DE19611522A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Fehlererkennung bei einer Endstufenschaltungsanordnung - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Fehlererkennung bei einer EndstufenschaltungsanordnungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Fehlererkennung bei einer Endstufenschaltungsanordnung.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fehlererkennung bei
einer Endstufenschaltungsanordnung sind aus der
DE-OS 4 01 219 bekannt. Dort ist parallel zur Endstufe eine
Fehlererfassungslogik geschaltet. Bei dieser Vorrichtung ist
ein Verbraucher mit seinem einen Anschluß an die
Versorgungsspannung angeschlossen und steht über ein
Schaltmittel mit Masse in Verbindung. Eine
Fehlererfassungslogik wertet die Potentiale am Eingang des
Schaltmittels und am Verbindungspunkt zwischen Schaltmittel
und Verbraucher aus. Der Verbindungspunkt zwischen Schalter
und Verbraucher wird mit einer Referenzspannung
beaufschlagt, um sicher zwischen verschiedenen Fehlerarten
unterscheiden zu können.
Aus der US 4 589 401 ist eine Schaltungsanordnung zur
Ansteuerung eines Verbrauchers bekannt, bei der der
Verbraucher über ein erstes Schaltmittel mit
Versorgungsspannung und über ein zweites Schaltmittel mit
Masse verbunden ist.
Die Bereitstellung einer Referenzspannung erfordert einen
erheblichen schaltungstechnischen Aufwand. Des weiteren ist
eine Überwachung des ersten Schaltmittels, das den
Verbraucher mit Versorgungsspannung verbindet, nicht
vorgesehen.
Eine Überprüfung der Vorrichtung ist beim Stand der Technik
erst möglich, wenn der erste Schalter, der den Verbraucher
mit Versorgungsspannung verbindet, ordnungsgemäß arbeitet
und sich in seinem geschlossenen Zustand befindet. Aus
diesem Grund muß der erste Schalter kurzschlußfest sein, was
erhöhte Kosten bedingt. Bei der erfindungsgemäßen
Vorgehensweise kann ein billiger Sicherheitsschalter
eingesetzt werden, da vor Inbetriebnahme dessen
Funktionsweise überprüft wird.
Nebenschlüsse und parasitäre Widerstände im Kabelbaum können
beim Stand der Technik nicht erkannt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch bei
Endstufenschaltungsanordnungen, bei denen erste und zweite
Schaltmittel vorhanden sind, diese zu überwachen. Diese
Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen
gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ist eine einfache
und kostengünstige Fehlererkennung bei einer
Endstufenschaltungsanordnung möglich, bei der der
Verbraucher mit einem Schaltmittel gegen Masse und mit einem
zweiten Schaltmittel gegen Versorgungsspannung schaltbar
ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsform erläutert. Es zeigen
Fig. 1
eine schematische Schaltung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung und Fig. 2 ein Flußdiagramm der
erfindungsgemäßen Vorgehensweise.
Im folgenden wird die erfindungsgemäße Vorgehensweise am
Beispiel einer Endstufenschaltungsanordnung für ein
ABS-Steuergerät beschrieben. Bei einem ABS-System wird der
Fluß der Bremsflüssigkeit mit verschiedenen Magnetventilen
gesteuert. Ein Ausfall einer der Komponenten, insbesondere
der Schaltmittel, die die Magnetventile ansteuern, muß
sicher erkannt werden. Bei einem Fehler sind entsprechende
Maßnahmen einzuleiten. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise
ist dabei nicht auf ABS-Systeme beschränkt, sie kann auch
bei anderen Systemen, bei denen Hydraulikflüssigkeit mittels
Magnetventilen gesteuert wird, beispielsweise bei Systemen
mit ASR (Antriebsschlupfregelung) oder mit
FDR (Fahrdynamikregelung) eingesetzt werden.
