DE102012224181A1 - Electrical circuit for fuel heater of filter device used in vehicle, has measurement circuit that is arranged between control current circuit and load current circuit to measure measurement signal in control current circuit - Google Patents

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Abstract

The electrical circuit has a relay which is arranged in a control current circuit and a load current circuit. A measurement circuit is arranged between the control current circuit and the load current circuit to measure a measurement signal (Vmess) in the control current circuit. The operability of the relay is detected in dependence upon the measurement of the measurement signal in the control current circuit. An independent claim is included for a method for judging an operability of the relay of electrical circuit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Schaltung mit einem Relais und ein Verfahren zur Beurteilung einer Funktionsfähigkeit eines Relais nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.The present invention relates to an electric circuit with a relay and a method for evaluating a functionality of a relay according to the preamble of the independent claims.

Relais sind durch elektrischen Strom betriebene, meist elektromagnetisch wirkende, fernbetätigte Schalter mit in der Regel zwei Schaltstellungen. Das Relais wird über einen Steuerstromkreis aktiviert und kann weitere Stromkreise schalten. Ein mechanisches Relais arbeitet meist nach dem Prinzip des Elektromagneten. Ein Strom in der Erregerspule erzeugt einen magnetischen Fluss durch den ferromagnetischen Kern und einen daran befindlichen, beweglich gelagerten, ebenfalls ferromagnetischen Anker. An einem Luftspalt kommt es zur Krafteinwirkung auf den Anker, wodurch dieser einen oder mehrere Kontakte schaltet. Der Anker wird durch Federkraft in die Ausgangslage zurückversetzt, sobald die Spule nicht mehr erregt ist. Insbesondere beim Einsatz in der Fahrzeugtechnik, aber auch in anderen Einsatzmöglichkeiten besteht die Forderung, die Funktionsfähigkeit des Relais beurteilen zu können.Relays are electric current operated, usually electromagnetically acting, remotely operated switches with usually two switching positions. The relay is activated via a control circuit and can switch additional circuits. A mechanical relay usually works according to the principle of the electromagnet. A current in the field coil generates a magnetic flux through the ferromagnetic core and a movably mounted ferromagnetic armature thereon. At an air gap, the force acts on the armature, causing it to switch one or more contacts. The armature is returned by spring force to the starting position as soon as the coil is no longer energized. In particular, when used in vehicle technology, but also in other applications, there is a requirement to assess the functionality of the relay can.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine gattungsgemäße elektrische Schaltung mit einem Relais bzw. ein gattungsgemäßes Verfahren zur Beurteilung einer Funktionsfähigkeit eines Relais eine jeweils verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch einen minimalen Zusatzaufwand auszeichnet.The present invention therefore deals with the problem of specifying a respective improved embodiment for a generic electrical circuit with a relay or a generic method for assessing a functional capability of a relay, which is characterized in particular by a minimal additional effort.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Funktionsfähigkeit des Relais mittels einer Messung durch ein Messsignal im Steuerstromkreis zu belegen. Damit wird es möglich, die bereits vorhandenen Leitungen auch für die Realisierung der Erfindung zu nutzen und zusätzliche Leitungen, was gerade im Fahrzeugbau kritisch ist, zu vermeiden. Die Erfindung sieht hierfür vor, auf die galvanische Trennung zwischen dem Steuerstromkreis und dem Laststromkreis zu verzichten, indem eine Messschaltung zwischen dem Steuerstromkreis und dem Laststromkreis vorgesehen ist. Durch die Anordnung der Messschaltung und eine geeignete Dimensionierung der Bauelemente, wie sie unten in den Ausführungsbeispielen gezeigt wird, ist dies jedoch kein Nachteil.The present invention is based on the general idea to prove the functionality of the relay by means of a measurement by a measurement signal in the control circuit. This makes it possible to use the existing lines for the realization of the invention and to avoid additional lines, which is critical especially in vehicle. The invention provides for this, to dispense with the galvanic isolation between the control circuit and the load circuit by a measuring circuit between the control circuit and the load circuit is provided. The arrangement of the measuring circuit and a suitable dimensioning of the components, as shown below in the embodiments, but this is not a disadvantage.

Die Erfindung ist damit mit einem minimalen Aufwand zu realisieren. Lediglich die Bauelemente der Messschaltung sind nur für Lösung des der Erfindung zugrundeliegenden Problems vorgesehen.The invention is thus to be realized with minimal effort. Only the components of the measuring circuit are provided only for solving the problem underlying the invention.

Für die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind neben der Messschaltung nur eine Anpassung in der Ansteuerung des Relais für die entsprechenden Steuersignale und eine Beurteilung des Messsignals vorzusehen. Üblicherweise kann dies durch Anpassung von Parametern bzw. der Hinzufügung von Softwarefunktionen in der Ansteuerung verwirklicht werden.For the realization of the method according to the invention, only an adaptation in the control of the relay for the corresponding control signals and an assessment of the measurement signal are to be provided in addition to the measuring circuit. This can usually be achieved by adaptation of parameters or the addition of software functions in the control.

