DE19805658A1

DE19805658A1 - Method for detecting faulty switching of a first relay

Info

Publication number: DE19805658A1
Application number: DE19805658A
Authority: DE
Inventors: Stefan Koch; Rolf Kremser; Michael Soellner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-08-22
Filing date: 1998-02-12
Publication date: 1999-03-11
Also published as: DE59805201D1; KR20010023165A

Abstract

The invention relates to a method for detecting malfunctions of a first relay (51) whose switching means are series connected to a consumer (11) and interrupt or close down the connection to the consumer depending on the appropriate switching position in accordance with the switching instructions. A current flowing through a circuit that includes the switching means is measured and a malfunction is of the relay, especially freezing of said relay, is detected if the current intensity does not correspond to the current intensity to be expected according to the selected switching position. Other relays which can be provided for inversion of consumer potentials can be included in the test. The inventive method makes it possible to test a relay without moving the actuators, provided that the relays are in order. It also provides a considerable saving in time due to the fact that not all relays need to be triggered for the test.

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Erkennung von Fehlschaltungen eines ersten Relais, dessen Schaltmittel in Reihe mit einem Verbraucher geschaltet ist, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.The invention is based on a method for the detection of Incorrect switching of a first relay, its switching means in series is connected to a consumer that is in the preamble of Claim 1 defined genus.

Aus der DE 31 35 888 C2 ist ein Verfahren bekannt, welches zur Erkennung von Fehlschaltungen von Relais dient, dessen Schaltmittel in Reihe mit einem Verbraucher geschaltet ist und je nach Schaltstellung nach Maßgabe von Schaltbefehlen die Verbindung zum Verbraucher unterbricht oder schließt. Wird eine Fehlschaltung erkannt, entweder bei den Schaltbefehlen oder bei den Relais, wird der motorische Verbraucher so mit Potential versorgt, daß er am Anlaufen gehindert ist. Vorliegende Fehlererkennung beruht auf der Erkennung bestimmter Potentiale und deren recht komplexen Auswertung. From DE 31 35 888 C2 a method is known which for Detection of faulty switching of relays is used Switching means is connected in series with a consumer and each the connection according to the switching position in accordance with switching commands to the consumer interrupts or closes. Will a malfunction recognized, either with the switching commands or with the relays the motor consumer is supplied with potential so that it Start is prevented. The existing fault detection is based on the Detection of certain potentials and their quite complex ones Evaluation.

Advantages of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erkennung von Fehlschaltungen eines ersten Relais mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, eine einfache und zuverlässige Lösung zur Verfügung zu stellen, bei welcher ein Relaistest mit Hilfe einer in einem elektronischen Steuergerät implementierten Strommessung durchgeführt wird. In vorteilhafter Weise können somit alle Relais angesteuert werden, ohne daß einer der als Verbraucher vorgesehenen Aktuatoren bewegt werden muß.The method according to the invention for the detection of faulty switching a first relay with the characteristic features of Claim 1 has the advantage of a simple and to provide a reliable solution where one Relay test using an electronic control unit implemented current measurement is carried out. In advantageous All relays can thus be controlled without one the actuators provided as consumers must be moved.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird dazu prinzipiell ein durch einen die Schaltmittel beinhaltenden Stromkreis fließender Strom erfaßt und eine Fehlfunktion des Relais, insbesondere ein Kleben des Schaltmittels, erkannt, wenn die Stromstärke nicht der gemäß der angewählten Schaltstellung zu erwartenden Stromstärke entspricht.In principle, in the method according to the invention, a flowing through a circuit containing the switching means Current is detected and a malfunction of the relay, especially one Sticking of the switching means, recognized if the amperage is not the current strength to be expected according to the selected switching position corresponds.

Durch die in den weiteren Ansprüchen niedergelegten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Verfahrens möglich.Through the measures laid down in the further claims are advantageous further developments and improvements in Claim 1 specified method possible.

