WO2018149449A1 - Verfahren und vorrichtung zum ansteuern von zwei seriell angeordneten relais - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum ansteuern von zwei seriell angeordneten relais Download PDF

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WO2018149449A1
WO2018149449A1 PCT/DE2018/100118 DE2018100118W WO2018149449A1 WO 2018149449 A1 WO2018149449 A1 WO 2018149449A1 DE 2018100118 W DE2018100118 W DE 2018100118W WO 2018149449 A1 WO2018149449 A1 WO 2018149449A1
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switching
relay
vehicle
relays
load
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PCT/DE2018/100118
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English (en)
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Inventor
Anton Bachmeier
Original Assignee
Lisa Dräxlmaier GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0092—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption with use of redundant elements for safety purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60R16/0231—Circuits relating to the driving or the functioning of the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/02—Registering or indicating driving, working, idle, or waiting time only

Definitions

  • the present invention relates to a method for driving two serially
  • relays which are a load with two different depending on the driving situation
  • Switching security levels in a vehicle as well as a corresponding device for driving two serially arranged relays that switch a load with two different depending on the driving situation security levels in a vehicle.
  • the starter of a motor is switched via two serially arranged and independently controlled relays.
  • a parallel trend is the need for increased switching numbers of the starters used. For example, an engine is started more frequently by the start-stop function than it was without it.
  • Switching frequency of the relay during a vehicle life exceeded.
  • An example of this is the additional sailing operation of a vehicle, which means an additional switching frequency for the relays involved.
  • a solution would be an exchange of
  • An object of the invention is, therefore, using a constructively simplest possible means a new development of the switching arrangement for switching a load with two depending on
  • the basic idea is based on driving two serially arranged relays according to the required security level, i. if a redundant protection is required, so both serially arranged relays are always switched non-conductive, but if the security level also allows easy protection, so only one of the two serially arranged relay is switched non-conductive.
  • the relays are designed to switch a load with two different security levels in a vehicle depending on the driving situation.
  • Under one Security level can be understood as a classification according to the "Automotive Safety Integrity Level” (ASIL), ie (QM,) ASIL A, ASIL B, ASIL C or ASIL D.
  • ASIL Automotive Safety Integrity Level
  • QM Quality of Service
  • a state information of the vehicle is queried ,
  • the state information represents a movement state information of the subject vehicle and, additionally or alternatively, a sail operation information of the subject vehicle.
  • Under a state of motion information a speed or a speed value can be understood as well as a binary distinction between "vehicle is stationary" and "vehicle is in motion”.
  • Sailing operation information can be understood as meaning that the vehicle is in sailing mode or has the option of doing so.
  • sailing or sailing operation describes a function while driving to turn off the engine and decouple from the drive train.
  • a security level is determined. It will vary depending on the driving situation between at least two different ones
  • Security levels distinguished, which are determined by evaluating the state information. So either a lower security level or a higher security level is selected.
  • the lower security level may be an ASIL B or QM classification and the higher security level may be an ASIL D classification.
  • step c) of selecting a relay of the two serially arranged relays is selected using a balancing rule. This happens on the condition that the security level determined in step b) is the lower security level of the two
  • the selected relay When a first request signal for switching off the load is received, in a subsequent step d) of the switching, the selected relay is switched to a non-conducting state, wherein the non-selected further relay remains in a conducting state. Since a simple protection is sufficient in a lower security level, a switching cycle can thus be saved.
  • a second request signal for switching on the load is received, in a step e) of switching, the selected relay is switched to a conductive state, whereby both relays are again turned on and the connected load is supplied.
  • the load is an electrical consumer.
  • the load may be, for example, at a starter for an engine act. Alternatively, in an electric vehicle, the load may be directly to a drive unit or its drive.
  • a conductive state of the relay can be a closed relay and a non-conductive state, an open relay can be understood.
  • Request signal is formed depending on the type of relay, depending on whether it is a monostable or a bistable relay. With a monostable relay, the request signal may still vary depending on the stable state. That's how it works
  • Request signal to switch off depending on the type of relay the signal to hold the state until the next request or it is only a relatively short switching pulse.
  • the lower security level may be selected in step b) of the determination. Further, in step b) of the determination, the lower security level may be selected if the sailing operation information represents a sailing operation of the vehicle or a possibility for sailing operation of the vehicle.
  • the speed threshold value may be, for example, at least 80 km / h, in particular at least 50 km / h, in particular at least 30 km / h or in particular at least 5 km / h.
  • the speed threshold value can be adapted to a road type or road situation. In this case, the road or road situation can be read from a road map or a navigation system, the
  • Road situation may be from a vehicle assistant or directly from one
  • Movement state information to be adapted to legal requirements or be.
  • the speed threshold can be adjusted according to geographic location to meet local (legal) requirements.
  • the higher security level is selected when the motion state information represents a stoppage of the vehicle or a speed of the vehicle below a speed threshold.
  • the speed threshold may be 0 km / h.
  • a minimum requirement for the lower security level is that the vehicle is at least moving. In a stationary vehicle, unintentional actuation of the starter could start of the engine and thereby make the vehicle a set and thus a
  • the balancing policy may provide that the two serially arranged relays be alternately selected so as to achieve even distribution of the switching cycles. So a very small memory device is sufficient to store the information on the last selected relay to ensure a uniform utilization.
  • the balancing rule evaluates a first number of switching operations for the first relay and a second number of transactions made
  • a step f) of switching the two relays to a non-conductive state is provided when a first request signal for switching off the load is received and when the security level determined in step b) represents the higher security level of the two security levels.
  • the security level determined in step b) represents the higher security level of the two security levels.
  • step f) of the switching has been carried out, it is optionally provided that in step e) of the switching, both relays are switched to a conducting state when a second request signal for switching on the load is received. So can one
  • a device for driving two serially arranged relays which is arranged comprises a load of two depending on
  • Motion status information of the vehicle and / or a sail operation information of the vehicle comprises;
  • step c) means for selecting a relay of the two serially arranged relays using a balancing policy if the security level determined in step b) represents a lower security level of the two security levels;
  • e means for switching the selected relay to a conductive state when a second request signal for switching on the load is received.
  • the device described herein may be understood as an electrical device that processes sensor signals and signals from controllers and in response thereto
  • the device may have one or more hard- and / or software-trained interfaces.
  • the interfaces are, for example, part of an integrated circuit in which functions of the device are implemented, or alternatively, the interfaces are, for example, their own integrated circuits or consist at least partially of discrete components.
  • the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
  • the two serially arranged relays to be switched are designed as monostable relays which switch to an open position without an applied switching signal. This way a particularly safe control can be realized.
  • Monostable signal relays have only one stable - the fallen - position. Since this is the lower energy state, the dropped position in the circuit design as Preferred failure direction, since it is much more likely that a relay dropped incorrectly than is attracted to faulty.
  • a technical implementation of the first relay may have diversity for the technical implementation of the second relay.
  • the diversity of the technical design ensures that a redundancy created by the serial arrangement is inhomogeneous.
  • machine-readable carriers such as a semiconductor memory, a
  • Hard disk space or an optical memory can be stored and the
  • Figure 1 is a schematic representation of two serially arranged relays, which drive a load with two different depending on the driving situation security levels in a vehicle, according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 is a flowchart of a method according to a first embodiment of
  • FIG. 3 is a flowchart of a method according to a second embodiment of the present invention.
