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DE102005025871A1 - Schaltung und Verfahren zur Ansteuerung und Überwachung einer induktiven oder ohmschen Last - Google Patents

Schaltung und Verfahren zur Ansteuerung und Überwachung einer induktiven oder ohmschen Last Download PDF

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DE102005025871A1
DE102005025871A1 DE200510025871 DE102005025871A DE102005025871A1 DE 102005025871 A1 DE102005025871 A1 DE 102005025871A1 DE 200510025871 DE200510025871 DE 200510025871 DE 102005025871 A DE102005025871 A DE 102005025871A DE 102005025871 A1 DE102005025871 A1 DE 102005025871A1
Authority
DE
Germany
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ground
battery
open
voltage
side switch
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Ceased
Application number
DE200510025871
Other languages
English (en)
Inventor
Juergen Eckhardt
Franz Schwarz
Suresh Sandeep
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
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Publication of DE102005025871A1 publication Critical patent/DE102005025871A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/087Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current for dc applications

Landscapes

  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

Bei einer Schaltung zur Überwachung und Steuerung einer induktiven oder ohmschen Last (IL), die über einen batterieseitigen Schalter (HSS) mit der Batterieseite (VBATT) und einen masseseitigen Schalter (LSS) mit Masse verbunden ist, wobei die Schaltung eine Einrichtung zur Messung der masseseitigen Spannung der Last (IL) umfasst, wird eine genauere Fehlerdiagnose durch eine Vorrichtung zur Messung der batterieseitigen Spannung der Last (IL) ermöglicht.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltung sowie ein Verfahren zur Überwachung und Steuerung einer Last, insbesondere einer induktiven oder ohmschen Last.
  • Elektrische Lasten werden üblicherweise über Schalter mit einer Stromversorgung verbunden. Der Schalter kann bezüglich der Last masse- oder batterieseitig angeordnet sein. In Kraftstoffsystemen von Brennkraftmaschinen, insbesondere direkt einspritzenden Otto- oder Dieselmotoren, wird beispielsweise der Kraftstoffzufluss zur Hochdruckpumpe mit einem Mengensteuerventil geregelt. Das Mengensteuerventil wird von einem elektromotorischen Aktor betätigt, der elektrisch gesehen eine induktive Last darstellt. Die Spulenwindungen des Aktors sind nicht für dauerhaftes Einschalten ausgelegt, sie werden nach kurzer Zeit thermisch zerstört. Dieser Fall ist insbesondere von Bedeutung, wenn eine masseseitig mit einem so genannten „Low-Side-Switch" (LSS) geschaltete Last einen masseseitigen Kurzschluss gegen Masse erfährt, der Schalter also überbrückt ist. In diesem Fall tritt in Sekunden die thermische Zerstörung des Aktors ein.
  • Üblicherweise befindet sich batterieseitig ein weiterer Schalter, nämlich ein Hauptschalter oder Hauptrelais, mit dem die gesamte Spannungsversorgung der elektrischen Komponenten der Brennkraftmaschine geschaltet wird.
  • Probleme des Standes der Technik
  • Das Öffnen des Hauptrelais im Fehlerfall hat zur Folge, dass sämtliche Verbraucher ausgeschaltet werden. Zudem können viele Kurzschlussfehler, die den Aktor des Mengensteuerventils zwar nicht zerstören aber ausfallen lassen, nicht diagnostiziert werden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Schaltung sowie ein Verfahren anzugeben, die eine genauere Diagnose erlauben und ein Öffnen des Hauptrelais vermeiden.
  • Vorteile der Erfindung
  • Dieses Problem wird gelöst durch eine Schaltung zur Überwachung und Steuerung einer Last, insbesondere einer induktiven oder ohmschen Last, die über einen batterieseitigen Schalter mit der Batterieseite und einen masseseitigen Schalter mit Masse verbunden ist, wobei die Schaltung eine Einrichtung zur Messung der masseseitigen Spannung der Last sowie eine Einrichtung zur Messung der batterieseitigen Spannung der Last umfasst. Die induktive oder ohmsche Last ist insbesondere ein elektromagnetisch betätigter Aktor eines geregelten Mengensteuerventils eines Kraftstoffsystems für eine Brennkraftmaschine. Es können also Batterieseite und Masse der Last bzw. des Aktors, der als Ersatzschaltbild einer Spule entspricht, jeweils geschaltet werden. Der masseseitige sowie der batterieseitige Schalter sind vorzugsweise ein Transistor, beispielsweise ein MOS-FET. Insbesondere der batterieseitige Schalter kann mit der Einrichtung zur Messung der batterieseitigen Span nung der Last bzw. einer Einrichtung zur Messung des batterieseitigen Stromflusses zur Last in einer integrierten Schaltung zusammengefasst sein. Die Versorgung der Last wird im Fehlerfall in einen sicheren Betriebszustand geführt.
