessen Kollektor an die Basis des Transistors 83 angeschlossen ist. Der Eingang 86 ist zudem mit dem Ausgang 37 der Überwachungseinrichtung 30 (Fig. 3) verbunden. Trifft ein Signal zum Abschal­ ten ein, so wird der Transistor 90 in den leitenden Zustand gesteuert, wodurch die Basisspannung des Transistors 83 praktisch zu Null wird und der Tran­ sistor 83 sperrt. Daraufhin erhält die Spule 81 des Relais keinen Strom mehr, so daß der Kontakt 9 öff­ net und die Endstufe abschaltet.An input 86 of the shutdown device 15 is connected via the network 87 , 88 , 89 to the base of a transistor 90 , the collector of which is connected to the base of the transistor 83 . The input 86 is also connected to the output 37 of the monitoring device 30 ( FIG. 3). Arrives a signal to turn off th, the transistor 90 is controlled in the conductive state, whereby the base voltage of the transistor 83 is practically zero and the transistor 83 blocks. Thereupon, the coil 81 of the relay receives no current, so that the contact 9 opens and the power stage switches off.

Claims (11)

1. Verfahren zur Überwachung einer Abschaltenrichtung für eine Endstufe eines Steuergerätes, an deren Ausgang ein Stellglied angeschlossen ist, wobei mit Hilfe der Abschalteinrichtung die Endstufe wiederholt kurzzeitig, das Stellglied nicht negativ beeinflussend, abgeschaltet wird, die Ausgangsspannung der abgeschalteten Endstufe mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen und eine weitere derselben Endstufe zugeordnete Abschalteinrichtung angesteuert wird, sofern die Ausgangsspannung außerhalb eines durch den Grenzwert festgelegten Bereichs liegt.1. Procedure for monitoring a shutdown direction for an output stage of a control unit, at the output of which Actuator is connected, whereby with the help of the switch-off device the power amplifier is repeated briefly, not negatively influencing the actuator, is turned off, the output voltage of the switched off output stage with a predetermined limit compared and another the same power amplifier assigned shutdown device is controlled, provided that Output voltage outside of one by the limit specified range. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Ansteuerung der weiteren Abschalteinrichtung wirksame Vergleich innerhalb eines vorgegebenen Zeitraumes nach dem Abschalten durch die Abschalteinrichtung verzögert verfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that that for the control of the further shutdown device effective comparison within a given period tracked after switching off by the switch-off device. 3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Vergleich der Ausgangsspannung der abgeschalteten Endstufe (1 bis 4) mit dem Grenzwert eine Komparatorschaltung (19; 29) vorgesehen ist, daß eine Überwachungsschaltung (20; 30) mit einem ersten und einem zweiten Ausgang (36, 37) an je einen Steuereingang der Abschalteinrichtung (15) und der weiteren Abschalteinrichtung (16) angeschlossen ist, daß in der Überwachungsschaltung (20; 30) eine Zeitsteuereinrichtung (31 bis 33) vorgesehen ist, welche nach einem Startimpuls ein Ausgangssignal am ersten Ausgang (36) und innerhalb einer vorgegebenen Zeit ein Ausgangssignal am zweiten Ausgang (37) in Abhängigkeit von einem von der Komparatorschaltung (19; 29) zugeführten Signal erzeugt.3. Circuit arrangement for performing the method according to one of the preceding claims, characterized in that for comparing the output voltage of the switched-off output stage ( 1 to 4 ) with the limit value, a comparator circuit ( 19; 29 ) is provided that a monitoring circuit ( 20; 30 ) A first and a second output ( 36, 37 ) are connected to a control input of the shutdown device ( 15 ) and the further shutdown device ( 16 ), that a timing control device ( 31 to 33 ) is provided in the monitoring circuit ( 20; 30 ). which generates an output signal at the first output ( 36 ) after a start pulse and an output signal at the second output ( 37 ) within a predetermined time as a function of a signal supplied by the comparator circuit ( 19; 29 ). 