-
Die Erfindung betrifft eine Übertemperatur-Abschaltvorrichtung, ein Übertemperatur-Abschaltverfahren sowie ein Steuergerät.
-
Aus dem Stand der Technik sind Übertemperatur-Abschaltvorrichtungen prinzipiell bekannt. Dabei wird üblicherweise ein Übertemperatursignal von einer Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung ausgegeben, womit ein Selbsthalteglied gesetzt wird. Das Selbsthalteglied hält das Übertemperatursignal und wirkt auf eine Steuervorrichtung ein, die das Steuergerät abschaltet.
-
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Übertemperatur-Abschaltvorrichtungen, ein verbessertes Übertemperatur-Abschaltverfahren sowie ein verbessertes Steuergerät mit Übertemperatur-Abschaltfunktion anzugeben.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Übertemperatur-Abschaltvorrichtung, die eine Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung und eine Schaltvorrichtung umfasst. Die Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung ist dabei ausgebildet, in Reaktion auf ein Erfassen einer Übertemperatur ein Übertemperatursignal auszugeben. Die Schaltvorrichtung ist dabei ausgebildet, in Reaktion auf ein Empfangen des Übertemperatursignals ein Abschaltsignal an eine Steuervorrichtung zu senden und eine Permanentspannungsquelle mit der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung elektrisch zu verbinden.
-
Die Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung ist ausgebildet, ein Übertemperatursignal in Reaktion auf das Erfassen einer Übertemperatur auszugeben, das heißt, wenn erfasst wird, dass eine Temperatur eine vorbestimmte Temperaturgrenze bzw. -schwellenwert überschreitet. Beispielsweise kann mithilfe eines Thermometers, etwa eines elektronischen Thermometers, eines Bimetall-Thermometers, oder eines anderen geeigneten Thermometers eine Temperatur erfasst und mit der vorbestimmten Temperaturgrenze verglichen werden. Beispielsweise kann eine Übertemperatur mithilfe eines Temperaturschalters, etwa eines Bimetall-Schalters, eines PTC-Thermistors, eines Flüssigkeits-Thermostatschalters, eines Kontaktthermometers oder eines anderen geeigneten Temperaturschalters erfasst werden. Die Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung kann auch als Temperaturbaustein oder Temperaturschalter bezeichnet werden.
-
Das Übertemperatursignal ist dabei typischerweise ein elektrisches Signal, beispielsweise ein digitales elektrisches Signal. Das Übertemperatursignal kann alternativ oder zusätzlich ein drahtloses Signal sein, beispielsweise ein optisches oder ein elektromagnetisches Signal.
-
Die Schaltvorrichtung ist ausgebildet, ein Abschaltsignal in Reaktion auf ein Empfangen des Übertemperatursignals zu senden, das heißt wenn die Schaltvorrichtung das Übertemperatursignal von der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung empfängt, typischerweise unverzüglich, unmittelbar oder sehr kurz nachdem die Schaltvorrichtung das Übertemperatursignal der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung empfängt. Wenn das Übertemperatursignal ein elektrisches Signal ist, kann die Schaltvorrichtung das Übertemperatursignal über eine elektrische Verbindung, beispielsweise ein Kabel oder eine Leitung, von der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung empfangen. Wenn das Übertemperatursignal ein drahtloses Signal ist, kann die Schaltvorrichtung das Übertemperatursignal mittels eines Signalempfängers, beispielsweise einer Photodiode oder einer Antenne, empfangen. Die Schaltvorrichtung kann auch als Selbsthalteglied, Latch oder Latchschaltung bezeichnet werden.
-
Das Abschaltsignal wird dabei von der Schaltvorrichtung an eine Steuervorrichtung gesendet. Die Steuervorrichtung kann beispielsweise ausgebildet sein, ein Steuergerät abzuschalten, das Steuergerät in einen sicheren Betriebsmodus zu überführen, oder ein Aufstarten des Steuergeräts zu verhindern. Die Steuervorrichtung kann auch als Spannungsregler oder Hauptspannungsregler bezeichnet werden.
-
Die Schaltvorrichtung ist weiter ausgebildet, eine Permanentspannungsquelle mit der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung elektrisch zu verbinden. Eine Permanentspannungsquelle erlaubt eine andauernde Spannungsversorgung unabhängig von einer Nutzerinteraktion. Ein Beispiel für eine elektrische Verbindung mit einer Permanentspannungsquelle ist ein Anschluss an die Klemme 30 in vielen Kraftfahrzeugen, die dauerhaft mit einer Batterie verbunden ist und nicht durch einen Zündschalter geschaltet wird bzw. werden kann. Ein weiteres Beispiel für eine Permanentspannungsquelle ist eine gesonderte Batterie, die für die Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung vorgehalten wird. Jede andere geeignete Spannungsquelle, die eine Spannungsversorgung unabhängig von einer Nutzerinteraktion sicherstellt, kann eingesetzt werden. Beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug erlaubt eine Permanentspannungsquelle eine Spannungsversorgung auch während eines Klemmenwechsels. Ein Klemmenwechsel bezeichnet dabei ein Umschalten einer Spannungsversorgung eines Kraftfahrzeugs und tritt beispielsweise auf, wenn ein Zündschalter von einer ersten Position in eine zweite Position betätigt wird, oder wenn ein Startknopf eines Kraftfahrzeugs betätigt wird. Dabei wird eine schaltbare Spannungsversorgung ausgeschaltet oder eingeschaltet.
