DE10063753A1 - Verfahren zur Spannungsversorgung nach dem Abschalten einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Es werden Verfahren bzw. Vorrichtungen zur Spannversorgung für Verbraucher bei einer Brennkraftmaschine beschrieben, bei denen nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine die Spannungsversorgung zunächst noch aufrechterhalten wird. Eine solche Aufrecherhaltung der Spannung wird auch als Nachlauf bezeichnet. Der Nachlauf ist dabei unterteilt in eine erste und eine zweite Nachlaufphase, wobei der Beginn und/oder das Ende der jeweiligen Nachlaufphase vom Steuergerät in Abhängigkeit von vorgebbaren Bedingungen eingeleitet wird.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Spannungsversorgung nach dem Abstellen einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Stand der Technik

Ein Kraftfahrzeug weist eine Vielzahl von elektronischen Geräten, bzw. Baugruppen, auf, die während des Betriebs des Kraftfahrzeugs mit Spannung versorgt werden müssen. Weitere elektronische oder elektrische Baugruppen müssen auch noch nach Abschalten der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs für eine bestimmte Zeit mit Spannung versorgt werden. Eine solche Spannungsversorgung für bestimmte elektrische oder elektronische Bauelemente nach Abschalten der Brennkraftmaschine, bzw. des Motors, wird als Nachlauf bezeichnet.

Verschiedene Schaltungsanordnungen zur Steuerung des Nachlaufs eines Steuergerätes in einem Kraftfahrzeug, bzw. die zugehörigen Nachlaufverfahren, werden beispielsweise in der DE-OS 41 41 586 beschrieben. Diese Schaltungsanordnungen ermöglichen einen Nachlauf eines Steuergerätes und damit die Spannungsversorgung für elektronische Verbraucher nach Abschalten der Brennkraftmaschine, die ohne das sonst übliche Hauptrelais durchgeführt wird. Zur Durchführung des Nachlaufs wird dabei nach Öffnen des Zündschalters das Potential am Steuereingang eines Spannungsreglers des Steuergerätes beeinflußt, wodurch eine Abschaltung der Spannungsversorgung für bestimmte Verbraucher nach einer vorgebbaren Zeit ermöglicht wird. Im Unterschied zu den in der DE-OS 41 41 586 ebenfalls erwähnten Nachlaufsteuerungen mit Hilfe eines Relais, beispielsweise des Hauptrelais im Kraftfahrzeug, das in Abhängigkeit von der Zündschalterbetätigung nach einer gewissen Zeitverzögerung die Verbindung zwischen dem elektronischen Bauelement und der Spannungsversorgung unterbricht, wird bei den Schaltungsanordnungen nach der DE-OS 41 41 586 kein eigenes Relais benötigt.

Die im genannten Stand der Technik beschriebenen Schaltungsanordnungen zur Steuerung des Nachlaufs eines Steuergerätes in einem Kraftfahrzeug führen jedoch lediglich einen Nachlauf durch, der an die vorliegenden Erfordernisse angepaßt wird. Die Beendigung des Nachlaufs wird entweder vom Steuergerät selbst eingeleitet oder von einem extern zuführbaren Signal ausgelöst. Die bekannten Nachlaufsteuerverfahren sind jedoch noch nicht optimal an die Erfordernisse nach dem Abschalten einer Brennkraftmaschine angepaßt.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Spannungsversorgung nach dem Abstellen einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß auch verschiedenartigste Anforderungen an die Spannungsversorgung der einzelnen elektrischen, bzw. elektronischen, Verbraucher in der Nachlaufphase gewährleistet sind. Erzielt werden diese Vorteile durch ein erfindungsgemäßes Verfähren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Dabei ist vorgesehen, die Nachlaufphase in zwei getrennte Nachlaufphasen zu unterteilen, wobei in den Nachlaufphasen zwei verschiedene Verfahren zur Spannungsversorgung ablaufen.

Weitere Vorteile der Erfindung werden durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen erzielt.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In Fig. 2 sind Spannungs- bzw Stromverläufe für bestimmte Betriebszustände über der Zeit aufgetragen.

Beschreibung

In Fig. 1 ist eine Blockschaltung einer Spannungsversorgungseinrichtung in einem Kraftfahrzeug dargestellt, die zur Durchführung der erfindungsgemäßen Nachlaufverfahren geeignet ist. Im einzelnen bezeichnet 10 die Batterie des Fahrzeugs, die zur Spannungsversorgung für die elektronischen bzw. elektrischen Komponenten im Kraftfahrzeug dient. Die Batterie 10 steht über das Hauptrelais 11 mit dem Steuergerät 12 der nicht dargestellten Brennkraftmaschine in Verbindung. Das Steuergerät 12 ermittelt in bekannter Weise aus zugeführten Größen G, die beispielsweise mit Hilfe geeigneter Sensoren ermittelt werden, die für die Steuerung der Brennkraftmaschine erforderlichen Ansteuersignale A und gibt diese Ansteuersignale A ab. Das Steuergerät bestimmt auch, welche Verbraucher wann mit Spannung versorgt werden sollen.