  • Die erfindungsgemäße Schaltung bietet den Vorteil, dass der batterieseitige Schalter ein Abschalten der Last im Falle eines masseseitigen Kurzschlusses zur Masse, also eine Überbrückung des masseseitigen Schalters, ermöglicht.
  • Die erfindungsgemäße Schaltung kann in beliebigen Anwendungsfällen einer induktiven oder ohmschen Last genutzt werden, die Erfindung ist also keineswegs auf Anwendungen der Motorsteuerung begrenzt.
  • Der spannungsseitige Schalter und der masseseitige Schalter können bevorzugt unabhängig voneinander durch ein Steuergerät geschaltet werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der spannungsseitige Schalter ein integrierter Schaltkreis ist mit einem Ausgang, an dem eine zum Stromfluss durch den Schalter abhängige Spannung anliegt und einem Eingang, der den Schaltvorgang des spannungsseitigen Schalters auslöst, wobei der Ausgang auf den Eingang rückgekoppelt wird, sodass der spannungsseitige Schalter bei Überschreiten einer Stromflussschwelle geöffnet wird. Es handelt sich also um einen z.B. bei einem Kurzschluss gegen Masse, einer Überlast oder Übertemperatur selbständig öffnenden Schalter, ähnlich einer Überlastsicherunq. Der masseseitige Schalter wird vorzugsweise bei masseseitigem Überstrom abgeschaltet, es handelt sich also um einen Kurzschluss gegen Batteriespannung.
  • Das Eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Überwachung und Steuerung einer induktiven oder ohmschen Last, wobei die Last über einen batterieseitigen Schalter mit der spannungsführenden Seite und einen masseseitigen Schalter mit Masse verbunden ist, wobei Einrichtungen zur Messung der masseseitig und batterieseitig an dem Elektromagneten anliegenden Spannung vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der masseseitige Schalter geöffnet und geschlossen wird und aus den masseseitig sowie batterieseitig an dem Elektromagneten anliegenden Spannungen das Vorhandensein eines Fehlers sowie die Fehlerart diagnostiziert wird. Das Verfahren kann beispielsweise bei einem durch einen Elektromagneten betätigten Mengensteuerventil eines Kraftstoffsystems für eine Brennkraftmaschine verwendet werden.
  • Im Normalbetrieb wird ein batterieseitiger Kurzschluss zur Masse erkannt wenn die batterieseitige Spannung einen oberen Grenzwert übersteigt und die masseseitige Spannung bei geöffnetem und bei geschlossenem masseseitigen Schalter gegen einen unteren Wert geht. Unter Normalbetrieb wird der Betrieb der Brennkraftmaschine nach Beendigung des Startvorganges verstanden.
  • Im Normalbetrieb wird ein masseseitiger Kurzschluss zur Batterie erkannt wenn die batterieseitige Spannung den oberen Grenzwert nicht übersteigt und die masseseitige Spannung bei geöffnetem und bei geschlossenem masseseitigen Schalter gegen einen oberen Wert geht.
  • Im Normalbetrieb wird ein masseseitiger Kurzschluss zur Masse erkannt wenn die batterieseitige Spannung den oberen Grenzwert nicht übersteigt und die masseseitige Spannung bei geöffnetem und bei geschlossenem masseseitigen Schalter gegen einen unteren Wert geht.
  • Im Normalbetrieb wird eine offene Last oder ein masseseitiger Kurzschluss zur Masse bei einer ohmschen Last erkannt und unterschieden wenn die masseseitige Spannung mit geöffnetem masseseitige und geöffnetem batterieseitige Schalter unterschiedliche werte annimmt.
  • Im Normalbetrieb wird ein masseseitiger Kurzschluss zur Masse bei einer ohmschen last erkannt wenn die masseseitige Spannung bei geöffnetem batterieseitigen Schalter und bei geöffnetem masseseitigen Schalter gegen einen unteren Wert geht.
  • Im Normalbetrieb wird eine offene Last erkannt wenn die masseseitige Spannung bei geöffnetem batterieseitigen Schalter und bei geöffnetem masseseitigen Schalter gegen einen mittleren Wert geht.
  • Im Ruhebetrieb des Aktuators wird ein batterieseitiger Kurzschluss zur Masse erkannt wenn die batterieseitige Spannung einen oberen Grenzwert übersteigt und die masseseitige Spannung bei geöffnetem masseseitigen Schalter gegen einen unteren Wert geht. Unter Ruhebetrieb wird beispielsweise der Start der Brennkraftmaschine verstanden.
  • Im Ruhebetrieb des Aktuators wird eine offene Last oder ein fehlerfreier Fall erkannt und unterschieden wenn die masseseitige Spannung bei geschlossenem batterieseitigen Schalter und bei geöffnetem masseseitigen Schalter unterschiedliche Werte annimmt.