Nach einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens ein zweites Relais vorgesehen, das eine erste Klemme des Stromkreises durch Umschaltung auf wenigstens zwei verschiedene Potentiale legen kann, und eine zweite Klemme des Stromkreises auf einem ersten der beiden Potentiale liegt, vorgesehen, und erfindungsgemäß wird an das zweite Relais ein Schaltsignal zur Verbindung der ersten Klemme mit dem zweiten Potential abgegeben und an das erste Relais wird ein Schaltsignal zum Öffnen gegeben, und ein einen Fehler der beiden Relais kennzeichnendes erstes Fehlersignal wird dann abgegeben, wenn ein Stromfluß in dem Stromkreis erkannt wird. According to a particularly expedient development of the invention at least one second relay is provided which has a first terminal the circuit by switching to at least two can put different potentials, and a second terminal of the Circuit lies on a first of the two potentials, provided, and according to the invention is a to the second relay Switching signal for connecting the first terminal to the second Potential is given and a switching signal is sent to the first relay given to open, and a failure of the two relays characteristic first error signal is emitted when a Current flow in the circuit is detected.

In vorteilhafter Ausgestaltung dieser erfindungsgemäßen Weiterbildung ist vorgesehen, daß an das zweite Relais ein Schaltsignal zur Schaltung der ersten Klemme an das erste Potential gegeben wird und an das erste Relais ein Schaltsignal zum Schließen gegeben wird, wenn im vorhergehenden Schritt kein Fehler erkannt wurde, und daß ein einen Fehler der beiden Relais kennzeichnendes Fehlersignal abgegeben wird, wenn ein Stromfluß im Stromkreis erkannt wird.In an advantageous embodiment of this invention Training is provided that a to the second relay Switching signal for switching the first terminal to the first Potential is given and a switching signal to the first relay is given to close if none in the previous step Fault was detected, and that a fault of the two relays characteristic error signal is emitted when a current flow in the Circuit is recognized.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß mehrere Verbraucher mit zugeordneten ersten Relais parallel zu den beiden Klemmen geschaltet sind und Fehler in einzelnen und/oder mehreren der Relais erkannt werden.In a further advantageous embodiment of the invention provided that several consumers with assigned first relays are connected in parallel to the two terminals and errors in individual and / or more of the relays are recognized.

In besonders vorteilhafter und zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung ist ein drittes Relais vorgesehen, über das die zweite Klemme mit einem der beiden Potentiale verbunden werden kann. Entsprechend einer vorteilhaften Anwendung dieser erfindungsgemäßen Weiterbildung wird durch Schalten des dritten Relais eine Fehlfunktion des zweiten Relais und umgekehrt festgestellt.In a particularly advantageous and expedient development of Invention, a third relay is provided, via which the second Terminal can be connected to one of the two potentials. According to an advantageous application of this Training according to the invention is achieved by switching the third Relay malfunction of the second relay and vice versa detected.

Eine weitere vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist gekennzeichnet durch die Verwendung eines Halbleiterschalters an Stelle wenigstens eines der Relais.Another advantageous embodiment of the invention is characterized by the use of a semiconductor switch Place at least one of the relays.

drawing

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch ein Blockschaltbild einer Aktuatoransteuerung, dargestellt anhand von Motoren, bei der das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft einsetzbar ist.The invention is based on one shown in the drawing Exemplary embodiment in the following description explained. The single figure shows schematically a block diagram an actuator control, shown using motors, in the the method according to the invention can be used advantageously.