-
Elektrisch Verbinden bedeutet dabei, dass eine Spannungsversorgung ermöglicht wird. Beispielsweise kann die Permanentspannungsquelle mit der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung durch ein zweiadriges Stromkabel verbunden werden. Wenn die Permanentspannungsquelle und die Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung jeweils elektrisch mit einer gemeinsamen Masse verbunden sind, kann das Elektrische Verbinden bedeuten, die Permanentspannungsquelle mit der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung durch einen einzelnen Leiter elektrisch zu verbinden. Wenn die Permanentspannungsquelle und die Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung durch einen Leiter miteinander verbunden sind, kann das Elektrische Verbinden bedeuten, den Leiter zu schalten, beispielsweise indem ein Relais, ein Schütz, ein Bipolartransistor, ein Feldeffekttransistor oder eine Kombination daraus eingeschaltet werden.
-
Die gemeinsame Masse ist dabei ein leitender Körper, dem das elektrische Potential null zugeordnet wird, das das Bezugspotential für alle Signal- und Betriebsspannungen darstellt. In einem Fahrzeug, beispielsweise bei einem Automobil, einem Lastkraftwagen, einem Kraftrad oder einem Fahrrad, ist die gemeinsame Masse typischerweise die Fahrzeugkarosserie bzw. der Fahrzeugrahmen. In anderen Fällen kann die gemeinsame Masse auch geerdet sein.
-
Dadurch, dass die Übertemperatur-Abschaltvorrichtung eine Schaltvorrichtung umfasst, die ausgebildet ist, eine Permanentspannungsquelle mit der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung elektrisch zu verbinden, kann eine fortwährende Spannungsversorgung der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung sichergestellt werden, sodass bei einem Klemmenwechsel ein erneutes Aufstarten eines Steuergeräts verhindert wird.
-
Da die Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung in Reaktion auf ein Erfassen einer Übertemperatur durch eine Permanentspannungsquelle mit Spannung versorgt wird, muss die Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung außerdem nicht jederzeit bzw. dauerhaft durch eine Permanentspannungsquelle mit Spannung versorgt werden.
-
Da die Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung in Reaktion auf ein Erfassen einer Übertemperatur durch eine Permanentspannungsquelle mit Spannung versorgt wird, muss die Schaltvorrichtung nicht so ausgelegt sein, dass sie das Übertemperatursignal hält. Dadurch hat die Übertemperatur-Abschaltvorrichtung den Vorteil, dass nach einem fehlerhaft oder testweise ausgegebenen Übertemperatursignal ein Abschaltsignal nicht dauerhaft gesendet werden würde, sondern nur solange, wie die Schaltvorrichtung das Übertemperatursignal empfängt.
-
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Schaltvorrichtung ein erstes Schaltelement, das ausgebildet ist eine Permanentspannungsquelle mit der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung elektrisch zu verbinden, und ein zweites Schaltelement, das ausgebildet ist in Reaktion auf ein Empfangen des Übertemperatursignals das erste Schaltelement zu schalten.
-
Dabei ist das zweite Schaltelement ausgebildet, das Übertemperatursignal zu empfangen. Wenn beispielsweise das Übertemperatursignal ein elektrisches Signal ist, kann das zweite Schaltelement das Übertemperatursignal über eine elektrische Verbindung, beispielsweise ein Kabel oder eine Leitung, von der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung empfangen. Wenn das Übertemperatursignal ein drahtloses Signal ist, kann das zweite Schaltelement das Übertemperatursignal mittels eines Signalempfängers, beispielsweise einer Photodiode oder einer Antenne, empfangen.
-
Das zweite Schaltelement ist weiter ausgebildet, in Reaktion auf ein Empfangen des Übertemperatursignals das erste Schaltelement zu schalten. Beispielsweise kann das zweite Schaltelement ein Signal an das erste Schaltelement senden, wodurch das erste Schaltelement geschaltet wird. Typischerweise kann das zweite Schaltelement das erste Schaltelement elektromechanisch oder elektrisch schalten. Das zweite Schaltelement ist dabei typischerweise nicht direkt bzw. nur mittelbar mit einer Permanentspannungsquelle elektrisch verbunden.
-
Das zweite Schaltelement kann weiter ausgebildet sein, ein Abschaltsignal an eine Steuervorrichtung zu senden. Das zweite Schaltelement kann weiter ausgebildet sein, weitere Diagnose- oder Steuersignale auszugeben.
-
Das erste Schaltelement ist typischerweise elektrisch mit der Permanentspannungsquelle verbunden und gleichzeitig elektrisch mit der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung verbunden. Wenn das erste Schaltelement geschaltet wird, wird dabei eine elektrische Verbindung zwischen der Permanentspannungsquelle und der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung geschaffen.