Die elektrische Schaltung weist neben der Messschaltung noch zumindest die Teile des Steuerstromkreises und des Laststromkreises auf, die sich als bauliche Einheit zusammenfassen lassen, bspw. auf einer Platine oder in einem Gehäuse. Dabei kann es sein, dass der gesamte Steuerstromkreis und/oder der gesamte Laststromkreis zur elektrischen Schaltung gehören oder eben nur Teile davon, wenn andere Teile zweckmäßigerweise abgesetzt eingebaut werden. Bzgl. der Definition des Relais wird auf die oben angegebene Erklärung verwiesen, die hiermit ausdrücklich auf das Relais gemäß der Erfindung Anwendung findet.The electrical circuit has, in addition to the measuring circuit, at least the parts of the control circuit and of the load circuit, which can be summarized as a structural unit, for example. On a circuit board or in a housing. It may be that the entire control circuit and / or the entire load circuit belong to the electrical circuit or just parts thereof, if other parts are expediently installed discontinued. Concerning. the definition of the relay is referred to the above statement, which is hereby expressly applied to the relay according to the invention application.

Das Messsignal üblicherweise ein Spannungssignal ist als die Funktionsfähigkeit kennzeichnend angegeben, weil die Auswertung üblicherweise außerhalb der elektrischen Schaltung vorgenommen wird, bspw. in einem Steuergerät, das auch das Relais steuert. Dieses Steuergerät erfaßt dann vorzugsweise das Messsignal und wertet es gemäß der Erfindung aus, um zu beurteilen, ob das Relais funktionsfähig ist oder nicht.The measurement signal usually a voltage signal is specified as the functionality indicative, because the evaluation is usually carried out outside the electrical circuit, for example. In a control unit that also controls the relay. This controller then preferably detects the measurement signal and evaluates it according to the invention to judge whether the relay is functional or not.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Beurteilung einer Funktionsfähigkeit eines Relais beschreibt, wie die Beurteilung bspw. aus Sicht eines außerhalb der elektrischen Schaltung befindlichen Steuergeräts abläuft. Dabei ist unter einem Steuergerät ein Gerät zu verstehen, welches Signale insbesondere Messsignale, verarbeitet und in Abhängigkeit von der Verarbeitung Steuersignale für Aktuatoren, Anzeigen oder Fehlerspeicher etc. ausgibt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch alternativ auch in der elektrischen Schaltung ablaufen, ohne auf außerhalb der elektrischen Schaltung befindliche Geräte zuzugreifen, wenn die Ansteuerung auch Teil der elektrischen Schaltung ist.The method according to the invention for evaluating a functional capability of a relay describes how the evaluation proceeds, for example, from the perspective of a control unit located outside the electrical circuit. In this case, a controller is to be understood as a device which processes signals, in particular measuring signals, and outputs control signals for actuators, displays or error memory, etc., depending on the processing. However, the method according to the invention can alternatively also run in the electrical circuit without accessing devices located outside the electrical circuit, if the drive is also part of the electrical circuit.

Das erste Steuersignal führt zum Schließen des Relais, d.h. im Laststromkreis wird der Schalter geschlossen, und es fließt ein Laststrom durch den im Laststromkreis befindlichen Verbraucher, bspw. ein Heizelement. Dieses erste Steuersignal kann beispielhaft ein konstanter Spannungspegel sein, zumindest im Vergleich zum zweiten Steuersignal, das beispielsweise viel kürzer ist als das erste Steuersignal. Das Steuersignal kann direkt ohne Zwischenschaltung von Bauelementen an der Schnittstelle der elektrischen Schaltung anliegen oder indirekt, indem bspw. in einem Steuergerät ein Transistor durch die Steuersignale an seinem Gate angesteuert wird und dann im Falle eines Feldeffekttransistors die Source-Drain-Strecke je nach Ansteuerung die Schnittstelle belastet. Das in den Ansprüchen bezeichnete Signal kann selbst das Steuersignal sein oder eben ein durch die Ansteuerung eines Transistors durch das Steuersignal erzeugtes Signal.The first control signal leads to the closing of the relay, ie in the load circuit, the switch is closed, and it flows a load current through the consumer located in the load circuit, for example. A heating element. By way of example, this first control signal can be a constant voltage level, at least in comparison to the second control signal, which is for example much shorter than the first control signal. The control signal can directly without Interposed by components at the interface of the electrical circuit or indirectly, for example, in a control device, a transistor is driven by the control signals at its gate and then loaded in the case of a field effect transistor, the source-drain path depending on the control interface. The signal referred to in the claims may itself be the control signal or just a signal generated by the driving of a transistor by the control signal.