  • Fig. 4 is a flowchart of a method according to a third embodiment of
  • Fig. 5 is a schematic representation of a device according to an embodiment of the present invention.
  • the figures are merely schematic representations and serve only to illustrate the invention. Same or equivalent elements are consistent with the same
  • Fig. 1 shows a serial arrangement of two relays R1, R2 for switching a load, here represented by the terminal 50 KL50.
  • the first relay R1 is controlled via a first control input R1 AN
  • the second relay R2 is connected via a second
  • Control input R2 ON activated. Only when both serially arranged relays R1, R2 are closed, i. are switched electrically conductive, the supply 10 is connected to the terminal KL50.
  • the relays are designed for a guaranteed switching frequency of 600,000 switching / switching cycles. This applies for example to a
  • the example is based on the assumption that the safety objective is: vehicle must not move without command, with the safety objective for a stationary vehicle (usually: engine off) to be applied.
  • the safety goal in this case means that the motor may only start if it is actuated accordingly and does not start automatically on the basis of a (hardware) fault.
  • the vehicle If, on the other hand, the vehicle is in driving mode, it is already moving and therefore does not have to protect the KL50 terminal particularly. In this case, the vehicle can be regarded as moving from a speed above a limit value.
  • a control signal is received that the vehicle is in a suitable for a sail driving situation, the
  • Sail operation is initiated or initiated.
  • the additional switching frequency of 490,000 cycles can be divided between the two relays in such a way that none of the relays reaches the limits of their switching frequency.
  • 310,000 cycles of the relays continue to be consumed so as not to jeopardize the safe state.
  • relay R1 In order to increase the yield of switching cycles of both relays, the ON cycle is constantly changed.
  • relay R1 in the first drive cycle, relay R1 is left on (electrically conductive) and relay R2 is switched on sailing, on the next drive cycle relay R2 is left on (electrically conductive) and relay R1 is switched on sailing.
  • a suitable method, software, or device can count the switched cycles of the relays to optimize the yield of the two relays.
  • one relay R1 or R2 to be switched can be selected per drive cycle, or these can always be activated alternately or, depending on the previous load, the relays R1 or R2, which are less loaded so far, can be selected.
  • a diagnostic device for monitoring the relays in the sense of "state of health", wherein the contact resistance and / or the contact quality or other relevant parameters are monitored in order to select the "healthier" relay.
  • the less loaded relay is determined in place of the pure switching frequency via a relay state and the relay selected accordingly.
  • the invention makes it possible to realize increased starting cycles with existing architecture and / or existing solutions. It is only the control, for example, adapted by the body controller. Advantageously, some new developments can be avoided.
  • the algorithm is based on an alternating, permanent switching on of a relay while driving, with the vehicle moving.
  • the number of driving cycles is in one
  • Embodiment monitored by a higher-level control unit is monitored by a higher-level control unit. Also, for example, the number of switching cycles is monitored in a particular embodiment of a higher-level control unit. By monitoring a one-sided wear of a relay can be detected and compensated for unequal driving cycles.
  • FIG. 2 and FIG. 3 each show a flowchart which differs in the manner in which the relays are actuated, as the control of the relays R1, R2 changes.
  • a status information of the vehicle is checked in a first step a) of the interrogation.
  • the state information represents a motion state information of the vehicle and additionally or alternatively one
  • the step a) of the polling is the basis for the following step b) of the determination of the security level, so that in Fig. 2 (and Fig. 3) these two steps are summarized.
  • the method is based on the distinction of two different security levels, with a lower level of security being required for the lower security level and redundant protection for the higher security level being required by two serially connected relays.
  • the security levels depend on the status information of the vehicle. In a concrete simple example, the lower security level is applied to a moving vehicle and the higher security level is applied to a stationary vehicle. Thus, the status information is an indicator of the driving situation and thus the security level can be determined using the status information.
  • the method is abandoned in the exemplary embodiment shown in FIG. 2, or the method remains in an endless loop in step a) or steps a) and b) until the vehicle is in motion.
  • step c) of selecting one of the two serially arranged relays R1, R2 is selected using a balancing rule to determine the relay R1 or R2 to be switched for the following step.
  • Step c) of dialing is executed if the lower security level has been determined in step b) for the current driving state.
  • a request signal for switching the load serves as a trigger signal to initiate the following steps, wherein steps d) and e) are performed only when the vehicle is in a driving state in which the lower security level is valid. This check is carried out continuously with the steps a), b) and c).
  • steps d) and e) are performed only when the vehicle is in a driving state in which the lower security level is valid. This check is carried out continuously with the steps a), b) and c).
  • Software implementation can be exchanged information about queues to For example, to continuously monitor the currently valid security level in the following steps and to ensure a change to double security (both relays are switched off) when changing to the higher security level. In an implementation in a device, this can be ensured, for example, via status lines or permanently applied status signals. However, graphing this here would greatly reduce readability.
  • step d) of the switching the selected relay is switched to a non-conducting state and the further relay remains in a conducting state .
  • the flowchart in Fig. 2 shows a sub-step d1) in which the selected relay is placed in the non-conductive state and a further sub-step d2) in which the further relay remains in the conductive state or is switched into this.
  • step s) stands for a renewed command
  • FIG. 2 shows, in contrast to FIG. 2, an alternative embodiment in which at each switching cycle, the previously switched relay remains in its switching position and the previously permanently switched on relay is now switched to
  • FIG. 4 shows a further variant of a flowchart of a method according to the invention for driving two serially arranged relays, a load with two depending on
  • step b) selecting a relay of the two serially arranged relays using a balancing policy if the security level determined in step b) represents a lower security level of the two security levels;
  • step b) of the determination the lower security level is selected when the motion state information is at a speed of the
  • Vehicle is represented above a speed threshold and, additionally or alternatively, when the sail operation information represents a sailing operation of the vehicle or a possibility for a sailing operation of the vehicle.
  • the higher security level is selected when the motion state information represents a stoppage of the vehicle or a speed of the vehicle below a speed threshold.
  • the balancing policy alternately selects a relay of the two serially arranged relays.
  • the balancing policy evaluates a first number of switching operations for the first relay and a second number of switching operations for the second relay, and in step c) of dialing, the relay of the two serially arranged relays becomes accordingly selected, which has a smaller number of switching operations compared to the number of switching operations of the two relays to each other.
  • step f) of switching both relays are switched to a non-conductive state. Further, in step e) of switching, both relays are switched to a conducting state when a second request signal A2 for turning on the load is received and step f) of switching has previously been carried out.
  • the device 50 comprises the following devices: a) device 51 for requesting status information, which is a
  • Motion status information of the vehicle and / or a sail operation information of the vehicle comprises;
  • step c) means 53 for selecting a relay of the two serially arranged relays using a balancing rule, if the security level determined in step b) represents a lower security level of the two security levels;
  • e means 55 for switching the selected relay to a conductive state when a second request signal for switching on the load is received.
  • the device 50 shown in FIG. 5 is set up to control a variant of an arrangement of two serially arranged relays R1, R2 according to FIG.
  • the relays are designed as a monostable relay in a particular embodiment.
  • the relays R1. R2 diversity in their technical execution.
  • the device 50 comprises only the means 52 of determining a security level, means 53 of choosing and means 54 of switching, in particular the means 55 of switching already from the conventional one Control would be provided.
  • the security level can be provided by a separate device of a body controller (BCU) and thus omitted here.