Description of the embodiment

In Fig. 1 ist schematisch in einem Blockschaltbild der Aufbau einer Aktuatoransteuerung dargestellt, bei dem die Aktuatoren Motore M1, . . ., Mx sind. Diese Motore M1, . . ., Mx werden über erste Relais 1-X, bestehend aus den jeweils zugehörigen Relaisspulen Sp1 bis Spx und den als Schaltmittel dienenden Relaiskontakten S1 bis Sx, an die an den Leitungen 1 bzw. 2 anliegenden Potentiale geschaltet. Mit Hilfe eines zweiten Relais A, bestehend aus der Relaisspule SpA und dem zugehörigen Relaiskontakt SA, wird eine Leitung 7 mit zwei verschiedenen Potentialen, im dargestellten Beispiel entweder mit GND oder Ubat, verbunden. Dementsprechend liegt dieses unterschiedliche Potential an der einen Seite der Motoren M1, . . ., Mx an. Mit Hilfe eines weiteren Relais B, bestehend aus der Relaisspule SpB und dem zugehörigen Relaiskontakt SB, wird eine Leitung 6 mit zwei verschiedenen Potentialen, im dargestellten Beispiel entweder mit GND oder Ubat, verbunden. Dementsprechend liegt dieses unterschiedliche Potential an der zweiten Seite der Motoren M1, . . ., Mx an. Auf diese Weise kann der Rechts- oder Linkslauf der Motoren bestimmt werden. Die Ansteuerung der Relaisspulen Sp1 bis Spx, SpA und SpB erfolgt von einem Steuergerät aus, welches die entsprechenden Schaltsignale bzw. Schaltbefehle abgibt, um die als Schaltmittel dienenden Relaiskontakte in die entsprechenden Schaltstellungen zu verbringen. Die Einwirkung der Relaisspulen auf die zugehörigen Relaiskontakte ist durch gepunktete Linien angedeutet.In Fig. 1, the structure of an actuator control is shown schematically in a block diagram, in which the actuators motors M1,. . ., Mx are. These motors M1,. . ., Mx are connected to the potentials present on lines 1 and 2 via first relays 1-X, consisting of the associated relay coils Sp1 to Spx and the relay contacts S1 to Sx serving as switching means. With the help of a second relay A, consisting of the relay coil SpA and the associated relay contact SA, a line 7 is connected to two different potentials, in the example shown either GND or Ubat. Accordingly, this different potential lies on one side of the motors M1,. . ., Mx on. With the help of a further relay B, consisting of the relay coil SpB and the associated relay contact SB, a line 6 is connected to two different potentials, in the example shown either GND or Ubat. Accordingly, this different potential lies on the second side of the motors M1,. . ., Mx on. In this way the clockwise or anti-clockwise rotation of the motors can be determined. The control of the relay coils Sp1 to Spx, SpA and SpB takes place from a control unit which emits the corresponding switching signals or switching commands in order to bring the relay contacts serving as switching means into the corresponding switching positions. The effect of the relay coils on the associated relay contacts is indicated by dotted lines.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im Steuergerät bevorzugt ein Mikrokontroller vorgesehen sowie eine in der Figur nicht näher dargestellte Vorrichtung zur Summenstrommessung aller Aktuatoren, beispielsweise über einen Shunt-Widerstand in der Leitung zwischen den Relaiskontakten SA/SB, Leitung 5 und dem GND-Potential, oder einer Strommessung jedes Pfades getrennt oder einer Mischung aus beidem.To carry out the method according to the invention, a microcontroller is preferably provided in the control unit and a device for total current measurement of all actuators, not shown in the figure, for example via a shunt resistor in the line between the relay contacts SA / SB, line 5 and the GND potential, or a current measurement of each path separately, or a mixture of both.

Zur Überprüfung der in der Figur dargestellten Relais, ob diese beispielsweise in geschlossenem Zustand "Kleben", genügen die nachfolgend aufgeführten Testschritte. Dabei ist von folgender, in der Figur dargestellter Grundstellung der Relaiskontakte ausgegangen: die Relaiskontakte 51 bis Sx sind offen, die Relaiskontakte SA und SB liegen auf GND-Potential.To check the relays shown in the figure, whether they are "gluing" in the closed state, for example, the test steps listed below are sufficient. The following basic position of the relay contacts, shown in the figure, is assumed: the relay contacts 51 to Sx are open, the relay contacts SA and SB are at GND potential.

Der erste Testschritt beinhaltet das Ansteuern der Relaisspule SpA und damit das Schließen des Relaiskontaktes SA nach Leitung 8. Damit liegt dann auf Leitung 7 das Potential Ubat an den Motoren M1, . . ., Mx an. Ist nun eines der Relaiskontakte S1 bis Sx fehlerhaft geschlossen, dann mißt der Mikrokontroller einen Strom, der größer als Null, allgemein: größer als ein erwarteter Sollwert, ist und detektiert damit, daß eines der Relais 1 bis x, bestehend aus Relaisspulen Sp1 bis Spx sowie zugehörigen Relaiskontakten S1 bis Sx, "hängt" in geschlossener Position (gegen Leitung 2). Mißt das Steuergerät bzw. der Mikrokontroller keinen derartigen Strom, dann sind alle den Motoren zugeordnete erste Relais 1-x offen oder das Relais A, bestehend aus Relaisspule SpA sowie zugehörigem Relaiskontakt SA, "hängt" gegen Leitung 5. Nach diesem ersten Testschritt kehrt die Anordnung nach Beendigung der Ansteuerung in die vorstehend beschriebene Grundstellung zurück.The first test step involves actuating the relay coil SpA and thus closing the relay contact SA according to line 8 . Thus, then is on line 7, the potential Ubat to the motors M1,. . ., Mx on. If one of the relay contacts S1 to Sx is now closed incorrectly, the microcontroller measures a current that is greater than zero, generally: greater than an expected setpoint, and thus detects that one of the relays 1 to x, consisting of relay coils Sp1 to Spx as well as associated relay contacts S1 to Sx, "hangs" in the closed position (against line 2 ). If the control unit or the microcontroller does not measure such a current, then all of the first relays 1-x assigned to the motors are open or relay A, consisting of relay coil SpA and associated relay contact SA, "hangs" against line 5 . After this first test step, the arrangement returns to the basic position described above after the activation has ended.

