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DE10360199A1 - Abgesicherte Steuervorrichtung - Google Patents

Abgesicherte Steuervorrichtung Download PDF

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DE10360199A1
DE10360199A1 DE2003160199 DE10360199A DE10360199A1 DE 10360199 A1 DE10360199 A1 DE 10360199A1 DE 2003160199 DE2003160199 DE 2003160199 DE 10360199 A DE10360199 A DE 10360199A DE 10360199 A1 DE10360199 A1 DE 10360199A1
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DE
Germany
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switch
switch unit
signal
switching path
control device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2003160199
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English (en)
Inventor
Helmut Denz
Karsten Kroepke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE2003160199 priority Critical patent/DE10360199A1/de
Priority to JP2004349060A priority patent/JP4668594B2/ja
Priority to US11/018,699 priority patent/US7107957B2/en
Publication of DE10360199A1 publication Critical patent/DE10360199A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
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    • F02N11/087Details of the switching means in starting circuits, e.g. relays or electronic switches
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract

Eine Steuervorrichtung zum abgesicherten Schalten eines Verbrauchers (1) umfasst: DOLLAR A - wenigstens zwei Schaltereinheiten (7; 8) in Reihe zum Zulassen der Energieversorgung eines Verbrauchers (1), wenn jede Schaltereinheit (7; 8) eingeschaltet ist, und zum Sperren, wenn wenigstens eine der Schaltereinheiten (7; 8) ausgeschaltet ist, DOLLAR A - eine Steuerelektronik (2) zum Ansteuern jeder Schaltereinheit (7; 8) über einen ersten Schaltweg (21-10) und zweite Schaltwege (24-11; 25-11) und zum Überwachen ihres Zustands, DOLLAR A - ein Verzögerungsglied (15) auf dem ersten Schaltweg (21-10), DOLLAR A wobei die jede Schaltereinheit (7; 8) sowohl durch ein über den ersten Schaltweg zugeführtes Ausschaltsignal als auch durch ein über den zweiten Schaltweg zugeführtes Ausschaltsignal ausschaltbar ist und die Steuerelektronik (2) in einem Zustand, in dem eine der Schaltereinheiten (7; 8) ausgeschaltet und die andere (8; 7) eingeschaltet ist, eine Störung des ersten Schaltweges (21-10) feststellt, wenn nach Ausgabe eines Ausschaltsignals auf dem ersten Schaltweg die andere Schaltereinheit (8; 7) nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters ausschaltet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Steuervorrichtung zum abgesicherten Schalten eines Verbrauchers. Eine solche Steuervorrichtung für Kraftfahrzeuganwendungen ist in DE 197 20 191 C1 beschrieben. Diese Steuervorrichtung umfasst eine Schaltereinheit in Form eines Relais, das mit einem Verbraucher wie etwa mit einem Anlasser eines Kraftfahrzeugs, einem Scheibenwischer, etc. in Reihe verbindbar ist, um eine Versorgung des Verbrauchers mit Energie zuzulassen, wenn die Schaltereinheit eingeschaltet ist, und sie zu sperren, wenn sie ausgeschaltet ist, eine Steuerelektronik in Form eines Mikrocontrollers zum Ansteuern der Schaltereinheit, und ein Verzögerungsglied, das auf einem Schaltweg zwischen einem Ausgangsanschluss der Steuerelektronik und einem Eingangsanschluss der Schaltereinheit angeordnet ist.
  • Während des Startvorgangs des Motors eines Kraftfahrzeugs kommt es im Bordspannungsnetz zu Spannungseinbrüchen, die eine Steuerelektronik zeitweise außer Funktion setzen können bzw., wenn es sich bei der Steuerelektronik um einen Mikroprozessor oder Mikrocontroller handelt, dessen Reset bewirken. Dies kann dazu führen, dass ein über die Steu erelektronik gesteuerter Verbraucher fehlerhaft gesteuert wird. Besonders störend ist dies, wenn es sich bei dem Verbraucher um den Anlassermotor eines Kraftfahrzeugs handelt. Wenn nämlich ein solcher Spannungseinbruch während des Startvorgangs des Motors zu einem Abschalten des Anlassermotors führt, wird dadurch der Startvorgang abgebrochen, und es ist nicht möglich, das Fahrzeug zu starten.