  • BCU body controller
  • A1 request signal (to switch off the load), trigger signal

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Ansteuern von zwei seriell angeordneten Relais (R1, R2), die eine Last (KL50) mit zwei je nach Fahrsituation verschiedenen Sicherheitsstufen in einem Fahrzeug schalten, vorgestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte: a) Abfragen einer Zustandsinformation, die eine Bewegungszustandsinformation des Fahrzeugs und/oder eine Segelbetriebsinformation des Fahrzeugs umfasst; b) Ermitteln einer Sicherheitsstufe der zwei je nach Fahrsituation verschiedenen Sicherheitsstufen unter Verwendung der Zustandsinformation; c) Wählen eines Relais (R1, R2) der zwei seriell angeordneten Relais (R1, R2) unter Verwendung einer Balancing-Vorschrift, wenn die im Schritt b) ermittelte Sicherheitsstufe eine niedrigere Sicherheitsstufe der zwei Sicherheitsstufen repräsentiert; d) Schalten des gewählten Relais (R1, R2) in einen nicht-leitenden Zustand und Verbleiben des weiteren Relais in einen leitenden Zustand, wenn ein erstes Anforderungssignal (A1 ) zum Ausschalten der Last (KL50) empfangen wird; und e) Schalten des gewählten Relais (R1, R2) in einen leitenden Zustand, wenn ein zweites Anforderungssignal (A2) zum Einschalten der Last (KL50) empfangen wird. Weiterhin wird eine entsprechende Vorrichtung beschrieben.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM ANSTEUERN VON ZWEI SERIELL
ANGEORDNETEN RELAIS
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern von zwei seriell
angeordneten Relais, die eine Last mit zwei je nach Fahrsituation verschiedenen
Sicherheitsstufen in einem Fahrzeug schalten, sowie eine entsprechende Vorrichtung zum Ansteuern von zwei seriell angeordneten Relais, die eine Last mit zwei je nach Fahrsituation verschiedenen Sicherheitsstufen in einem Fahrzeug schalten.
Stand der Technik Die Möglichkeit von Fehlfunktionen steigt auch mit der stetig wachsenden Komplexität elektronischer Komponenten in Fahrzeugen. Wenn eine sicherheitsrelevante Komponente von einer solchen Fehlfunktion betroffen ist, kann dies im schlimmsten Fall zu einem Schaden eines Menschen führen. So werden in Kraftfahrzeugen immer mehr
sicherheitskritische Verbraucher angesteuert. Dabei ist zu unterscheiden zwischen solchen Verbrauchern, deren sicherer Zustand "aus" ist, wie beispielsweise der Motor oder der Anlasser, und solchen Verbrauchern, bei denen der sichere Zustand "ein" ist, wie beispielsweise eine elektrisch gesteuerte Lenkung oder andere Funktionen des autonomen Fahrens. Weiterhin sind auch Verbraucher ohne eine besondere Sicherheitseinstufung im Fahrzeug vorhanden, die aber hier nicht weiter betrachtet werden. Für die Verbraucher und die Ansteuerung hat sich dabei im Automobilbereich eine Einstufung entsprechend ISO 26262 etabliert. Ein Aspekt eine Ansteuerung oder elektrische Versorgung den
Sicherheitsanforderungen anzupassen, ist das Einrichten von Redundanz. So wird beispielsweise der Anlasser eines Motors über zwei seriell angeordnete und unabhängig angesteuerte Relais geschaltet. Ein paralleler Trend ist die Notwendigkeit von erhöhten Schaltzahlen der verwendeten Starter. So wird beispielsweise ein Motor durch die Funktion des Start-Stopp-Betriebs häufiger gestartet, als dies ohne diese Funktionalität der Fall war. Durch weitere
hinzukommende Funktionen wird bei relaisgesteuerten Klemmen die maximale
Schalthäufigkeit der Relais während eines Fahrzeuglebens überschritten. Ein Beispiel hierfür ist der zusätzliche Segelbetrieb eines Fahrzeugs, welcher eine zusätzliche Schalthäufigkeit für die beteiligten Relais bedeutet. Ein Lösungsansatz wäre ein Austausch der
mechanischen Relais durch elektronische Relais, die eine erheblich höhere Schalthäufigkeit erlauben. Dies bedeutet jedoch einen erheblichen Neukonstruktionsaufwand und auch die Stückkosten würden steigen.
Beschreibung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel eine Neuentwicklung der Schaltanordnung zum Schalten einer Last mit zwei je nach
Fahrsituation verschiedenen Sicherheitsstufen in einem Fahrzeug zu vermeiden bei
Einhaltung der Sicherheitsanforderungen. So ist es ein Ziel, bestehende Systeme zu befähigen, dass darauf wieder zuverlässig zurückgegriffen werden kann.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.
Die Grundidee basiert darauf, zwei seriell angeordnete Relais entsprechend der geforderten Sicherheitsstufe anzusteuern, d.h. wenn eine redundante Absicherung gefordert wird, so werden immer beide seriell angeordneten Relais nicht-leitend geschaltet, jedoch wenn die Sicherheitsstufe auch eine einfache Absicherung erlaubt, so wird immer nur eines der beiden seriell angeordneten Relais nicht-leitend geschaltet.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Ansteuern von zwei seriell angeordneten Relais ist im Folgenden beschrieben. Die Relais sind dazu eingerichtet, eine Last mit zwei je nach Fahrsituation verschiedenen Sicherheitsstufen in einem Fahrzeug zu schalten. Unter einer Sicherheitsstufe kann dabei eine Klassifikation entsprechend der "Automotive Safety Integrity Level" (ASIL) verstanden werden, also (QM,) ASIL A, ASIL B, ASIL C oder ASIL D. In einem ersten Schritt a) des Abfragens wird eine Zustandsinformation des Fahrzeugs abgefragt. Die Zustandsinformation repräsentiert eine Bewegungszustandsinformation des betroffenen Fahrzeugs und ergänzend oder alternativ eine Segelbetriebsinformation des betroffenen Fahrzeugs. Unter einer Bewegungszustandsinformation kann eine Geschwindigkeit oder ein Geschwindigkeitswert ebenso verstanden werden wie eine binäre Unterscheidung zwischen "Fahrzeug steht" und "Fahrzeug ist in Bewegung". Unter einer Segelbetriebsinformation kann verstanden werden, dass das Fahrzeug sich im Segelbetrieb befindet oder die Möglichkeit dazu hat. Bei einem (Kraft-)Fahrzeug beschreibt der Begriff Segeln oder Segelbetrieb eine Funktion während der Fahrt den Verbrennungsmotor auszuschalten und vom Antriebsstrang abzukoppeln. So kann vorteilhafterweise die vorhandene Bewegungsenergie zur
Fortbewegung genutzt werden, anstatt sie in Form von Schleppleistung zu verlieren. Das Segeln ist eine Ergänzung oder Erweiterung des Start-Stopp-System, bei dem der Motor erst im Stand ausgeschaltet wird. So erfolgt beim Segeln das Abstellen des Motors bereits beim Ausrollen. In einem anschließenden Schritt b) des Ermitteins wird eine Sicherheitsstufe ermittelt. Es wird je nach Fahrsituation zwischen zumindest zwei verschiedenen
Sicherheitsstufen unterschieden, die unter Auswertung der Zustandsinformation bestimmt werden. So wird entweder eine niedrigere Sicherheitsstufe oder eine im Vergleich hierzu höhere Sicherheitsstufe ausgewählt. So kann es sich beispielsweise bei der niedrigeren Sicherheitsstufe um eine Einstufung nach ASIL B oder QM handeln und bei der höheren Sicherheitsstufe um eine Einstufung nach ASIL D handeln. In einem darauf folgenden Schritt c) des Wählens eines Relais der zwei seriell angeordneten Relais wird unter Anwendung einer Balancing-Vorschrift ausgewählt. Dies geschieht unter der Bedingung, dass die im Schritt b) ermittelte Sicherheitsstufe die niedrigere Sicherheitsstufe der zwei
Sicherheitsstufen repräsentiert. Wenn ein erstes Anforderungssignal zum Ausschalten der Last empfangen wird, wird in einem darauf folgenden Schritt d) des Schaltens das gewählte Relais in einen nicht-leitenden Zustand geschaltet, wobei das nicht gewählte, weitere Relais in einem leitenden Zustand verbleibt. Da in einer niedrigeren Sicherheitsstufe eine einfache Absicherung ausreichend ist, kann somit ein Schaltzyklus eingespart werden. Wenn ein zweites Anforderungssignal zum Einschalten der Last empfangen wird, wird in einem Schritt e) des Schaltens das gewählte Relais in einen leitenden Zustand geschaltet, wodurch beide Relais wieder leitend geschaltet sind und die angeschlossene Last versorgt wird. Die Last stellt einen elektrischen Verbraucher dar. Bei der Last kann es sich dabei beispielsweise um einen Anlasser für einen Motor handeln. Alternativ bei einem Elektrofahrzeug kann es sich bei der Last direkt um ein Antriebsaggregat oder dessen Ansteuerung handeln.