Die vom Steuergerät für Testzwecke vorgenommene Ansteuerung der Relais erfolgt solange, daß die Relais sicher anziehen. Andererseits wird die Ansteuerung nicht so lange aufrecht erhalten, um somit bei einer Fehlfunktion der Relais eine Aktuatorbewegung so minimal wie irgend möglich zu halten. Bei der Wahl der erforderlichen Ansteuerzeit werden die Daten der verwendeten Relais beachtet.The control of the control unit for test purposes Relay takes place so long that the relays pull securely. On the other hand, the control is not maintained for so long received so that a malfunction of the relay Keep actuator movement as minimal as possible. In the The data of the used relays.

In einem optionalen Testschritt erfolgt das Ansteuern der Relaisspule SpB und damit das Schließen des Relaiskontaktes SB nach Leitung 8. Damit liegt dann auf Leitung 6 das Potential Ubat an den Motoren M1, . . ., Mx an. Ist nun eines der Relaiskontakte S1 bis Sx fehlerhaft geschlossen, dann mißt der Mikrokontroller einen Strom, der größer als Null, allgemein: größer als ein erwarteter Sollwert, ist und detektiert damit, daß eines der Relais 1 bis x, bestehend aus Relaisspulen Sp1 bis Spx sowie zugehörigen Relaiskontakten S1 bis Sx, "hängt" in geschlossener Position (gegen Leitung 2). Mißt das Steuergerät bzw. der Mikrokontroller keinen derartigen Strom, dann sind alle den Motoren zugeordnete erste Relais 1-x offen oder das Relais B, bestehend aus Relaisspule SpB sowie zugehörigem Relaiskontakt SB, "hängt" gegen Leitung 5. Nach diesem optionalen Testschritt kehrt die Anordnung nach Beendigung der Ansteuerung in die vorstehend beschriebene Grundstellung zurück.In an optional test step, the SpB relay coil is activated and the relay contact SB is closed according to line 8 . Thus, then is present on line 6, the potential Ubat to the motors M1,. . ., Mx on. If one of the relay contacts S1 to Sx is now closed incorrectly, the microcontroller measures a current that is greater than zero, generally: greater than an expected setpoint, and thus detects that one of the relays 1 to x, consisting of relay coils Sp1 to Spx as well as associated relay contacts S1 to Sx, "hangs" in the closed position (against line 2 ). If the control device or the microcontroller does not measure such a current, then all the first relays 1-x assigned to the motors are open or the relay B, consisting of the relay coil SpB and the associated relay contact SB, "hangs" against line 5 . After this optional test step, the arrangement returns to the basic position described above after the activation has ended.

Mit diesem ersten bzw. optionalen Testschritt werden alle Relais überprüft. Wird kein Strom gemessen und damit Fehlverhalten festgestellt, kann auf weitere Tests verzichtet werden.With this first or optional test step, all relays checked. If no current is measured and misconduct occurs determined, further tests can be dispensed with.