Die Schnittstelle, über die das Relais gesteuert wird, wird auch für die Erfassung des Messsignals verwendet, so dass der erfindungsgemäße Vorteil, nur schon vorhandene Leitungen zu nutzen, ermöglicht wird, denn bspw. kann eine von einem Steuergerät zur erfindungsmäßen elektrischen Schaltung bereits existierende Steuerleitung, die in der Fahrzeugtechnik durchaus einige Meter Länge aufweisen kann, verwendet werden.The interface over which the relay is controlled, is also used for the detection of the measurement signal, so that the advantage of the invention, only existing lines to use, is possible, because, for example, one of a control unit for erfindungsmäßen electrical circuit already existing control line , which can be quite a few meters in vehicle technology, can be used.

Das zweite Steuersignal führt zum Öffnen des Relais im Laststromkreis, wenn das Relais korrekt funktioniert. Durch die Trägheit der Spule, die die elektromagnetische Betätigung des Relais ermöglicht, fließt jedoch zunächst noch ein Strom durch den Laststromkreis, aber auch in die Messschaltung. Durch die sich dadurch beispielsweise einstellende Spannung an der Schnittstelle wird das Messsignal erzeugt und dann zur Beurteilung der Funktionsfähigkeit herangezogen.The second control signal will open the relay in the load circuit if the relay is functioning properly. However, due to the inertia of the coil, which allows the electromagnetic actuation of the relay, a current still flows through the load circuit, but also into the measuring circuit. By thus adjusting voltage for example at the interface, the measurement signal is generated and then used to assess the functionality.

In einer beispielhaften Ausgestaltung ist die Messschaltung eine Kondensatorschaltung, die sich für den erfindungsgemäßen Zweck eignet. Dabei kann die Kondensatorschaltung einen Kondensator aufweisen, der auf der einen Seite zwischen zwei Widerständen, die auch zur Kondensatorschaltung gehören, und auf der anderen Seite an Masse angeschlossen ist. In den Ausführungsbeispielen wird auf die Dimensionierung eingegangen. Die so ausgestaltete elektrische Schaltung erweist sich insbesondere robust gegen Spannungsspitzen, was die Zuverlässigkeit erhöht.In an exemplary embodiment, the measuring circuit is a capacitor circuit which is suitable for the purpose according to the invention. In this case, the capacitor circuit may comprise a capacitor which is connected on one side between two resistors, which also belong to the capacitor circuit, and on the other side to ground. In the embodiments, the dimensioning is discussed. The electrical circuit designed in this way proves particularly robust against voltage peaks, which increases the reliability.

Weiterhin kann die elektrische Schaltung für einen Kraftstoffheizer konfiguriert sein, wobei im Laststromkreis ein Heizwiderstand vorgesehen ist, der seinen Widerstandswert mit zunehmender Temperatur erhöht. Man nennt diese Widerstände PTC-Widerstände, was für Positive Temperature Coefficient steht. Durch diese Eigenschaft des PTC-Widerstand liegt eine Selbstregelung vor.Furthermore, the electrical circuit may be configured for a fuel heater, wherein in the load circuit, a heating resistor is provided, which increases its resistance value with increasing temperature. These resistors are called PTC resistors, which stands for Positive Temperature Coefficient. This feature of the PTC resistor provides self-regulation.

Ein Kraftstoffheizer ist beispielsweise bei mit Diesel als Kraftstoff betriebenen Fahrzeugen von Vorteil, um den Diesel vor dem Durchfluß durch den Kraftstofffilter auf eine bestimmte Temperatur aufzuheizen, um ein Verstopfen des Filters durch ein Ausflocken des Diesels bei großer Kälte in der Umgebung des Fahrzeugs zu vermeiden. Dieser Kraftstoffheizer befindet sich in der Nähe des Kraftstofftanks und erhält Steuersignale vom Motorsteuergerät, das sich in der Nähe des Motors befindet. Dadurch kann die Steuerleitung zwischen Kraftstoffheizer und Motorsteuergerät einige Meter lang sein. Daher nutzt die vorliegende Erfindung lediglich die bereits vorhandenen Leitungen für die erfindungsgemäße elektrische Schaltung.A fuel heater is advantageous, for example, in vehicles fueled with diesel fuel to heat the diesel fuel to a certain temperature prior to passage through the fuel filter to avoid clogging of the filter by flocculation of the diesel fuel in the vicinity of the vehicle. This fuel heater is located near the fuel tank and receives control signals from the engine control unit located near the engine. This allows the control line between the fuel heater and the engine control unit to be several meters long. Therefore, the present invention uses only the already existing lines for the electrical circuit according to the invention.