Unter einem leitenden Zustand des Relais kann ein geschlossenes Relais und unter einem nicht-leitenden Zustand kann ein geöffnetes Relais verstanden werden. Das
Anforderungssignal ist je nach Art des Relais ausgebildet, je nachdem ob es sich um ein monostabiles oder um ein bistabiles Relais handelt. Bei einem monostabilen Relais kann das Anforderungssignal weiterhin je nach stabilem Zustand variieren. So kann das
Anforderungssignal zum Ausschalten je nach Relaisart das Signal den Zustand bis zur nächsten Anforderung halten oder es handelt sich nur um einen relativ kurzen Schaltimpuls.
Wenn die Bewegungszustandsinformation eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs oberhalb eines Geschwindigkeitsschwellwerts repräsentiert kann im Schritt b) des Ermitteins die niedrigere Sicherheitsstufe ausgewählt werden. Ferner kann im Schritt b) des Ermitteins die niedrigere Sicherheitsstufe ausgewählt werden, wenn die Segelbetriebsinformation einen Segelbetrieb des Fahrzeugs oder eine Möglichkeit für einen Segelbetrieb des Fahrzeugs repräsentiert. Der Geschwindigkeitsschwellwert kann beispielsweise mindestens 80 km/h, insbesondere zumindest 50 km/h, insbesondere mindestens 30 km/h oder insbesondere zumindest 5 km/h betragen. Dabei kann der Geschwindigkeitsschwellwert an eine Straßenart oder Straßensituation angepasst werden. Dabei kann die Straßenart oder Straßensituation aus einer Straßenkarte oder einem Navigationssystem eingelesen werden, die
Straßensituation kann von einem Fahrzeugassistenten oder direkt aus einem
Umfeldüberwachungssystem eingelesen werden. Insbesondere kann die
Bewegungszustandsinformation an gesetzliche Anforderungen angepasst werden oder sein. So kann der Geschwindigkeitsschwellwert je nach geografischem Ort angepasst werden, um lokale (gesetzliche) Anforderungen zu erfüllen.
Ferner wird im Schritt b) des Ermitteins die höhere Sicherheitsstufe ausgewählt, wenn die Bewegungszustandsinformation einen Stillstand des Fahrzeugs oder eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs unterhalb eines Geschwindigkeitsschwellwerts repräsentiert. In einer besonderen Ausführungsform kann der Geschwindigkeitsschwellwert 0 km/h betragen.
Ansonsten gelten die genannten Geschwindigkeitsschwellwerte. Eine Mindestforderung ist für die niedrigere Sicherheitsstufe, dass das Fahrzeug zumindest in Bewegung ist. Bei einem stehenden Fahrzeug könnte ein unbeabsichtigtes Betätigen des Anlassers zu einem Starten des Motors führen und dadurch das Fahrzeug einen Satz machen und somit ein
Sicherheitsrisiko darstellen. Wenn die Sicherheitsstufe nicht sicher bestimmt werden kann, kann die höhere Sicherheitsstufe als Standard gewählt werden. In einer Ausführungsform kann die Balancing-Vorschrift vorsehen, dass die zwei seriell angeordneten Relais abwechselnd ausgewählt werden, um so eine gleichmäßige Verteilung der Schaltzyklen zu erzielen. So reicht eine sehr kleine Speichereinrichtung zum Ablegen der Information über das zuletzt gewählte Relais, um eine gleichmäßige Auslastung zu gewährleisten.
In einer speziellen Ausführungsform wertet die Balancing-Vorschrift eine erste Anzahl der getätigten Schaltvorgänge für das erste Relais und eine zweite Anzahl der getätigten
Schaltvorgänge für das zweite Relais aus. Nun kann das Relais für weitere Schaltvorgänge ausgewählt werden, welches bis jetzt weniger belastet wurde. Dabei kann die Balancing- Vorschrift für einen Fahrzyklus immer das gleiche Relais schalten, bzw. das gleiche geschaltet lassen, und somit eine effizientere Abarbeitung ermöglichen. Trotzdem kann gewährleistet werden, dass über eine Fahrzeuglebensdauer die beiden Relais annähernd gleich belastet werden. Optional ist ein Schritt f) des Schalten der beiden Relais in einen nicht-leitenden Zustand vorgesehen, wenn ein erstes Anforderungssignal zum Ausschalten der Last empfangen wird und wenn die im Schritt b) ermittelte Sicherheitsstufe die höhere Sicherheitsstufe der zwei Sicherheitsstufen repräsentiert. So kann beispielsweise wenn das Fahrzeug steht, auch die dann geforderte redundante Abschaltung gewährleistet werden. Alternativ kann dies auch von einem parallel ablaufenden hierzu unabhängigen oder abhängigen Verfahren ausgeführt werden.
Wenn der Schritt f) des Schaltens ausgeführt wurde, ist optional vorgesehen, dass im Schritt e) des Schaltens beide Relais in einen leitenden Zustand geschaltet werden, wenn ein zweites Anforderungssignal zum Einschalten der Last empfangen wird. So kann ein
Einschalten der Last auch in dieser Situation ermöglicht werden
Die erfinderische Idee lässt sich auch in einer Vorrichtung umsetzen, die Einrichtungen aufweist, um Verfahrensschritte einer Variante des oben beschriebenen Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen auszuführen. So umfasst eine Vorrichtung zum Ansteuern von zwei seriell angeordneten Relais, die eingerichtet ist, eine Last mit zwei je nach
Fahrsituation verschiedenen Sicherheitsstufen in einem Fahrzeug zu schalten, die folgenden Einrichtungen:
a) eine Einrichtung zum Abfragen einer Zustandsinformation, die eine
Bewegungszustandsinformation des Fahrzeugs und/oder eine Segelbetriebsinformation des Fahrzeugs umfasst;
b) eine Einrichtung zum Ermitteln einer Sicherheitsstufe der zwei je nach Fahrsituation verschiedenen Sicherheitsstufen unter Verwendung der Zustandsinformation;
c) eine Einrichtung zum Wählen eines Relais der zwei seriell angeordneten Relais unter Verwendung einer Balancing-Vorschrift, wenn der im Schritt b) ermittelte Sicherheitsstufe einen niedrigeren Sicherheitsstufe der zwei Sicherheitsstufen repräsentiert;
d) eine Einrichtung zum Schalten des gewählten Relais in einen nicht-leitenden Zustand und des weiteren Relais in einen leitenden Zustand, wenn ein erstes Anforderungssignal zum Ausschalten der Last empfangen wird; und
e) eine Einrichtung zum Schalten des gewählten Relais in einen leitenden Zustand, wenn ein zweites Anforderungssignal zum Einschalten der Last empfangen wird.
