DE19956457A1 - Speicherschaltung für Steuergeräte von Elektrofahrzeugen - Google Patents

Abstract

Es wird eine Speicherschaltung (3) zur Speicherung eines binären Betriebsparameters eines Fahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs, vorgeschlagen. Die Speicherschaltung (3) zeichnet sich dadurch aus, daß sie mit dem Steuergerät (16) des Motors des Fahrzeugs verbunden ist, den binären elektrischen Betriebsparameter auf das Steuergerät (16) übertragen kann und als selbsthaltende elektromagnetische Schaltung ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Speicherschaltung zur Speicherung eines binären elektrischen Betriebsparameters eines Fahrzeugs gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein diesem Zweck dienendes Speicherverfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 6.

Speicherschaltungen sowie Speicherverfahren der hier angesprochenen Art sind bekannt. Sie dienen dazu, einen binären elektrischen Betriebsparameter eines Fahrzeugs abzuspeichern und abrufbar zu halten. Unter einem binären elektrischen Betriebsparameter wird im Zuge dieser Anmeldung ein Betriebsparameter verstanden, der nur zwei Werte annehmen kann. Beispiele hierfür sind der Zustand der Drosselklappe im Abgasrückführungszweig des Motors oder die Startinformation des Fahrzeugs. Im ersten Beispiel kann der Betriebsparameter nur einen der beiden Werte "Drosselklappe geöffnet" und "Drosselklappe geschlossen", im zweiten Beispiel nur einen der Werte "Startimpuls gegeben" und "Startimpuls nicht gegeben" annehmen.

Der Stand der Technik sieht vor, daß der binäre elektrische Betriebsparameter neben diversen weiteren Betriebsparametern des Fahrzeugs in einem Speicherchip im Steuergerät des Fahrzeugs abgespeichert wird. Bei Inbetriebnahme des Steuergeräts durch Drehen des Zündschlüssels werden die Betriebsparameter von dem Speicherchip in einen Arbeitsspeicher übertragen, von dem aus sie dann zum Abruf und zur Weiterverarbeitung zur Verfügung stehen. Dieses Vorgehen weist jedoch einige Nachteile auf. Gelangt das Fahrzeug nämlich in den Einflußbereich einer starken elektromagnetischen Störquelle, beispielsweise eines Funkturmes, so können die im Arbeitsspeicher befindlichen Betriebsparameter gelöscht werden. Das Steuergerät fällt dann vorübergehend aus, was den Fahrzeugbetrieb unter Umständen beeinträchtigt. Zur Wiederinbetriebnahme des Steuergeräts müssen die Betriebsparameter erst wieder von dem Speicherchip in den Arbeitsspeicher übertragen werden. Diese Übertragung der Betriebsparameter nimmt eine gewisse auch Initialisierungsphase genannte Zeitspanne in Anspruch, während der das Steuergerät nicht einsatzbereit ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Speicherschaltung zu schaffen, die einen binären elektrischen Betriebsparameter sicher speichert und ihn nach der Speicherung ohne Zeitverlust wiederabrufbar bereithält.