-
Die Permanentspannungsquelle ist dabei mit der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung typischerweise in einem Übertemperaturmodus elektrisch verbunden, das heißt, wenn eine Übertemperatur erfasst wird. In einem Normaltemperaturmodus, das heißt, wenn keine Übertemperatur erfasst wird, ist die Permanentspannungsquelle typischerweise nicht mit der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung verbunden.
-
Das erste Schaltelement kann dabei einen Transistor, einen ein Relais, ein Schütz, ein Bipolartransistor, ein Feldeffekttransistor oder eine Kombination daraus umfassen. Das zweite Schaltelement kann ebenfalls ein Relais, ein Schütz, ein Bipolartransistor, ein Feldeffekttransistor oder eine Kombination daraus umfassen.
-
Dadurch, dass die Schaltvorrichtung ein erstes Schaltelement umfasst, das ausgebildet ist eine Permanentspannungsquelle mit der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung elektrisch zu verbinden, kann die Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung auch infolge eines Klemmenwechsels nicht abgeschaltet werden, solange ein Übertemperatursignal ausgegeben wird.
-
Dadurch, dass die Schaltvorrichtung ein zweites Schaltelement umfasst, das ausgebildet ist in Reaktion auf ein Empfangen des Übertemperatursignals das erste Schaltelement zu schalten, kann eine besonders energiesparende Schaltvorrichtung bereitgestellt werden. Somit kann in dem Normaltemperaturmodus ein geringer Energiebedarf der Schaltvorrichtung ermöglicht werden, ohne die Spannungsversorgung der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung in einem Übertemperaturmodus zu beeinträchtigen.
-
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das erste Schaltelement einen pnp-Transistor und das zweite Schaltelement einen npn-Transistor. Dabei ist der pnp-Transistor ein Bipolartransistor, der einen p-dotierten Kollektor, einen p-dotierten Emitter und eine n-dotierte Basis aufweist. Entsprechend ist der npn-Transistor ein Bipolartransistor, der einen n-dotierten Kollektor, einen n-dotierten Emitter und eine p-dotierte Basis aufweist.
-
Das erste Schaltelement ist dabei ausgebildet, ein Übertemperatursignal von der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung zu empfangen. Typischerweise ist dazu das der pnp-Transistor des ersten Schaltelements mit einem Ausgang der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung elektrisch verbunden. Das zweite Schaltelement ist dabei ausgebildet, das erste Schaltelement zu schalten. Typischerweise ist dazu der npn-Transistor des zweiten Schaltelements mit der Basis des pnp-Transistors des ersten Schaltelements elektrisch verbunden.
-
Dadurch, dass das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement je einen Bipolar-Transistor enthalten, kann die Schaltvorrichtung sehr kompakt und günstig realisiert werden. Außerdem kann dadurch ein geringer Energiebedarf der Schaltvorrichtung realisiert werden.
-
Dadurch, dass das zweite Schaltelement einen npn-Transistor umfasst, kann das zweite Schaltelement einfach durch ein Übertemperatursignal geschaltet werden.
-
Dadurch, dass das erste Schaltelement einen pnp-Transistor umfasst, kann eine Permanentspannungsquelle einfach von dem zweiten Schaltelement in Reaktion auf ein Übertemperatursignal mit der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung verbunden werden.
-
Gemäß einer Ausführungsform kann, insbesondere wenn das erste Schaltelement einen pnp-Transistor umfasst und das zweite Schaltelement einen npn-Transistor umfasst, die Basis des npn-Transistors mit einem Ausgang der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung elektrisch verbunden sein, der Emitter des npn-Transistors mit einer Masse elektrisch verbunden sein, der Kollektor des npn-Transistors mit der Basis des pnp-Transistors elektrisch verbunden sein, der Emitter des pnp-Transistors mit der Permanentspannungsquelle elektrisch verbunden sein, und der Kollektor des pnp-Transistors mit einem Eingang der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung elektrisch verbunden sein. Dabei stellt die Permanentspannungsquelle einen Pluspol gegenüber der Masse dar. Wenn die Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung das Übertemperatursignal ausgibt, wird das Übertemperatursignal an der Basis des npn-Transistors empfangen und schaltet diesen durch, das heißt der npn-Transistor wird geöffnet. Somit fließt ein Strom zwischen dem Kollektor des npn-Transistors und dem Emitter des npn-Transistors, und somit von der Basis des pnp-Transistors zu der Masse. So wird der pnp-Transistor durchgeschaltet, das heißt der pnp-Transistor wird geöffnet. Somit fließt ein Strom zwischen dem Emitter des pnp-Transistors und dem Kollektor des pnp-Transistors, und somit zwischen der Permanentspannungsquelle und der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung.
-
Dabei kann der Kollektor des npn-Transistor weitere elektrische Verbindungen aufweisen, beispielsweise zum Senden eines Abschaltsignals an eine Steuervorrichtung. In einem Beispiel kann dazu der Kollektor des npn-Transistors weiter mit einer Basis eines weiteren Transistors elektrisch verbunden sein.