Eine eigene Spannungsversorgung führt von der Batterie 10 über den Zünd/Startschalter 13 zum Pumpenrelais 14 zur Elektrokraftstoffpumpe 15. Über den Zünd/Startschalter 13 sind auch weitere Verbraucher 16, die keinen Nachlauf benötigen, mit der Batterie 10 verbindbar. Diese Verbindung beginnt mit dem Start und enden nach Öffnen des Zünd/Startschalters.

Weitere elektrische, bzw. elektronische, Komponenten 17 können über das Hauptrelais 11 mit der Batterie 10 verbunden werden. Diese Komponenten 17 sind beispielsweise Diagnoseeinheiten, die nach dem Abschalten des Motors Diagnosefunktionen durchführen sollen, beispielsweise eine Tank-Leck-Diagnose und so weiter. Für solche Komponenten kann die Spannungsversorgung nach dem Abstellen des Motors während einer oder zwei Nachlaufphasen aufrechterhalten werden. Die Spannungsversorgung erfolgt dabei gegebenenfalls über einen Schalter 18. der auch als elektronischer Schalter realisiert sein kann. Die Verbraucher 17 können weiterhin über einen Schalter 19 direkt aus der Batterie 10 versorgt werden. Sowohl der Schalter 18 als auch der Schalter 19 können beispielsweise als MOSFET-Schaltung ausgebildet sein und werden vom Steuergerät 12 über Steuerpins P1 und P2 betätigt. Der Schalter 18 kann dabei auch Bestandteil des Hauptrelais selbst sein oder bei entsprechend vom Steuergerät 12 ansteuerbarem Hauptrelais 11 auch entfallen. Der Schalter 19 kann auch Bestandteil eines im Steuergerät 12 enthaltenen Spannungsreglers oder eines Spannungswandlers sein.

Mit der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung zur Spannungsversorgung können die erfindungsgemäßen Verfahren zur Spannungsversorgung nach dem Abstellen des Motors bzw. generell einer Brennkraftmaschine in zwei Nachlaufphasen ablaufen. Dabei stellen sich an verschiedenen Stellen der Spannungsversorgungsvorrichtung die in Fig. 2 dargestellten Spannungs- bzw. Stromverläufe U(t) bzw. I(t) ein. Während der Phase 1 ist der Motor des Fahrzeugs ausgeschaltet. Die Spannung an Klemme Kl15 ist ausgeschaltet. Ebenso ist das Hauptrelais sowie die Versorgung für das Steuergerät 12 ausgeschaltet. Es fließt ein Ruhestrom von etwa 0,001 A.

Mit Betätigung des Zündschalters zu Beginn der Phase 2 liegt an Klemme Kl15 Spannung an. Das Hauptrelais 11 wird mit einer kurzen Verzögerungszeit tv eingeschaltet, ebenso die Versorgung des Steuergerätes. Der Steuerpin P1 bleibt passiv, ebenso der Steuerpin P2. Der von der Batterie gelieferte Strom I springt auf einen Maximalwert, auf dem er während der Startphase 2 verbleibt. Während des Motorlaufs in Phase 3 bleibt sowohl die Spannung an Klemme Kl15 als auch am Hauptrelais 11 als auch am Steuergerät 12 eingeschaltet. Die Steuerpins P1 und P2 sind jeweils aktiv.

In Phase 3 läuft der Motor. An Klemme Kl15 und am Hauptrelais liegt Spannung und die Steuergeräteversorgung ist eingeschaltet. Die Steuerpins P1 und P2 sind zunächst noch passiv und werden nach der Zeit tp aktiv.

Nach Ausschalten des Motors beginnt mit Phase 4 die erste Nachlaufphase. Dabei wird die Spannung an Klemme Kl15 ausgeschaltet, die Spannung am Hauptrelais bleibt in dieser Phase zunächst noch eingeschaltet, ebenso die Steuergeräteversorgungsspannung. Die Steuerpins P1 und P2 bleiben in aktivem Zustand. Die erste Nachlaufphase dauert beispielsweise etwa 5 Sekunden diese Zeit ist in Fig. 2 mit t1 bezeichnet. Während dieser Nachlaufphase beträgt der Strom ca. 10 Ampere, die erste Nachlaufphase sollte daher um eine zu starke Entladung der Batterie zu vermeiden, sehr kurz sein.

