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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit eines Betätigungsschalters einer elektromechanischen Feststellbremse, die einen elektrischen Bremsmotor in einem Fahrzeug aufweist, über den eine Parkbrems- bzw. Feststellkraft erzeugbar ist.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 10 2014 204 287 A1 ist ein Bremssystem in einem Fahrzeug bekannt, das eine hydraulische Fahrzeugbremse und eine elektromechanische Parkbremse umfasst, welche mit zwei elektrischen Bremsmotoren an den Rädern der Hinterachse ausgestattet ist. Bei Betätigung des elektrischen Bremsmotors wird ein Bremskolben, welcher Träger eines Bremsbelages ist, gegen eine Bremsscheibe beaufschlagt.
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Die Aktivierung der Feststellbremse erfolgt üblicherweise über einen Betätigungsschalter, der auf manuelle Weise zu aktivieren ist. Der Betätigungsschalter kann zwischen einer Neutralstellung ohne Aktivierung des elektrischen Bremsmotors, einer Zuspannstellung mit Aktivierung des Bremsmotors zur Erzeugung von Bremskraft und einer Lösestellung zum Lösen der Feststellbremse betätigt werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Funktionstüchtigkeit eines Betätigungsschalters einer elektromechanischen Feststellbremse in einem Fahrzeug überprüft werden. Die Feststellbremse ist Teil des Bremssystems des Fahrzeugs, das üblicherweise auch eine hydraulische Fahrzeugbremse umfasst, wobei die Feststellbremse mindestens einen elektrischen Bremsmotor, vorzugsweise zwei elektrische Bremsmotoren umfasst. Bei Betätigung der Feststellbremse wird der elektrische Bremsmotor aktiviert und in Richtung einer Zuspannposition verstellt, woraufhin ein Stellglied eine Stellbewegung ausführt, über die ein Bremskolben, welcher Träger eines Bremsbelages ist, axial gegen eine Bremsscheibe gedrückt wird. Die Feststellbremse ist vorteilhafterweise in die hydraulische Fahrzeugbremse integriert, wobei im Falle eines regulären Bremsvorgangs mit Betätigung der hydraulischen Fahrzeugbremse der Hydraulikdruck den Bremskolben gegen die Bremsscheibe beaufschlagt.
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Die Feststellbremse wird in der Regel im Stillstand des Fahrzeugs betätigt, um das Fahrzeug dauerhaft festzusetzen. Gegebenenfalls kann die Feststellbremse auch als Zusatzbremse fungieren, um zusätzlich zur hydraulischen Fahrzeugbremse während der Fahrt eine Bremskraft zu erzeugen, oder insbesondere bei niedrigen Geschwindigkeiten, zum Beispiel während eines Einparkvorgangs, als alleinige Bremse eingesetzt werden, über die das Fahrzeug abgebremst wird.
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Die Feststellbremse ist mit einem Betätigungsschalter ausgestattet, über den die Feststellbremse zwischen einer Neutralstellung ohne Betätigung des Elektromotors, einer Zuspannstellung mit Betätigung des Elektromotors in Richtung auf die Bremsscheibe und einer Lösestellung mit einer Betätigung des Elektromotors weg von der Bremsscheibe ansteuerbar ist. Der Betätigungsschalter kann als ein Two-State-Button oder ein Three-State-Button ausgeführt sein. Im Fall eines Two-State-Button (Push-Push bzw. Pull-Pull) nimmt der Betätigungsschalter in nicht-betätigter Position die Neutralstellung ein. Wird der Betätigungsschalter im Fall einer Pull-Pull-Ausführung gezogen bzw. im Fall einer Push-Push-Ausführung gedrückt, so wird zunächst in einem zugeordneten Steuergerät ermittelt, welche Stellung die Feststellbremse bei der letzten Betätigung eingenommen hat. Falls die letzte Stellung die Zuspannstellung mit Erzeugung von Bremskraft war, wird nun bei Betätigung des Betätigungsschalters eine Überführung in die Lösestellung durchgeführt. War dagegen die letzte Stellung die Lösestellung, so wird bei der Betätigung des Betätigungsschalters nun der Bremsmotor in Richtung der Zuspannstellung angesteuert.