-
Dabei umfasst gemäß einer Ausführungsform die elektrische Verbindung der Permanentspannungsquelle mit der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung eine Spannungsstabilisierung. Beispielsweise kann die Spannungsstabilisierung eine Z-Diode in der Leitung zwischen Permanentspannungsquelle und Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung umfassen. Beispielsweise kann die Spannungsstabilisierung einen Spannungsregler aufweisen. Beispielsweise kann die Spannungsstabilisierung ein Spannungsniveau der Permanentspannungsquelle auf ein Spannungsniveau, welches die Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung erfordert.
-
Dadurch, dass die elektrische Verbindung der Permanentspannungsquelle mit der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung eine Spannungsstabilisierung umfasst, kann eine Permanentspannungsquelle, die in einem System bereits zur Verfügung steht, die Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung auch dann zuverlässig mit Spannung versorgen, wenn die Permanentspannungsquelle nicht alle Anforderungen der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung an eine Spannungsquelle erfüllt.
-
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Übertemperatur-Abschaltvorrichtung weiter eine Zündschalterspannungsquelle, die ausgebildet ist, die Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung mit Spannung zu versorgen. Die Zündschalterspannungsquelle stellt eine Spannungsversorgung in Abhängigkeit von einer Nutzerinteraktion bereit.
-
In einem Fahrzeug stellt die Zündschalterspannungsquelle typischerweise eine Spannungsversorgung in Abhängigkeit von einem Zustand eines Zündschalters bereit. Der Zündschalter kann eingeschaltet werden, indem ein Fahrzeugschlüssel in dem Zündschalter eingesteckt und gedreht wird, oder indem ein Startknopf betätigt wird. Der Zündschalter wird beispielsweise ausgeschaltet, indem der Fahrzeugschlüssel erneut gedreht wird, oder indem der Startknopf erneut betätigt wird. Wenn das Fahrzeug nicht benutzt wird, kann der Zündschalter ausgeschaltet und das Fahrzeug somit in einen Ruhezustand versetzt werden. Wenn der Zündschalter eingeschaltet ist, stellt die Zündschalterspannungsquelle typischerweise eine Spannungsversorgung an eine Vielzahl von Steuergeräten innerhalb des Fahrzeugs bereit, die in dem Ruhezustand nicht mit Spannung versorgt werden. Die Zündschalterspannungsquelle kann somit als eine schaltbare Spannungsquelle bezeichnet werden.
-
Beispielsweise stellt die Zündschalterspannungsquelle, wenn ein Zündschalter eingeschaltet ist, eine Spannungsversorgung an ein Steuergerät bereit, das hohen Temperaturen ausgesetzt sein könnte.
-
Die Zündschalterspannungsquelle kann zusätzlich durch eine Steuervorrichtung beeinflusst werden. Beispielsweise kann eine Steuervorrichtung in Reaktion auf ein Abschaltsignal die Zündschalterspannungsquelle abschalten, oder ein Einschalten der Zündschalterspannungsquelle verhindern.
-
Dadurch, dass die Übertemperatur-Abschaltvorrichtung eine Zündschalterspannungsquelle aufweist, die ausgebildet ist die Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung mit Spannung zu versorgen, kann die Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung genau dann mit Spannung versorgt werden, wenn ein Steuergerät, das vor zu hohen Temperaturen geschützt werden muss, mit Spannung versorgt wird. Beispielsweise wenn die Übertemperatur-Abschaltvorrichtung in einem Fahrzeug eingesetzt wird, kann somit der Energieverbrauch in dem Ruhezustand minimiert werden.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Übertemperatur-Abschaltverfahren. Das Übertemperatur-Abschaltverfahren umfasst einen Schritt eines Erfassens einer Übertemperatur. Das Verfahren umfasst weiter einen Schritt eines Ausgebens eines Übertemperatursignals in Reaktion auf das Erfassen einer Übertemperatur. Das Erfassen einer Übertemperatur und das Ausgeben eines Übertemperatursignals erfolgt dabei typischerweise durch eine Übertemperaturerfassungsvorrichtung. Das Verfahren umfasst weiter einen Schritt eines Sendens eines Abschaltsignals an eine Steuervorrichtung und elektrischen Verbindens einer Permanentspannungsquelle mit einer Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung. Das Senden eines Abschaltsignals und elektrische Verbinden einer Permanentspannungsquelle erfolgt dabei typischerweise durch eine Schaltvorrichtung.
-
Dadurch, dass das Übertemperatur-Abschaltverfahren ein Senden eines Abschaltsignals an eine Steuervorrichtung und elektrisches Verbinden einer Permanentspannungsquelle mit einer Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung aufweist, ist sichergestellt, dass in dem Übertemperaturfall ein Abschaltsignal zuverlässig gesendet werden kann und zugleich der Energiebedarf in dem Normaltemperaturfall gering ist.
