用于诊断电路装置的设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于诊断电路装置的短路和/或断线的设备。该诊断特别是包括 确定对参考电位以及对供电电位的短路。被诊断的电路装置包括至少两个并联的负载回 路。
【背景技术】
[0002] 这种诊断设备例如在机动车中用于点火线圈或者喷油阀的起电的检验。点火线 圈或者喷油阀，通称负载，在该示例性应用情况下连接到公共的电源。它们通过可选择的、 通常在控制设备内设置的开关元件接通和断开，由此通过产生接地来闭合或者断开电流回 路。如果开关元件在负载和接地之间设置，则称它为低侧开关元件。
[0003] 在所述应用情况的诊断中存在这样的问题：不能通过在每一条负载路径中存在的 电流或者电压测量来区分对参考电位的短路或者线路断开之间的线路诊断。因此这些情况 的区分除每条负载路径的电流测量电阻外还需要附加的模拟的诊断布线。
[0004] 作为用于识别线路故障的典型的处理方法使用所谓的排除方法。电流测量通常借 助测量电阻（所谓的分流电阻）进行，该测量电阻在各自的负载路径中被提供在半导体开 关元件和参考电位连接端子之间。当在开关元件接通的情况下期望的负载电流流过测量电 阻时，能够排除对参考电位的短路以及负载和开关元件之间线路连接的断开。如果没有期 望的电流流动，则要么存在对参考电位的短路，要么存在线路断开。仅使用电流信息不可能 区分这两种故障情况。
[0005] 因此为区分对参考电位的短路和线路断开典型地在负载和所属的开关元件之间 的节点上连接诊断源，该诊断源的诊断电流显著小于标称负载电流。该诊断源可以选择地 作为电压源或者电流源构造。为在对供电电压短路的情况下能够识别诊断电压的故障，该 诊断电压典型地小于供电电压。
[0006] 在线路断开的情况下在负载和开关元件之间的节点上的电压被调整到诊断电压 的值。在对参考电位短路的情况下该节点上的电压降低到接近参考电位的值。因此通过电 流和电压测量的信息的组合能够在负载路径的开关元件上区分对参考电位的短路和线路 断开。
[0007] 因此对该诊断的分析唯独根据在要诊断的负载路径上确定的测量值进行。由此引 起诊断设备的高的耗费。
【发明内容】
[0008] 本发明的任务在于，说明一种用于诊断电路装置的设备，其使得能够在简化的电 路耗费的情况下可靠地区分不同的故障情况。
[0009] 该任务通过根据权利要求1的特征的设备解决。有利的设计方案从从属权利要求 产生。
[0010] 本发明提供一种用于诊断电路装置的短路和/或断线的设备。所述诊断特别是包 括对参考电位以及对供电电位的短路的确定。所述电路装置包括至少两个并联的负载回 路。所述诊断设备包括电流测量装置和电压测量装置。
[0011] 在本发明的设备中所述电流测量装置连接在至少两个并联的负载回路的一条公 共的供电线路内，用于提供代表在该公共的供电线路内的电流的电流信号。所谓公共的供 电线路在这里应该理解为对于所述并联的负载回路公共的供电线路。
[0012] 诊断设备的电压测量装置设置的目的在于，在各自开关元件的两个开关状态下检 测和提供每一个负载回路的节点电压。
[0013] 此外提供分析装置，可以向它供给上述电流信号和上述节点电压，其中该控制装 置构造用于，把所述电流信号变换为至少一个逻辑电流值和把所述节点电压变换为逻辑电 压值，并且根据所述至少一个逻辑电流值和所述逻辑电压值的预先给定的组合推断故障的 种类和位置。
[0014] 本发明的诊断设备使得能够用数目减少了的测量装置区分上述故障情况。一方面 这能够通过一个唯一的电流测量装置实现，它代替现有技术不是设置在各自的负载支路内 而是设置在公共的供电线路内。与此相应还去掉了在现有技术中给各自电流测量装置分配 的诊断设备。
[0015] 故障情况和无故障情况（正常情况）的区分通过在各自开关元件的两个开关状态 的情况下多个负载路径的电压信息的组合进行。通过各自逻辑电流值和电压值的逻辑结 合，用于检测电流和电压的测量装置也不需要特别精确。本发明的设备使得能够通过它的 结构方面的设计借助比较电路确定对电流值和电压值的陈述。不需要耗费的、精确的模拟 测量。
[0016] 在本发明的设备的一种设计方案中至少两个负载回路的并联电路连接在第一供 电电位连接端子和参考电位连接端子之间。该设计方案产生于这种情况，即与已知的处 理方法不同，电流测量装置不在各自的负载回路内提供在开关元件和参考电位连接端子之 间。代之为它被提供在公共的供电线路内的"高侧"。特别是电流测量装置连接在第一供电 电位连接端子和施加有供电电压的第二供电电位连接端子之间。
