DE102009028955A1

DE102009028955A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung einer Einrichtung zum Schalten eines Starters

Info

Publication number: DE102009028955A1
Application number: DE102009028955A
Authority: DE
Inventors: Uemit Cansever; Remco Zweege; Gerald-Markus Mueller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-08-06
Filing date: 2009-08-27
Publication date: 2011-02-10
Also published as: US20120197515A1; CN102472234A; EP2462338A1; WO2011015455A1; US9194355B2; CN102472234B

Abstract

Es werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung einer Einrichtung zum Schalten eines Starters (170), insbesondere für einen Starter einer Brennkraftmaschine beschrieben. Wenigstens eine Endstufe (110, 120) zur Steuerung des Stromflusses durch eine Schalteinrichtung (190) wird auf Funktion überwacht. Die Endstufe (110, 120) wird vor dem Abschalten der Brennkraftmaschine auf korrekte Funktion überprüft.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren einer Vorrichtung nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
Aus der DE 102 31 088 A1 ist eine Schalteinrichtung für die Startanlage eines Kfz-Verbrennungsmotors bekannt Die Einrichtung beschreibt eine Schalteinrichtung zum Einschalten eines Startermotors, insbesondere für eine Startanlage eines Kfz-Verbrennungsmotors, die den Startermotor auf Anforderung eines Steuergeräts startet. Zum Beispiel umfasst die Einrichtung wenigstens einen Transistor als Endstufe sowie Mittel zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Transistors.
Ferner ist aus der DE 40 05 609 A1 ein Verfahren eine Vorrichtung zur Funktionsüberwachung eines elektrischen Verbrauchers bekannt. Mit dem Verfahren werden Fehler des Verbrauchers durch Vergleich der Ansteuersignale des Verbrauchers und eines Rückmeldesignals. Durch eine logische Auswertung der Signale vor, während und nach einem Schaltereignis kann ein Kurzschluss nach Masse bzw. zur Versorgungsspannung sowie ein Kabelabfall festgestellt werden. Dabei können die einzelnen Fehlerfälle voneinander unterschieden werden.
Tritt bei diesen Einrichtung zum Schalten eines Starters ein Fehler im Laufe des Betriebs auf, und wird der Starter bei einer Fahrzeug mit einem Start/Stop Betrieb eingesetzt, so kann der Fall eintreten. Dass der Fehler kurz vor dem Stoppen der Brennkraftmaschine auftritt. Wird die Brennkraftmaschine gestoppt, so ist ein erneuter Start der Brennkraftmaschine nicht mehr möglich.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass ein sicherer Betrieb der Brennkraftmaschine möglich ist.
Besonders vorteilhaft ist diese Vorgehensweise bei Fahrzeugen, die mit einer automatischen Start-Stopp-Funktion ausgestattet sind. Durch die Überprüfung kann sicher verhindert werden, dass das Fahrzeug im Fehlerfall abgeschaltet wird und nicht mehr neu gestartet werden kann. Bei einem erkannten Defekt kann der Fahrer des Fahrzeugs das Fahrzeug mit defekter Endstufe Weiterbetreiben und aus eigener Kraft eine Werkstatt ansteuern. Würde diese Fehlerüberprüfung nicht durchgeführt werden, so würde im Start-Stopp-Betrieb die Brennkraftmaschine abgeschaltet und ein Neustart wäre nicht mehr möglich. In diesem Fall würde es zu einem Liegenbleiben des Fahrzeugs kommen.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Vorrichtung und Verfahren möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Start/Stopp Koordinator einen Stoppwunsch an eine Überwachung übermittelt, dass die Überwachung bei vorliegen des Stoppwunsches überprüft, ob eine Leitungsunterbrechung vorliegt, dass der Start/Stopp Koordinator die Brennkraftmaschine erst stoppt, wenn die Überwachung keinen Fehler meldet. Bei Vorliegen eines Stoppwunsches wird überprüft, ob ein Fehler, insbesondere eine Leitungsunterbrechung vorliegt und die Brennkraftmaschine erst gestoppt wird, wenn erkannt wird, dass kein Fehler vorliegt, insbesondere keine Leitungsunterbrechung.