  • Es wäre zwar im Prinzip möglich, die Stromversorgung der Steuerelektronik zu puffern, um zu verhindern, dass sie während des Startens in einen undefinierten Zustand gelangt, doch ist hierfür ein großer und dementsprechend kostspieliger Kondensator erforderlich, weswegen in der genannten Schrift vorgeschlagen wird, anstelle der Stromversorgung der Steuerelektronik den Status des Eingangsanschlusses der Schaltereinheit zu puffern, indem zwischen diesem und dem Ausgangsanschluss der Steuerelektronik das erwähnte Verzögerungsglied eingefügt wird.
  • Mit Hilfe dieses Verzögerungsgliedes lassen sich zwar kurzzeitige Pegeländerungen am Ausgangsanschluss der Steuerelektronik abfangen, doch verzögert es auch die Reaktion der Schaltereinheit auf ein von der Steuerelektronik absichtlich geliefertes Ein- oder Ausschaltsignal.
  • Vorteile der Erfindung
  • Durch die vorliegende Erfindung wird eine Steuervorrichtung zum abgesicherten Schalten eines Verbrauchers geschaffen, die einerseits Schaltreaktionen bei einer kurzfristigen Schwankung der Versorgungsspannung vermeidet, die andererseits aber eine verzögerte Reaktion des Verbrauchers auf ein gewolltes Schaltsignal vermeidet.
  • Des Weiteren wird eine Steuervorrichtung geschaffen, die durch Redundanz ein erhöhtes Maß an Zuverlässigkeit beim Schalten des Verbrauchers bewirkt.
  • Ferner ist die erfindungsgemäße Steuervorrichtung in der Lage, interne Störungen selbsttätig zu erkennen und so Fehlsteuerungen des Verbrauchers zu vermeiden.
  • Diese und andere Vorteile werden erreicht mit einer Steuervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Eine Absicherung durch Redundanz wird erzielt, indem von mit einem Verbraucher in Reihe verbindbaren Schaltereinheiten wenigstens zwei Stück vorgesehen sind. Um den Verbraucher auszuschalten, genügt es, eine einzige Schaltereinheit auszuschalten, doch wenn eine der Schaltereinheiten im eingeschalteten Zustand klemmt, steht wenigstens eine weitere zur Verfügung, um damit den Verbraucher abzuschalten.
  • Eine weitere Redundanzabsicherung ergibt sich aus der Verwendung von zwei Schaltwegen zwischen der Steuerelektronik und jeder Schaltereinheit, von denen bei korrektem Funktionieren der Steuervor richtung jede für sich allein in der Lage ist, eine angeschlossene Schaltereinheit auszuschalten.
  • Um die Wirksamkeit der Redundanzabsicherung langfristig zu garantieren, ist es notwendig, Fehler, die in den redundanten Schaltereinheiten oder Schaltwegen auftreten, zu erfassen, auch wenn noch eine intakte Schaltereinheit bzw. ein intakter Schaltweg vorhanden sind, die ein Abschalten des Verbrauchers ermöglichen. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass in einem Zustand, in dem eine der Schaltereinheiten ausgeschaltet und die andere eingeschaltet ist, die Steuerelektronik eine Prüfung des ersten Schaltwegs durchführt, indem sie ein Ausschaltsignal an ihren ersten Ausgangsanschluss ausgibt und eine Störung des ersten Schaltweges feststellt, wenn die andere Schaltereinheit nicht innerhalb eines vorgegebenen, in Abhängigkeit von einer Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung gewählten Zeitfensters nach Ausgabe des Ausschaltsignals ausschaltet.