Die hier beschriebene Vorrichtung kann als ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale und Signale von Steuergeräten verarbeitet und in Abhängigkeit davon
Steuersignale zum Ansteuern der seriell angesteuerten Relais ausgibt. Die Vorrichtung kann eine oder mehrere hard- und/oder softwaremäßig ausgebildete Schnittstellen aufweisen. Die Schnittstellen sind beispielsweise Teil einer integrierten Schaltung, in der Funktionen der Vorrichtung umgesetzt sind, oder alternativ sind die Schnittstellen beispielsweise eigene, integrierte Schaltkreise oder bestehen zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen. Weiterhin können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem MikroController neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
In einer Ausführungsform sind die zu schaltenden zwei seriell angeordneten Relais als mono-stabile Relais ausgebildet, die ohne ein anliegendes Schaltsignal in eine geöffnete Position schalten. So kann eine besonders sichere Ansteuerung realisiert werden.
Monostabile Signalrelais haben nur eine stabile - die abgefallene - Stellung. Da dies der energieärmere Zustand ist, wird die abgefallene Stellung bei der Schaltungsgestaltung als Vorzugsausfallrichtung genutzt, da es wesentlich wahrscheinlicher ist, dass ein Relais fehlerhaft abgefallen als fehlerhaft angezogen ist.
Um "common cause"-bedingte Fehler zu vermeiden kann eine technische Ausführung des ersten Relais Diversität zur technischen Ausführung des zweiten Relais aufweisen. Durch die Diversität der technischen Ausführung wird erreicht, dass eine durch die serielle Anordnung geschaffene Redundanz inhomogen ausgeführt ist.
Die anhand eines Verfahrens vorgestellte erfinderische Idee kann auch als ein
Computerprogrammprodukt umgesetzt sein mit Programmcode, der auf einem
maschinenlesbaren Träger wie beispielsweise einem Halbleiterspeicher, einem
Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur
Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programmprodukt auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Kurze Figurenbeschreibung Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung von zwei seriell angeordneten Relais, die eine Last mit zwei je nach Fahrsituation verschiedenen Sicherheitsstufen in einem Fahrzeug ansteuern, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Ablaufplan eines Verfahrens gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ein Ablaufplan eines Verfahrens gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ein Ablaufplan eines Verfahrens gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung; und
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen
Bezugszeichen versehen. Fig. 1 zeigt eine serielle Anordnung von zwei Relais R1 , R2 zum Schalten einer Last, die hier durch die Klemme 50 KL50 repräsentiert wird. Das erste Relais R1 wird über einen ersten Steuereingang R1 AN angesteuert, das zweite Relais R2 wird über einen zweiten
Steuereingang R2 AN angesteuert. Nur wenn beide seriell angeordneten Relais R1 , R2 geschlossen sind, d.h. elektrisch leitend geschaltet sind, wird die Versorgung 10 auf die Klemme KL50 geschaltet.
In einem Ausführungsbeispiel sind die Relais auf eine garantierte Schalthäufigkeit von 600.000 Schaltvorgängen/Schaltzyklen ausgelegt. Dies trifft beispielsweise auf eine
Ansteuerung eines Anlassers in einem Fahrzeug zu. Hier gilt es, bei einem stehenden Fahrzeug ein unbeabsichtigtes Starten des Motors auszuschließen, da hierbei das Fahrzeug nach vorne springen und einen anderen Verkehrsteilnehmer verletzen könnte. Aus diesem Grund werden zwei unabhängig angesteuerte Relais in Serie angeordnet. Bei einer typischen Fahrzeugnutzung mit einer Start-Stopp-Automatik werden in etwa 310.000
Schaltvorgänge während der Fahrzeuglebensdauer erwartet. Somit ist die Systemauslegung ausreichend. Wenn aber nun zusätzlich ein Segelbetrieb vorgesehen wird, so steigt die Anforderung auf 800.000 Schaltzyklen, wodurch die garantierte Schalthäufigkeit der eingesetzten Relais überschritten wird. Eine Lösungsmöglichkeit wäre der Einsatz von teureren Relais mit einer erhöhten garantierten Schalthäufigkeit. Die im Folgenden dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen einen Ansatz, um die bestehenden Systeme für diese zusätzliche Funktionalität zu befähigen. So kann bei seriell geschalteten Relais, welche aus Sicherheitsgründen unabhängig angesteuert werden, durch eine geschickte Ansteuerung und der Beachtung der Funktionalen Sicherheit das Gesamtsystem der Relais so belastet werden, dass eine erhöhte Start/Stopp Anforderung in gewissem Rahmen ermöglicht wird.
Die Lösung wird Anhand des hier in Fig. 1 dargestellten Beispiels Klemme KL50 gezeigt, ist aber für alle Systeme mit dieser Konfiguration beziehungsweise Sicherheitsanforderung gültig. Die genannten Schaltzyklen sind nur als Beispiele und für eine leichtere
Nachvollziehbarkeit genannt und unterscheiden sich je nach Umsetzung und Applikation. Wie bereits dargestellt, beruht das Beispiel auf der Annahme, dass das Sicherheitsziel lautet: Fahrzeug darf sich nicht unkommandiert bewegen, wobei das Sicherheitsziel für ein stehendes Fahrzeug (in der Regel: Motor aus) anzuwenden ist. Das Sicherheitsziel bedeutet in diesem Fall, dass der Motor nur bei entsprechender Ansteuerung starten darf und nicht aufgrund eines (Hardware-) Fehlers sich von alleine startet. Befindet sich das Fahrzeug dagegen im Fahrbetrieb, bewegt es sich bereits und muss daher die Klemme KL50 nicht besonders schützen. Dabei kann das Fahrzeug als in Bewegung ab einer Geschwindigkeit oberhalb eines Grenzwertes angesehen werden. Alternativ wird ein Steuersignal empfangen, dass das Fahrzeug sich in einer für ein Segel geeigneten Fahrsituation befindet, der
Segelbetrieb eingeleitet wird oder eingeleitet wurde.