Des weiteren ist es möglich, auch bei anderen
Magnetventilen, die insbesondere zur Steuerung der
einzuspritzenden Kraftstoffmenge bei Kraftfahrzeugen
verwendet werden, entsprechend vorzugehen.
Im folgenden wird die erfindungsgemäße Vorgehensweise am
Beispiel zweier Verbraucher erläutert. Ein erster
Verbraucher ist mit 100 und ein zweiter Verbraucher mit 105
bezeichnet. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist nicht
auf die Anwendung bei zwei Verbrauchern beschränkt. Es kann
auch bei der Ansteuerung eines oder mehrerer Verbraucher
entsprechend vorgegangen werden.
Die beiden Verbraucher 105 und 100 stehen beide mit einem
ersten Anschluß eines ersten Schaltmittels 110 in
Verbindung. Der zweite Anschluß des ersten Schaltmittels 110
steht mit der Versorgungsspannung Ubat in Verbindung. Der
erste Verbraucher 100 steht über ein zweites
Schaltmittel 120 mit Masse GND in Verbindung. Entsprechend
steht der zweite Verbraucher 105 über ein zweites
Schaltmittel 125 mit Masse in Verbindung.
Das erste Schaltmittel 110 wird üblicherweise als High-Side-Schalter
beziehungsweise als Sicherheitsschalter bezeichnet.
Die zweiten Schaltmittel 125 und 120 werden üblicherweise
als Low-Side-Schalter beziehungsweise als Aktuatorschalter
bezeichnet. Als Schaltmittel werden vorzugsweise
Transistoren, insbesondere Feldeffekttransistoren,
verwendet.
Die Schaltmittel 110, 120 und 125 werden von einer
Steuereinheit 130 mit Steuersignalen beaufschlagt. Die
Versorgungsspannung Ubat steht über ein weiteres
Schaltmittel 140 mit-dem Steuergerät 130 in Verbindung. Am
Ausgang des Schaltmittels 140 wird die Spannung
üblicherweise als Zündspannung UZ bezeichnet. Bei dem
Schalter 140 handelt es sich um einen Zündschalter, der vom
Fahrer betätigt wird. Bei ausgeschaltetem Kraftfahrzeug ist
dieser Schalter üblicherweise geöffnet und bei
eingeschalteter Zündung geschlossen.
Der Masseanschluß GND steht ferner über ein erstes
Widerstandsmittel 150 mit dem Verbindungspunkt zwischen den
Verbrauchern 100 und 105 sowie dem ersten Schaltmittel 110
in Verbindung. Dieser Verbindungspunkt steht ferner über ein
zweites Widerstandsmittel 155 mit Versorgungsspannung Ubat
oder mit der Zündspannung UZ in Verbindung. Der
Verbindungspunkt zwischen dem ersten Schaltmittel 110, den
Verbrauchern 100 und 105 sowie den beiden
Widerstandsmitteln 150 und 155 steht ferner mit der
Steuereinheit 130 in Verbindung.
Diese Einrichtung arbeitet nun wie folgt: Betätigt der
Fahrer den Zündschalter 140, so wird die Steuereinheit 130
mit der Zündspannung beaufschlagt. Ausgehend von nicht
dargestellten Signalen berechnet die Steuereinheit 130
Ansteuersignale zur Beaufschlagung der
Schaltmittel 110, 125 und 120. Abhängig von der Ansteuerung
der Schaltmittel 110, 120 und 125 wird der Stromfluß durch
die Verbraucher 100 und 105 freigegeben.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der
Sicherheitsschalter 110 den Stromfluß erst freigibt, wenn
erkannt wird, daß kein Fehler vorliegt. Zur
Fehlerüberwachung steuert die Steuereinheit 130 die
Schaltmittel 110, 120 und 125 nacheinander kurzfristig an
und wertet die am Verbindungspunkt 115 anliegende Spannung
aus. Erkennt die Steuereinheit 130, daß kein Fehler
vorliegt, so wird der Schalter 110 derart angesteuert, daß
er den Stromfluß freigibt. Durch Steuern der Low-Side-Schalter
120 und 125 werden die entsprechenden Verbraucher
angesteuert.