  • Eine Störung des ersten Ausschaltweges kann darin liegen, dass die andere Schaltereinheit nach Ausgabe des Ausschaltsignals, aber noch vor Beginn des vorgegebenen Zeitfensters ausschaltet. In diesem Fall ist die Verzögerungswirkung der Verzögerungsschaltung gestört. Eine solche Störung kann zwar Folgeprobleme nach sich ziehen, stellt aber für sich allein noch kein Sicherheitsrisiko dar, da ein Ausschalten des Verbrauchers in jedem Fall gewährleistet ist, wenn auf diesem ersten Ausgangsanschluss ein Ausschaltsignal gesendet wird. Ein Fehler, bei dem die andere Schaltereinheit auch nach dem Ende des Zeitfensters noch nicht ausgeschaltet ist, ist schwerwiegender, da hierdurch die Sicherheit des Ausschaltens in Frage gestellt ist. Um einen Benutzer zumindest über einen solchen Fehler zu warnen, sollte eine Einrichtung zur Erzeugung eines Warnsignals, in hörbarer oder sichtbarer Form, vorgesehen, sein.
  • Die oben beschriebene Überprüfung des ersten Ausschaltweges kann zweckmäßigerweise vorgenommen werden, wenn der Verbraucher ausgeschaltet wird. Zu diesem Zweck sendet die Steuerelektronik vorzugsweise zunächst an die eine Schaltereinheit ein Ausschaltsignal über den zweiten Schaltweg und führt die Prüfung des ersten Schaltwegs durch, wenn die eine Schaltereinheit in den ausgeschalteten Zustand übergegangen ist.
  • Wenn die eine Schaltereinheit auf das Senden des Ausschaltsignals auf dem zweiten Schaltweg nicht in den ausgeschalteten Zustand übergeht, sollte zweckmäßigerweise ebenfalls ein Warnsignal erzeugt werden.
  • Um mit gleicher Häufigkeit die Funktionsfähigkeit beider Schaltwege für beide Schaltereinheiten zu prüfen, schaltet die Steuerelektronik bei einem Ausschalten des Verbrauchers die zwei Schaltereinheiten zweckmäßigerweise in abwechselnder Reihenfolge aus. D.h., bei einem ersten Abschaltvorgang schaltet die Steuerelektronik zunächst eine erste Schaltereinheit auf dem zweiten Schaltweg aus, um so dessen Funktionsfähigkeit zu prüfen, und schaltet anschließend die zweite Schaltereinheit über den ersten Schaltweg aus, und bei dem darauffolgenden Abschaltvorgang schaltet sie zunächst die zweite Schaltereinheit über den zweiten Schaltweg und dann die erste Schaltereinheit über den ersten Schaltweg aus.
  • Um eine Notabschaltung des Verbrauchers unabhängig von einem von der Steuerelektronik gelieferten Ausschaltsignal zu gewährleisten, ist vorzugsweise in jedem zweiten Schaltweg ein Logikgatter eingefügt, über das ein externes Ausschaltsignal an die erste bzw. die zweite Schaltereinheit anlegbar ist. Wenn der Verbraucher ein Anlassermotor eines Fahrzeugs mit Automatikgetriebe ist, so kann dieses externe Schaltsignal z.B. von einem Fahrbetriebsarten-Wählschalter abgeleitet sein, um den Anlassermotor auszuschalten, sobald der Wählschalter von einem Park- oder Neutralmodus auf einen Vorwärts- oder Rückwärtsfahrmodus umgeschaltet wird.
  • Unter dem Gesichtspunkt der Störungssicherheit bei Spannungseinbrüchen ist es zweckmäßig, dass das Ausschaltsignal am ersten Ausgangssignal der Steuerelektronik einem Massepegel und das Ausschaltsignal an ihrem zweiten Ausgangsanschluss einem von Masse verschiedenen Pegel entspricht. Dann liegt nämlich der Pegel des zweiten Ausgangsanschlusses auf Masse, während der Verbraucher in Betrieb sein soll, und dieser Pegel ändert sich bei einem Zusammenbruch der Versorgungsspannung nicht, wohingegen der von Masse verschiedene Pegel am ersten Ausgangsanschluss zwar zusammenbrechen kann, dies aber durch die Wirkung der Verzöge rungsschaltung folgenlos bleibt, so lange es sich nur um einen vorübergehenden Spannungsabfall handelt.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügte Figur.