-
Gemäß einer Ausführungsform umfasst dabei der Schritt des Sendens und elektrischen Verbindens einen Schritt eines Schaltens eines ersten Schaltelements durch ein zweites Schaltelement in Reaktion auf ein Empfangen des Übertemperatursignals, und einen Schritt eines elektrischen Verbindens der Permanentspannungsquelle mit der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung durch das erste Schaltelement.
-
Dadurch, dass der Schritt des Sendens und elektrischen Verbindens ein Schalten eines ersten Schaltelements durch ein zweites Schaltelement und ein elektrisches Verbinden der Permanentspannungsquelle durch das erste Schaltelement umfasst, kann das Verfahren besonders energieeffizient betrieben werden.
-
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Übertemperatur-Abschaltverfahren weiter den Schritt eines Stabilisierens der Permanentspannungsquelle. Das Stabilisieren erfolgt dabei typischerweise durch eine Spannungsstabilisierung.
-
Dadurch, dass das Übertemperatur-Abschaltverfahren weiter den Schritt des Stabilisierens der Permanentspannungsquelle umfasst, kann eine verfügbare Permanentspannungsquelle genutzt werden, selbst wenn diese nicht alle Anforderungen an eine Spannungsversorgung der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung erfüllt.
-
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Übertemperatur-Abschaltverfahren weiter den Schritt eines Bereitstellens einer Spannungsversorgung an die Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung durch eine Zündschalterspannungsquelle.
-
Dabei erfolgt das Bereitstellen einer Spannungsversorgung an die Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung durch eine Zündschalterspannungsquelle typischerweise in einem Normaltemperaturmodus, in dem ein Energiebedarf priorisiert wird. In einem Übertemperaturmodus, in dem ein stabiler durchgängiger Betrieb der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung priorisiert wird, stellt die Verbindung mit der Permanentspannungsquelle die Spannungsversorgung der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung sicher.
-
Dadurch, dass das Übertemperatur-Abschaltverfahren weiter den Schritt des Bereitstellens einer Spannungsversorgung an die Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung durch eine Zündschalterspannungsquelle umfasst, kann eine Spannungsversorgung in dem Normaltemperaturfall genau dann bereitgestellt werden, wenn ein Steuergerät, das vor zu hohen Temperaturen geschützt werden muss, mit Spannung versorgt wird. Beispielsweise wenn das Übertemperatur-Abschaltverfahren in einem Fahrzeug eingesetzt wird kann somit der Energieverbrauch in dem Ruhezustand minimiert werden.
-
Für die Vorteile wird zusätzlich auf die oben ausgeführten Vorteile der Übertemperatur-Abschaltvorrichtung verwiesen.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Steuergerät, umfassend eine Übertemperatur-Abschaltvorrichtung nach einem der zuvor beschrieben Ausführungsformen. Das Steuergerät weist zusätzlich eine Steuervorrichtung aus, die ausgebildet ist das Steuergerät abzuschalten.
-
Dabei ist die Übertemperatur-Abschaltvorrichtung, wie oben beschrieben, ausgebildet, ein Abschaltsignal an die Steuervorrichtung zu senden. Die Steuervorrichtung kann in Reaktion auf ein Empfangen des Abschaltsignals das Steuergerät beispielsweise abschalten, in einen sicheren Betriebsmodus überführen, oder ein erneutes Aufstarten des Steuergeräts unterbinden.
-
Dadurch, dass das Steuergerät eine Übertemperatur-Abschaltvorrichtung und eine Steuervorrichtung, die ausgebildet ist das Steuergerät abzuschalten, umfasst, kann sichergestellt werden, dass das Steuergerät bei Auftreten einer Übertemperatur zuverlässig abgeschaltet wird und zugleich bei Beendigung einer Übertemperatur wieder eingeschaltet werden kann.
-
In einer Ausführungsform ist die Steuervorrichtung weiter ausgebildet, in Reaktion auf ein Empfangen eines Abschaltsignals die Zündschalterspannungsquelle von dem Steuergerät elektrisch zu trennen.
-
Dadurch, dass die Steuervorrichtung weiter ausgebildet ist, in Reaktion auf ein Empfangen eines Abschaltsignals die Zündschalterspannungsquelle von dem Steuergerät elektrisch zu trennen, kann eine Abschaltung des Steuergeräts besonders zuverlässig und einfach realisiert werden. Somit kann sichergestellt werden, dass das Steuergerät nicht mehr Schaden nimmt als unvermeidbar ist, und dass das Steuergerät keine fehlerhaften Signale ausgibt, die unvorhersehbare Folgen haben könnten.
-
Für die Vorteile wird zusätzlich auf die oben ausgeführten Vorteile der Übertemperatur-Abschaltvorrichtung verwiesen.
-
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren näher beschrieben, in denen
- 1: ein vereinfachter Schaltplan einer Übertemperatur-Abschaltvorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
- 2: eine schematische Darstellung einer Übertemperatur-Abschaltvorrichtung gemäß einer Ausführungsform; und
- 3: ein Flussdiagramm eines Übertemperatur-Abschaltverfahrens gemäß einer Ausführungsform
darstellen.