Zur Auswertung wird der Verbindungspunkt 115 mit einem
vorgebbaren Potential beaufschlagt. Ausgehend von dem
Vergleich des Potentials am Verbindungspunkt 115 mit
vorgebbaren Werten erkennt die Steuereinheit 130 auf Fehler
beziehungsweise fehlerfreien Zustand. Das vorgebbare
Potential für den Verbindungspunkt 115 wird erfindungsgemäß
mit dem hochohmigen Spannungsteiler, bestehend aus den
Widerständen 150 und 155 bereitgestellt. Die Werte der
Widerstände 150 und 155 sind so gewählt, daß sie wesentlich
größer sind als die ohmschen Widerstände der Verbraucher
100. Der Stromfluß durch den Spannungsteiler bestehend aus
den Widerständen 150 und 155 ist daher vernachlässigbar
gering.
Das Potential am Verbindungspunkt wird mit abhängig vom
Schaltzustand der Schaltmittel 110, 120 und 125 vorgebbaren
Werten verglichen. Am Verbindungspunkt 115 steht abhängig
von den Werten der Widerstände 150 und 155 ein Bruchteil der
Versorgungsspannung Ubat beziehungsweise der Zündspannung UZ
an.
Die Ansteuerung der Schaltmittel 110, 120 und 125 bei der
Fehlerüberprüfung kann so kurz erfolgen, daß das Potential
115 auswertbar ist, sich aber noch keine Änderung des
Schaltzustandes der Verbraucher ergibt.
Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorgehensweise
zur Überprüfung wird im folgenden anhand des Flußdiagrammes
der Fig. 2 näher erläutert.
Im folgenden Ausführungsbeispiel sind die Widerstände 150
und 155 so gewählt, daß sie gleiche Widerstandswerte
aufweisen. In diesem Fall liegt am Verbindungspunkt 115 bei
geöffneten Schaltmitteln eine Spannung die der Hälfte der
Zündspannung UZ oder der Hälfte der Versorgungsspannung Ubat
entspricht. Im folgendem Ausführungsbeispiel wird der
Spannungsteiler mit der Zündspannung beaufschlagt. Die Werte
der Widerstände sind so gewählt, daß sie deutlich höher sind
als die Widerstandswerte der Verbraucher.
Bei weiteren Ausführungsformen kann der Spannungsteiler auch
mit der Versorgungsspannung Ubat beaufschlagt werden. Ferner
können auch andere Verhältnisse für die Werte der
Widerstände gewählt werden. Bei solchen anderen
Ausführungsformen sind die Schwellwerte, mit denen die
Spannung am Verbindungspunkt 115 verglichen werden,
entsprechend zu wählen.
Die Überprüfung auf Fehlerfreiheit erfolgt vorzugsweise vor
jeder Ansteuerung des Sicherheitsschalters 110. Das heißt,
die Überprüfung erfolgt zumindest nach jeder Inbetriebnahme
der Steuereinheit 130, das heißt nach jedem Schließen des
Zündschalters 140.
In einem ersten Schritt 200 wird der High-Side-Schalter 110
derart angesteuert, daß er den Stromfluß unterbricht. Im
anschließenden Schritt 205 werden die Low-Side-Schalter 120
und 125 so angesteuert, daß sie den Stromfluß unterbrechen.
Liegt in diesem Zustand kein Fehler vor, so bewirkt der
Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen 150 und 155,
daß am Verbindungspunkt 115 eine Spannung anliegt, die UZ/2
entspricht. Die sich anschließende Abfrage 210 überprüft, ob
an dem Verbindungspunkt die Spannung U gleich dem Wert UZ/2
ist.