Diese Aufgabe wird mittels einer Speicherschaltung gelöst, die mit dem Steuergerät des Motors des Kraftfahrzeugs verbunden ist, den binären elektrischen Betriebsparameter auf das Steuergerät übertragen kann und als selbsthaltende elektromagnetische Schaltung ausgebildet ist. Unter einer selbsthaltenden elektromagnetischen Schaltung wird im Zuge dieser Anmeldung eine nicht-mikroelektronische Schaltung verstanden, die nach Abschalten einer Erregergröße den Schaltzustand beibehält, der während der letzten Erregung gegeben war. Da die in der nicht-mikroelektronischen Schaltung wirksamen Ströme und Spannungen von einer Größenordnung sind, durch die sie unempfindlich gegen die Überlagerung mit externen elektromagnetischen Feldern werden, verhindert diese Ausgestaltung den Verlust des binären elektrischen Betriebsparameters bei Einwirkung von Störstrahlung. Der Betriebsparameter ist also durchgehend abrufbar. Überdies weisen selbsthaltende elektromagnetische Schaltungen Schaltzeiten, dies sind die Zeiten zwischen dem Beginn des Einwirkens einer die Änderung des Schaltzustands bewirkenden Erregergröße und der Änderung des Schaltzustands der Schaltung, auf, die sehr viel geringer sind als die Initialisierungsphase des Steuergeräts. Ein Zugriff auf den durch die Speicherschaltung abgespeicherten Betriebsparameter ist also nach einem Reset des Steuergeräts sehr viel früher als im Stand der Technik möglich.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Speicherschaltung ist vorgesehen, daß die selbsthaltende elektromagnetische Schaltung als elektromagnetische Relaisschaltung mit einem Felderzeugungselement, das ein elektrisches und/oder magnetisches Feld erzeugt, und mit einem Schaltelement ausgebildet ist, dessen zwei dem binären elektrischen Betriebsparameter zugeordnete Schaltzustände durch das Felderzeugungselement einstellbar sind. Dieses Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, daß es besonders einfach zu realisieren ist.

Bevorzugt ist außerdem, wenn für den Fall der Erzeugung eines elektrischen Feldes das Felderzeugungselement als Kondensatoranordnung und das Schaltelement als durch das elektrische Feld von dem ersten in den zweiten Schaltzustand und durch ein Federelement von dem zweiten in den ersten Schaltzustand bewegbarer Schalter ausgebildet ist, oder wenn für den Fall der Erzeugung eines magnetischen Feldes das Felderzeugungselement als Spulenanordnung und das Schaltelement als durch das magnetische Feld von dem ersten in den zweiten Schaltzustand und durch ein Federelement von dem zweiten in den ersten Schaltzustand bewegbarer Schalter ausgebildet ist. Diese beiden Ausführungsbeispiele entsprechen einem bekannten Relais. Sie weisen den Vorteil auf, daß ihr Aufbau und die damit verbundenen Probleme dem Fachmann bekannt sind, ihm also keine größeren Schwierigkeiten bereiten.

Bevorzugt wird ferner, wenn der binäre elektrische Betriebsparameter die Startinformation ("Startimpuls gegeben" beziehungsweise "Startimpuls nicht gegeben") des Fahrzeugs ist. Bewegt der Fahrer des Fahrzeugs den Zündschlüssel. sehr schnell von der "Zündung aus"- über die "Zündung ein"- in die "Motor ein"-Stellung und zurück, wobei die Startinformation dann gegeben wird, wenn der Zündschlüssel die "Motor ein"- Stellung erreicht, so ist durch die fehlende Initialisierungsphase und kurze Schaltzeit der Speicherschaltung gewährleistet, daß die Startinformation des Fahrzeugs trotz der schnellen Betätigung des Zündschlüssels gespeichert wird.

Zur Lösung der Aufgabe wird außerdem ein Verfahren vorgeschlagen, das sich dadurch auszeichnet, daß der binäre elektrische Betriebsparameter in der Speicherschaltung abgespeichert ist und bei einem Verlust des Betriebsparameters die Speicherschaltung den Betriebsparameter auf das Steuergerät überträgt. Diese Funktionsverbindung zwischen dem Steuergerät und der Speicherschaltung ermöglicht nach einem Reset des Steuergeräts eine verzögerungsfreie Übertragung des Betriebsparameters von der Speicherschaltung auf das Steuergerät.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen:

die Fig. 1a, 2a, 3a, 4a und 5a die verschiedenen Stellungen eines Zündschlüssels in einem Zündschloß in symbolischer Darstellung sowie

die Fig. 1b, 2b, 3b, 4b und 5b jeweils eine erfindungsgemäße Speicherschaltung, die den Stellungen des Zündschlüssels der Fig. 1a, 2a, 3a, 4a und 5a zugeordnet ist, als Schaltbild.