  • Figur
  • 1 zeigt ein Schaltungsdiagramm einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausgestaltung
  • 1 zeigt ein schematisches Schaltungsdiagramm einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung und eines von ihr gesteuerten Verbrauchers, hier eines Anlassermotors 1 für ein Kraftfahrzeug. Die Steuervorrichtung ist um einen Mikroprozessor oder Mikrocontroller 2 herum aufgebaut, der als eine Steuerelektronik nicht nur zum Ein- und Ausschalten des Anlassermotors 1, sondern zusätzlich für eine Vielzahl anderer Funktionen des Kraftfahrzeugs dienen kann. Der Mikrocontroller 2 bezieht seine Betriebsspannung von einem Gleichspannungswandler 3, der aus dem Bordnetz des Fahrzeugs (UBat) versorgt wird.
  • Der Mikrocontroller 2 steuert zwei Schaltereinheiten 7, 8, die, in Reihe geschaltet, die Stromver sorgung des Anlassermotors 1 kontrollieren. Jede Schaltereinheit 7, 8 umfasst einen Treiberverstärker 9 mit einem Signaleingang, der einen ersten Eingangsanschluss 10 der Schaltereinheit bildet, und einem Freigabeeingang, der einen zweiten Eingangsanschluss 11 bildet. Der Treiberverstärker 9 ist jeweils durch einen niedrigen Pegel bzw. Massepegel an seinem Freigabeeingang aktiviert und durch einen hohen Pegel deaktiviert. Der Treiberverstärker 9 treibt jeweils einen Leistungstransistor 12, der den Stromfluss durch eine Spule 13 eines Relais steuert. Der in der Spule 13 bewegliche Anker des Relais kontrolliert die Stellung eines Schalters 14 im Versorgungsstromkreis des Anlassermotors 1.
  • Ein erster Schaltweg erstreckt sich von einem ersten Ausgangsanschluss 21 des Mikrocontrollers 2 über eine Verzögerungsschaltung 15 zu den parallel verbundenen ersten Eingangsanschlüssen 10 der Schaltereinheiten 7, 8. Die Verzögerungsschaltung 15 ist im Wesentlichen aufgebaut aus einem Transistor 16, Widerständen 17, 18, einem Kondensator 19 und einem Schmitt-Trigger 20. Das Gate des Transistors 16 bildet den Eingang der Verzögerungsschaltung. Sein Drain liegt auf Masse, und die Source ist einerseits über den Widerstand 17 mit einem Versorgungspotential und andererseits über den Widerstand 18 mit dem Eingang des Schmitt-Triggers 20 verbunden. Der Kondensator 19 liegt zwischen dem versorgungspotential und dem Eingang des Schmitt-Triggers 20. Das Versorgungspotential ist von der Batteriespannung UBat des Bordnetzes über einen Widerstand 4, eine Zenerdio de 6 zum Abfangen von Spannungsspitzen und einen Glättkondensator abgeleitet. Wenn am Eingang der Verzögerungsschaltung 15 niedriges Potential anliegt, sperrt der Transistor 16, an den Widerständen 17, 18 fällt keine Spannung ab, der Kondensator 19 ist entladen, und am Eingang des Schmitt-Triggers 20 liegt hohes Potential an. Die Verzögerungsschaltung gibt somit einen niedrigen Pegel aus.
  • Wenn das Eingangssignal der Verzögerungsschaltung auf hohes Potential wechselt, wird der Transistor 16 durchgängig, sein Sourcepotential nimmt einen niedrigen Wert an. Während der Kondensator 19 sich über den Widerstand 18 aufzuladen beginnt, liegt zunächst noch hohes Potential am Eingang des Schmitt-Triggers, doch nimmt dieses mit einer vom Wert des Widerstandes 18 abhängigen Zeitkonstante ab, so dass der Schmitt-Trigger nach kurzer Verzögerung umschaltet. Das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 15 geht dann auf positives Potential über.