Ist die Spannung ungleich UZ/2, so folgt die Abfrage 215,
die überprüft, ob die Spannung den Wert UZ erreicht. Ist
dies der Fall, so erkennt der Schritt 220, daß ein
Kurzschluß nach Versorgungsspannung Ubat vorliegt. Ist dies
nicht der Fall, so überprüft die Abfrage 225, ob die
Spannung U am Verbindungspunkt 115 dem Massepotential GND
entspricht. Ist dies der Fall, so erkennt der Schritt 230
auf Kurzschluß gegen Masse.
Ist dies nicht der Fall, so wird in den folgenden Abfragen
überprüft, ob einen Nebenschluß vorliegt. Hierzu überprüft
die Abfrage 235, ob die Spannung U am Verbindungspunkt 115
vermindert um die Spannung UZ/2 größer als ein Schwellwert
US ist. Ist dies der Fall, so erkennt der Block 240 auf
Nebenschluß nach Versorgungsspannung Ubat. Ist dies nicht
der Fall, so überprüft die Abfrage 245, ob die Spannung U am
Verbindungspunkt 115 vermindert um UZ/2 kleiner als ein
Schwellwert US ist. Ist dies der Fall, so wird in
Schritt 250 auf Nebenschluß gegen Masse erkannt. Ist dies
nicht der Fall, so folgt Schritt 255.
Erkennt die Abfrage 210, daß die Spannung U am
Verbindungspunkt 115 gleich der Spannung UZ/2 ist, so folgt
ebenfalls Schritt 255. In den Schritten 210 bis 250 wird
überprüft, ob Kurzschluß oder ein Nebenschluß nach Masse
oder nach Versorgungsspannung vorliegt.
Im Schritt 255 wird der erste Low-Side-Schalter LS derart
angesteuert, daß er schließt. Liegt hier kein Fehler vor, so
muß sich der Verbindungspunkt 115 auf Massepotential GND
befinden. Die sich anschließende Abfrage 260 überprüft
daher, ob der Verbindungspunkt 150 sich auf Massepotential
befindet. Ist dies nicht der Fall, so überprüft die
Abfrage 265, ob die Spannung U am Verbindungspunkt 115 den
Wert UZ/2 annimmt. Ist dies der Fall, so wird in Schritt 270
erkannt, daß der Low-Side-Schalter LS defekt ist. Ist dies
nicht der Fall, nimmt die Spannung einen anderen Wert an, so
muß ein anderer Fehler F vorliegen. Dies wird in Schritt 272
erkannt. Die Schritte 255 und 260 werden nacheinander für
alle Low-Side-Schalter abgearbeitet.
Erkennt die Abfrage 260, daß der Verbindungspunkt 115 sich
bei geschlossenem Low-Side-Schalter auf Massepotential GND
befindet, so folgt Schritt 275. In den Schritten 255 bis 272
werden die Low-Side-Schalter überprüft.
In Schritt 275 werden die Low-Side-Schalter LS derart
angesteuert, daß sie sperren und der High-Side-Schalter wird
derart angesteuert, daß er die Verbindung freigibt. In
diesem Fall muß der Verbindungspunkt 115 auf
Versorgungsspannung liegen.
Die Abfrage 285 überprüft, ob die Spannung U am
Verbindungspunkt 115 den Wert UZ/2 annimmt. Ist dies der
Fall, so wird in Schritt 290 auf Defekt des High-Side-Schalters
erkannt. Ist dies nicht der Fall, so überprüft die
Abfrage 292, ob die Spannung U gleich der Zündspannung UZ
ist. Ist dies nicht der Fall, so wird in Schritt 294 auf
Fehler F erkannt. Ist dies der Fall, so wird in Schritt 296
erkannt, daß auch der High-Side-Schalter HS ordnungsgemäß
arbeitet. Es liegt also kein Fehler vor.