-
Dabei bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Merkmale.
-
1 zeigt einen vereinfachten Schaltplan einer Übertemperatur-Abschaltvorrichtung 10. Die Übertemperatur-Abschaltvorrichtung 10 umfasst dabei eine Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung 100, die ausgebildet ist in Reaktion auf ein Erfassen einer Übertemperatur ein Übertemperatursignal auszugeben.
-
Die Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung 100 umfasst einen ersten Übertemperaturausgang 101 und einen zweiten Übertemperaturausgang 102, wobei an dem ersten Übertemperaturausgang 101 das Übertemperatursignal ausgegeben wird und an dem zweiten Übertemperaturausgang 102 ein invertiertes Übertemperatursignal ausgegeben wird.
-
Die Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung 100 umfasst weiter einen Spannungseingang 103, der mit einer Spannungsstabilisierung 150 elektrisch verbunden ist. Die Spannungsstabilisierung ist beispielhaft als Z-Diode dargestellt.
-
Die Übertemperatur-Abschaltvorrichtung 10 umfasst weiter eine Schaltvorrichtung, die ausgebildet ist, in Reaktion auf ein Empfangen des Übertemperatursignals ein Abschaltsignal an eine Steuervorrichtung zu senden und eine Permanentspannungsquelle mit der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung 100 elektrisch zu verbinden.
-
Die 1 zeigt weiter eine Schaltvorrichtung, die von zwei Schaltelementen 210 und 220 und deren elektrischen Verbindungen gebildet wird. Das erste Schaltelement 210 umfasst einen ersten Transistor 211. Der erste Transistor 211 umfasst eine Basis 212, einen Emitter 213 und einen Kollektor 214. Zusätzlich weist das erste Schaltelement 210 einen Widerstand 215 und einen Widerstand 216 auf, welche die Leckwiderstände des ersten Transistors 211 darstellen. Das zweite Schaltelement 220 umfasst einen zweiten Transistor 221. Der zweite Transistor 221 umfasst eine Basis 222, einen Emitter 223 und einen Kollektor 224. Zusätzlich weist das zweite Schaltelement 220 einen Widerstand 225 und einen Widerstand 226 auf, welche die Leckwiderstände des zweiten Transistors 221 darstellen.
-
Der erste Transistor 211 ist dabei ein pnp-Transistor und der zweite Transistor 221 ist ein npn-Transistor. Die Basis 222 des npn-Transistors ist mit dem ersten Übertemperaturausgang 101 der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung 100 elektrisch verbunden, der Emitter 223 des npn-Transistors ist mit einer Masse elektrisch verbunden, der Kollektor 224 des npn-Transistors ist mit der Basis 212 des pnp-Transistors elektrisch verbunden, der Emitter 213 des pnp-Transistors ist mit der Permanentspannungsquelle elektrisch verbunden, und der Kollektor 214 des pnp-Transistors ist mit dem Spannungseingang 103 der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung elektrisch verbunden. Dabei stellt die Permanentspannungsquelle einen Pluspol gegenüber der Masse dar. Wenn die Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung 100 das Übertemperatursignal ausgibt, wird das Übertemperatursignal an der Basis 222 des npn-Transistors empfangen und schaltet diesen durch, das heißt der npn-Transistor 221 wird geöffnet. Somit fließt ein Strom zwischen dem Kollektor 224 des npn-Transistors und dem Emitter 223 des npn-Transistors, und somit von der Basis 212 des pnp-Transistors 211 zu der Masse. So wird der pnp-Transistor 211 durchgeschaltet, das heißt der pnp-Transistor 211 wird geöffnet. Somit fließt ein Strom zwischen dem Emitter 213 des pnp-Transistors 211 und dem Kollektor 214 des pnp-Transistors 211, und somit zwischen der Permanentspannungsquelle und der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung 100.
-
In einer alternativen Ausführungsform, in der die Permanentspannungsquelle einen Minuspol gegenüber der Masse darstellt, kann der erste Transistor ein npn-Transistor sein und der zweite Transistor ein pnp-Transistor sein.
-
Die Übertemperatur-Abschaltvorrichtung 10 umfasst weiter einen Widerstand 301 zwischen dem ersten Schaltelement 210 und dem Spannungseingang 103. Die Übertemperatur-Abschaltvorrichtung 10 umfasst weiter einen Widerstand 302 zwischen einer nicht in der Figur dargestellten Zündschalterspannungsquelle und dem Spannungseingang 103. Die Übertemperatur-Abschaltvorrichtung 10 umfasst weiter einen Widerstand 303 zwischen einer nicht in der Figur dargestellten Masse und einem nicht näher dargestellten Testsignal-Ausgang eines Steuergeräts, welcher mit einem Eingang der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung 100 elektrisch verbunden ist. Die Übertemperatur-Abschaltvorrichtung 10 umfasst weiter einen Widerstand 304 und einen Widerstand 305, die jeweils zwischen der Masse und je einem Eingang der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung 100 angeordnet sind und Messwiderstände darstellen. Die Übertemperatur-Abschaltvorrichtung 10 umfasst weiter einen Widerstand 306, der zwischen einem Ausgang der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung 100 und einem nicht näher dargestellten Messignal-Eingang angeordnet ist. Die Übertemperatur-Abschaltvorrichtung 10 umfasst weiter einen Widerstand 307, der zwischen einer nicht in der Figur dargestellten Spannungsquelle und einem nicht näher dargestellten Eingang eines Steuergeräts angeordnet ist, welcher mit dem zweiten Übertemperaturausgang 102 elektrisch verbunden ist.