[0017] 根据另一个设计方案每一个负载回路由负载和可控的开关元件组成的串联电路 构成。只要诊断设备在机动车的环境中使用，该负载例如就可以是点火线圈或者喷油阀。然 而本发明的诊断设备的使用不限于这些应用情况，以致所述负载也可以通过其他的部件构 成。作为可控的开关元件优选使用半导体开关元件。在所述机动车应用的环境下通常使用 IGBT(绝缘栅双极晶体管）或者MOSFET。这里可控的开关元件可以连接在负载和参考电位 连接端子之间。这种连接作为低侧配置公知。
[0018] 在另一个适宜的设计方案中，电流测量装置包括测量元件和差分放大器，其中可 以给该差分放大器供给在测量元件上降落的电压，以便由此产生可向分析装置供给的电流 信号。测量元件可以选择地作为电流测量电阻或者作为可控的开关元件构造，特别是作为 半导体开关元件构造。以对一种专业人员熟知的方式在可控的半导体开关元件的情况下利 用这种情况，即在半导体开关元件导通的情况下在负载段上由于不可避免的电阻能够截取 与电流流动成比例的电压。
[0019] 根据另一个适宜的设计方案分析装置包括电流分析单元，其被构造用于比较电流 信号与第一阈值和第二阈值，其中与第一阈值的比较结果代表第一逻辑电流值，与第二阈 值的比较结果代表第二逻辑电流值。在该设计方案中该电流分析单元优选可以作为窗口比 较器构造。该电流分析单元进行通过电流测量装置的测量元件检测的电流与阈值的比较， 使得根据逻辑电流值能够得出"没有电流（比标称负载电流小许多的电流）流动"、"大体流 动着标称负载电流"、"比标称负载电流大许多的电流流动"的陈述。
[0020] 结合下面要详细说明的分析装置的电压分析单元一一其同样提供关于"该电压大 体相应于供电电压"和"该电压显著低于供电电压"的二进制信息，能够以简单的方式不用 耗费的模拟测量就确定上述故障情况。在一个优选的设计方案中提供的电压分析单元被构 造为比较节点电压与第一阈值和第二阈值，其中与第一阈值的比较结果代表第一逻辑电压 值，与第二阈值的比较结果代表第二逻辑电压值。
[0021] 在根据本发明提供的电压分析单元中该电压分析单元也可以包括窗口比较器，由 此能够用最少的装置进行比较。
[0022] 另外适宜的是，可以通过多路复用器向电压分析单元的窗口比较器供给各自的节 点电压，使得能够分开地做出关于每一个负载回路的电压的陈述。在这种情况下也可以进 行为每一个负载回路确定的电压信息的结合，以便获得被诊断的电路装置的完整的状态说 明。
【附图说明】
[0023] 下面根据附图中的实施例详细阐述本发明。附图中：
[0024] 图1表示本发明的用于诊断电路装置的短路和/或断线的设备的示意图，
[0025] 图2表示在本发明的设备中使用的电流测量装置的第一变体，
[0026] 图3表示在本发明的设备中使用的电流测量装置的第二变体，
[0027] 图4表示示例的用于分析由电流测量装置检测的电流信号的分析装置，
[0028] 图5表示在本发明的设备中提供的分析装置的电压分析单元。
【具体实施方式】
[0029] 图1表示本发明的用于诊断电路装置的短路和/或断线的设备。特别是本设备适 合确定对参考电位以及对供电电位的短路。这里特别是能够区分上述故障。
[0030] 要诊断的电路装置一般包括至少两个并联的负载回路。在本实施例中示例性地示 出三个并联的负载回路10、20、30。每一个负载回路10、20、30都用由负载11、21、31和可控 的开关元件12、22、32组成的串联电路构成。负载11、21、31例如可以是机动车的点火线圈 或者喷油阀。
[0031] 负载回路10、20、30连接在第一供电电位连接端子1和参考电位连接端子3之间。 这里各自负载回路10、20、30的可控的开关元件12、22、32位于所属的负载11、21、31和参 考电位连接端子3之间。这种其中开关元件与参考电位连接端子耦合的电路配置称为低侧 配置。在图1中示出电气分开的参考电位连接端子3可以在实际中施加在公共的地电位 GND 上。
[0032] 电流测量装置40在对于并联的负载回路10、20、30的一条公共的供电线路内连接 在第一供电电位连接端子1和第二供电电位连接端子2之间，用于提供代表该公共的供电 线路内的电流的电流信号。在第二供电电位连接端子2上施加电压V BAT。在第一供电电位 连接端子上施加减小了在电流测量装置40上降落的电压的电压VSUP。
[0033] 电压测量装置50用于在各自开关元件12、22、32的两个开关状态的情况下（接通 或者导通以及关断或者阻断）检测和提供每一个负载回路10、20、30的各自的节点电压VI、 V2、V3。电压测量装置50因此与各自负载回路10、20、30的节点13、23、33连接。
[0034] 可以向分析装置60供给上述电流信号和节点电压VI、V2、V3。分析装置60可以 被构造用于把电流信号V HS 变换为至少一个逻辑电流值OC_HS或者UC_HS。另外，分析装 置60被构造用于把节点电压VI、V2、V3变换为逻辑电压值LS_high或者LS_Low。根据一 个或者多个逻辑电流值〇C_HS、UC_H