DE102014214156A1 - Method and circuit arrangement for checking a functional capability of a semiconductor switch of a shutdown path - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines ersten Halbleiterschalters (M1) eines Abschaltpfades eines elektrischen Laststromkreises zur Versorgung wenigstens einer Ventilspule (L) eines Bremssystems, wobei der erste Halbleiterschalter (M1, M3) im laufenden Betrieb in einem leitenden Zustand betrieben wird und mittels wenigstens eines zweiten, pulsweitenmoduliert angesteuerten Halbleiterschalters (M2) eine Stromregelung des Laststromkreises erfolgt, wobei der erste Halbleiterschalter (M1, M3) während des laufenden Betriebs des Kraftfahrzeugbremssystems in der Weise angesteuert wird, dass dieser bei vorliegender Funktionsfähigkeit desselben in einen Sperrzustand umschaltet und nach einer vorgegeben Zeitdauer (tS) des Sperrzustands eine Ansteuerung des ersten Halbleiterschalters (M1, M3) derart vorgenommen wird, dass dieser in einen leitenden Zustand zurückschaltet. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Schaltungsanordnung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines ersten Halbleiterschalters (M1, M3).The invention describes a method for checking the operability of a first semiconductor switch (M1) of a shutdown path of an electrical load circuit for supplying at least one valve coil (L) of a brake system, wherein the first semiconductor switch (M1, M3) is operated during operation in a conducting state and Current control of the load circuit is carried out by means of at least one second, pulse-width modulated semiconductor switch (M2), wherein the first semiconductor switch (M1, M3) is activated during ongoing operation of the motor vehicle brake system in such a way that it switches to a blocking state in the event of its functional capability and after a predetermined time duration (tS) of the blocking state, a drive of the first semiconductor switch (M1, M3) is made such that it switches back to a conductive state. Furthermore, the invention relates to a circuit arrangement for checking the operability of a first semiconductor switch (M1, M3).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung einer Funktionsfähigkeit eines Halbleiterschalters eines Abschaltpfades eines Laststromkreises gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Schaltungsanordnung gemäß Oberbegriff von Anspruch 9.The present invention relates to a method for checking a functionality of a semiconductor switch of a shutdown path of a load circuit according to the preamble of claim 1 and a circuit arrangement according to the preamble of claim 9.

In elektronischen Steuergeräten für Kraftfahrzeuge, insbesondere Steuergeräten für Kraftfahrzeugbremssysteme, wird für die Strom- und Spannungsregelung bzw. Strom- und Spannungssteuerung häufig eine Pulsweitenmodulation (PWM) der Versorgungsspannung vorgesehen. Beispielsweise im Bereich der Ventiltreiberstufen für elektronische Bremssysteme (ESC und ABS) hat es in der Vergangenheit bereits verschiedene Ansätze gegeben, den Strom der Ventiltreiberstufen zu regeln und diese Regelung auch zu überwachen. Im Folgenden wird lediglich der Begriff der Pulsweitenmodulation verwendet, wobei durch die vorliegende Erfindung eine Anwendung auf ähnliche wirkende Ansteuerverfahren, beispielsweise mittels Pulsfrequenzmodulation (PFM), ebenso eingeschlossen ist. In electronic control devices for motor vehicles, in particular control devices for motor vehicle brake systems, a pulse width modulation (PWM) of the supply voltage is often provided for the current and voltage regulation or current and voltage control. For example, in the field of valve driver stages for electronic brake systems (ESC and ABS), there have already been various approaches in the past to regulate the flow of the valve driver stages and also to monitor this regulation. In the following, only the term of the pulse width modulation is used, wherein by the present invention, an application to similarly acting driving methods, for example by means of pulse frequency modulation (PFM), also included.

Digital angesteuerte Ventilspulen bzw. Ventilspulanordnungen werden lediglich ein- oder ausgeschaltet. Eine hohe Versorgungsspannung und kalte Spulen haben einen höheren Laststrom zur Folge als zum Schalten der Ventilspulen benötigt würde, wodurch die Ventilspulen aufgrund des Wicklungswiderstandes in erheblichem Maße erhitzt werden. Über einen gemeinsamen Haupttreiber kann, wie in der DE 10 2006 051 722 A1 beschrieben, die Versorgungs- bzw. High-Side Spannung der Ventilspulen zusätzlich gesteuert bzw. geregelt werden, womit der Laststrom ebenfalls indirekt gesteuert bzw. geregelt wird. Digitally controlled valve coils or valve coil arrangements are only switched on or off. A high supply voltage and cold coils result in a higher load current than would be required to switch the valve coils, which significantly heats the valve coils due to the winding resistance. Over a common main driver can, as in the DE 10 2006 051 722 A1 described, the supply or high-side voltage of the valve coils are additionally controlled or regulated, whereby the load current is also indirectly controlled or regulated.