Fig. 1a zeigt in symbolischer Darstellung einen Zündschlüssel 1 in einem Zündschloß 2. Der Zündschlüssel 1 kann in dem Zündschloß 2 drei Stellungen einnehmen, die mit "A" für "Zündung aus", "Z" für "Zündung ein" und "M" für "Motor ein" bezeichnet sind. In der Fig. 1a nimmt der Zündschlüssel 1 die Stellung "Zündung aus" ein.

Fig. 1b zeigt eine Speicherschaltung 3, deren Betriebszustand der Stellung des Zündschlüssels 1 gemäß Fig. 1a entspricht. Die Speicherschaltung 3 weist eine erste Zuleitung 4, eine zweite Zuleitung 5 und eine dritte Zuleitung 6 auf. Die erste Zuleitung 4 ist mit einem Anschlußpunkt 7 eines Schaltelements 8 elektrisch verbunden. Die zweite Zuleitung 5 ist über eine Entkopplungsdiode 9 und einen Kreuzungspunkt 10 mit dem einen Anschluß einer Spule 11 elektrisch verbunden. Der andere Anschluß der Spule 11 ist mit einer Masse. 12 elektrisch verbunden. Die dritte Zuleitung 6 ist über den Kreuzungspunkt 10 mit einem Anschlußpunkt 13 des Schaltelements 8 elektrisch verbunden. Der dritte Anschlußpunkt 14 ist über einen magnetischen Schalter 15 des Schaltelements 8 mit dem Anschlußpunkt 13 des Schaltelements 8 elektrisch verbunden. Der Schalter 15 wird mit Hilfe eines Federelements 21 in der gezeigten Stellung gehalten. Die dritte Zuleitung 6 ist mit einem Steuergerät 16 elektrisch verbunden, was durch einen Pfeil 17 angedeutet ist.

Befindet sich der Zündschlüssel 1 in der Stellung A, so liegt, wie in Fig. 1b gezeigt, an allen drei Zuleitungen 4, 5 und 6 eine Spannung von 0 Volt an. Das Schaltelement 8 ist geöffnet und es fließt aufgrund des Fehlens jedweder Potentialdifferenz in der Speicherschaltung 3 kein Strom in der Speicherschaltung 3, weswegen in der Spule 11 auch kein magnetisches Feld erzeugt wird.

Fig. 2a zeigt den Zündschlüssel 1 in der Stellung Z in dem Zündschloß 2 und Fig. 2b zeigt den Fig. 2a entsprechenden Betriebszustand der Speicherschaltung 3. Gleiche Bauteile sind in beiden Figuren mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1a und 1b versehen, so daß insofern auf die dortige Beschreibung verwiesen wird. Das Drehen des Zündschlüssels von der Stellung A in die Stellung Z bewirkt, daß die erste Zuleitung 4 mit einem Pol einer nicht dargestellten Batterie des Fahrzeugs, hier einem üblicherweise zum Einsatz kommenden 12-Volt-Pol, elektrisch verbunden wird, an der Zuleitung 4 mithin 12 Volt anliegen. An den Zuleitungen 5 und 6 liegen wie im Betriebszustand gemäß Fig. 1b weiterhin 0 Volt an. Da das Schaltelement 8 immer noch in der geöffneten Stellung ist, kann zwischen dem Anschlußpunkt 7 und dem Anschlußpunkt 13 des Schaltelements 8 kein Stromfluß erfolgen, weshalb sich auch in der Spule 11 noch kein magnetisches Feld aufbaut.