In der zweiten Nachlaufphase, die mit Phase 5 bezeichnet ist, wird der Steuerpin P1 passiv, während Steuerpin P2 weiter aktiv bleibt. Über Steuerpin P2 wird die Spannungsversorgung für die Verbraucher noch während einer Zeit t2, die beispielsweise etwa 600 Sekunden dauert, aufrechterhalten. In dieser zweiten Nachlaufphase 5 wird von der Batterie 10 ein Strom von ca. 0,2 Ampere geliefert. Die Spannung an Klemme Kl15 und die Spannung am Hauptrelais ist abgeschaltet, während die Steuergeräteversorgungsspannung noch eingeschaltet bleibt.

Nach Beendigung der zweiten Nachlaufphase wird abgeschaltet und die Spannungen an Klemme KL 15, am Hauptrelais sowie am Steuergeräteeingang sind in dieser als Phase 6 bezeichneten Zeit ausgeschaltet. Beide Steuerpins P1 und P2 sind passiv. Es fließt lediglich der Ruhestrom von ca. 0,001 A.

Sowohl die erste als auch die zweite Nachlaufphase werden mit Hilfe von Ansteuersignalen des Steuergerätes selbst beendet. In der ersten Nachlaufphase, bei der die Spannungsversorgung über das Hauptrelais erfolgt, wird ein großer Teil der Fahrzeugelektronik, wie beispielsweise das Getriebesteuergerät sowie andere Steuergeräte, aktiv bleiben. In dieser Nachlaufzeit fließt im Fahrzeug relativ viel Strom. Dies würde dazu führen, daß sich die Batterie zusätzlich entlädt. Diese Nachlaufphase sollte daher recht kurz gehalten werden und beispielsweise nur 5 Sekunden betragen. Damit auch Diagnosefunktionen durchgeführt werden können, die eine längere Zeit benötigen, bis zu 10 Minuten beispielsweise für die Tank-Leck-Diagnose, wird die zweite Nachlaufphase aktiviert. In dieser zweiten Nachlaufphase, die im Anschluß an den bisherigen Nachlauf abläuft, wird das Hauptrelais abgeschaltet und nur noch die Verbraucher aktiv gehalten, die für die Diagnosefunktion benötigt werden. Die Spannungsversorgung erfolgt dann beispielsweise über eine zusätzliche Verbindung zwischen der Batterie und den Verbrauchern, die in der zweiten Nachlaufphase mit Spannung versorgt werden sollen.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist beispielhaft und grob schematisch dargestellt. Für die Spannungsversorgung des Steuergerätes 12 sowie für elektronische Verbraucher, die im Dauerbetriebszustand sind, beispielsweise eine Uhr 20, können zusätzliche dauerhafte Verbindungen zur Batterie erforderlich sein.

Mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen oder Verfahren ist es möglich, in einer ersten kurzen Nachlaufzeit, in der ein hoher Strom fließt, wie bisher einen größeren Teil der Fahrzeugelektronik sowie verschiedene Steuergeräte aktiv zu halten und diese nach Ablauf der ersten Nachlaufphase durch Abschalten des Hauptrelais ebenfalls abzuschalten und in der zweiten Nachlaufphase mit geringem Stromfluß nur wenige Komponenten, die einen längeren Nachlauf benötigen, aktiv zu halten.

Claims (6)

1. Vorrichtung oder Verfahren zur Spannungsversorgung im Nachlauf, nach dem Abstellen einer Brennkraftmaschine, bei dem vorgebbare elektrische Verbraucher auch nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine mit Spannung versorgt werden, wobei während einer ersten Phase nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine die Spannungsversorgung über erste Mittel erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsversorgung während einer zweiten Phase nach Abstellen der Brennkraftmaschine über zweite Mittel erfolgt und die ersten und/oder die zweiten Mittel vom Steuergerät angesteuert werden.

2. Vorrichtung oder Verfahren zur Spannungsversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Mittel wenigstens ein Hauptrelais umfassen, dessen Schaltstrecke vom Steuergerät der Brennkraftmaschine unter Berücksichtigung vorgebbarer Anforderungen geöffnet oder geschlossen wird.

3. Vorrichtung oder Verfahren zur Spannungsversorgung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Mittel wenigstens einen Schalter umfassen, der vom Steuergerät abhängig von vorgebbaren Bedingungen betätigt wird.

4. Vorrichtung oder Verfahren zur Spannungsversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während einer ersten Nachlaufphase ein wesentlich höherer Strom geliefert wird als während einer zweiten Nachlaufphase, und die zweite Nachlaufphase bedeutend länger dauert als die erste Nachlaufphase.

5. Vorrichtung oder Verfahren zur Spannungsversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Schalter wenigstens einen MOSFET aufweisen.

6. Vorrichtung oder Verfahren zur Spannungsversorgung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät die Dauer der beiden Nachlaufphasen bestimmt und über Steuerpins P1 und P2 die erforderlichen Ansteuersignale abgibt.