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Im Fall eines Three-State-Button kann der Betätigungsschalter insgesamt drei Schalterstellungen einnehmen, nämlich die Neutralstellung, die Zuspannstellung und die Lösestellung.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann während der Fahrt des Fahrzeugs die Funktionstüchtigkeit des Betätigungsschalters überprüft werden. Es erfolgt insbesondere fortlaufend in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen eine Überprüfung der Funktionstüchtigkeit, so dass eventuell auftretende Fehler im Betätigungsschalter sofort erkannt werden können. Vorteilhafterweise werden während der Fahrt Überprüfungen in Situationen durchgeführt, in welchen keine Bremskraft über den elektrischen Bremsmotor der Feststellbremse aufgebracht wird. Vorzugsweise erfolgt die Überprüfung in Fahrsituationen ohne eine Betätigung des elektrischen Bremsmotors. Diese Situation entspricht insbesondere der Neutralstellung des Betätigungsschalters. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass bezogen auf die gesamte Fahrzeit praktisch keine Einschränkungen im Hinblick auf die Überprüfung der Funktionstüchtigkeit des Betätigungsschalters bestehen und somit eine hohe Zuverlässigkeit und schnelles Erkennen eines Fehlers gewährleistet ist.
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Zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit wird während der Fahrt auf jeden elektrischen Anschluss des Betätigungsschalters ein Spannungstestmuster aufgebracht. Im Fehlerfall wird in einer Überwachungseinheit, die mit den Anschlüssen des Betätigungsschalters verbunden ist, als Reaktion auf das Spannungstestmuster an einem oder an mehreren Anschlüssen ein Wert ermittelt, der auf einen Fehler hinweist. Das Spannungstestmuster kann von einem Mikrocontroller generiert werden, der Teil eines Steuergerätes sein kann, das der elektromechanischen Feststellbremse zugeordnet ist und gegebenenfalls im Bremssystem als Bremsensteuergerät fungiert.
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Mithilfe des Verfahrens lassen sich typische Fehler im Betätigungsschalter identifizieren, die mit einer erhöhten Wahrscheinlichkeit auftreten können. Hierbei handelt es sich beispielsweise um einen Kurzschluss eines Anschlusses mit der Fahrzeugmasse, um einen Kurzschluss eines Anschlusses mit der Batterie des Fahrzeugs oder um eine Leitungsunterbrechung, in der der Anschluss liegt. In der Überwachungseinheit kann im Fehlerfall ein Wert ermittelt werden, der auf den bestimmten Fehlertyp hinweist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist die Überwachungseinheit als eine Stromüberwachungseinheit ausgebildet, so dass entsprechend im Fehlerfall als Reaktion auf das Spannungstestmuster an einem oder an mehreren Anschlüssen ein Stromwert ermittelt wird, der auf einen Fehler hinweist. Die Stromüberwachungseinheit kann in einem Schalter des Steuergerätes realisiert sein, die als MOSFET ausgeführt sind. Die Stromüberwachung kann prinzipiell zwischen niedrigen Strömen, hohen Strömen und keinem Stromfluss unterscheiden, wobei die Differenzierung zwischen niedrigem und hohem Strom über einen Schwellenwert erfolgt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird das Verfahren ausschließlich in einer einzigen Schaltstellung des Betätigungsschalters durchgeführt. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um die Neutralstellung ohne Betätigung des elektrischen Bremsmotors. Die Lösestellung oder die Zuspannstellung, bei denen der elektrische Bremsmotor angesteuert wird, können aber prinzipiell ebenfalls für die Durchführung des Überprüfungsverfahrens genutzt werden.