Zeichnung
Das einzige Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorgehensweise dargestellt. Mit 100 ist ein Steuereinheit bezeichnet. Dies steuert über eine erste Ansteuerleitung 101 eine erste Endstufe 110 an. Ferner steuert die Steuereinheit 100 über eine zweite Ansteuerleitung 102 eine zweite Endstufe 120 an. Die Steuereinheit 100 beinhaltet einen Start/Stopp-Koordinator 103 und eine Überwachung 104. Diese tauschen Signale mit einander aus.
Über einen ersten Verbindungspunkt 130 steht die Endstufe 110 mit einer Spule 140 in Verbindung. Die Spule 140 steht wiederum über einen zweiten Verbindungspunkt 150 mit der zweiten Endstufe 120 in Kontakt. Der erste Verbindungspunkt 130 und der zweite Verbindungspunkt 150 stehen über jeweils eine Rückmeldeleitung 135 bzw. 155 mit der Steuereinheit 100 in Verbindung. Die Steuereinheit 100 und die bisher beschriebenen Elemente mit Ausnahme der Spule 140 sind vorzugsweise in ein Motorsteuergerät 160 integriert.
Ein Anlasser 170 steht über einen Kontakt 180 mit einer Versorgungsspannung Ubat in Verbindung. Der zweite Anschluss des Anlassers 170 steht mit einem Masseanschluss in Verbindung. Der Kontakt 180 und die Spule 140 bilden zusammen eine Schalteinrichtung. Diese Schalteinrichtung 190 wird üblicherweise auch als Starterrelais bezeichnet.
Die Spule 140 wird über die erste und zweite Endstufen, die auch als Highside und Lowside Endstufen bezeichnet werden können, mit Spannung beaufschlagt. Zwischen den beiden Endstufen befindet sich die Spule 140 des Ansteuerrelais des Anlassers. Bei gleichzeitiger Ansteuerung der Endstufen fließt ein Ansteuerstrom durch diese Spule 140. Das durch die Spule erzeugte Magnetfeld schließt den Kontakt 180 zwischen der Batteriespannung Ubat und dem Anlasser 170.
Ein Fehler an den Endstufen kann die Ansteuerung des Relais stören oder gar unmöglich machen. Aus diesem Grund werden diese Endstufen über wenigstens eine Rückmeldeleitung von der Steuereinheit 100 überwacht. Hierzu sind die Verbindungspunkte 130 und 150 mit der Steuereinheit 100 verbunden.
Ein möglicher Fehler stellt einen Kurzschluss nach Batteriespannung dar, d. h. die Spule 140 ist unmittelbar mit Batteriespannung verbunden. Dies lässt sich relativ einfach durch Auswerten der ersten Rückmeldeleitung am Verbindungspunkt 130 erkennen. Dieser Fehler wird erkannt, wenn im normalen Betrieb der Brennkraftmaschine, in dem die Endstufen nicht leiten, an den Verbindungspunkten 130 und/oder 150 Batteriespannung Ubat anliegt. Entsprechend wird ein Kurzschluss nach Masse erkannt, wenn an einem oder beiden Verbindungspunkte Masse anliegt.
Bei einer Leitungsunterbrechung ist die Verbindung zwischen der Spule 140 und wenigstens einer der Endstufen 110, 120 unterbrochen. Bei diesem Fehler ist keine Ansteuerung der Spule und damit keine Betätigung des Starters mehr möglich. Um eine Leitungsunterbrechung zu erkennen ist es erforderlich, dass wenigstens eine der beiden Endstufen bestromt werden. Ist dies der Fall, so wird eine Leitungsunterbrechung erkannt, wenn im bestromten Zustand an den beiden Verbindungspunkte 130 und 150 unterschiedliche Spannungswerte anliegen Durch Auswerten der Spannungen an den Verbindungspunkten 130 bzw. 150 können verschiedene Fehler erkannt werden. Mit einer solchen passiven Diagnose werden beispielsweise ein Kurzschluss nach Batterie oder ein Kurzschluss nach Masse erkannt. Diese Überprüfung erfolgt durch die Überwachung 104.