Um die Stromregelung der einzelnen Ventilspulen zu realisieren, werden die den jeweiligen Ventilspulen zugeordneten Schalter im laufenden Betrieb des Bremssystems pulsweitenmoduliert angesteuert, während Halbleiterschalter vorhandener Abschaltpfade der Laststromkreise kontinuierlich eingeschaltet (niederohmig) sind. Es ist somit nicht sichergestellt, ob in Folge eines nicht entdeckten („schlafenden“) Fehlers, bei Erfordernis eine Abschaltung eines oder mehrerer jeweiliger Abschaltpfade durchgeführt werden kann. In order to realize the current regulation of the individual valve coils, the switches associated with the respective valve coils are activated in pulse-width-modulated fashion during operation of the brake system, while semiconductor switches of existing switch-off paths of the load circuits are continuously switched on (low resistance). It is therefore not certain whether, as a result of an undetected ("sleeping") fault, if necessary, a shutdown of one or more respective shutdown paths can be performed.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung bereitzustellen, mittels welchem unentdeckte Fehler eines Halbleiterschalters eines Abschaltpfades eines Laststromkreises erkannt werden können. The object of the invention is therefore to provide a method and a circuit arrangement by means of which undetected errors of a semiconductor switch of a Abschaltpfades a load circuit can be detected.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 9 gelöst.This object is achieved by a method according to claim 1 and a circuit arrangement according to claim 9.

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines ersten Halbleiterschalters eines Abschaltpfades eines elektrischen Laststromkreises zur Versorgung wenigstens einer Ventilspule eines Bremssystems, wobei der erste Halbleiterschalter im laufenden Betrieb in einem leitenden Zustand betrieben wird und mittels wenigstens eines zweiten, pulsweitenmoduliert angesteuerten Halbleiterschalters eine Stromregelung des Laststromkreises erfolgt, wobei der erste Halbleiterschalter während des laufenden Betriebs des Kraftfahrzeugbremssystems in der Weise angesteuert wird, dass dieser bei vorliegender Funktionsfähigkeit desselben in einen Sperrzustand umschaltet und nach einer vorgegeben Zeitdauer des Sperrzustands eine Ansteuerung des ersten Halbleiterschalters derart vorgenommen wird, dass dieser in einen leitenden Zustand zurückschaltet. The invention relates to a method for checking the operability of a first semiconductor switch of a shutdown path of an electrical load circuit for supplying at least one valve coil of a brake system, wherein the first semiconductor switch is operated during operation in a conducting state and by at least one second, pulse width modulated controlled semiconductor switch current control of Load circuit takes place, wherein the first semiconductor switch is driven during operation of the motor vehicle brake system in such a way that it switches the same operability of the same in a blocking state and after a predetermined period of the blocking state, a drive of the first semiconductor switch is made such that this in a conductive State switches back.

In vorteilhafter Weise kann somit eine Überwachung der Funktionsfähigkeit eines Halbleiterschalters eines Abschaltpfades eines Laststromkreises zur Versorgung einer Ventilspule eines Kraftfahrzeugbremssystems realisiert werden, wodurch insbesondere schlafende bzw. unentdeckte Hardwarefehler vermieden werden können. Ein unbemerkter Teilausfall, der bei weiteren Fehlern zum Systemausfall mit Reduzierung der Bremswirkung führen könnte, kann damit im Voraus erkannt und signalisiert werden. Das Einleiten entsprechender, notwendiger Maßnahmen vor dem Auftreten weiterer Fehler wird dadurch ermöglicht.Advantageously, monitoring of the functional capability of a semiconductor switch of a shutdown path of a load circuit for supplying a valve coil of a motor vehicle brake system can thus be realized, whereby in particular dormant or undetected hardware faults can be avoided. An unnoticed partial failure, which could lead to system failure in further errors with reduction of the braking effect, can thus be detected in advance and signaled. The introduction of appropriate, necessary measures before the occurrence of further errors is made possible.

Bevorzugt wird ein Umschalten des ersten Halbleiterschalters anhand einer Strom- und/oder Spannungsmessung erfasst. Preferably, a switching of the first semiconductor switch is detected by means of a current and / or voltage measurement.