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Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung weist der Betätigungsschalter mindestens vier Anschlüsse auf und kann in zwei oder mehr Teilschalter mit jeweils zwei Anschlüssen untergliedert werden, wobei jeweils zwei Anschlüsse eines Teilschalters im Hinblick auf die Funktionstüchtigkeit überprüft werden. Es kann gegebenenfalls zweckmäßig sein, dass der Betätigungsschalter mehr als vier Anschlüsse aufweist, beispielsweise sechs Anschlüsse, wobei vorteilhafterweise jeweils zwei Anschlüsse einem Teilschalter zugeordnet sind und im Hinblick auf die Funktionstüchtigkeit überprüft werden. Die Teilschalter können untereinander identisch aufgebaut sein oder sich im Hinblick auf ihren Aufbau voneinander unterscheiden, beispielsweise unterschiedliche Stromrichtungen in den Schalterstellungen Neutralstellung, Zuspannstellung und Lösestellung aufweisen.
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Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Steuergerät, insbesondere ein Bremsensteuergerät, mit dem der Betätigungsschalter zur Durchführung des Überprüfungsverfahrens angesteuert wird.
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Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf eine Feststellbremse in einem Fahrzeug mit einem elektrischen Bremsmotor, der einen Bremskolben in Richtung auf eine Bremsscheibe verstellt, mit einem Betätigungsschalter zur Ansteuerung des elektrischen Bremsmotors und mit einem Steuergerät zur Ansteuerung der einstellbaren Komponenten der Feststellbremse sowie zur Durchführung des Überprüfungsverfahrens im Hinblick auf die Funktionstüchtigkeit des Betätigungsschalters.
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Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Computer-Programmprodukt mit einem Programmcode, der dazu ausgelegt ist, die vorbeschriebenen Verfahrensschritte auszuführen. Das Computer-Programmprodukt läuft in einem vorbeschriebenen Steuergerät ab.
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer hydraulischen Fahrzeugbremse mit einem Bremskraftverstärker, wobei die Radbremseinrichtungen der Fahrzeugbremse an der Fahrzeughinterachse zusätzlich mit einer elektromechanischen Feststellbremse mit einem elektrischen Bremsmotor ausgestattet sind,
- 2 einen Schnitt durch eine elektromechanische Feststellbremse mit einem elektrischen Bremsmotor,
- 3 einen Funktionsplan eines Steuergeräts des Bremssystems mit hydraulischer Fahrzeugbremse und elektromechanischer Feststellbremse und des Betätigungsschalters der Feststellbremse,
- 4 ein Spannungstestmuster (links), das zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit auf die elektrischen Anschlüsse des Betätigungsschalters aufgebracht wird, und ein Spannungsfeedback (rechts) als Reaktion auf das Spannungstestmuster bei voller Funktionstüchtigkeit, dargestellt für eine Neutralstellung des Betätigungsschalters,
- 5 eine Ergebnismatrix mit Darstellung der Ergebnisse einer Stromüberwachungseinheit im Fehlerfall.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die in 1 beispielhaft dargestellte hydraulische Fahrzeugbremse 1 für ein Fahrzeug umfasst einen Vorderachs-Bremskreis 2 und einen Hinterachs-Bremskreis 3 zur Versorgung und Ansteuerung von Radbremseinrichtungen 9 an jedem Rad des Fahrzeugs mit einem unter Hydraulikdruck stehenden Bremsfluid. Die Bremskreise können auch als zwei Diagonalbremskreise mit jeweils einem Vorderrad und einem diagonal dazu angeordneten Hinterrad ausgebildet sein.
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Die beiden Bremskreise 2, 3 sind an einen gemeinsamen Hauptbremszylinder 4 angeschlossen, der über einen Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 5 mit Bremsfluid versorgt wird. Der Hauptbremszylinderkolben innerhalb des Hauptbremszylinders 4 wird vom Fahrer über das Bremspedal 6 betätigt, der vom Fahrer ausgeübte Pedalweg wird über einen Pedalwegsensor 7 gemessen. Zwischen dem Bremspedal 6 und dem Hauptbremszylinder 4 befindet sich ein Bremskraftverstärker 10, der beispielsweise einen Elektromotor umfasst, welcher bevorzugt über ein Getriebe den Hauptbremszylinder 4 betätigt (iBooster). Der Bremskraftverstärker 10 stellt eine aktive Bremskomponente zur Beeinflussung des hydraulischen Bremsdrucks dar.