Die Übertemperatur-Abschaltvorrichtung 10 umfasst weiter eine Diode 309, welche zwischen der Zündschalterspannungsquelle und dem Widerstand 302 mit Durchlassrichtung zum Widerstand hin angeordnet ist. Somit wird ein Stromfluss zu der Spannungsquelle unterbunden, ein Stromfluss von der Spannungsquelle hingegen zugelassen. Die Übertemperatur-Abschaltvorrichtung 10 umfasst weiter eine Diode 310, welche zwischen der Basis 212 des ersten Transistors 211 und dem Kollektor 224 des zweiten Transistors 221 mit Durchlassrichtung zu dem Kollektor des zweiten Transistors 224 hin angeordnet ist. Somit wird ein Stromfluss zu der Basis 212 des ersten Transistors 211 unterbunden.
-
Der Kollektor 224 des zweiten Transistors 221 ist außerdem mit einem Eingang einer Steuervorrichtung elektrisch verbunden. In der Leitung zwischen dem zweiten Transistor 221 und dem Eingang der Steuervorrichtung ist eine Diode 311 in Durchlassrichtung zu dem Kollektor 224 des zweiten Transistors 221 hin angeordnet. Somit wird ein Stromfluss zu dem Signalanschluss der Steuervorrichtung unterbunden. Beispielsweise kann der Signalanschluss der Steuervorrichtung mit einer Basis eines weiteren pnp-Transistors, der Teil der Steuervorrichtung ist, verbunden sein.
-
Zusätzlich zu dem Eingang der Steuervorrichtung ist die Leitung nach der Diode 311 mit einem nicht näher gezeigten Eingang eines nicht dargestellten weiteren Geräts verbunden. Somit kann das Abschaltsignal auch an das weitere Gerät gesendet werden. Zwischen der Diode 311 und dem Eingang des weiteren Geräts ist ein weiterer Widerstand 308 angeordnet. Zwischen dem Widerstand 308 und dem Eingang des weiteren Geräts ist die Leitung zusätzlich über einen Kondensator 313 mit der Masse elektrisch verbunden.
-
Die Übertemperatur-Abschaltvorrichtung 10 umfasst weiter einen Kondensator 312 zwischen einem Masseanschluss der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung 100 und deren Spannungseingang 103. Der Kondensator 312 stabilisiert die Versorgungsspannung der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung 100 gegenüber Lastspitzen und Spannungsschwankungen.
-
Die Übertemperatur-Abschaltvorrichtung 10 umfasst weiter einen Kondensator 314, der zwischen einem Temperatursignal-Ausgang der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung 100 und einem nicht näher dargestellten Messignal-Eingang angeordnet ist. Somit kann ein Temperatursignal, das von der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung 100 ausgegeben wird, geglättet werden
-
2 zeigt eine schematische Darstellung der Übertemperatur-Abschaltvorrichtung 10 umfassend eine Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung 100 und eine Schaltvorrichtung 200.
-
Die Schaltvorrichtung 200 umfasst dabei das erste Schaltelement 210 und das zweite Schaltelement 220, die in der 2 nicht gesondert dargestellt sind. Das erste Schaltelement 210 kann dabei einen Transistor umfassen, und das zweite Schaltelement 220 kann dabei einen Transistor umfassen.
-
Die Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung 100 ist ausgebildet, in Reaktion auf ein Erfassen einer Übertemperatur ein erstes Übertemperatursignal 1001 auszugeben. Das erste Übertemperatursignal 1001 wird dabei an einem in der 2 nicht dargestellten ersten Übertemperaturausgang 101 ausgegeben. Zusätzlich ist die Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung 100 ausgebildet, ein zweiten Übertemperatursignal 1002 auszugeben. Das zweite Übertemperatursignal 1001 wird dabei an einem in der 2 nicht dargestellten zweiten Übertemperaturausgang 101 ausgegeben.
-
Die Schaltvorrichtung 200 ist ausgebildet, in Reaktion auf ein Empfangen des ersten Übertemperatursignals 1001 ein Abschaltsignal 1003 an eine in der 2 nicht dargestellte Steuervorrichtung zu senden und die Permanentspannungsquelle mit der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung 100 elektrisch zu verbinden. Dazu weist die Schaltvorrichtung 200 eine elektrische Verbindung zu der Permanentspannungsquelle auf, die auf dem in der 2 dargestellten Permanentpluspotential 1011 liegt.