Die Funktionsfähigkeit des ersten Halbleiterschalters gilt insbesondere dann als nicht gegeben, wenn dieser bei entsprechender Ansteuerung nicht zwischen leitendem Zustand und Sperrzustand umschaltbar ist. The functionality of the first semiconductor switch is considered to be not given, in particular, if it is not switchable between the conductive state and blocking state with appropriate control.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vor dem Umschalten des ersten Halbleiterschalters in den Sperrzustand der Strom des Laststromkreises auf einen Wert angehoben, welcher eine Aufrechterhaltung der Funktionsfähigkeit des Bremssystems und/oder der Ventilansteuerung nach dem Zurückschalten in den leitenden Zustand ohne wesentliche Beeinträchtigung ermöglicht. Dadurch kann einem in Folge der Überprüfung gegebenenfalls kritisch verringertem Strom des Laststromkreises vorgebeugt werden, wodurch in vorteilhafterweise eine möglichst geringe Beeinflussung bzw. Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit der Ventilansteuerung und/oder des Bremssystems während und/oder nach der Überprüfung erreicht wird. Durch eine solche kurzzeitige Stromanhebung entsteht eine lediglich geringfügig höhere thermische Belastung.According to a particularly preferred embodiment of the invention, before the switchover of the first semiconductor switch to the blocking state, the current of the load circuit is raised to a value which makes it possible to maintain the functionality of the brake system and / or the valve drive after switching back to the conducting state without substantial impairment. As a result, if necessary, a critically reduced current of the load circuit can be prevented as a result of the check, as a result of which, as far as possible, the least possible influence or impairment of the load Functionality of the valve control and / or the braking system is achieved during and / or after the review. Such a short-term power boost results in only a slightly higher thermal load.

Die Stromanhebung erfolgt bevorzugt durch Anhebung eines Soll-Stromwerts mittels einer Leistungssteuereinheit (PCU) und/oder durch entsprechende Anpassung des Ansteuersignals des zweiten Halbleiterschalters.The current boost is preferably carried out by raising a desired current value by means of a power control unit (PCU) and / or by appropriate adaptation of the drive signal of the second semiconductor switch.

Die Zeitdauer des Sperrzustands des ersten Halbleiterschalters wird entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform derart vorgegeben, dass ein mittels der Ventilspule angesteuertes Ventil seinen mechanischen Zustand im Wesentlichen nicht ändert und/oder die Funktionsfähigkeit des Bremssystems nicht wesentlich beeinflusst wird. Dies unterstützt in vorteilhafter Weise ein störungsfreies Überprüfen von Abschaltpfaden im laufenden Betrieb. The duration of the blocking state of the first semiconductor switch is specified according to an advantageous embodiment such that a valve actuated by the valve coil substantially does not change its mechanical state and / or the functionality of the brake system is not significantly affected. This advantageously supports interference-free checking of shutdown paths during operation.

Bevorzugt wird die Zeitdauer des Sperrzustands des ersten Halbleiterschalters unter Heranziehung einer Entladefunktion der Ventilspule in der Weise vorgegeben, dass der Strom des Laststromkreises die Funktionsfähigkeit des Bremssystems und/oder der Ventilansteuerung nach dem Umschalten in den leitenden Zustand ohne wesentliche Beeinträchtigung auf-rechterhalten kann.Preferably, the duration of the blocking state of the first semiconductor switch is predetermined using a discharge function of the valve coil in such a way that the current of the load circuit can maintain the functionality of the brake system and / or the valve control after switching to the conductive state without significant impairment.

Entsprechend einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung wird die Zeitdauer des Sperrzustands des ersten Halbleiterschalters in der Weise vorgegeben, dass sich ein im Wesentlichen gleicher mittlerer Strom des Stroms durch die Ventilspule vor und nach der Überprüfung und/oder dem Sperrzustand des Halbleiterschalters ergibt. Es ist bestrebt eine auf die Stromregelung des Laststromkreises rückwirkungsfreie Überprüfung vorzunehmen, weshalb der Soll-Stromwert derselben vor und nach der Überprüfung insbesondere im Wesentlichen gleich ist und daher unter einem im Wesentlichen gleichen mittleren Strom ein Strom zu verstehen ist, welcher eine möglichst geringe Rückwirkung auf die Stromregelung hat. Dies umfasst somit Ströme, die eine ebensolche Voraussetzung erfüllen. According to an expedient development of the invention, the duration of the blocking state of the first semiconductor switch is predetermined in such a way that a substantially equal average current of the current through the valve coil results before and after the check and / or the blocking state of the semiconductor switch. It is endeavored to carry out a feedback-free check on the current regulation of the load circuit, which is why the nominal current value thereof is substantially the same in particular before and after the check and therefore a substantially equal average current is to be understood as meaning a current which has as little effect as possible has the current control. This thus includes currents that fulfill a similar condition.