Die elektrische Schaltung kann sich im Kraftstoffheizer befinden, wobei der Heizwiderstand abgesetzt in einem vom Kraftstoff durchfluteten Raum befindet, so dass der Heizwiderstand durch den Kraftstoff umspült wird. Damit wird der Kraftstoff durch den Kontakt mit dem Heizwiderstand erwärmt. Der Heizwiderstand kann beispielsweise mehrere parallel geschaltete Heizelemente in diesem durchfluteten Raum aufweisen. Die elektrische Schaltung ohne den Heizwiderstand auf einer Platine kann dann auf den durchfluteten Raum befestigt, vorzugsweise aufgeschraubt sein.The electrical circuit may be located in the fuel heater, wherein the heating resistor is deposited in a space flooded by the fuel, so that the heating resistor is surrounded by the fuel. Thus, the fuel is heated by the contact with the heating resistor. The heating resistor may for example have a plurality of parallel heating elements in this flooded room. The electrical circuit without the heating resistor on a board can then be attached to the flooded room, preferably screwed.

Der Kraftstoffheizer kann Teil einer Filtereinrichtung sein, die zur Kraftstofffilterung vorgesehen ist. Der Kraftstoffheizer weist die elektrische Schaltung auf.The fuel heater may be part of a filter device that is provided for fuel filtration. The fuel heater has the electrical circuit.

Die Beurteilung, ob das Relais erwartungsgemäß funktioniert oder nicht, kann durch einen Schwellenwertvergleich durchgeführt werden, wobei das Messsignal mit einem Schwellenwert verglichen wird, der kleiner als die an die elektrische Schaltung anliegende Versorgungsspannung ist. Als vorteilhaft hat sich dabei ein Schwellenwert von 75% von der Versorgungsspannung, beispielsweise von der Batteriespannung erwiesen.The judgment as to whether the relay works as expected or not can be made by a threshold comparison, comparing the measurement signal with a threshold that is less than the supply voltage applied to the electrical circuit. In this case, a threshold value of 75% of the supply voltage, for example of the battery voltage, has proven to be advantageous.

Wie oben bereits angedeutet, ist es vorteilhaft das zweite Steuersignal zeitlich deutlich kürzer zu bemessen als das erste Steuersignal. Beispielsweise ist das zweite Steuersignal ein Steuerimpuls mit einer Impulsbreite von einer Millisekunde. Es sind jedoch auch andere Impulsbreiten möglich. Damit wird insbesondere die Trägheit der Spule für die Messung ausgenutzt. Vor allem bei der Anwendung eines Heizwiderstands wird durch die kurze Impulsbreite ein Abfall des Relais vermieden und somit auch eine Beeinträchtigung der Heizung des Kraftstoffs.As already indicated above, it is advantageous to dimension the second control signal significantly shorter in time than the first control signal. For example, the second control signal is a control pulse having a pulse width of one millisecond. However, other pulse widths are possible. Thus, in particular the inertia of the coil is utilized for the measurement. Especially in the application of a heating resistor is avoided by the short pulse width, a drop in the relay and thus an impairment of the heating of the fuel.

Die Messung kann periodisch wiederholt werden. D.h. beispielsweise alle 25 Sekunden wird der oben beschriebene Steuerimpuls auf die Schnittstelle gegeben, um die Funktionsfähigkeit des Relais zu beurteilen. Es hat sich gezeigt, dass die Wiederholung der Messung nicht kürzer als fünf Sekunden sein sollte, weil sich dies als vorteilhaft bei der unten angegebenen Dimensionierung erwiesen hat.The measurement can be repeated periodically. That for example, every 25 seconds, the control pulse described above is applied to the interface to judge the operability of the relay. It has been found that the repetition of the measurement should not be shorter than five seconds, because this has proved to be advantageous in the dimensions given below.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Dabei zeigen, jeweils schematisch,Show, in each case schematically,

1 ein erstes Schaltbild der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung, 1 a first circuit diagram of the electrical circuit according to the invention,

2 eine Spannungszeitdiagramm zur Veranschaulichung der Steuersignale, 2 a voltage time diagram for illustrating the control signals,

3 eine zweites Schaltbild der erfindungsgemäßen Schaltung für einen Kraftstoffheizer, 3 a second circuit diagram of the circuit according to the invention for a fuel heater,

4 ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. 4 a flow chart of the method according to the invention.

1 zeigt ein erstes Schaltbild der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung. Die Versorgungsspannung Vbat ist mit einer Diode D1 in Flußrichtung und einem Lastwiderstand RL verbunden. Der Lastwiderstand RL ist auf seiner anderen Seite sowohl mit dem Schalter K1 des Relais und einem Widerstand R3 verbunden. Der Schalter K1 ist auf seiner anderen Seite mit Masse GND verbunden. 1 shows a first circuit diagram of the electrical circuit according to the invention. The supply voltage Vbat is connected to a diode D1 in the flow direction and a load resistor RL. The load resistor RL is connected on its other side to both the switch K1 of the relay and a resistor R3. The switch K1 is connected to ground GND on its other side.