Ein zweiter Testschritt besteht nun darin, daß ein beliebiges Relais 1 bis x, bestehend aus den jeweils zugehörigen Relaisspulen Sp1 bis Spx und den Relaiskontakten S1 bis Sx, angesteuert wird. Ist nun eines der Relais A oder B, bestehend aus Relaisspule SpA/SpB sowie zugehörigem Relaiskontakt SA/SB, fehlerhaft geschlossen, dann mißt der Mikrokontroller einen Strom, der größer als Null ist. Damit wird detektiert, daß eines der Relais A bzw. B "hängt" in Position gegen das Potential Ubat auf Leitung 8. Nach diesem zweiten Testschritt kehrt die Anordnung nach Beendigung der Ansteuerung in die vorstehend beschriebene Grundstellung zurück.A second test step now consists in driving any relay 1 to x, consisting of the associated relay coils Sp1 to Spx and the relay contacts S1 to Sx. If one of the relays A or B, consisting of the relay coil SpA / SpB and the associated relay contact SA / SB, is incorrectly closed, the microcontroller measures a current that is greater than zero. This detects that one of the relays A and B "hangs" in position against the potential Ubat on line 8 . After this second test step, the arrangement returns to the basic position described above after the activation has ended.

Der Test bezüglich des "Hängens" der Relais 1-X in offener Position bzw. der Relais A und B gegen GND-Potential erfolgt über eine Mindeststromerkennung im Normalbetrieb des Systems, wobei bei der Aktuatoransteuerung der Mikrokontroller keinen Strom mißt. Daraufhin erfolgt die Fehlerdetektion.The test regarding the "hanging" of relay 1-X in open Position or relays A and B against GND potential is via a minimum current detection in normal operation of the system, with the actuator control of the microcontroller does not measure any current. The error is then detected.

Der Test entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren kann beliebig durchgeführt werden, beispielsweise nach dem Einschalten der Zündung bei einem Kraftfahrzeug oder zyklisch oder in anderer geeigneter Weise. Das Ergebnis steht für Diagnosezwecke zur Verfügung und kann in die Funktionalität des Steuergerätes eingebunden werden. So kann z. B. dafür gesorgt werden, daß bei der Feststellung einer Relaisfehlfunktion keine Ansteuerung des entsprechenden Aktuators mehr erfolgt.The test according to the method according to the invention can can be carried out arbitrarily, for example after switching on the ignition in a motor vehicle or cyclically or in another appropriately. The result is available for diagnostic purposes Available and can in the functionality of the control unit be involved. So z. B. to ensure that at the Detection of a relay malfunction no activation of the corresponding actuator more takes place.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhafterweise auch dann eingesetzt werden, wenn die Verwendung eines Halbleiterschalters an Stelle wenigstens eines der Relais vorgesehen ist. Als Halbleiterschalter kann beispielsweise ein MOSFET-Transistor Verwendung finden.The method according to the invention can then advantageously also be used when using a semiconductor switch in place of at least one of the relays. As Semiconductor switches can for example be a MOSFET transistor Find use.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht einen Relaistest ohne Bewegung der Aktuatoren, vorausgesetzt die Relais sind in Ordnung. Es bringt darüber hinaus eine wesentliche Zeitersparnis, da nicht alle Relais zum Test angesteuert werden müssen.The method according to the invention enables a relay test without Movement of the actuators, provided the relays are OK. It also saves a lot of time because it doesn't all relays must be controlled for the test.

Claims

1. A method for detecting faulty switching of a first relay, the switching means is connected in series with a consumer and interrupts or closes the connection to the consumer depending on the switching position according to switching commands, characterized in that a current flowing through a circuit containing the switching means is detected and a malfunction of the relay, in particular sticking of the switching means, is detected if the current intensity does not correspond to the current intensity expected according to the selected switching position.

2. The method of claim 1, wherein at least a second Relay is provided which is a first terminal of the circuit by switching to at least two different potentials can put, and a second terminal of the circuit on one first of the two potentials characterized in that a switching signal to connect the second relay first terminal with the second potential is given and on the first relay is given a switching signal to open, and that a characteristic of an error of the two relays first error signal is emitted when a current flow in the Circuit is recognized.

3. The method according to claim 2, characterized in that to the second relay a switching signal to switch the first Terminal is given to the first potential and to the first Relay is given a switching signal to close when in previous step no errors were detected and that a error signal characterizing an error of the two relays is released when a current flow in the circuit is detected becomes.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized that several consumers with associated first relays are connected in parallel to the two terminals and errors in individual and / or more of the relays detected become.

5. The method according to any one of claims 2 to 4, characterized characterized in that a third relay is provided via which is the second terminal with one of the two potentials can be connected.

6. The method according to claim 5, characterized in that by Switching the third relay malfunctioned the second Relay and vice versa is detected.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized by the use of a semiconductor switch instead of at least one of the relays.