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Die vom Pedalwegsensor 7 gemessene Stellbewegung des Bremspedals 6 wird als Sensorsignal an ein Steuergerät 11 des Bremssystems übermittelt, in welchem Stellsignale zur Ansteuerung des Bremskraftverstärkers 10 erzeugt werden. Die Versorgung der Radbremseinrichtungen 9 mit Bremsfluid erfolgt in jedem Bremskreis 2, 3 über verschiedene Schaltventile, die gemeinsam mit weiteren Aggregaten Teil einer Bremshydraulik 8 sind. Zur Bremshydraulik 8 gehört des Weiteren eine Hydraulikpumpe, die Bestandteil eines elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP) ist.
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In 2 ist die Radbremseinrichtung 9, die an einem Rad an der Hinterachse des Fahrzeugs angeordnet ist, im Detail dargestellt. Die Radbremseinrichtung 9 ist Teil der hydraulischen Fahrzeugbremse 1 und wird aus dem Hinterachs-Bremskreis mit Bremsfluid 22 versorgt. Die Radbremseinrichtung 9 weist außerdem eine elektromechanische Feststellbremse auf, die bevorzugt zum Festsetzen eines Fahrzeugs im Stillstand eingesetzt wird, jedoch auch bei einer Bewegung des Fahrzeugs, insbesondere bei kleineren Fahrzeuggeschwindigkeiten unterhalb eines Geschwindigkeits-Grenzwerts zum Abbremsen des Fahrzeugs eingesetzt werden kann.
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Die elektromechanische Feststellbremse umfasst einen Bremssattel 12 mit einer Zange 19, welche eine Bremsscheibe 20 übergreift. Als Stellglied weist die Feststellbremse eine Motor-Getriebe-Einheit mit einem Gleichstrom-Elektromotor als Bremsmotor 13 auf, dessen Rotorwelle eine Spindel 14 rotierend antreibt, auf der eine Spindelmutter 15 rotationsfest gelagert ist. Bei einer Rotation der Spindel 14 wird die Spindelmutter 15 axial verstellt. Die Spindelmutter 15 bewegt sich innerhalb eines Bremskolbens 16, der Träger eines Bremsbelags 17 ist, welcher von dem Bremskolben 16 gegen die Bremsscheibe 20 gedrückt wird. Auf der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe 20 befindet sich ein weiterer Bremsbelag 18, der ortsfest an der Zange 19 gehalten ist. Der Bremskolben 16 ist auf seiner Außenseite über einen umgreifenden Dichtring 23 druckdicht gegenüber dem aufnehmenden Gehäuse abgedichtet.
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Innerhalb des Bremskolbens 16 kann sich die Spindelmutter 15 bei einer Drehbewegung der Spindel 14 axial nach vorne in Richtung auf die Bremsscheibe 20 zu bzw. bei einer entgegengesetzten Drehbewegung der Spindel 14 axial nach hinten bis zum Erreichen eines Endanschlags 21 bewegen. Zum Erzeugen einer Klemmkraft beaufschlagt die Spindelmutter 15 die innere Stirnseite des Bremskolbens 16, wodurch der axial verschieblich in der Bremsvorrichtung gelagerte Bremskolben 16 mit dem Bremsbelag 17 gegen die zugewandte Stirnfläche der Bremsscheibe 20 gedrückt wird. Die Spindelmutter 15 stellt ein Übertragungsglied zwischen dem Bremsmotor und dem Bremskolben dar.