Unter Berücksichtigung dieser Annahmen kann die zusätzliche Schalthäufigkeit von 490.000 Zyklen auf die beiden Relais in einer Art und Weise aufgeteilt werden, sodass keines der Relais an die Grenzen seiner Schalthäufigkeit kommt. Im normalen Start/Stopp-Modus werden weiterhin 310.000 Zyklen der Relais verbraucht um den sicheren Zustand nicht zu gefährden. Beim Segeln, welches nur in Frage kommt, wenn sich das Fahrzeug bewegt, wird eines der beiden Relais dauerhaft eingeschaltet oder bleibt dauerhaft eingeschaltet. Um auf die geringste Schaltbelastung zu kommen, wird nach einem Einschalten beider Relais nur ein Relais getrennt, wenn das Sicherheitsziel, dass das Fahrzeug sich nicht unkommandiert bewegen darf, aufgrund der Fahrzeugbewegung nicht zu beachten ist. Erst wenn das Fahrzeug eine Geschwindigkeit unterhalb eines Geschwindigkeitsgrenzwerts aufweist oder steht, wird auch das zweite Relais geöffnet, um wieder die höhere Sicherheitsstufe zu gewährleisten. Mit anderen Worten gilt beim bewegten Fahrzeug nicht das Sicherheitsziel "keine unkommandierte Fahrzeugbewegung" und eines der beiden Relais bleibt aus und wird nur eingeschaltet, wenn beim Segeln ein Start erforderlich ist.
Um die Ausbeute an Schaltzyklen von beiden Relais zu erhöhen, wird der AN-Zyklus stetig gewechselt. In einem besonderen Ausführungsbeispiel wird beim ersten Fahrzyklus Relais R1 AN gelassen (elektrisch leitend) und Relais R2 beim Segeln geschaltet, beim nächsten Fahrzyklus wird Relais R2 AN gelassen (elektrisch leitend) und Relais R1 beim Segeln geschaltet. Eine geeignetes Verfahren, eine geeignete Software oder eine geeignete Vorrichtung kann die geschalteten Zyklen der Relais mitzählen und so die Ausbeute der beiden Relais optimieren. So kann pro Fahrzyklus ein zu schaltendes Relais R1 oder R2 gewählt werden, oder diese immer alternierend angesteuert werden oder je nach vorangegangener Belastung das bis jetzt weniger belastete Relais R1 oder R2 gewählt werden.
Optional ist eine Diagnoseeinrichtung zur Überwachung der Relais im Sinne von "State of Health" vorgesehen, wobei der Übergangswiderstand und/oder die Kontaktgüte oder andere relevante Parameter überwacht werden, um das "gesündere" Relais auszuwählen. So wird das weniger belastete Relais anstelle der reinen Schalthäufigkeit über einen Relaiszustand bestimmt und das Relais entsprechend ausgewählt.
Durch die geänderte Ansteuerung, wie hier beschrieben, können vorhandene Relais für die geforderten neuen Anforderungen befähigt werden. So zeigt eine einfache Berechnung, dass die Relais mit den hier getroffenen Annahmen der Belastung in der Lage sind, die
zusätzlichen Schaltzyklen aufzunehmen.
Durch die Erfindung ist es möglich, erhöhte Startzyklen mit bestehender Architektur und/oder bestehenden Lösungen zu realisieren. Es wird nur die Ansteuerung, beispielsweise durch den Body-Controller angepasst. Vorteilhafterweise können teilweise Neuentwicklungen vermieden werden.
Der Algorithmus basiert auf einem abwechselnden, dauerhaften Einschalten eines Relais im Fahrbetrieb, bei bewegtem Fahrzeug. Die Anzahl der Fahrzyklen wird in einem
Ausführungsbeispiel von einem übergeordneten Steuergerät überwacht. Auch wird beispielsweise die Anzahl der Schaltzyklen in einem besonderen Ausführungsbeispiel von einem übergeordneten Steuergerät überwacht. Durch die Überwachung kann eine einseitige Abnutzung eines Relais bei ungleichen Fahrzyklen erkannt und ausgeglichen werden. In den folgenden Figuren Fig. 2 bis Fig. 4 werden Varianten des erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Ansteuern von zwei seriell angeordneten Relais, die eine Last mit zwei je nach Fahrsituation verschiedenen Sicherheitsstufen in einem Fahrzeug schalten. Dabei zeigen Fig. 2 und Fig. 3 je einen Ablaufplan, die sich in der Art der Ansteuerung der Relais derart unterscheiden, wie die Ansteuerung der Relais R1 , R2 wechselt. In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird in einem ersten Schritt a) des Abfragens eine Zustandsinformation des Fahrzeugs überprüft. Die Zustandsinformation repräsentiert eine Bewegungszustandsinformation des Fahrzeugs und ergänzend oder alternativ eine
Segelbetriebsinformation des Fahrzeugs. Der Schritt a) des Abfragens ist die Basis für den folgenden Schritt b) des Ermitteins der Sicherheitsstufe, sodass in Fig. 2 (und Fig. 3) diese beiden Schritte zusammengefasst sind. Wie bereits dargestellt beruht das Verfahren auf der Unterscheidung von zwei unterschiedlichen Sicherheitsstufen, wobei für die niedrigere Sicherheitsstufe eine einfache Absicherung und für die höhere Sicherheitsstufe eine redundante Absicherung durch zwei seriell verschaltete Relais zur Ansteuerung notwendig ist. Die Sicherheitsstufen sind abhängig von der Zustandsinformation des Fahrzeugs. In einem konkreten einfachen Beispiel werden die niedrigere Sicherheitsstufe bei einem sich bewegenden Fahrzeug und die höhere Sicherheitsstufe bei einem stehenden Fahrzeug angewendet. So ist die Zustandsinformation ein Indikator für die Fahrsituation und unter Verwendung der Zustandsinformation kann somit die Sicherheitsstufe ermittelt werden.
Bei einem stehenden Fahrzeug wird in dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel das Verfahren verlassen, beziehungsweise das Verfahren verbleibt in einer Endlosschleife in Schritt a) oder den Schritten a) und b), bis das Fahrzeug in Bewegung ist.
Im darauffolgenden Schritt c) des Wählens wird eines der zwei seriell eingeordneten Relais R1 , R2 unter Verwendung einer Balancing-Vorschrift gewählt, um für den folgenden Schritt das zu schaltende Relais R1 oder R2 zu bestimmen. Der Schritt c) des Wählens wird ausgeführt, wenn im Schritt b) für den aktuellen Fahrzustand die niedrigere Sicherheitsstufe bestimmt wurde.
Ein Anforderungssignal zum Schalten der Last dient als Triggersignal, um die folgenden Schritte zu initiieren, wobei die Schritte d) und e) nur ausgeführt werden, wenn das Fahrzeug sich in einem Fahrzustand befindet, in dem die niedrigere Sicherheitsstufe gültig ist. Diese Überprüfung wird kontinuierlich mit den Schritten a), b) und c) durchgeführt. So ist der dargestellte Ablaufplan je nach Implementierung eine vereinfachte Darstellung und zeigt nicht parallel ablaufende Prozesse der dargestellten Verfahrensschritte. Bei einer
Softwareimplementierung können Informationen über Queues ausgetauscht werden, um beispielsweise die aktuell gültige Sicherheitsstufe in den Folgeschritten kontinuierlich zu überwachen und bei Wechsel in die höhere Sicherheitsstufe einen Wechsel in die doppelte Absicherung (beide Relais sind ausgeschaltet) kontinuierlich sicherzustellen. Bei einer Implementierung in einer Vorrichtung kann dies beispielsweise über Statusleitungen oder dauerhaft anliegende Statussignale gewährleistet werden. Dies hier grafisch darzustellen würde jedoch die Lesbarkeit enorm einschränken.