Fig. 3a zeigt den Zündschlüssel 1 in der Stellung M in dem Zündschloß 2. Der dieser Figur entsprechende Betriebszustand der Speicherschaltung 3 ist in Fig. 3b dargestellt. Gleiche Bauteile tragen die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1a und 1b, so daß wieder auf die dortige Beschreibung verwiesen wird. Wird der Zündschlüssel von der Stellung Z in die Stellung M gedreht, so wird ein in Fig. 3b durch ein Diagramm 18 angedeuteter Spannungsimpuls an der zweiten Zuleitung 5 wirksam. Die Potentialdifferenz zwischen der zweiten Zuleitung 5 und der Masse 12 bewirkt einen Strom über die Entkopplungsdiode 9, den Kreuzungspunkt 10 und die Spule 11 zu der Masse 12. Der Stromfluß durch die Spule 11 bedingt in der Spule 11 ein durch Feldlinien 19 angedeutetes magnetisches Feld 20. Da die Spule 11 und das Schaltelement 8 derart angeordnet sind, daß sich der Schalter 15 im Einflußbereich des magnetischen Feldes 20 befindet und das magnetische Feld 20 am Ort des Schalters 15 so stark ist, daß es den Schalter 15 gegen die Rückstellkraft des Federelements 21 zu verstellen vermag, geht das Schaltelement 8 von seiner geöffneten in seine geschlossene Stellung über. Somit ist eine über den Anschlußpunkt 7, den Schalter 15 und den Anschlußpunkt 13 des Schaltelements 8 verlaufende, leitende elektrische Verbindung zwischen der Zuleitung 4 und dem Kreuzungspunkt 10 hergestellt, weshalb nun auch die dritte Zuleitung 6 auf einem konstanten Potential von 12 Volt liegt. Dieses an der dritten Zuleitung 6 anliegende Potential dient dem Steuergerät 16 als Startinformation des Fahrzeugs. Die Entkopplungsdiode 9 dient dazu, einen Stromfluß zwischen der auf einem konstanten Potential von 12 Volt liegenden ersten Zuleitung 4 und der nach dem Abklingen des Startimpulses wieder auf einem Potential von 0 Volt liegenden zweiten Zuleitung 5 zu verhindern, so daß der gesamte zur Aufrechterhaltung des magnetischen Feldes 20 notwendige Strom von der ersten Zuleitung 4 über das Schaltelement 8 und den Kreuzungspunkt 10 zu der Spule 11 fließt.

Das nicht eigens in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel, das ein Felderzeugungselement zur Erzeugung eines elektrischen Feldes aufweist, ergibt sich in den Figuren dadurch, daß die Spule 11 durch eine Kondensatoranordnung ersetzt wird, deren elektrisches Feld das Schaltelement 8 steuert.

Fig. 4a zeigt den Zündschlüssel 1 in der Stellung Z. Seine Stellung entspricht also derjenigen in Fig. 2a. Fig. 4b zeigt den der Stellung des Zündschlüssels 1 entsprechenden Betriebszustand der Speicherschaltung 3. Gleiche Bauteile sind wiederum in beiden Figuren mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1a und 1b versehen, so daß insofern auf die dortige Beschreibung verwiesen wird. Die zweite Zuleitung 5 liegt nun wieder auf einem Potential von 0 Volt. Zwischen dem Potential von 12 Volt an der ersten Zuleitung 4 und der Masse 12 fließt über das Schaltelement 8, den Kreuzungspunkt 10 und die Spule 11 ein Strom, der das Magnetfeld 20 in der Spule 11 aufrechterhält. Das Magnetfeld 20 hält den Schalter 15 des Schaltelements 8 weiterhin geschlossen, das heißt obwohl die Stellungen des Zündschlüssels in den beiden Fig. 4a und 2a gleich sind, sind die diesen beiden Zündschlüsselstellungen zugeordneten Betriebszustände der Speicherschaltung 3 nicht gleich. Während der Strom, der zur Erzeugung des Magnetfelds 20 in der Spule 11 und damit zum Schließen des Schalters 15 des Schaltelements 8 diente, wie in Fig. 3b dargestellt, durch den durch den Spannungsimpuls induzierten Stromfluß bewirkt wurde, wird das Magnetfeld 20 in Fig. 4b und das damit verbundene Halten des Schaltelements 8 in seiner geschlossenen Stellung durch' einen Stromfluß zwischen der ersten Zuleitung 4 und der Masse 12 bewirkt. Der das Feld 20 erzeugende Strom fließt über das Schaltelement 8, das durch das Feld 20 geschlossen gehalten wird. Diese Art von Rückkopplung ist der selbsthaltende Effekt der Speicherschaltung 3. Die dritte Zuleitung 6 liegt immer noch auf einem Potential von 12 Volt, wodurch dem Steuergerät 16 weiterhin signalisiert wird, daß der Startimpuls gegeben wurde.