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Für die hydraulische Bremskraft wirkt auf den Bremskolben 16 der hydraulische Druck des Bremsfluids 22 aus der hydraulischen Fahrzeugbremse 1. Der hydraulische Druck kann auch im Fahrzeugstillstand bei Betätigung der elektromechanischen Feststellbremse unterstützend wirksam sein, so dass sich die Gesamt-Bremskraft aus dem elektromotorisch gestellten Anteil und dem hydraulischen Anteil zusammensetzt. Während der Fahrt des Fahrzeugs ist entweder nur die hydraulische Fahrzeugbremse aktiv oder sowohl die hydraulische Fahrzeugbremse als auch die elektromechanische Bremsvorrichtung oder nur die elektromechanische Bremsvorrichtung, um Bremskraft zu erzeugen. Die Stellsignale zur Ansteuerung sowohl der einstellbaren Komponenten der hydraulischen Fahrzeugbremse 1 als auch der elektromechanischen Radbremseinrichtung 9 werden in dem Steuergerät 11 erzeugt.
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In einer Ausführungsvariante kann die Feststellbremse als elektromotorisch betriebene Trommelbremse ausgeführt sein. Die Feststellbremse wird in dieser Ausführung in gleicher Weise wie vorbeschreiben angesteuert.
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3 zeigt einen Funktionsplan des Steuergeräts 11 des Bremssystems, wobei über das Steuergerät 11 auch der Bremsmotor 13 der elektromechanischen Feststellbremse ansteuerbar ist, und eines Betätigungsschalters 30 der Feststellbremse. Der Betätigungsschalter 30 ist als Three-State-Button ausgeführt und kann drei verschiedene Stellungen einnehmen: In einer Neutralstellung N befindet sich der elektrische Bremsmotor in einer nichtaktivierten Ruhestellung (stromlos). Die Ruhestellung kann derart ausgeführt sein, dass keine Bremskraft erzeugt wird, beispielsweise während der Fahrt, oder dass beispielsweise während eines Parkvorgangs eine Bremskraft erzeugt wird.
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In einer Zuspannstellung A wird der Bremsmotor angesteuert und bewegt sich in Richtung der Bremsscheibe, um Bremskraft zu erzeugen. In einer Lösestellung R wird der Bremsmotor ebenfalls angesteuert, er bewegt sich von der Bremsscheibe weg, um Bremskraft abzubauen.
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Der in 3 dargestellte Betätigungsschalter 30 besteht aus zwei Teilschaltern 30a, 30b, denen jeweils zwei Anschlüsse A1, A2 und A3, A4 zugeordnet sind. Jeder Teilschalter 30a, 30b weist Dioden und Leiter zwischen den zugeordneten Anschlüssen A1, A2 bzw. A3, A4 auf, wobei sich der Aufbau der Teilschalter 30a, 30b untereinander unterscheidet.
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Im ersten Teilschalter 30a sind die Anschlüsse A1, A2 in der Neutralstellung N in der Weise über eine Diode verkoppelt, dass nur ein Stromfluss von A2 zu A1 möglich ist, nicht jedoch von A1 zu A2. In der Zuspannstellung A sind die Anschlüsse A1, A2 in der Weise über eine weitere Diode verkoppelt, dass nur ein Stromfluss von A1 zu A2 möglich ist, nicht jedoch von A2 zu A1. In der Lösestellung R sind die Anschlüsse A1, A2 über einen Leiter verkoppelt, so dass sowohl ein Stromfluss von A1 zu A2 als auch in Gegenrichtung möglich ist.
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Im zweiten Teilschalter 30b sind die Anschlüsse A3, A4 in der Neutralstellung N in der Weise über eine Diode verkoppelt, dass nur ein Stromfluss von A3 zu A4 möglich ist, nicht jedoch von A4 zu A3. In der Zuspannstellung A sind die Anschlüsse A3, A4 über einen Leiter verkoppelt, so dass sowohl ein Stromfluss von A3 zu A4 als auch in Gegenrichtung möglich ist. In der Lösestellung R sind die Anschlüsse A3, A4 in der Weise über eine weitere Diode verkoppelt, dass nur ein Stromfluss von A4 zu A3 möglich ist, nicht jedoch von A3 zu A4.