Eine Leitungsunterbrechung kann durch eine passive Fehlerbeobachtung nicht erkannt werden, da sich die entsprechende Spannung nicht von dem nicht angesteuerten Zustand unterscheidet. Um eine Leitungsunterbrechung zu erkennen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens eine der beiden Endstufen aktiv mit einem Testimpuls angesteuert und die beiden Rückmeldeleitungen beobachtet werden. Entsprechen die beiden Signale an den Verbindungspunkten nicht den erwarteten Werten, so erkennt die Überwachung 104 auf Fehler.
In der Figur ist eine Einrichtung mit zwei Endstufen dargestellt. Die Erfindungsgemäße Vorgehensweise ist nicht auf diese Anwendung beschränkt. Sie kann auch bei Anordnungen mit einer Endstufe eingesetzt werden. So kann beispielsweise die erste Endstufe 110 oder die zweite Endstufe 120 entfallen. Ferner kann vorgesehen sein, dass nur an einem Verbindungspunkt das Rückmeldesignal ausgewertet wird. Ferner kann auch vorgesehen sein, dass weitere Endstufen verwendet werden.
Solche Starter werden bei so genannten Start-Stopp-Systemen eingesetzt. Bei einem solchen Start-Stopp-System ist vorgesehen, dass in bestimmten Zuständen die Brennkraftmaschine abgeschalten wird, obwohl der Fahrer die Brennkraftmaschine mit dem Zündschlüssel noch nicht außer Betrieb gesetzt hat. Dies erfolgt insbesondere bei einem kurzfristigen Stillstand, beispielsweise an einer roten Ampel. Will der Fahrer weiterfahren, so signalisiert er dies durch Betätigen wenigstens eines Bedienelements. Dies hat zur Folge, dass der Starter erneut betätigt wird und die Brennkraftmaschine wieder startet. Hierzu ist der Start/Stopp Koordinator vorgesehen. Dieser erkennt, ob ein Zustand vorliegt, in dem die Brennkraftmaschine abgeschaltet werden kann. Bei vorliegen entsprechender Signale veranlasst dieser auch den Neustart der Brennkraftmaschine.
Erfolgt nun bei einer defekten Endstufe des Starters eine solche Abschaltung der Brennkraftmaschine im Start-Stopp-Betrieb so ist ein Neustart nicht mehr möglich. Dies hat zur Folge, dass das Fahrzeug mit einem Defekt liegen bleibt. Ein solches Liegenbleiben eines Fahrzeugs ist unerwünscht und sollte auf jeden Fall vermieden werden.
Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, dass vor einem Abschalten der Brennkraftmaschine eine Überprüfung der Endstufe auf Funktionsfähigkeit erfolgt und der Stoppvorgang nur dann eingeleitet wird, wenn kein Fehler im Bereich der Endstufe erkannt wurde. Wird ein Fehler im Bereich der Endstufe erkannt, so erfolgt kein Stoppvorgang. Durch diese Vorgehensweise ist ein Weiterbetrieb der Brennkraftmaschine auch bei einer fehlerhaften Endstufe des Starters möglich. D. h. bei einem erkannten Fehler wird ein Stoppverbot erteilt. Dies hat wiederum zur Folge, dass bei der Steuerung der Start-Stopp-Einrichtung dies entsprechend berücksichtigt wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn dies zusätzlich dem Fahrer angezeigt wird, damit er ohne weiteres Abschalten des Fahrzeuges die nächste Werkstatt anfahren soll.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist folgende Vorgehensweise vorgesehen. Gibt eine Start/Stop Steuerung ein Stopp-Signal für die Brennkraftmaschine vor, so überprüft die Steuereinheit 100, ob ein Fehler vorliegt. Hierzu werden beispielsweise die Rückmeldesignale an den Verbindungspunkten 130 und/oder 150 ausgewertet. Wird kein Fehler erkannt, so wird das Stopp-Signal frei gegeben und die Brennkraftmaschine abgeschaltet. Insbesondere wird eine korrekte Funktion erkannt wird, wenn kein Kurzschluss nach Batterie, kein Kurzschluss nach Masse und/oder keine Leitungsunterbrechung vorliegt.