Die Überprüfung wird während des laufenden Betriebs bevorzugt wiederholt vorgenommen, wobei bei Vorhandensein von zumindest zwei in Reihenschaltung vorliegender Halbleiterschalter eines oder mehrerer Abschaltpfade eine wechselweise Überprüfung dieser erfolgt. Bei Vorhandensein von zumindest zwei in Parallelschaltung vorliegender Halbleiterschalter eines oder mehrerer Abschaltpfade kann bevorzugt eine wechselweise oder eine im Wesentlichen zeitgleiche Überprüfung dieser erfolgen.The check is preferably carried out repeatedly during operation, wherein in the presence of at least two series-connected semiconductor switches of one or more Abschaltpfade a mutually check this is done. In the presence of at least two parallel connected semiconductor switches of one or more shutdown paths, an alternation or an essentially simultaneous check of these can preferably take place.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird während und/oder nach der Überprüfung, zum Erhalt einer stabilen Stromregelung, die Stromregelung während der Überprüfung inaktiv geschaltet oder der Stromregelung wird während der Überprüfung ein IST-Stromwert bereitgestellt, welcher einem Stromwert vor Beginn der Überprüfung entspricht. Störungen der Stromregelung während oder in Folge der Überprüfung können somit in vorteilhafter Weise vermieden werden.According to a particularly preferred embodiment, during and / or after the check, in order to obtain a stable current regulation, the current control is switched inactive during the check or the current control is provided during the check an actual current value which corresponds to a current value before the start of the check. Faults in the current control during or as a result of the review can thus be avoided in an advantageous manner.

Einer Weiterbildung gemäß erfolgt keine Überprüfung des ersten Halbleiterschalters oder die Überprüfung desselben wird beendet, wenn eine Versorgungsspannung des Laststromkreises unterhalb eines definierten Grenzwertes vorliegt. Ein Vorteil davon ist, dass somit eine wesentliche Beeinflussung des Bremssystems bzw. der Ventilansteuerung vermieden und dessen Funktionalität aufrechterhalten wird.According to a further development, no check of the first semiconductor switch takes place or the check thereof is terminated when a supply voltage of the load circuit is below a defined limit value. An advantage of this is that thus a significant influence on the brake system or the valve control is avoided and its functionality is maintained.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Schaltungsanordnung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines ersten Halbleiterschalters zum Schalten eines elektrischen Laststromkreises zur Versorgung wenigstens einer Ventilspule eines Bremssystems, wobei der erste Halbleiterschalter im laufenden Betrieb in einem leitenden Zustand betrieben wird und mittels wenigstens eines zweiten, pulsweitenmoduliert angesteuerten Halbleiterschalters eine Stromregelung des Laststromkreises erfolgt, wobei die Schaltungsanordnung derart ausgestaltet ist, dass der erste Halbleiterschalter während des laufenden Betriebs des Kraftfahrzeugbremssystems in der Weise angesteuert wird, dass dieser bei vorliegender Funktionsfähigkeit desselben in einen Sperrzustand umschaltet und nach einer vorgegeben Zeitdauer des Sperrzustands eine Ansteuerung des ersten Halbleiterschalters derart vorgenommen wird, dass dieser in einen leitenden Zustand umschaltet.Furthermore, the invention relates to a circuit arrangement for checking the operability of a first semiconductor switch for switching an electrical load circuit for supplying at least one valve coil of a brake system, wherein the first semiconductor switch is operated during operation in a conductive state and by means of at least one second, pulse width modulated controlled semiconductor switch current control of the load circuit, wherein the circuit arrangement is configured such that the first semiconductor switch is driven during operation of the motor vehicle brake system in such a way that it switches in the present operability of the same in a blocking state and after a predetermined period of the blocking state, a control of the first semiconductor switch such is made to switch to a conductive state.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist bevorzugt zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgestaltet.The circuit arrangement according to the invention is preferably designed for carrying out the method according to the invention.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand von Figuren.Further preferred embodiments will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to figures.

In Prinzipdarstellung zeigen:In a schematic diagram show:

1 ein Ausführungsbeispiel einer Ansteuerschaltung eines elektrohydraulischen Ventils eines Kraftfahrzeugbremssystems und 1 An embodiment of a drive circuit of an electro-hydraulic valve of a motor vehicle brake system and

2 ein Signalverlaufsdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 a signal waveform diagram for explaining the method according to the invention.