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Das Steuergerät 11 umfasst einen Microcontroller 31, mit dem ein System-ASIC 32 kommuniziert. Der Microcontroller 31 weist Spannungsausgänge UC_OUT0, UC_OUT1, UC_OUT2 und UC_OUT3 und Spannungseingänge UC_INP0, UC_INP1, UC_INP2 und UC_INP3 auf, wobei die Spannungseingänge UC_INP0 bis UC_INP3 mit den Anschlüssen A1 bis A4 des Betätigungsschalters 30 verbunden sind.
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Die Spannungsausgänge UC_OUT0 bis UC_OUT3 führen zu Schaltern GIO, wobei dem ersten Spannungsausgang UC_OUT0 ein Schalter GIO2, dem zweiten Spannungsausgang UC_OUT1 ein Schalter GIO0, dem dritten Spannungsausgang UC_OUT2 ein Schalter GIO1 und dem vierten Spannungsausgang UC_OUT3 ein Schalter GIO4 zugeordnet ist. Über die Schalter GIO sind die Spannungsausgänge UC_OUT0 bis UC_OUT3 mit einer Batteriespannung UB verbunden, wobei an die Verbindung zwischen einem Schalter GIO und der Batteriespannung UB die Anschlüsse A1 bis A4 des Betätigungsschalters 30 angeschlossen sind. Jeder Schalter GIO kann in eine Schaltposition gebracht werden, in der der Stromfluss auf null Ampere geerdet wird.
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Die gezeigten Schalter stellen eine mögliche Ausführungsform dar, wobei auch andere elektronische Bauteile zwischen den als Schalterpins ausgeführten Anschlüssen möglich sind, zum Beispiel Widerstände. Auch der elektrische Aufbau zwischen den Schalterpins kann sich unterscheiden.
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In 4 ist in der linken Bildhälfte ein Spannungstestmuster gezeigt, das vom Steuergerät 11 zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit auf die elektrischen Anschlüsse des Betätigungsschalters in der Neutralstellung aufgebracht wird. In der rechten Bildhälfte ist ein Spannungsfeedback als Reaktion auf das Spannungstestmuster für den Fall voller Funktionstüchtigkeit dargestellt. Im Abstand 10 ms wird der Spannungspegel des Spannungstestmusters an den verschiedenen Spannungsausgängen UC_OUT0 bis UC_OUT3 zwischen einem Wert 0 und einem symbolischen Wert 1 variiert. Hierbei wird zunächst im ersten 10 ms-Intervall der erste Spannungsausgang UC_OUT0 auf den Wert 0 und die übrigen Spannungsausgänge UC_OUT1 bis UC_OUT3 auf den Wert 1 gesetzt. Im zweiten 10 ms-Intervall wird nur der zweite Spannungsausgang UC_OUT1 auf den Wert 0 und die übrigen Spannungsausgänge auf den Wert 1 gesetzt, im dritten10 ms-Intervall wird nur der dritte Spannungsausgang UC_OUT2 auf den Wert 0 und die übrigen Spannungsausgänge auf den Wert 1 gesetzt und im vierten 10 ms-Intervall wird nur der vierte Spannungsausgang UC_OUT3 auf den Wert 0 und die übrigen Spannungsausgänge auf den Wert 1 gesetzt.
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Das Spannungsfeedback in der rechten Bildhälfte, das sich als Reaktion auf das Spannungstestmuster einstellt, gilt für einen voll funktionstüchtigen Betätigungsschalter 30. Gezeigt sind die Spannungseingänge UC_INP0 bis UC_INP3 am Microcontroller 31, von denen der Spannungseingang UC_INP0 mit dem Anschluss A2, der Spannungseingang UC_INP1 mit dem Anschluss A1, der Spannungseingang UC_INP2 mit dem Anschluss A4 und der Spannungseingang UC_INP3 mit dem Anschluss A3 verbunden ist.