  • Wenn das Eingangssignal der Verzögerungsschaltung auf niedriges Potential zurückkehrt und der Transistor 16 wieder sperrt, hält der Kondensator 19 den Eingang des Schmitt-Triggers 20 so lange auf niedrigem Potential, bis er sich über die Reihenschaltung der Widerstände 17, 18 entladen hat. Die Zeitkonstante für das Entladen ist notwendigerweise größer als für das Laden; in der Praxis ist der Wert des Widerstandes 17 wesentlich größer gewählt als der des Widerstandes 18, so dass die Reaktionsverzögerung des Schmitt-Triggers 20 beim Wech sel auf ein hohes Potential am Eingang der Verzögerungsschaltung 15 vernachlässigbar ist.
  • Wenn beim Anlassen des Fahrzeugs die Batteriespannung UBat zusammenbricht, wird das Versorgungspotential der Verzögerungsschaltung 15 mit Hilfe des Glättkondensators wenigstens so lange aufrecht erhalten, wie der Mikrocontroller braucht, um nach einem durch den Spannungszusammenbruch ausgelösten Reset seinen normalen Betrieb wieder aufzunehmen.
  • Zwei zweite Schaltwege erstrecken sich von einem zweiten Ausgangsanschluss 24 bzw. 25 des Mikrocontrollers 2 über ein Oder-Gatter 22, 23 zu den zweiten Eingangsanschlüssen 11 der Schaltereinheiten 7, 8. An zweite Eingänge der Oder-Gatter 24, 25 ist eine sogenannte Interlock-Leitung 26 angeschlossen, deren Pegel die Stellung eines nicht dargestellten Betriebsarten-Wählhebels des Fahrzeugs widerspiegelt: Die Interlockleitung 26 führt Massepegel, wenn sich der Wählhebel in einer Park- oder Neutralstellung befindet, und positiven Pegel, wenn er sich in einer Vorwärts- oder Rückwärts-Fahrstellung befindet.
  • Wenn der Mikrocontroller an seinem ersten Ausgangsanschluss 21 einen hohen logischen Pegel liefert, ist der Transistor 16 offen, und der Eingang des Schmitt-Triggers 20 liegt auf Masse. Da der Schmitt-Trigger 20 eine Invertierfunktion hat, liefert er ein positives Signal an die ersten Eingangsanschlüsse 10 der Schaltereinheiten 7, 8. Wenn gleichzeitig die zweiten Ausgangsanschlüsse 24, 25 und die Interlockleitung 26 auf Masse lie gen, sind die Treiberverstärker 9 der Schaltereinheiten 7, 8 freigegeben und schalten deren Leistungstransistoren 12 auf. So kann Strom durch die Spulen 13 der zwei Relais fließen, die Schalter 14 schließen, und der Anlassermotor 1 wird mit Strom versorgt.
  • Um den Anlassermotor 1 wieder auszuschalten und dabei gleichzeitig die Funktionsfähigkeit der Steuervorrichtung zu prüfen, gibt der Mikrocontroller 2 zunächst ein Ausschaltsignal in Form eines hohen Pegels an einem seiner zweiten Ausgangsanschlüsse 24, 25 aus.
  • Betrachten wir zunächst den Fall, dass dieses Ausschaltsignal am Ausgangsanschluss 24 ausgegeben wird. Es pflanzt sich über das Oder-Gatter 22 zum zweiten Eingangsanschluss 11 der Schaltereinheit 7 fort und sperrt deren Treiberverstärker 9, so dass der Leistungstransistor 12 in den Sperrzustand übergeht und der Schalter 14 des nun stromlosen Relais abfällt. Der Anlassermotor 1 ist damit ausgeschaltet.