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines elektrohydraulischen Ventils eines Kraftfahrzeugbremssystems. Das Ventil (nicht dargestellt) wird mittels Ventilspule L angesteuert. Der Laststrom durch Ventilspule L wird mittels Schalter M2 (FET) pulsweitenmoduliert geregelt. Zur Vermeidung von Spannungsspitzen in den Sperrphasen der pulsweitenmodulierten Regelung ist Freilaufdiode D2 vorgesehen. Hauptschalter M1 dient der Abschaltung einer Mehrzahl parallel angeordneter Laststrompfade zur Ansteuerung einer Vielzahl von Ventilspulen, was durch den gestrichelt dargestellten Linienverlauf der Verzweigung am Source-Anschluss von Hauptschalter M1 angedeutet ist. Zusätzlich zu den die Stromregelung der einzelnen Ventilspulen L umsetzenden Schaltern M2 ist als zusätzlicher Abschaltpfad des jeweiligen Laststromkreises Schalter M3 vorgesehen. Mit diesen zusätzlichen Abschaltmitteln ist abschalten einzelner oder gruppierter Laststrompfade möglich. Die Schalter M1, M2 und M3 sind beispielsgemäß als FETs ausgeführt, wobei jedoch alternative, ebensolche Schaltfunktionen realisierende elektronische Bauelemente in gleicher Weise herangezogen werden können. Beispielsgemäß dient Widerstand R2 der Messung von Strom IL durch Ventilspule L. Die Ansteuerung der Schalter und Erfassung von Ist-Werten erfolgt mittels elektronischer Schaltung IC, welche insbesondere eine als Gemischtsignalschaltkreis ausgestaltete Leistungskontrolleinheit ist. The 1 shows a schematic representation of a circuit arrangement for driving an electro-hydraulic valve of a motor vehicle brake system. The valve (not shown) is controlled by means of valve coil L. The load current through valve coil L is controlled by means of switch M2 (FET) pulse width modulated. To avoid voltage peaks in the blocking phases of the pulse width modulated control freewheeling diode D2 is provided. Main switch M1 is used to shut off a plurality of parallel load current paths for driving a plurality of valve coils, which is indicated by the dashed lines shown the branch line at the source terminal of main switch M1. In addition to the current regulation of the individual valve coils L converting switches M2 is provided as an additional Abschaltpfad the respective load circuit switch M3. Shutdown of individual or grouped load current paths is possible with these additional shutdown means. The switches M1, M2 and M3 are designed, for example, as FETs, but alternative electronic components realizing such switching functions can be used in the same way. By way of example, resistor R2 is used to measure current IL through valve coil L. The actuation of the switches and detection of actual values takes place by means of electronic circuitry IC, which is in particular a power control unit designed as a mixed signal circuit.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand von 2 am Beispiel einer Überprüfung von Hauptschalter M1 erläutert. In gleicher Weise kann das solchermaßen beschriebene Verfahren auf die Überprüfung weiterer Schalter, wie zum Beispiel Schalter M3, angewendet werden, wobei bevorzugt eine wechselweise Überprüfung vorgenommen wird. In 2 abgebildet sind Gate-Spannung UM1 von Schalter M1, Gate-Spannung UM2 von Schalter M2 und Strom IL durch Ventilspule L im Zeitverlauf, wobei die an den Achsen angegebenen Werte beispielhaft sind. Im laufenden Betrieb erfolgt die Stromregelung von Ventilspule L mittels pulsweitenmoduliert angesteuertem Schalter M2, wobei in Zeitabschnitten, in welchen dieser eingeschaltet ist, Strom IL ansteigt und bei Unterbrechung der Stromversorgung mittels diesem, der selbst-induzierte Strom über Freilaufdiode D2 weitergeführt wird und abfällt. Der vorgegebene Tastgrad der Pulsweitenmodulation bestimmt auf diese Weise den Strommittelwert von Strom IL durch Ventilspule V und damit, ob das Venitl (nicht dargestellt) ein- oder ausgeschaltet ist. Das mechanische Ventil ändert seine Position aufgrund der zeitlichen Kürze der Unterbrechungen im Wesentlichen nicht. The inventive method is described below with reference to 2 explained using the example of a review of main switch M1. In the same way, the method described in this way can be applied to the checking of further switches, such as, for example, switch M3, wherein preferably a mutual check is carried out. In 2 Shown are gate voltage UM1 of switch M1, gate voltage UM2 of switch M2 and current IL through valve coil L over time, the values given on the axes being exemplary. During operation, the current control of valve coil L by means of pulse width modulated driven switch M2, wherein at times in which it is turned on, current IL increases and when the power supply by means of this, the self-induced current via freewheeling diode D2 is continued and drops. The predetermined duty cycle of the pulse width modulation determined in this way the average current value of current IL through valve coil V and thus whether the Venitl (not shown) is on or off. The mechanical valve essentially does not change position due to the time short of the breaks.

Zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit von Hauptschalter M1, während des laufenden Betriebs des Kraftfahrzeugbremssystems, wird dieser zum Zeitpunkt t1 mittels Absenken von Gate-Spannung UM1 gesperrt, wodurch Strom IL abfällt. Zum Zeitpunkt t2 erfolgt ein Wiedereinschalten von Hauptschalter M1 durch Anheben von Gate-Spannung UM1. Um die Abschaltfähigkeit von Hauptschalter M1 nachzuweisen, wird das Potential an Messpunkt A erfasst, wobei im Sperrbetrieb von Schalter M1 das Potential über Widerstand R1 auf 0V gezogen und mittels Messung erfasst wird. Zusätzlich zur Überprüfung des Hauptschalters M1 im laufenden Betrieb des Bremssystems erfolgt eine Überprüfung bei Systeminitialisierung. To check the functionality of main switch M1, during operation of the motor vehicle brake system, this is blocked at time t1 by lowering the gate voltage UM1, whereby current IL drops. At time t2, the main switch M1 is switched on again by raising the gate voltage UM1. In order to detect the turn-off capability of main switch M1, the potential at measuring point A is detected, wherein in the blocking operation of switch M1, the potential is drawn via resistor R1 to 0V and detected by means of measurement. In addition to checking the main switch M1 while the brake system is in operation, it is checked during system initialization.

