WO1999010780A1

WO1999010780A1 - Verfahren zur erkennung von fehlschaltungen eines ersten relais

Info

Publication number: WO1999010780A1
Application number: PCT/DE1998/002410
Authority: WO
Inventors: Stefan Koch; Rolf Kremser; Michael Soellner
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 1997-08-22
Filing date: 1998-08-19
Publication date: 1999-03-04
Also published as: BR9811960A; EP1004059A1; ES2182364T3; EP1004059B1; US6304189B1

Abstract

Die Erfindung gibt ein Verfahren zur Erkennung von Fehlschaltungen eines ersten Relais (51), dessen Schaltmittel in Reihe mit einem Verbraucher (11) geschaltet ist und je nach Schaltstellung nach Massgabe von Schaltbefehlen die Verbindung zum Verbraucher unterbricht oder schliesst, an. Dabei wird 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. Weitere Relais, die vorgesehen sein können, um die Potentiale am Verbraucher zu vertauschen, können in den Test mit einbezogen werden. 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.

Description

Verfahren zur Erkennung von Fehlschaltunaen eines ersten Relais Stand der Technik 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.

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.

Vorteile der Erfindung
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.

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.

Durch die in den weiteren Ansprüchen niedergelegten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Verfahrens möglich.

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.

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 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 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.

Eine weitere vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist gekennzeichnet durch die Verwendung eines Halbleiterschalters an Stelle wenigstens eines der Relais.

Zeichnung 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.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels In Fig. 1 ist schematisch in einem Blockschaltbild der Aufbau einer Aktuatoransteuerung dargestellt, bei dem die Aktuatoren Motore M1,...,-Mx sind. Diese Motore Ml,..., Mx werden über erste Relais 1-X, bestehend aus den jeweils zugehörigen Relaisspulen Spl 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 Spl 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.

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.

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 Si bis Sx sind offen, die Relaiskontakte SA und SB liegen auf 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 mift der Mikrokontroller einen Strom, der gröSer als Null, allgemein : grö$er als ein erwarteter Sollwert, ist und detektiert damit, da$ eines der Relais 1 bis x, bestehend aus Relaisspulen Spl 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, lhängt'gegen Leitung 5.

Nach diesem ersten Testschritt kehrt die Anordnung nach Beendigung der Ansteuerung in die vorstehend beschriebene Grundstellung zurück.

Die vom Steuergerät für Testzwecke vorgenommene Ansteuerung der Relais erfolgt solange, da$ 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.

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 Sl 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 Spl 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,'hangt'gegen Leitung 5.

Nach diesem optionalen Testschritt kehrt die Anordnung nach Beendigung der Ansteuerung in die vorstehend beschriebene Grundstellung zurück.

Mit diesem ersten bzw. optionalen Testschritt werden alle Relais überprüft. Wird kein Strom gemessen und damit Fehlverhalten festgestellt, kann auf weitere Tests verzichtet werden.

Ein zweiter Testschritt besteht nun darin, dass ein beliebiges Relais 1 bis x, bestehend aus den jeweils zugehörigen Relaisspulen Spl bis Spx und den Relaiskontakten Si 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.

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.

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.

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.

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.

Claims

(57) Zusammenfassung Die Erfindung gibt ein Verfahren zur Erkennung von Fehlschaltungen eines ersten Relais (51), dessen Schaltmittel in Reihe mit einem Verbraucher (11) geschaltet ist und je nach Schaltstellung nach Massgabe von Schaltbefehlen die Verbindung zum Verbraucher unterbricht oder schliesst, an. Dabei wird ein durch einen die Schaltmittel beinhaltenden Stromkreis fliessender Strom erfasst und eine Fehlfunktion des Relais, insbesondere ein Kleben des Schaltmittels, erkannt, wenn die Stromstarke nicht der gemäss der angewählten Schaltstellung zu erwartenden Stromstärke entspricht. Weitere Relais, die vorgesehen sein können, um die Potentiale am Verbraucher zu vertauschen, können in den Test mit einbezogen werden.

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.

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