  • Eine Störung der Steuervorrichtung könnte darin bestehen, dass das Relais der Schaltereinheit 7 klemmt und sein Schalter 14 auch im stromlosen Zustand nicht abfällt. In diesem Fall liegt an einer Eingangsklemme 27 des Anlassermotors 1 weiterhin die Versorgungsspannung des Bordnetzes an. Wenn dies der Fall ist, erkennt dies der Mikroprozessor 2 an einem von der Eingangsklemme 27 abgeleiteten Potential an einem seiner Kontrolleingänge 28. Der Mikrocontroller 2 verzeichnet den Fehler in einer Datei, die in einem in der Figur nicht dargestellten Speicherbaustein geführt ist. Dieser Speicherbaustein ist durch Servicepersonal mit geeigneten Geräten lesbar, um die Störung schnell erkennen und beheben zu können. Gleichzeitig steuert der Mikrocontroller 2 eine Warneinrichtung, z.B. in Form einer Leuchte am Armaturenbrett des Fahrzeugs, an, die den Fahrer davon in Kenntnis setzt, dass ein Fehler im elektrischen System des Fahrzeugs vorliegt und ein Werkstattbesuch erforderlich ist, und er sendet ein Ausschaltsignal in Form eines hohen Pegels auf dem zweiten Schaltweg an die Schaltereinheit 8, um den Verbraucher 1 auszuschalten.
  • Eine andere Fehlermöglichkeit ist, dass der Leistungstransistor 12 von dem durch ihn fließenden Strom im durchlässigen Zustand verriegelt gehalten wird, auch wenn sein Gatepotential auf Masse geht. Dieser Fehler wird vom Mikroprozessor 2 mit Hilfe einer Kontrollleitung 29 erfasst, die das Potential an einer Ausgangsklemme der Spule 13 an den Mikrocontroller 2 rückmeldet. Auch hier wird der Fehler in der Datei vermerkt und eine Warnung an den Fahrer ausgegeben.
  • Wenn das Relais der ersten Schaltereinheit 7 ordnungsgemäß abgefallen ist, so wird der zweite Schaltweg der Schaltereinheit 7 als intakt angesehen, und der Mikroprozessor 2 erzeugt ein Ausschaltsignal in Form eines Massepegels an seinem ersten Ausgangsanschluss 21. Der Transistor 16 sperrt, und nach einer durch die Kapazität des Kondensators 19 und den Widerstandswert des Wider stands 18 festgelegten Verzögerungszeitspanne geht der Ausgang des Schmitt-Triggers 20 auf Masse. Dadurch fällt nun auch in der zweiten Schaltereinheit 8 das Gatepotential des Leistungstransistors 12 auf Masse ab, der Transistor 12 sperrt, und das Relais fällt ab. Auf die Funktion des Anlassermotors 1 hat dies keinen Einfluss mehr, da dieser bereits abgeschaltet ist. Das Potential an einem Punkt zwischen Spule 13 und Leistungstransistor 12 der zweiten Schaltereinheit 8 wird über eine zweite Kontrollleitung 30 an den Mikrocontroller 2 rückgemeldet. Wenn dieses Potential innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters ab Ausgabe des Ausschaltsignals am Ausgangsanschluss 21 auf Masse geht, erkennt der Mikrocontroller 2, dass der erste Ausschaltweg intakt ist. Geht die Kontrollleitung 30 vor Beginn des Zeitfensters auf Masse, so ist die Verzögerungswirkung der Verzögerungsschaltung 15 nicht mehr oder zumindest nicht mehr im vorgesehenen Umfang gegeben. Der Mikrocontroller 2 trägt auch diese Störung in die Datei ein, erzeugt aber noch nicht notwendigerweise eine Warnung für den Fahrer, da das Ausschalten des Anlassermotors 1 immer noch mit der notwendigen Zuverlässigkeit möglich ist, die Betriebssicherheit also nicht beeinträchtigt ist.