Um eine möglichst geringe Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit der Ventilsteuerung bzw. des Bremssystems während der Überprüfung von Hauptschalter M1 zu erhalten, wird vor der Sperrung von Hauptschalter M1, ab Zeitpunkt t0, eine Stromerhöhung vorgenommen. Dadurch kann einem gegebenenfalls kritisch verringerten Strom IL vorgebeugt werden, welcher beispielsweise einen ungewollten Zustandswechsel des Ventils hervorrufen würde und damit die Funktionsfähigkeit des Bremssystems beeinflussen würde. Die Stromerhöhung erfolgt mittels Einschalten von Schalter M2, wobei Schalter M1 beispielsweise bei Erreichen eines vom Strommittelwert abhängigen Stromgrenzwertes ausgeschaltet wird. Die Relation zwischen der Zeitdauer der Stromanhebung und der Zeitdauer des ausgeschalteten Zustands tS von M1 bzw. des Stromabfalls kann dabei durch die Lade- bzw. Entladefunktion von Ventilspule L berechnet werden, sodass sich ein möglichst geringer Differenzwert des mittleren Stroms von Strom IL vor und nach dem Ausschalten von Hauptschalter M1 ergibt. Auf die Stromanhebung kann auch verzichtet werden, wenn das korrekte Funktionieren des Ventils während einer Überprüfung weiterhin gewährleistet bleibt, dass Ventil mechanisch also nicht funktionseinschränkend in seiner Position beeinflusst wird. Dies ist insbesondere bei vergleichsweise kurzen Überprüfungszeitdauern von z.B. 200 µs und/oder digital schaltenden Ventilen der Fall.To obtain the least possible impairment of the functionality of the valve control or the brake system during the review of main switch M1, a current increase is made before the blocking of main switch M1, from time t0. As a result, an optionally critically reduced current IL can be prevented, which, for example, would cause an unwanted state change of the valve and thus would affect the functionality of the brake system. The increase in current takes place by switching on switch M2, switch M1 being switched off, for example, when a current limiting value dependent on the average current value is reached. The relation between the time duration of the current boost and the time duration of the switched-off state tS of M1 or of the current drop can be calculated by the charging or discharging function of valve coil L, so that the lowest possible difference value of the average current of current IL before and after switching off the main switch M1 results. It is also possible to dispense with the current boosting if the correct functioning of the valve during a check continues to be ensured that the valve is not mechanically influenced in its position in terms of its function. This is especially true for comparatively short test periods of e.g. 200 μs and / or digitally switching valves of the case.

Die Strommessung mittels Widerstand R2 kann lediglich dann erfolgen, wenn die Schalter M1 und M2 geschlossen sind. Während Schalter M1 auf Schaltfähigkeit hin überprüft wird, erfolgt kein Stromfluss über Schalter M2 und Widerstand R2. Dies kann es erforderlich machen während des Überprüfungszeitraums Maßnahmen betreffend der Strommmessung vorzunehmen, um eine Störung der Stromregelung während und nach der Überprüfung zu vermeiden. Die Funktionssteuerung, insbesondere die Koordination von Ansteuerung des oder der jeweiligen Schalter M1 bis M3 und der Messwerterfassung, wird mittels elektronischer Schaltung IC vorgenommen. Um den Beginn zum Zeitpunkt t0 und das Ende des Überprüfungszeitraumes zum Zeitpunkt t2 zu kennzeichnen, können entsprechende Triggersignale vorgesehen sein. Die in Folge der Überprüfung ausbleibenden Messwerte werden durch eine elektronische Schaltung und/oder eine Software bereitgestellt, die für diese Zeitdauer den letzten gemessenen Stromwert, einen Strommittelwert oder Soll-Stromwert wiederholt ausgibt. In Folge möglicher ausbleibender Messwerte der Strommessung während der Überprüfung kann es zu schwingenden Stromwerten nach derselben kommen, weshalb es notwendig sein kann eine Anpassung bzw. Optimierung der Regelparameter der Stromregelung vorzunehmen. Um die Unterspannungsgrenze der Funktion nicht zu beeinflussen, wird die Überprüfung bei niedriger Versorgungsspannung UV ausgesetzt.The current measurement by means of resistor R2 can only take place when the switches M1 and M2 are closed. While switch M1 is checked for switching capability, there is no current flow through switch M2 and resistor R2. This may require power measurements during the review period to avoid disturbing the power control during and after the test. The function control, in particular the coordination of control of the respective switch or switches M1 to M3 and the measured value detection, is carried out by means of electronic circuit IC. In order to mark the beginning at the time t0 and the end of the checking period at the time t2, corresponding trigger signals may be provided. The measurements that are missing as a result of the check are provided by an electronic circuit and / or software is provided which repeatedly outputs the last measured current value, an average current value or desired current value for this period of time. As a result of possible missing measured values of the current measurement during the check, it can lead to oscillating current values after the same, which is why it may be necessary to adapt or optimize the control parameters of the current control. In order not to influence the undervoltage limit of the function, the test is suspended at low supply voltage UV.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102006051722 A1 [0003] DE 102006051722 A1 [0003]