Fig. 5a zeigt den Zündschlüssel 1 in der Stellung A im Zündschloß 2. Fig. 5b zeigt den der Stellung des Zündschlüssels 1 entsprechenden Betriebszustand der Speicherschaltung 3. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen wie in den bisher beschriebenen Figuren versehen, so daß insofern auf die dortige Beschreibung verwiesen wird. Durch das Zurückdrehen des Zündschlüssels 1 in die Stellung A wird die erste Zuleitung 4 vom Pol der Batterie des Fahrzeugs getrennt, weshalb die erste Zuleitung 4 wie in Fig. 1b wieder auf einem Potential von 0 Volt liegt. Der über das Schaltelement 8, den Kreuzungspunkt 10 und die Spule 11 fließende Strom wird unterbrochen, so daß in der Spule 11 kein Magnetfeld mehr erzeugt wird, der magnetische Schalter 15 des Schaltelements 8 mithin nicht mehr in seiner geschlossenen, die Anschlußpunkte 13 und 7 verbindenden Stellung verbleibt, sondern von dem Federelement 21 in seine geöffnete, die Anschlußpunkte 13 und 14 verbindende Stellung gebracht wird. Die dritte Zuleitung 6 liegt nun wieder auf einem Potential von 0 Volt, dem Steuergerät 16 wird also signalisiert, daß die Zündung ausgeschaltet ist.

Claims (6)

1. Speicherschaltung zur Speicherung eines binären elektrischen Betriebsparameters eines Fahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherschaltung (3) mit dem Steuergerät (16) des Motors des Fahrzeugs verbunden ist und den binären elektrischen Betriebsparameter auf das Steuergerät (16) übertragen kann, und daß die Speicherschaltung (3) als selbsthaltende elektromagnetische Schaltung ausgebildet ist.

2. Speicherschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsthaltende elektromagnetische Schaltung als elektromagnetische Relaisschaltung mit einem Felderzeugungselement, das ein elektrisches und/oder magnetisches Feld erzeugt, und mit einem Schaltelement (8) ausgebildet ist, dessen zwei dem binären elektrischen Betriebsparameter zugeordnete Schaltzustände durch das Felderzeugungselement einstellbar sind.

3. Speicherschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall der Erzeugung eines elektrischen Feldes das Felderzeugungselement als Kondensatoranordnung und das Schaltelement als durch das elektrische Feld von dem ersten in den zweiten Schaltzustand und durch ein Federelement von dem zweiten in den ersten Schaltzustand bewegbarer Schalter ausgebildet ist.

4. Speicherschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall der Erzeugung eines magnetischen Feldes (20) das Felderzeugungselement als Spulenanordnung und das Schaltelement (8) als durch das magnetische Feld (20) von dem ersten in den zweiten Schaltzustand und durch ein Federelement (21) von dem zweiten in den ersten Schaltzustand bewegbarer Schalter (15) ausgebildet ist.

5. Speicherschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der binäre elektrische Betriebsparameter die Startinformation des Fahrzeugs ist.

6. Speicherverfahren zur Speicherung eines binären elektrischen Betriebsparameters eines Fahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs, insbesondere mittels einer Speicherschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der binäre elektrische Betriebsparameter in der Speicherschaltung abgespeichert ist und bei einem Verlust des Betriebsparameters die Speicherschaltung (3) den Betriebsparameter auf das Steuergerät (16) überträgt.