  • Wenn die Kontrollleitung 30 jedoch nach Ablauf des Zeitfensters noch nicht auf Masse gegangen ist, erkennt der Mikrocontroller 2 eine Störung, die die Zuverlässigkeit, mit der der Anlassermotor 1 ausgeschaltet werden kann, beeinträchtigt oder möglicherweise sogar zu einem unbeabsichtigten Einschalten des Anlassermotors 1 führen kann. In diesem Fall wird wiederum das Warnsignal aktiviert, um eine schnelle Behebung des Fehlers zu veranlassen.
  • Beim nächsten Ausschalten des Anlassermotors 1 vertauscht der Mikrocontroller 2 die Funktionen von erster und zweiter Schaltereinheit, d.h. er schaltet zunächst die zweite Schaltereinheit 8 über ein am zweiten Ausgangsanschluss 25 ausgegebenes positives Ausschaltsignal aus, um so die Funktionsfähigkeit des zweiten Ausschaltweges für die zweite Schaltereinheit 8 zu überprüfen, und wenn diese Prüfung erfolgreich verläuft, schaltet er auch die erste Schaltereinheit 7 durch Ausgabe eines Ausschaltsignals am ersten Ausgangsanschluss 21 aus.
  • Die Interlockleitung 26 ist an einen Schalter am Fahrzustand-Wählhebel des Fahrzeugs angeschlossen, der über die Interlockleitung 26 einen Massepegel liefert, solange der Wählhebel sich in einer Park- oder Neutralstellung befindet, und der einen positiven Pegel liefert, sobald der Wählhebel in einen Vorwärts- oder Rückwärts-Fahrmodus gestellt wird. Ein solcher positiver Pegel erreicht über die Oder-Gatter 22, 23 die zweiten Eingangsanschlüsse 11 beider Schaltereinheiten 7, 8 und führt zu deren Ausschalten. Wenn dieses Ausschalten stattfindet, während der Mikrocontroller 2 die Funktionsfähigkeit der Ausschaltwege prüft, muss die Prüfung abgebrochen werden, da sie keine brauchbaren Ergebnisse mehr liefert. Um diese Situation zu erfassen, ist ein Eingangsanschluss 31 des Mikroprozessors 2 mit der Interlockleitung 26 verbunden.
  • Einer weiter entwickelten Ausgestaltung der Steuervorrichtung zufolge wird die Überprüfung der Schaltwege nur dann komplett abgebrochen, wenn die Unterbrechung durch die Interlockleitung 26 während der Prüfung eines der zweiten Ausschaltwege stattfindet. Wenn diese Prüfung jedoch erfolgreich abgelaufen ist und die Unterbrechung während der Überprüfung des ersten Schaltweges stattfindet, so gibt der Mikrocontroller 2 kontinuierlich einen positiven Pegel an allen drei Ausgangsanschlüssen 21, 24, 25 aus. Beide Schaltereinheiten 7, 8 werden so im ausgeschalteten Zustand gehalten. Wenn der Mikrocontroller 2 erfasst, dass die Interlockleitung 26 wieder auf Masse geht, z.B. weil der Fahrer des Fahrzeugs kurz vor dem Ausschalten des Motors den Wählhebel in die Parkstellung gebracht hat, gibt er einen Massepegel auf dem ungeprüft gebliebenen zweiten Schaltweg aus, wodurch die daran angeschlossene Schaltereinheit 7 oder 8 unverzüglich eingeschaltet wird. Da die jeweils andere Schaltereinheit ausgeschaltet bleibt, kommt der Anlassermotor 1 dadurch nicht in Gang. Anschließend gibt der Mikrocontroller 2 einen Massepegel auf den ersten Ausgangsanschluss 21, um so die eingeschaltete Schaltereinheit mit der durch die Verzögerungsschaltung 15 bewirkten Verzögerungen auszuschalten, und prüft, ob der Ausschaltzeitpunkt in das vorgegebene Schaltfenster fällt.