Claims (10)

Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines ersten Halbleiterschalters (M1, M3) eines Abschaltpfades eines elektrischen Laststromkreises zur Versorgung wenigstens einer Ventilspule (L) eines Bremssystems, wobei der erste Halbleiterschalter (M1, M3) im laufenden Betrieb in einem leitenden Zustand betrieben wird und mittels wenigstens eines zweiten, pulsweitenmoduliert angesteuerten Halbleiterschalters (M2) eine Stromregelung des Laststromkreises erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Halbleiterschalter (M1, M3) während des laufenden Betriebs des Kraftfahrzeugbremssystems in der Weise angesteuert wird, dass dieser bei vorliegender Funktionsfähigkeit desselben in einen Sperrzustand umschaltet und nach einer vorgegeben Zeitdauer (tS) des Sperrzustands eine Ansteuerung des ersten Halbleiterschalters (M1, M3) derart vorgenommen wird, dass dieser in einen leitenden Zustand zurückschaltet. Method for checking the operability of a first semiconductor switch (M1, M3) of a shutdown path of an electrical load circuit for supplying at least one valve coil (L) of a brake system, wherein the first semiconductor switch (M1, M3) is operated during operation in a conducting state and by means of at least a second, pulse width modulated controlled semiconductor switch (M2) is a current control of the load circuit, characterized in that the first semiconductor switch (M1, M3) is driven during operation of the motor vehicle brake system in such a way that it switches in the present operability of the same in a locked state and after a predetermined period of time (tS) of the blocking state, a triggering of the first semiconductor switch (M1, M3) is carried out in such a way that it switches back into a conducting state. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Umschalten des ersten Halbleiterschalter (M1, M3) in den Sperrzustand der Strom (IL) des Laststromkreises auf einen Wert angehoben wird, welcher eine Aufrechterhaltung der Funktionsfähigkeit des Bremssystems und/oder der Ventilansteuerung nach dem Zurückschalten in den leitenden Zustand ohne wesentliche Beeinträchtigung ermöglicht.A method according to claim 1, characterized in that prior to the switching of the first semiconductor switch (M1, M3) in the blocking state, the current (IL) of the load circuit is raised to a value which is a maintenance of the functionality of the brake system and / or the valve control after the Switching back to the conductive state without substantial impairment allows. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer des Sperrzustands (tS) des ersten Halbleiterschalters (M1, M3) derart vorgegeben wird, dass ein mittels der Ventilspule (L) angesteuertes Ventil seinen mechanischen Zustand im Wesentlichen nicht ändert und/oder die Funktionsfähigkeit des Bremssystems nicht wesentlich beeinflusst wird. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the duration of the blocking state (tS) of the first semiconductor switch (M1, M3) is set such that a means of the valve coil (L) controlled valve does not substantially change its mechanical state and / or the functionality of the brake system is not significantly affected. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer des Sperrzustands (tS) des ersten Halbleiterschalters (M1, M3) unter Heranziehung einer Entladefunktion der Ventilspule (L) in der Weise vorgegeben wird, dass der Strom (IL) des Laststromkreises die Funktionsfähigkeit des Bremssystems und/oder der Ventilansteuerung nach dem Umschalten in den leitenden Zustand ohne wesentliche Beeinträchtigung aufrechterhalten kann.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the duration of the blocking state (tS) of the first semiconductor switch (M1, M3) is predetermined by using a discharge function of the valve coil (L) in such a way that the current (IL) of the Load circuit can maintain the functionality of the brake system and / or the valve control after switching to the conductive state without significant impairment. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer des Sperrzustands (tS) des ersten Halbleiterschalters (M1, M3) in der Weise vorgegeben wird, dass sich ein im Wesentlichen gleicher mittlerer Strom des Stroms (IL) durch die Ventilspule (L) vor und nach der Überprüfung und/oder dem Sperrzustand des ersten Halbleiterschalters (M1, M3) ergibt.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the duration of the blocking state (tS) of the first semiconductor switch (M1, M3) is set in such a way that a substantially equal average current of the current (IL) through the valve coil (L) before and after the check and / or the blocking state of the first semiconductor switch (M1, M3). Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Überprüfung während des laufenden Betriebs wiederholt vorgenommen wird, wobei bei Vorhandensein von zumindest zwei in Reihenschaltung vorliegender Halbleiterschalter (M1, M3) eines oder mehrerer Abschaltpfade eine wechselweise Überprüfung dieser erfolgt.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the check is made repeatedly during operation, wherein in the presence of at least two series-connected semiconductor switch (M1, M3) of one or more Abschaltpfade a mutually checking this is done. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass während und/oder nach der Überprüfung, zum Erhalt einer stabilen Stromregelung, die Stromregelung während der Überprüfung inaktiv geschaltet wird oder der Stromregelung während der Überprüfung ein IST-Stromwert bereitgestellt wird, welcher einem Stromwert vor Beginn der Überprüfung entspricht.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that during and / or after the check, in order to obtain a stable current control, the current control is switched inactive during the check or the current control during the check an actual current value is provided, which a Current value before the start of the check corresponds. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass keine Überprüfung des ersten Halbleiterschalters (M1, M3) erfolgt oder die Überprüfung desselben beendet wird, wenn eine Versorgungsspannung (UV) des Laststromkreises unterhalb eines definierten Grenzwertes vorliegt.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that no check of the first semiconductor switch (M1, M3) takes place or the examination of the same is terminated when a supply voltage (UV) of the load circuit is below a defined limit value. Schaltungsanordnung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines ersten Halbleiterschalters (M1, M3) zum Schalten eines elektrischen Laststromkreises zur Versorgung wenigstens einer Ventilspule (L) eines Bremssystems, wobei der erste Halbleiterschalter (M1, M3) im laufenden Betrieb in einem leitenden Zustand betrieben wird und mittels wenigstens eines zweiten, pulsweitenmoduliert angesteuerten Halbleiterschalters (M2) eine Stromregelung des Laststromkreises erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung derart ausgestaltet ist, dass der erste Halbleiterschalter (M1, M3) während des laufenden Betriebs des Kraftfahrzeugbremssystems in der Weise angesteuert wird, dass dieser bei vorliegender Funktionsfähigkeit desselben in einen Sperrzustand umschaltet und nach einer vorgegeben Zeitdauer (tS) des Sperrzustands eine Ansteuerung des ersten Halbleiterschalters (M1, M3) derart vorgenommen wird, dass dieser in einen leitenden Zustand umschaltet.Circuit arrangement for checking the operability of a first semiconductor switch (M1, M3) for switching an electrical load circuit for supplying at least one valve coil (L) of a brake system, wherein the first semiconductor switch (M1, M3) is operated during operation in a conductive state and by means of at least a second, pulse width modulated controlled semiconductor switch (M2) current regulation of the load circuit is carried out, characterized in that the circuit arrangement is configured such that the first semiconductor switch (M1, M3) is driven during operation of the motor vehicle brake system in such a way that this in present Functionality of the same switches to a blocking state and after a predetermined period of time (tS) of the blocking state, a drive of the first semiconductor switch (M1, M3) is made such that it switches to a conductive state. Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass diese ausgestaltet ist ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen.Circuit arrangement according to Claim 9, characterized in that it is designed to carry out a method according to one of Claims 1 to 8.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019106787B3 (en) * 2019-03-18 2020-08-13 Webasto SE Method for checking a semiconductor switch for a fault