-
Weiter weist die Schaltvorrichtung 200 eine elektrische Verbindung 1012 zu einem Spannungseingang 103 der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung 100 auf, über welche die Schaltvorrichtung 200, in Reaktion auf ein Empfangen des Übertemperatursignals, das Permanentpluspotential 1011 an die Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung 100 durchreicht. Die Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung 100 ist weiter mit einem Massepotential 1010 elektrisch verbunden.
-
Der Spannungseingang 103 der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung 100 ist zusätzlich mit einem Zündschalterpotential 1013 verbunden, das von einer in 2 nicht gezeigten Zündschalterspannungsquelle bereitgestellt wird.
-
3 zeigt ein Flussdiagramm eines Übertemperatur-Abschaltverfahrens 500 gemäß einer Ausführungsform.
-
Das Verfahren 500 umfasst dabei einen ersten Verfahrensschritt 501 eines Erfassens einer Übertemperatur. Dieser Verfahrensschritt 501 läuft fortlaufend ab. Wird dabei keine Übertemperatur erfasst, zweigt das Verfahren 500 bei Entscheidungspunkt 511 zu einem Verfahrensschritt 505 eines Bereitstellens einer Spannungsversorgung an die Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung durch eine Zündschalterspannungsquelle ab und kehrt dann zu dem ersten Schritt 501 des Erfassens einer Übertemperatur zurück. Wird dabei eine Übertemperatur erfasst, fährt das Verfahren 500 bei Entscheidungspunkt 511 mit einem nächsten Verfahrensschritt 502 eines Ausgebens eines Übertemperatursignals in Reaktion auf das Erfassen einer Übertemperatur fort. Die Schritte 501 und 502 werden beispielsweise durch eine Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung wie oben beschrieben ausgeführt.
-
Das Verfahren 500 umfasst weiter einen nächsten Verfahrensschritt 503 eines Sendens eines Abschaltsignals an eine Steuervorrichtung und eines elektrischen Verbindens einer Permanentspannungsquelle mit einer Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung. Dieser Schritt 503 wird in Reaktion auf ein Empfangen des Übertemperatursignals durchgeführt, beispielsweise durch eine Schaltvorrichtung wie oben beschrieben. Infolge des in Verfahrensschritt 503 gesendeten Abschaltsignals kann die Steuervorrichtung beispielsweise eine Zündschalterspannungsquelle abschalten und ein Steuergerät in einen sicheren Betriebszustand versetzen oder abschalten.
-
Das Verfahren 500 umfasst weiter einen nächsten Verfahrensschritt 504 eines Stabilisierens der Permanentspannungsquelle. Somit wird sichergestellt, dass die Spannungsversorgung der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung den zuverlässigen Betrieb erlaubt. Der Schritt 504 des Stabilisierens der Permanentspannungsquelle kann dabei auch gleichzeitig mit dem Verbinden der Permanentspannungsquelle mit der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung oder zusätzlich bereits vor dem Verbinden der Permanentspannungsquelle mit der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung erfolgen. Der Schritt 504 erfolgt dabei typischerweise durch eine Spannungsstabilisierung.
-
Der Schritt 503 umfasst dabei einen Unterschritt eines Schaltens eines ersten Schaltelements durch ein zweites Schaltelement, und einen weiteren Unterschritt eines elektrischen Verbindens der Permanentspannungsquelle mit der Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung durch das erste Schaltelement.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Übertemperatur-Abschaltvorrichtung
- 100
- Übertemperatur-Erfassungsvorrichtung
- 101
- erster Übertemperaturausgang
- 102
- zweiter Übertemperaturausgang
- 103
- Spannungseingang
- 150
- Spannungsstabilisierung
- 200
- Schaltvorrichtung
- 210
- erstes Schaltelement
- 211
- erster Transistor
- 212
- Basis des ersten Transistors
- 213
- Emitter des ersten Transistors
- 214
- Kollektor des ersten Transistors
- 215
- Widerstand
- 216
- Widerstand
- 220
- zweites Schaltelement
- 221
- zweiter Transistor
- 222
- Basis des zweiten Transistors
- 223
- Emitter des zweiten Transistors
- 224
- Kollektor des zweiten Transistors
- 225
- Widerstand
- 226
- Widerstand
- 301
- Widerstand
- 302
- Widerstand
- 303
- Widerstand
- 304
- Widerstand
- 305
- Widerstand
- 306
- Widerstand
- 307
- Widerstand
- 308
- Widerstand
- 309
- Diode
- 310
- Diode
- 311
- Diode
- 312
- Kondensator
- 313
- Kondensator
- 314
- Kondensator
- 500
- Verfahren
- 501
- Verfahrensschritt
- 502
- Verfahrensschritt
- 503
- Verfahrensschritt
- 504
- Verfahrensschritt
- 505
- Verfahrensschritt
- 511
- Entscheidung
- 1001
- erstes Übertemperatursignal
- 1002
- zweites Übertemperatursignal
- 1003
- Abschaltsignal
- 1010
- Massepotential
- 1011
- Permanentpluspotential
- 1012
- elektrische Verbindung
- 1013
- Zündschalterpotential