Die Diode D1 ist auf ihrer anderen Seite mit einer Parallelschaltung aus einer Diode D2 und einer Spule, die vorliegend durch eine Induktivität L und einen Innenwiderstand Ri dargestellt ist, verbunden. Die Diode D2 ist entgegengesetzt zu Diode 1 verschaltet und dient als Freilaufdiode, die die Spannung über der Spule auf 0,7 V begrenzt, insbesondere im Falle von Rückschlagimpulsen der Spule.The diode D1 is connected on its other side with a parallel connection of a diode D2 and a coil, which in the present case is represented by an inductance L and an internal resistance Ri. The diode D2 is connected opposite to diode 1 and serves as a freewheeling diode, which limits the voltage across the coil to 0.7 V, in particular in the case of flyback pulses of the coil.

Die Parallelschaltung aus der Spule L, Ri und der Freilaufdiode D2 ist auf der anderen Seite mit der Schnittstelle S und dem Widerstand R2 verbunden. An der Schnittstelle S wird das Messsignal Vmess gegen Masse GND erfaßt bzw. die Steuersignale angelegt. Der Widerstand R2 ist auf seiner anderen Seite mit dem Kondensator C und dem Widerstand R3 verbunden. Der Kondensator C ist auf seiner anderen Seite mit Masse GND verbunden.The parallel circuit of the coil L, Ri and the freewheeling diode D2 is connected on the other side to the interface S and the resistor R2. At the interface S, the measuring signal V meas is detected against ground GND or the control signals applied. The resistor R2 is connected on its other side to the capacitor C and the resistor R3. The capacitor C is connected on its other side to ground GND.

Eine beispielhafte Auslegung der Bauelemente sieht für den Innenwiderstand Ri der Spule L ca. 320 Ohm, einen ähnlichen Wert für R2 sowie 33 kOhm für R3 vor. RL hat bei einer Ausgestaltung als PTC-Widerstand einen Wert von 0,5 Ohm, der sich beispielsweise aus einer Parallelschaltung von mehreren Heizelementen ergibt. Der Kondensator C1, beispielsweise ein Elektrolytkondensator, hat eine Kapazität von 10 µF.An exemplary design of the components provides for the internal resistance Ri of the coil L about 320 ohms, a similar value for R2 and 33 kOhm for R3. In one embodiment, RL has a value of 0.5 ohm as a PTC resistor, which results, for example, from a parallel connection of a plurality of heating elements. The capacitor C1, for example an electrolytic capacitor, has a capacitance of 10 μF.

Die Funktion der in 1 dargestellten elektrischen Schaltung ist die folgende: Durch ein Aktivierungssignal an der Schnittstelle S wird die Diode D1, die Spule L des Relais und der Innenwiderstand der Spule Ri mit Strom durchflossen, der nach S abfließt, beispielsweise zu einem Transistor, der das Aktivierungssignal durchgeschaltet hat und selbst an der Schnittstelle S mit durchgeschalteter Source-Drain-Strecke anliegt. Dieser Stromfluß bewirkt das Schließen des Schalters K1 durch die Induktivität L, mithin die Relaisfunktion. Dadurch fließt ebenfalls ein Strom von der Batterie, die durch Vbat symbolisiert ist, durch den Lastwiderstand RL und den Schalter K1 nach Masse. Bei dem Lastwiderstand RL handelt es sich beispielsweise im Falle eines Kraftstoffheizers um einen sogenannten PTC-Widerstand, der zum Heizen des Kraftstoffs, vor allem Diesel, dient. Durch die Zunahme des Widerstands des PTC-Widerstands mit zunehmender Temperatur regelt sich diese Kraftstoffheizung selbst.The function of in 1 By means of an activation signal at the interface S, current flows through the diode D1, the coil L of the relay and the internal resistance of the coil Ri, which flows off to S, for example to a transistor which has turned on the activation signal and itself at the interface S with through-connected source-drain path is applied. This current flow causes the closing of the switch K1 by the inductance L, thus the relay function. As a result, a current also flows from the battery, which is symbolized by Vbat, through the load resistor RL and the switch K1 to ground. In the case of a fuel heater, for example, the load resistor RL is a so-called PTC resistor, which is used to heat the fuel, especially diesel. The increase in the resistance of the PTC resistor with increasing temperature regulates this fuel heater itself.