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zeitsteuereinrichtung (31 bis 33) eine monostabile Schaltung (32) vorgesehen ist, der Taktimpulse zuführbar sind, daß der Ausgang der monostabilen Schaltung (32) mit jeweils einem Eingang einer Und-Schaltung (34) und einer Nicht-Oder-Schaltung (35) verbunden ist, daß ein weiterer Eingang der Und-Schaltung (34) an den Ausgang (64) der Komparatorschaltung (29) angeschlossen ist, daß der Takteingang der monostabilen Schaltung (32) und der Ausgang der Und-Schaltung (34) mit je einem Eingang (R, S) eines Flip-Flops (33) verbunden sind, dessen erster Ausgang den ersten Ausgang (36) der Überwachungsschaltung (30) bildet und dessen zweiter Ausgang mit einem weiteren Eingang der Nicht-Oder-Schaltung (35) verbunden ist, deren Ausgang den zweiten Ausgang (37) der Überwachungsschaltung (30) bildet (Fig. 3).4. A circuit arrangement according to claim 3, characterized in that a monostable circuit ( 32 ) is provided in the timing control device ( 31 to 33 ), the clock pulses can be supplied that the output of the monostable circuit ( 32 ) each having an input of an AND circuit ( 34 ) and a not-or circuit ( 35 ) is connected, that a further input of the AND circuit ( 34 ) is connected to the output ( 64 ) of the comparator circuit ( 29 ), that the clock input of the monostable circuit ( 32 ) and the output of the AND circuit ( 34 ) is connected to an input (R, S) of a flip-flop ( 33 ), the first output of which forms the first output ( 36 ) of the monitoring circuit ( 30 ) and the second output of which Another input of the non-OR circuit ( 35 ) is connected, the output of which forms the second output ( 37 ) of the monitoring circuit ( 30 ) ( Fig. 3). 5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausgestaltung der Endstufe (1 bis 4) als Brückenendstufe beide Ausgangsanschlüsse (6, 7) der Endstufe (1 bis 4) mit je einem Komparator (51, 52) verbunden sind, deren Ausgänge über eine logische Verknüpfungsschaltung (61 bis 63) an die Überwachungsschaltung (20; 30) angeschlossen sind (Fig. 3).5. Circuit arrangement according to one of claims 3 or 4, characterized in that when designing the output stage ( 1 to 4 ) as a bridge output stage, both output connections ( 6 , 7 ) of the output stage ( 1 to 4 ) are each connected to a comparator ( 51, 52 ) are the outputs of which are connected to the monitoring circuit ( 20; 30 ) via a logic logic circuit ( 61 to 63 ) ( FIG. 3). 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstufe 1 bis 4 aus steuerbaren Halbleiterschaltern (1, 11 bis 4, 14) gebildet ist und den Ausgangsanschlüssen (6, 7) der Endstufe (1 bis 4) ein vorgegebenes Potential zuführbar ist, wenn die steuerbaren Halbleiterschalter (1, 11 bis 4, 14) im nichtleitenden Zustand sind (Fig. 1).6. Circuit arrangement according to claim 5, characterized in that the output stage 1 to 4 is formed from controllable semiconductor switches ( 1, 11 to 4, 14 ) and the output connections ( 6, 7 ) of the output stage ( 1 to 4 ) a predetermined potential can be supplied when the controllable semiconductor switches ( 1, 11 to 4, 14 ) are in the non-conductive state ( Fig. 1). 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstufe (1 bis 4) aus steuerbaren Halbleiterschaltern (1, 11 bis 4, 14) gebildet ist und die Ausgangsanschlüsse (6, 7) der Endstufe (1 bis 4) über Widerstände (27, 28) mit festem Potential verbunden sind (Fig. 1).7. Circuit arrangement according to claim 5, characterized in that the output stage ( 1 to 4 ) is formed from controllable semiconductor switches ( 1, 11 to 4, 14 ) and the output connections ( 6, 7 ) of the output stage ( 1 to 4 ) via resistors ( 27, 28 ) are connected to a fixed potential ( FIG. 1). 8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Widerstand (28) mit Massepotential und der andere Widerstand (27) mit der Betriebsspannung verbunden ist (Fig. 1).8. Circuit arrangement according to claim 7, characterized in that the one resistor ( 28 ) with ground potential and the other resistor ( 27 ) is connected to the operating voltage ( Fig. 1). 9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstufe (1 bis 4) eine getaktet betriebene Endstufe ist.9. Circuit arrangement according to one of claims 3 to 8, characterized in that the output stage ( 1 to 4 ) is a clocked operated output stage. 10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstufe (1 bis 4) eine kontinuierlich betriebene Endstufe ist.10. Circuit arrangement according to one of claims 3 to 8, characterized in that the output stage ( 1 to 4 ) is a continuously operated output stage. 11. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ansteuerung der beiden Abschalteinrichtungen (15, 16) und/oder zum Vergleich der Ausgangsspannung der abgeschalteten Endstufe (1 bis 4) mit dem vorgegebenen Grenzwert ein Mikrocomputer vorgesehen ist.11. Circuit arrangement for performing the method according to one of claims 1 or 2, characterized in that a microcomputer for controlling the two shutdown devices ( 15, 16 ) and / or for comparing the output voltage of the switched-off output stage ( 1 to 4 ) with the predetermined limit value is provided.