Erkennt die Steuereinheit 100 einen oder mehrere dieser Fehler, so wird das Stopp-Signal nicht frei gegeben und die Brennkraftmaschine wird nicht abgeschaltet. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, dass dem Fahrer ein entsprechender Fehler signalisiert wird, damit dieser die nächste Werkstatt anfahren kann.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Handshake zwischen dem Start/Stopp Koordinator 103 und der Überwachung 104 vorgesehen. Hierbei wird wie folgt vorgegangen. Erkennt der Start/Stopp Koordinator einen Zustand in dem die Brennkraftmaschine gestoppt werden soll, so übermittelt der Start/Stopp Koordinator 103 einen Stoppwunsch an die Überwachung 104. Bei Vorliegen des Stoppwunsches überprüft die Überwachung, ob eine Leitungsunterbrechung vorliegt. Hierzu beaufschlagt die Überwachung 104 eine der Endstufen mit einem Testsignal und wertet die Spannungen an den Verbindungspunkten aus. Weichen die Spannungswerte an den Verbindungspunkten 130 und 150 von einander ab, so erkennt die Überwachung 104 eine Leitungsunterbrechung. Vorteilhaft hierbei ist, das bei der Testansteuerung einer Endstufe eine Auswertung auf Fehler möglich ist aber kein Strom durch die Spule 140 fließt.
Bei einer Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, dass bei der Testansteuerung beide Endstufen angesteuert werden. Die Testansteuerung ist dabei so kurz, das eine Fehlererkennung möglich ist, der Starter aber noch nicht reagiert.
Vorzugsweise ist die Testansteuerung so kurz, dass das Relais 190 noch nicht anspricht.
Erkennt die Überwachung eine Leitungsunterbrechung, so meldet die Überwachung 104 dies and den Start/Stopp Koordinator zurück. Dieser veranlasst keinen Stopp der Brennkraftmaschine.
Erkennt die Überwachung 104 dagegen, dass keine Leitungsunterbrechung vorliegt, so meldet sie dies ebenfalls an den Start/Stopp Koordinator zurück. Dieser gibt dann die Abschaltung der Brennkraftmaschine frei. Der Start/Stopp Koordinator stoppt die Brennkraftmaschine erst, wenn die Überwachung meldet, dass kein Fehler vorliegt.
Bei Vorliegen des Stoppwunsches führt die Überwachung 104 eine Diagnose auf Leitungsunterbrechung durch. Der Start/Stopp Koordinator wartet, bis die Diagnose durchgeführt ist und das Ergebnis vorliegt. Erst wenn das Ergebnis vorliegt, dass keine Leitungsunterbrechung erkannt wurde, stoppt der Start/Stopp Koordinator die Brennkraftmaschine.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10231088 A1 [0002]
- DE 4005609 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Überwachung einer Einrichtung zum Schalten eines Starters (170), insbesondere für einen Starter einer Brennkraftmaschine, wobei wenigstens eine Endstufe (110, 120) zur Steuerung des Stromflusses durch eine Schalteinrichtung (190) auf Funktion überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Endstufe (110, 120) vor dem Abschalten der Brennkraftmaschine auf korrekte Funktion überprüft wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine korrekte Funktion erkannt wird, wenn kein Kurzschluss nach Batterie vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine korrekte Funktion erkannt wird, wenn kein Kurzschluss nach Masse vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine korrekte Funktion erkannt wird, wenn keine Leitungsunterbrechung vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überprüfung vor dem Abschalten während eines Start-Stopp-Betriebs erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen eines Stoppwunsches überprüft wird, ob ein Fehler, insbesondere eine Leitungsunterbrechung, vorliegt und die Brennkraftmaschine erst gestoppt wird, wenn erkannt wird, dass kein Fehler vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überprüfung der Endstufe diese mit einem Testsignal beaufschlagt wird.
Vorrichtung zur Überwachung einer Einrichtung zum Schalten eines Starters (170), insbesondere für einen Starter einer Brennkraftmaschine, wobei eine Endstufe (110, 120) zur Steuerung des Stromflusses durch eine Schalteinrichtung (190) auf Funktion überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (100) vorgesehen sind, die die Endstufe (110, 120) vor dem Abschalten der Brennkraftmaschine auf korrekte Funktion überprüfen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Start/Stopp Koordinator einen Stoppwunsch an eine Überwachung übermittelt, dass die Überwachung bei vorliegen des Stoppwunsches überprüft, ob eine Leitungsunterbrechung vorliegt, dass der Start/Stopp Koordinator die Brennkraftmaschine erst stoppt, wenn die Überwachung keinen Fehler meldet.