Claims (8)

  1. Steuervorrichtung zum abgesicherten Schalten eines Verbrauchers (1), mit: – wenigstens einer Schaltereinheit (7; 8), die mit einem Verbraucher (1) in Reihe verbindbar ist, um eine Versorgung des Verbrauchers (1) mit Energie zuzulassen, wenn jede Schaltereinheit (7; 8) eingeschaltet ist, und sie zu sperren, wenn wenigstens eine der Schaltereinheiten (7; 8) ausgeschaltet ist, – einer Steuerelektronik (2) zum Ansteuern jeder Schaltereinheit; – einem Verzögerungsglied (15), das auf einem ersten Schaltweg (2110) zwischen einem ersten Ausgangsanschluss (21) der Steuerelektronik (2) und einem ersten Eingangsanschluss (10) jeder Schaltereinheit (7; 8) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Steuerelektronik (2) Mittel (29, 30) zum Überwachen des Zustands jeder der wenigstens zwei Schaltereinheiten (7; 8) aufweist, – die Steuerelektronik (2) zu jeder Schaltereinheit (7; 8) einen zweiten Ausgangsanschluss (24; 25) aufweist, der über einen zweiten Schaltweg (2411; 2511) mit einem zweiten Eingangsanschluss (11) der jeweils zugeordneten Schaltereinheit (7; 8) verbunden ist, – die zugeordnete Schaltereinheit (7; 8) sowohl durch ein an ihren ersten Eingangsanschluss (10) angelegtes Ausschaltsignal als auch durch ein an ihren zweiten Eingangsanschluss (11) angelegtes Ausschaltsignal ausschaltbar ist; – die Steuerelektronik (2) eingerichtet ist, in einem Zustand, in dem eine der Schaltereinheiten (7; 8) ausgeschaltet und die andere (8; 7) eingeschaltet ist, eine Prüfung des ersten Schaltweges (2110) durchzuführen, indem sie ein Ausschaltsignal an ihrem ersten Ausgangsanschluss (21) ausgibt und eine Störung des ersten Schaltweges (2110) feststellt, wenn die andere Schaltereinheit (8; 7) nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters nach Ausgabe des Ausschaltsignals ausschaltet.
  2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik (2) eingerichtet ist, zum Ausschalten des Verbrauchers (1) zunächst an die eine Schaltereinheit (7; 8) ein Ausschaltsignal über den zweiten Schaltweg (2411; oder 2511) zu senden und die Prüfung des ersten Schaltweges (2110) durchzuführen, wenn die eine Schaltereinheit (7; 8) in den ausgeschalteten Zustand übergegangen ist.
  3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik (2) eingerichtet ist, eine Störung des zweiten Schaltweges (2411; 2511) der einen Schaltereinheit (7; 8) festzustellen, wenn das auf dem zweiten Schaltweg (2411; 2511) gesendete Ausschaltsignal die eine Schaltereinheit (7; 8) nicht oder zu schnell (keine/zu kurze Verzögerungszeit) in den ausgeschalteten Zustand versetzt.
  4. Steuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik (2) bei einem ersten Ausschalten des Verbrauchers die zwei Schaltereinheiten (7; 8) jeweils in einer ersten Reihenfolge und bei einem anschließenden zweiten Ausschalten in der umgekehrten, zweiten Reihenfolge ausschaltet.
  5. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem zweiten Schaltweg (2411; 2511) ein Logikgatter (22; 23) zum Anlegen eines externen Ausschaltsignals an die erste bzw. die zweite Schaltereinheit (7; 8) angeordnet ist.
  6. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausschaltsignal am ersten Ausgangsanschluss (21) der Steuerelektronik einem Massepegel und das Ausschaltsignal an ihrem zweiten Ausgangsanschluss (24; 25) einem von Masse verschiedenen Pegel entspricht.
  7. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Erzeugung eines Warnsignals, die wenigstens dann aktiviert wird, wenn nach dem Ablauf des vorgegebenen Zeitfensters die andere Schaltereinheit (8; 7) noch eingeschaltet ist.
  8. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbraucher (1) ein Anlassermotor für einen Verbrennungsmotor ist.
DE2003160199 2003-12-20 2003-12-20 Abgesicherte Steuervorrichtung Withdrawn DE10360199A1 (de)

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