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4752886A (en) * 1985-07-22 1988-06-21 General Electric Company Method for on-line testing of load control circuitry and the associated load
DE102006051722A1 (en) 2005-10-31 2007-05-16 Continental Teves Ag & Co Ohg Electronic circuit arrangement with one or more semiconductor main relays and their use
DE102011083472A1 (en) * 2011-09-27 2013-03-28 Robert Bosch Gmbh Method for checking functionality of power supply voltage switch e.g. semiconductor switch, for driver circuit for modern vehicle, involves determining functionality of voltage switch based on determination of voltage within driver circuit

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4752886A (en) * 1985-07-22 1988-06-21 General Electric Company Method for on-line testing of load control circuitry and the associated load
DE102006051722A1 (en) 2005-10-31 2007-05-16 Continental Teves Ag & Co Ohg Electronic circuit arrangement with one or more semiconductor main relays and their use
DE102011083472A1 (en) * 2011-09-27 2013-03-28 Robert Bosch Gmbh Method for checking functionality of power supply voltage switch e.g. semiconductor switch, for driver circuit for modern vehicle, involves determining functionality of voltage switch based on determination of voltage within driver circuit

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019106787B3 (en) * 2019-03-18 2020-08-13 Webasto SE Method for checking a semiconductor switch for a fault
WO2020187543A1 (en) 2019-03-18 2020-09-24 Webasto SE Method for checking a semiconductor switch for a fault
US11881848B2 (en) 2019-03-18 2024-01-23 Webasto SE Method for checking a semiconductor switch for a fault

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