In den Schritten 275 bis 294 wird der High-Side-Schalter
überprüft. Die Überprüfung auf Kurzschluß oder Nebenschluß,
die Überprüfung der Low-Side-Schalter und die Überprüfung
des High-Side-Schalters können auch in anderer Reihenfolge
erfolgen. So können beispielsweise zuerst die Schritte 255
bis 272 und anschließend die Schritte 210 bis 250
abgearbeitet werden. Die Überprüfung des High-Side-Schalters
erfolgt als letztes.
Liegt kein Fehler vor, folgt in Schritt 298 die Ansteuerung
der Schaltmittel 110, 120 und 125, derart, wie es die
Steuereinheit 130 wünscht, um die Verbraucher 100 und 105 in
die entsprechende Position zu bringen.
Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise können auch
Nebenschlüsse und parasitäre Widerstände erkannt werden.
Die Schaltmittel werden überprüft, ohne daß der Aktuator
derart angesteuert wird, daß er reagiert. Fehler des
Sicherheitsschalters 110 können vor dessen Ansteuerung
erkannt werden.
Claims (9)
1. Verfahren zur Fehlererkennung bei einer
Endstufenschaltungsanordnung, wobei wenigstens ein
Verbraucher mittels eines ersten Schaltmittels mit einer
Versorgungsspannung und mittels eines zweiten Schaltmittels
mit Masse verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Verbindungspunkt zwischen dem ersten Schaltmittel und dem
Verbraucher mit einem vorgebbaren Potential beaufschlagt
wird und die am Verbindungspunkt anliegende Spannung zur
Fehlererkennung ausgewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das erste Schaltmittel und/oder das zweite Schaltmittel in
einen definierten Zustand gebracht wird und die Spannung am
Verbindungspunkt zwischen dem ersten Schaltmittel und dem
Verbraucher mit vorgegebenen Werten verglichen und ausgehend
von dem Vergleich auf Fehler erkannt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel so kurz in
einen definierten Zustand gebracht werden, daß der
Verbraucher seinen Schaltzustand nicht ändert.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Ansteuerung der
Schaltmittel, die eine Änderung des Schaltzustandes des
Verbrauchers zur Folge hat, erst erfolgt, wenn kein Fehler
erkannt wurde.
5. Vorrichtung zur Fehlererkennung bei einer
Endstufenschaltungsanordnung, wobei wenigstens ein
Verbraucher mittels eines ersten Schaltmittels mit einer
Versorgungsspannung und mittels eines zweiten Schaltmittels
mit Masse verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel
vorgesehen sind, die einen Verbindungspunkt zwischen dem
ersten Schaltmittel und dem Verbraucher mit einem
vorgebbaren Potential beaufschlagen und die am
Verbindungspunkt anliegende Spannung zur Fehlererkennung
auswerten.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das vorgebbare Potential mittels eines hochohmigen
Spannungsteilers bereitgestellt wird.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß dem ersten Schaltmittel ein erstes
Widerstandsmittel und dem Verbraucher ein zweites
Widerstandsmittel parallel geschaltet ist und die beiden
Widerstandsmittel den hochohmigen Spannungsteiler bilden.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß es sich bei dem Verbraucher um ein
Magnetventil, handelt.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verbraucher insbesondere bei
ABS-, ASR-, FDR-Systemen eingesetzt werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996111522 DE19611522B4 (de) | 1996-03-23 | 1996-03-23 | Verfahren und Vorrichtung zur Fehlererkennung bei einer Endstufenschaltungsanordnung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996111522 DE19611522B4 (de) | 1996-03-23 | 1996-03-23 | Verfahren und Vorrichtung zur Fehlererkennung bei einer Endstufenschaltungsanordnung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19611522A1 true DE19611522A1 (de) | 1997-09-25 |
DE19611522B4 DE19611522B4 (de) | 2009-01-29 |
Family
ID=7789200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996111522 Expired - Lifetime DE19611522B4 (de) | 1996-03-23 | 1996-03-23 | Verfahren und Vorrichtung zur Fehlererkennung bei einer Endstufenschaltungsanordnung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19611522B4 (de) |
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