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Das Spannungsfeedback wird beispielhaft anhand des ersten 10 ms-Intervalls erläutert: Da im Spannungstestmuster der Spannungsausgang UC_OUT0 auf den Wert 0 gesetzt wird, nimmt im Spannungsfeedback auch der Anschluss A2 den Spannungswert 0 ein. Weil die Diode von A1 nach A2 sperrt, besitzen A1 und damit auch der Spannungseingang UC_INP1 den Wert 1. Auch die weiteren Spannungseingänge UC_INP2 und UC_INP3 nehmen den Wert 1 ein, da die zugeordneten Spannungsausgänge ebenfalls auf den Wert 1 gesetzt sind.
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In 5 ist eine Ergebnismatrix mit den Ergebnissen von Stromüberwachungseinheiten im Fehlerfall gezeigt. Die Stromüberwachungseinheiten sind Bestandteil der mit einem MOSFET ausgestatteten GIO-Schalter, die in 3 dargestellt sind, und können zwischen keinem Stromfluss, einem kleinen Strom und einem hohen Strom unterscheiden. Die Spannungsquelle UB liefert nur einen verhältnismäßig kleinen Maximalstrom in der Größenordnung von beispielsweise 10 mA bis 50 mA, woraufhin in der Stromüberwachungseinheit im Normalfall bei voller Funktionstüchtigkeit je nach Schaltzustand entweder kein Strom oder ein kleiner Strom fließt. Im Fehlerfall kann dagegen bei einem Kurzschluss entweder mit der Batterie oder mit der Fahrzeugmasse ein signifikant höherer Strom fließen, der einen Schwellenwert übersteigt und in der Matrix in 5 mit einem „x“ gekennzeichnet ist.
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Dargestellt sind in 5 zwei unterschiedliche Bereiche mit einem Kurzschluss zur Batterie S2B und mit einem Kurzschluss zur Fahrzeugmasse S2G. Anhand des Anschlusses A2 mit dem Betätigungsschalter 30 in Neutralstellung wird der Kurzschluss zur Batterie S2B erläutert: Falls der Anschluss A2 zur Batterie kurzgeschlossen ist, führt dies zu einem hohen Strom am Schalter GIO2, da die Batterie UB praktisch unbegrenzt Strom liefern kann, was im Schalter GIO2 detektiert wird. Entsprechend ist in der Matrix in 5 in der ersten Zeile bei GIO2 ein „x“ eingetragen. Da im Betätigungsschalter 30 der Anschluss A2 in der Neutralstellung über die Diode mit dem Anschluss A1 verbunden ist und die Diode einen Stromfluss von A2 zu A1 erlaubt, wird auch am Anschluss A1 über den Schalter GIO0 ein hoher Strom detektiert, so dass in der ersten Zeile bei GIO0 ebenfalls ein „x“ eingetragen ist.
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Anhand des Anschlusses A1 mit dem Betätigungsschalter 30 in Neutralstellung wird ein weiterer Kurzschluss zur Batterie S2B erläutert: Falls der Anschluss A1 zur Batterie kurzgeschlossen ist, führt dies zu einem hohen Strom am Schalter GIO0, da die Batterie UB praktisch unbegrenzt Strom liefern kann, was im Schalter GIO0 detektiert wird. Entsprechend ist in der Matrix in 5 in der zweiten Zeile bei GIO0 ein „x“ eingetragen. Da die Diode von A1 nach A2 sperrt und keinen Stromfluss von A1 zu A2 erlaubt, bleibt der Anschluss A2 unbeeinflusst, so dass in der zweiten Zeile bei GIO2 kein „x“ eingetragen ist.
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Die dargestellte Ergebnismatrix ist an den aktuell verwendeten Betätigungsschalter anzupassen. Verschiedene Betätigungsschalter können sich in ihrer elektrischen Ausprägung unterscheiden. Die Art der Überwachung, insbesondere hohe Ströme an den Schaltern GIO, bleibt hierbei in der Regel unverändert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014204287 A1 [0002]