Wenn das Fahrzeug sich in einem Fahrzustand der niedrigeren Sicherheitsstufe befindet und ein erstes Anforderungssignal A1 zum Ausschalten der Last empfangen wird, so wird im Schritt d) des Schaltens das gewählte Relais in einen nicht-leitenden Zustand geschaltet und das weitere Relais verbleibt in einen leitenden Zustand. Der Ablaufplan in Fig. 2 zeigt einen Teilschritt d1 ), in dem das gewählte Relais in den nicht-leitenden Zustand versetzt wird und einen weiteren Teilschritt d2), in dem das weitere Relais in den leitenden Zustand verbleibt oder in diesen geschaltet wird.
Wenn ein zweites Anforderungssignal A2 zum Einschalten der Last empfangen wird, schaltet in einem Schritt e) des Schaltens das gewählte Relais zurück in einen leitenden Zustand. An dieser Stelle wird das Verfahren wieder von vorne begonnen. Um zumindest zwei Varianten des vorgestellten Verfahrens aufzuzeigen, weist das
Ablaufdiagramm noch einen Schritt s) und einen weiteren Schritt d) auf. Hier unterscheidet sich die Darstellung in Fig. 3. Der Schritt s) steht für eine erneute Kommandierung
"Startzyklus aus", woraufhin im darauffolgenden Schritt d) das gewählte Relais ausgeschaltet wird. Dieser steht quasi für den oberhalb dargestellten Schritt d), wobei das weitere Relais nicht beachtet werden muss, da es in diesem Fahrzyklus dauerhaft geschaltet bleibt. Die Kommandierung "Startzyklus aus" ist eine andere Art den erneuten Empfang eines ersten Anforderungssignals A1 zu beschreiben.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 wird beispielsweise während eines Fahrzyklus immer das gleiche, gewählte Relais geschaltet, wohingegen das weitere Relais dauerhaft eingeschaltet verbleibt. Fig. 3 zeigt im Unterschied zu Fig. 2 eine alternative Ausführung, bei der bei jedem Schaltzyklus das zuvor geschaltete Relais in seiner Schaltstellung verbleibt und das zuvor dauerhaft eingeschaltete Relais nun geschaltet wird, um durch die
alternierende Ansteuerung den gewünschten Balancing-Effekt zu erzielen. Fig. 4 zeigt eine weitere Variante eines Ablaufplans eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ansteuern von zwei seriell angeordneten Relais, die eine Last mit zwei je nach
Fahrsituation verschiedenen Sicherheitsstufen in einem Fahrzeug schalten, mit den
Schritten:
a) Abfragen einer Zustandsinformation, die eine Bewegungszustandsinformation des Fahrzeugs und/oder eine Segelbetriebsinformation des Fahrzeugs umfasst;
b) Ermitteln einer Sicherheitsstufe der zwei je nach Fahrsituation verschiedenen Sicherheitsstufen unter Verwendung der Zustandsinformation;
c) Wählen eines Relais der zwei seriell angeordneten Relais unter Verwendung einer Balancing-Vorschrift, wenn die im Schritt b) ermittelte Sicherheitsstufe eine niedrigere Sicherheitsstufe der zwei Sicherheitsstufen repräsentiert;
d) Schalten des gewählten Relais in einen nicht-leitenden Zustand und Verbleiben des weiteren Relais in einen leitenden Zustand, wenn ein erstes Anforderungssignal zum
Ausschalten der Last empfangen wird; und
e) Schalten des gewählten Relais in einen leitenden Zustand, wenn ein zweites
Anforderungssignal zum Einschalten der Last empfangen wird.
In einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt b) des Ermitteins die niedrigere Sicherheitsstufe ausgewählt wird, wenn die Bewegungszustandsinformation eine Geschwindigkeit des
Fahrzeugs oberhalb eines Geschwindigkeitsschwellwerts repräsentiert und ergänzend oder alternativ wenn die Segelbetriebsinformation einen Segelbetrieb des Fahrzeugs oder eine Möglichkeit für einen Segelbetrieb des Fahrzeugs repräsentiert. In einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt b) des Ermitteins die höhere Sicherheitsstufe ausgewählt wird, wenn die Bewegungszustandsinformation einen Stillstand des Fahrzeugs oder eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs unterhalb eines Geschwindigkeitsschwellwerts repräsentiert. In einem Ausführungsbeispiel wählt die Balancing-Vorschrift alternierend ein Relais der zwei seriell angeordneten Relais aus. In einem alternativen Ausführungsbeispiel wertet die Balancing-Vorschrift eine erste Anzahl der getätigten Schaltvorgänge für das erste Relais und eine zweite Anzahl der getätigten Schaltvorgänge für das zweite Relais aus und im Schritt c) des Wählens wird entsprechend das Relais der zwei seriell angeordneten Relais ausgewählt, welches im Vergleich der Anzahl der Schaltvorgänge der beiden Relais zueinander eine geringere Anzahl an Schaltvorgängen aufweist.
Wenn das Fahrzeug einen Fahrzustand einnimmt, für den die höhere Sicherheitsstufe gilt, wird in der Regel das Verfahren abgebrochen und die Steuerung von einem hier nicht näher beschriebenem Verfahren übernommen. Wenn ein erstes Anforderungssignal A1 zum Ausschalten der Last empfangen wird und wenn die im Schritt b) ermittelte Sicherheitsstufe eine höhere Sicherheitsstufe der zwei Sicherheitsstufen repräsentiert, werden alternativ in einem optionalen Schritt f) des Schaltens beide Relais in einen nicht-leitenden Zustand geschaltet. Ferner werden im Schritt e) des Schaltens beide Relais in einen leitenden Zustand geschaltet, wenn ein zweites Anforderungssignal A2 zum Einschalten der Last empfangen wird und zuvor der Schritt f) des Schaltens ausgeführt wurde.
Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung 50 zum Ansteuern von zwei seriell angeordneten Relais, die eingerichtet ist, eine Last mit zwei je nach Fahrsituation verschiedenen Sicherheitsstufen in einem Fahrzeug zu schalten. Die Vorrichtung 50 umfasst die folgenden Einrichtungen: a) Einrichtung 51 zum Abfragen einer Zustandsinformation, die eine
Bewegungszustandsinformation des Fahrzeugs und/oder eine Segelbetriebsinformation des Fahrzeugs umfasst;
b) Einrichtung 52 zum Ermitteln einer Sicherheitsstufe der zwei je nach Fahrsituation verschiedenen Sicherheitsstufen unter Verwendung der Zustandsinformation;
c) Einrichtung 53 zum Wählen eines Relais der zwei seriell angeordneten Relais unter Verwendung einer Balancing-Vorschrift, wenn die im Schritt b) ermittelte Sicherheitsstufe eine niedrigere Sicherheitsstufe der zwei Sicherheitsstufen repräsentiert;
d) Einrichtung 54 zum Schalten des gewählten Relais in einen nicht-leitenden Zustand und des weiteren Relais in einen leitenden Zustand, wenn ein erstes Anforderungssignal zum Ausschalten der Last empfangen wird; und
e) Einrichtung 55 zum Schalten des gewählten Relais in einen leitenden Zustand, wenn ein zweites Anforderungssignal zum Einschalten der Last empfangen wird.