Für die erfindungsgemäße Messung wird das Aktivierungssignal von der Schnittstelle S genommen, d.h. die Source-Drain-Strecke des Transistors ist nun offen, so dass keine Stromaufnahme durch diesen Transistor mehr möglich ist. Durch die Trägheit der Spule L bleibt der Schalter K1 jedoch zunächst auf Stromfluß. Das bedeutet, dass ein Strom weiterhin von der Batterie durch den Lastwiderstand RL über den Schalter K1 nach Masse GND fließt. Darüber hinaus fließt ein weiterer Strom von der Batterie über die Diode D1, die Spule L, den Innenwiderstand Ri, den Widerstand R2, die Diode D3 zum Kondensator C und lädt diesen auf.For the measurement according to the invention, the activation signal is taken from the interface S, i. the source-drain path of the transistor is now open, so that no current consumption through this transistor is possible. Due to the inertia of the coil L, however, the switch K1 initially remains on current flow. This means that a current continues to flow from the battery through the load resistor RL via the switch K1 to ground GND. In addition, another current flows from the battery via the diode D1, the coil L, the internal resistance Ri, the resistor R2, the diode D3 to the capacitor C and charges it.

An der Schnittstelle S liegt ein Spannungsteiler aus dem Innenwiderstand Ri der Spule L und dem Widerstand R2 vor. Bei einer Batteriespannung von 14 V wird bei funktionierendem Relais eine Messspannung von ca. 8 V für 0,–0,5 ms erwartet.At the interface S, a voltage divider from the internal resistance Ri of the coil L and the resistor R2 is present. With a battery voltage of 14 V, a measuring voltage of approx. 8 V for 0, -0.5 ms is expected when the relay is functioning.

Im Fehlerfall, das heißt der Schalter K1 des Relais wird nicht geschlossen, dann lädt sich der Kondensator C langsam über den Widerstand R3 auf. Bei der Messung kommt es daher zu keinem Stromfluss über die Spule L zum Kondensator C. So kommt es zu keinem Spannungsteiler aus Ri und R2, sondern am Messpunkt liegt die Batteriespannung an, vermindert um die Diodenspannung von ca. 0,5 V.In the event of a fault, that is, the switch K1 of the relay is not closed, then the capacitor C charges slowly via the resistor R3. During the measurement, therefore, there is no current flow through the coil L to the capacitor C. Thus, there is no voltage divider from Ri and R2, but at the measuring point is the battery voltage, reduced by the diode voltage of about 0.5 V.

Das zeigt, dass durch eine Spannungsmessung und anschießendem Schwellwertvergleich darauf geschlossen werden kann, ob das Relais gemäß den Vorgaben funktioniert oder nicht. Ist der gemessene Spannungswert unter 75% der Batteriespannung wird auf ein funktionierendes Relais geschlossen.This shows that it can be concluded by a voltage measurement and anschießendem threshold comparison on whether the relay works according to the specifications or not. If the measured voltage value is below 75% of the battery voltage, a functioning relay is closed.

Als vorteilhaft hat sich ein Zyklus für die Messung von kleiner 25 Sekunden erwiesen, als untere Grenze 5 Sekunden bei den oben genannten Werten für die Bauelemente. Die Ansteuerung des Relais über die Schnittstelle S sollte bei ca. 1 ms liegen, damit keine Beeinträchtigung der Kraftstoffheizung auftritt.A cycle for the measurement of less than 25 seconds proved to be advantageous, as the lower limit for 5 seconds at the above values for the components. The control of the relay via the interface S should be approx. 1 ms, so that no impairment of the fuel heating occurs.

In 2 ist ein Spannungszeitdiagramm zur Veranschaulichung der Steuersignale an der Schnittstelle S dargestellt. Auf der Ordinate ist die Spannung V angegeben, die zwischen den Werten VH und VL springen kann. Vorliegend sind die Sprünge idealisierend angegeben, d.h. je nach Auflösung und Auslegung der Bauteile zeigen die Flanken des Spannungssignals eine Schräge. Bei VL liegt das Aktivierungssignal vor, bei VH liegt es nicht vor. Δt1 ist wesentlich kleiner als Δt2, im Beispiel 1 ms gegen 25 Sekunden. Diese Steuersignale können insbesondere auch am Gate des Transistors im Steuergerät anliegen, so dass sie damit indirekt an der Schnittstelle S über die so angesteuerte Source-Drain-Strecke anliegen. Die Polarität und Amplitude der Steuersignale hängt von den verwendeten Bauelementen ab.In 2 a voltage time diagram is shown for illustrating the control signals at the interface S. The ordinate indicates the voltage V which can jump between the values VH and VL. In the present case, the jumps are given in an idealizing manner, ie depending on the resolution and design of the components, the edges of the voltage signal show a slope. At VL the activation signal is present, at VH it is not available. Δt1 is much smaller than Δt2, in the example 1 ms against 25 seconds. These control signals can in particular also be present at the gate of the transistor in the control unit, so that they are thus applied indirectly to the interface S via the thus-controlled source-drain path. The polarity and amplitude of the control signals depends on the components used.

3 zeigt die elektrische Schaltung gemäß 1 in Verbindung mit einem Steuergerät MCU, das als sogenanntes Motorsteuergerät dient. Dabei bezeichnen die gleichen Bezugszeichen aus 1 auch die gleichen Bauelemente wie in 1. Das Motorsteuergerät weist einen Feldeffekttransistor FET auf, der über seine Source SO-Drain D-Strecke an die Schnittstelle S der elektrischen Schaltung angeschlossen ist. Über den Feldeffekttransistor FET ist das Aktivierungssignal an die elektrische Schaltung gemäß 1 anlegbar, wie oben dargestellt kann dies über die Ansteuerung des Gates G auch indirekt erfolgen. Anstatt des gezeigten Feldeffekttransistors sind auch andere schaltende elektrische oder elektronische Bauelemente für diese Aufgabe, das Aktivierungssignal an die Schnittstelle S anzulegen oder nicht einsetzbar. 3 shows the electrical circuit according to 1 in conjunction with a control unit MCU, which serves as a so-called engine control unit. In this case, the same reference numerals designate 1 also the same components as in 1 , The engine control unit has a field-effect transistor FET, which is connected via its source SO-drain D path to the interface S of the electrical circuit. About the field effect transistor FET is the activation signal to the electrical circuit according to 1 can be applied, as shown above, this can also be done indirectly via the control of the gate G. Instead of the field effect transistor shown, other switching electrical or electronic components for this task, the activation signal to be applied to the interface S or not used.

4 veranschaulicht in einem Flußdiagramm den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens. In Verfahrensschritt 400 wird ein erstes Steuersignal zum Schließen des Relais an die Schnittstelle S angelegt. Dies führt zum oben genannten Stromfluß, wenn der Schalter K1 und die Spule L jeweils vom Strom durchflossen werden. In Verfahrensschritt 401 wird ein zweites Steuersignal an die Schnittstelle S angelegt, um den Schalter K1 zu öffnen. Dann wird der oben beschriebene Stromfluß zum Kondensator C und zum durch Trägheit noch geschlossenen Schalter K1 beobachtet. Dieses zweite Steuersignal ist sehr viel kürzer als das erste Steuersignal, was eine Messung bewirkt, die die Funktion, beispielsweise die eines Kraftstoffheizers nicht beeinträchtigt. 4 Illustrates in a flow chart the sequence of the method according to the invention. In process step 400 a first control signal for closing the relay is applied to the interface S. This leads to the above-mentioned current flow, when the switch K1 and the coil L are each traversed by the current. In process step 401 a second control signal is applied to the interface S to open the switch K1. Then, the above-described current flow to the capacitor C and to the still closed by inertia switch K1 is observed. This second control signal is much shorter than the first control signal, which causes a measurement that does not affect the function, such as a fuel heater.

In Verfahrensschritt 402 wird das Messsignal an der Schnittstelle S gemessen und zwar parallel zu den beiden Steuersignalen. Ist das Relais in Ordnung, so ergibt sich beim zweiten Steuersignal eine Messspannung, die unter 75% der Batteriespannung Vbat liegt, was in Verfahrensschritt 403 im Steuergerät MCU durchgeführt wird. In process step 402 the measuring signal is measured at the interface S parallel to the two control signals. If the relay is in order, the result for the second control signal is a measurement voltage which is less than 75% of the battery voltage Vbat, which is in process step 403 is performed in the control unit MCU.

Das gesamte Verfahren gemäß 4 wird im Steuergerät MCU oder über seine Schnittstellen zur Schaltung gemäß 1 ausgeführt. Anstatt eines Steuergeräts MCU ist jede andere Steuereinheit, die das erfindungsgemäße Verfahren ausführen kann, einsetzbar.The entire procedure according to 4 is in the control unit MCU or via its interfaces to the circuit according to 1 executed. Instead of a control unit MCU, any other control unit that can carry out the method according to the invention can be used.

Claims (11)