Die in Fig. 5 dargestellte Vorrichtung 50 ist eingerichtet, eine Variante einer Anordnung von zwei seriell angeordneten Relais R1 , R2 entsprechend Fig. 1 anzusteuern. Dabei sind in einem besonderen Ausführungsbeispiel die Relais als monostabile Relais ausgebildet. Um die Sicherheit während der höheren Sicherheitsstufe auch in außergewöhnlichen Situationen wie beispielsweise extreme Hitze zu gewährleisten, weisen die Relais R1 . R2 Diversität in ihrer technischen Ausführung auf. Im Zusammenspiel mit einer konventionellen Steuerung von zwei seriell angeordneten Relais reicht es aus, wenn die Vorrichtung 50 lediglich die Einrichtung 52 des Ermitteins einer Sicherheitsstufe, Einrichtung 53 des Wählens sowie Einrichtung 54 des Schaltens umfasst, da insbesondere die Einrichtung 55 des Schaltens bereits von der konventionellen Steuerung bereitgestellt würde. Letztlich kann auch die Sicherheitsstufe von einer separaten Einrichtung eines Body Controllers (BCU) bereitgestellt werden und somit hier entfallen. Die technische Ausführbarkeit ist jedoch nur in Zusammenschau mit den entsprechenden Einrichtungen gegeben.
BEZUGSZEICHENLISTE
10 Versorgung
KL50 Klemme 50, Last, Verbraucher
R1 erstes Relais
R2 zweites Relais
R1 AN Steuereingang
R2 AN Steuereingang a) Schritt des Abfragens
b) Schritt des Ermitteins
c) Schritt des Wählens
d) Schritt des Schaltens
di) Teilschritt des Schaltens
d2) Teilschritt des Schaltens
e) Schritt des Schaltens
f) Schritt des Schaltens
A1 Anforderungssignal (zum Ausschalten der Last), Triggersignal
A2 Anforderungssignal, Triggersignal s) Schritt des Kommandierens, Empfangen eines Anforderungssignals
50 Vorrichtung
51 Einrichtung zum Abfragen
52 Einrichtung zum Ermitteln
53 Einrichtung zum Wählen
54 Einrichtung zum Schalten
55 Einrichtung zum Schalten

Claims

ANSPRÜCHE
Verfahren zum Ansteuern von zwei seriell angeordneten Relais (R1 , R2), die eine Last (KL50) mit zwei je nach Fahrsituation verschiedenen Sicherheitsstufen in einem Fahrzeug schalten, mit den folgenden Schritten:
a) Abfragen einer Zustandsinformation, die eine Bewegungszustandsinformation des Fahrzeugs und/oder eine Segelbetriebsinformation des Fahrzeugs umfasst;
b) Ermitteln einer Sicherheitsstufe der zwei je nach Fahrsituation verschiedenen Sicherheitsstufen unter Verwendung der Zustandsinformation;
c) Wählen eines Relais (R1 , R2) der zwei seriell angeordneten Relais (R1 , R2) unter Verwendung einer Balancing-Vorschrift, wenn die im Schritt b) ermittelte Sicherheitsstufe eine niedrigere Sicherheitsstufe der zwei Sicherheitsstufen repräsentiert;
d) Schalten des gewählten Relais (R1 , R2) in einen nicht-leitenden Zustand und Verbleiben des weiteren Relais in einen leitenden Zustand, wenn ein erstes Anforderungssignal (A1 ) zum Ausschalten der Last (KL50) empfangen wird; und
e) Schalten des gewählten Relais (R1 , R2) in einen leitenden Zustand, wenn ein zweites Anforderungssignal (A2) zum Einschalten der Last (KL50) empfangen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1 , bei dem im Schritt b) des Ermitteins die niedrigere Sicherheitsstufe ausgewählt wird, wenn die Bewegungszustandsinformation eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs oberhalb eines Geschwindigkeitsschwellwerts repräsentiert und/oder wenn die Segelbetriebsinformation einen Segelbetrieb des Fahrzeugs oder eine Möglichkeit für einen Segelbetrieb des Fahrzeugs repräsentiert.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt b) des Ermitteins die höhere Sicherheitsstufe ausgewählt wird, wenn die
Bewegungszustandsinformation einen Stillstand des Fahrzeugs oder eine
Geschwindigkeit des Fahrzeugs unterhalb eines Geschwindigkeitsschwellwerts repräsentiert.
4. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Balancing- Vorschrift alternierend ein Relais (R1 , R2) der zwei seriell angeordneten Relais (R1 , R2) auswählt.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Balancing-Vorschrift eine erste Anzahl der getätigten Schaltvorgänge für das erste Relais (R1 ) und eine zweite Anzahl der getätigten Schaltvorgänge für das zweite Relais (R2) auswertet und entsprechend das Relais (R1 , R2) der zwei seriell angeordneten Relais (R1 , R2) auswählt, welches im Vergleich der Anzahl der Schaltvorgänge der beiden Relais (R1 , R2) zueinander eine geringere Anzahl an Schaltvorgängen aufweist.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt:
f) Schalten der beiden Relais (R1 , R2) in einen nicht-leitenden Zustand, wenn ein erstes Anforderungssignal (A1 ) zum Ausschalten der Last empfangen wi und wenn die im Schritt b) ermittelte Sicherheitsstufe eine höhere
Sicherheitsstufe der zwei Sicherheitsstufen repräsentiert.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt e) des Schaltens beide Relais (R1 , R2) in einen leitenden Zustand geschaltet werden, wenn ein zweites Anforderungssignal (A2) zum Einschalten der Last empfangen wird und zuvor der Schritt f) des Schaltens ausgeführt wurde.
Vorrichtung zum Ansteuern von zwei seriell angeordneten Relais (R1 , R2), die eingerichtet ist, eine Last (KL50) mit zwei je nach Fahrsituation verschiedenen Sicherheitsstufen in einem Fahrzeug zu schalten, mit den folgenden Einrichtungen: a) Einrichtung (51 ) zum Abfragen einer Zustandsinformation, die eine Bewegungszustandsinformation des Fahrzeugs und/oder eine Segelbetriebsinformation des Fahrzeugs umfasst;
b) Einrichtung (52) zum Ermitteln einer Sicherheitsstufe der zwei je nach
Fahrsituation verschiedenen Sicherheitsstufen unter Verwendung der Zustandsinformation ;
c) Einrichtung (53) zum Wählen eines Relais (R1 , R2) der zwei seriell angeordneten Relais (R1 , R2) unter Verwendung einer Balancing-Vorschrift, wenn die im Schritt b) ermittelte Sicherheitsstufe eine niedrigere
Sicherheitsstufe der zwei Sicherheitsstufen repräsentiert;
d) Einrichtung (54) zum Schalten des gewählten Relais (R1 , R2) in einen nichtleitenden Zustand und des weiteren Relais (R2, R1 ) in einen leitenden Zustand, wenn ein erstes Anforderungssignal (A1 ) zum Ausschalten der Last (KL50) empfangen wird; und
e) Einrichtung (55) zum Schalten des gewählten Relais (R1 , R2) in einen
leitenden Zustand, wenn ein zweites Anforderungssignal (A2) zum
Einschalten der Last empfangen wird.
Vorrichtung (50) gemäß Anspruch 8, bei der die zu schaltenden zwei seriell angeordneten Relais (R1 , R2) als mono-stabile Relais (R1 , R2) ausgebildet sind, die ohne ein anliegendes Schaltsignal in eine geöffnete Position schalten.
Vorrichtung (50) gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, bei der eine technische Ausführung des ersten Relais (R1 ) Diversität zur technischen Ausführung des zweiten Relais (R2) aufweist, um durch die Diversität der technischen Ausführung eine durch die serielle Anordnung geschaffene Redundanz inhomogen auszuführen.
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