Elektrische Schaltung mit einem Relais (Ri, L, K1), wobei die elektrische Schaltung durch zumindest einen Teil eines Steuerstromkreises und zumindest einen Teil eines Laststromkreises gebildet ist und wobei das Relais (Ri, L, K1) im Steuerstromkreis und dem Laststromkreis angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Funktionsfähigkeit des Relais (Ri, L, K1) in Abhängigkeit von wenigstens einer Messung im Steuerstromkreis durch ein Messsignal (Vmess), das im Steuerstromkreis erfaßbar ist, gekennzeichnet ist, wobei zwischen dem Steuerstromkreis und dem Laststromkreis eine Messschaltung (R2, C, R3) für die wenigstens eine Messung vorgesehen ist. Electrical circuit comprising a relay (Ri, L, K1), wherein the electrical circuit is formed by at least part of a control circuit and at least part of a load circuit and wherein the relay (Ri, L, K1) is arranged in the control circuit and the load circuit, characterized in that a functionality of the relay (Ri, L, K1) in response to at least one measurement in the control circuit by a measurement signal (Vmeas), which is detectable in the control circuit is characterized, wherein between the control circuit and the load circuit, a measuring circuit (R2 , C, R3) is provided for the at least one measurement. Elektrische Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messschaltung (R2, C, R3) eine Kondensatorschaltung ist. Electrical circuit according to claim 1, characterized in that the measuring circuit (R2, C, R3) is a capacitor circuit. Elektrische Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal über eine Schnittstelle (S) zwischen einer Spule (Ri, L) des Relais und der Kondensatorschaltung (R2, C, R3) erfaßbar ist, wobei die Schnittstelle (S) für einen Anschluß einer Ansteuerung für das Relais vorgesehen ist. Electrical circuit according to claim 2, characterized in that the measuring signal is detectable via an interface (S) between a coil (Ri, L) of the relay and the capacitor circuit (R2, C, R3), wherein the interface (S) for a connection a control for the relay is provided. Elektrische Schaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatorschaltung aus zwei Widerständen (R2, R3) und einem Kondensator (C) besteht, wobei der Kondensator (C) auf der einen Seite zwischen den Widerständen(R2, R3) angeschlossen ist und auf der anderen Seite gegen Masse (GND). Electrical circuit according to claim 2 or 3, characterized in that the capacitor circuit consists of two resistors (R2, R3) and a capacitor (C), wherein the capacitor (C) is connected on one side between the resistors (R2, R3) and on the other side against ground (GND). Elektrische Schaltung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein in Abhängigkeit von einem Steuersignal (VH, VL) erzeugtes Signal für die Durchführung der Messung an der Schnittstelle vorliegt. Electrical circuit according to claim 3 or 4, characterized in that there is a signal generated in response to a control signal (VH, VL) for carrying out the measurement at the interface. Elektrische Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Schaltung für einen Kraftstoffheizer konfiguriert ist und im Laststromkreis ein Heizwiderstand (PTC) vorgesehen ist, der seinen Widerstandswert mit zunehmender Temperatur erhöht. Electrical circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical circuit is configured for a fuel heater and in the load circuit, a heating resistor (PTC) is provided which increases its resistance value with increasing temperature. Filtereinrichtung aufweisend einen Kraftstoffheizer, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffheizer eine elektrische Schaltung nach einem der Ansprüche 1–6 aufweist.Filter device comprising a fuel heater, characterized in that the fuel heater comprises an electrical circuit according to one of claims 1-6. Verfahren zur Beurteilung einer Funktionsfähigkeit eines Relais (Ri, L, K1), das in einer elektrischen Schaltung nach einem der Ansprüche 1–6 angeordnet ist, mit folgenden Verfahrensschritten: – Erzeugen eines ersten Steuersignals (VL) zum Schließen des Relais (Ri, L, K1) über eine Schnittstelle (S) der elektrischen Schaltung, wobei sich die Schnittstelle (S) im Steuerstromkreis befindet, – Erzeugen eines zweiten Steuersignals (VH) zum Öffnen des Relais (Ri, L, K1) über die Schnittstelle (S), – Erfassen eines Messsignals (Vmess) an der Schnittstelle (S), – Beurteilen der Funktionsfähigkeit in Abhängigkeit von dem Messsignal (Vmess).Method for evaluating a functional capability of a relay (Ri, L, K1) arranged in an electrical circuit according to one of Claims 1-6, with the following process steps: - Generating a first control signal (VL) for closing the relay (Ri, L, K1) via an interface (S) of the electrical circuit, wherein the interface (S) is in the control circuit, Generating a second control signal (VH) for opening the relay (Ri, L, K1) via the interface (S), Detecting a measuring signal (Vmess) at the interface (S), - Assess the functionality as a function of the measuring signal (Vmess). Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beurteilung durch einen Schwellwertvergleich des Messsignals (Vmess) mit einer Schwelle durchgeführt wird, wobei die Schwelle kleiner als eine an die elektrische Schaltung anliegende Versorgungsspannung (Vbat) ist. A method according to claim 8, characterized in that the assessment is carried out by a threshold value comparison of the measuring signal (Vmess) with a threshold, wherein the threshold is smaller than a voltage applied to the electrical circuit supply voltage (Vbat). Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Steuersignal (VH) kürzer als das erste Steuersignal (VL) ist, wobei das zweite Steuersignal so bemessen wird, dass eine Trägheit einer Spule im Steuerstromkreis ausgenutzt wird.A method according to claim 8 or 9, characterized in that the second control signal (VH) is shorter than the first control signal (VL), wherein the second control signal is so dimensioned that an inertia of a coil is utilized in the control circuit. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren periodisch durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims 8 to 10, characterized in that the method is carried out periodically.
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