  • Im Ruhebetrieb des Aktuators wird ein fehlerfreier Fall erkannt wenn bei geschlossenem batterieseitigen Schalter die masseseitige Spannung bei geöffnetem masseseitigen Schalter gegen einen oberen Wert geht.
  • Im Ruhebetrieb des Aktuators wird eine offene Last erkannt wenn der batterieseitige Schalter geschlossen ist und die masseseitige Spannung bei geöffnetem masseseitigen Schalter gegen einen mittleren Wert geht.
  • Im Ruhebetrieb des Aktuators wird ein masseseitiger Kurzschluss zur Masse erkannt wenn der batterieseitige Schalter geöffnet und die masseseitige Spannung bei geöffnetem masseseitigen Schalter gegen einen unteren Wert geht.
  • Im Ruhebetrieb des Aktuators wird ein masseseitiger Kurzschluss zur Batterie oder ein batterieseitiger Kurzschluss zur Batterie erkannt und unterschieden wenn der batterieseitige Schalter geöffnet ist und die masseseitige Spannung verschiede Werte bei geschlossenem masseseitigen Schalter hat.
  • Im Ruhebetrieb des Aktuators wird ein batterieseitiger Kurzschluss zur Batterie erkannt wenn der batterieseitige Schalter geöffnet und die masseseitige Spannung bei geschlossenem masseseitigen Schalter gegen einen unteren Wert geht.
  • Im Ruhebetrieb des Aktuators wird ein masseseitiger Kurzschluss zur Batterie erkannt wenn der batterieseitige Schalter geöffnet ist und die masseseitige Spannung bei geschlossenem masseseitigen Schalter gegen einen oberen Wert geht.
  • Das Verfahren ermöglicht es, zwischen einer offenen last und einem masseseitigen Kurzschluss zur Masse bei einer induktiven und ohmschen Last zu unterscheiden. Das Verfahren kann nicht nur im Normalbetrieb, sondern auch im Ruhebetrieb des Aktuators, wenn also längere Pausen zwischen einem Aufschalten der Last liegen, angewandt werden und liefert auch im Ruhebetrieb eine sichere Fehlerdiagnose.
  • Das eingangs genannte Problem wird des Weiteren gelöst durch ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine mit einer Schaltung nach einem der auf eine Schaltung gerichteten Ansprüche, das nach einem Verfahren nach einem der auf ein Verfahren gerichteten Ansprüche arbeiten kann.
  • Das Verfahren kann vorzugsweise als Programm einer speicherprogrammierbaren Steuerung ausgeführt sein und beispielsweise als ASIC ausgeführt sein oder in einem EPROM zur Abarbeitung durch ein Steuergerät gespeichert sein.
  • Zeichnungen
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
  • 1 ein Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine;
  • 2 eine Schaltskizze der Ansteuerung eines Magnetventils;
  • 3a und 3b ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens im Normalbetrieb;
  • 4 eine Skizze verschiedener Spannungszustände zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 5a und 5b Laufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens während dem Motorstart;
  • 6 eine Skizze zur Analyse verschiedener Spannungszustände zur Auswertung in dem erfindungsgemäßen Verfahren.
  • In 1 ist ein Kraftstoffsystem für eine Brennkraftmaschine dargestellt. Der Kraftstoffvorratsbehälter 1 ist über eine Förderleitung 2 mit einer Vorförderpumpe 3 verbunden. Die Vorförderpumpe 3 pumpt den Kraftstoff über eine Förderleitung 4 zu einem Mengensteuerventil 5. Hier wird der Kraftstoff zugemessen und über eine weitere Leitung 6 zu einer Hochdruckpumpe 7 weitergeleitet. Der Kraftstoff wird zu hohen Drücken verdichtet und gelangt über eine Förderleitung 8 in einen Hochdruckspeicher 9 (Common-Rail). Der Hochdruckspeicher ist mit Einspritzventilen 10 verbunden, die den Kraftstoff in Zylinder einer Brennkraftmaschine 11 einspritzen.
  • Zur Druckentlastung ist die Hochdruckseite hydraulisch über eine Leitung 12 mit dem Mengensteuerventil 5 verbunden. Am Hochdruckspeicher 9 ist weiterhin ein Drucksensor 13 angeordnet, der über eine Datenleitung 14 mit einem Steuergerät 15 verbunden ist. Das Steuergerät 15 ist ferner über eine weitere Datenleitung 16 mit einem Aktor 17 des Regelventils 5 und über eine dritte Datenleitung 18 mit der Brennkraftmaschine 11 verbunden. Weiterhin weist das Steuergerät 15 Eingangsleitungen 19 auf, mit denen verschiedene Eingangswerte, wie zum Beispiel die Fahrpedalstellung des Kraftfahrzeuges, aufgenommen werden.
  • Die Hochdruckregelung erfolgt über das Mengensteuerventil 5. Der Ist-Druck im Hochdruckspeicher wird vom Drucksensor 13 aufgenommen und an das Steuergerät 15 weitergeleitet. Im Steuergerät wird die jeweils erforderliche Stellung des Mengensteuerventils 5 neu berechnet und der Aktor 17 entsprechend angesteuert.
  • 2 zeigt eine Schaltskizze zur Ansteuerung eines Elektromagneten, der ein vereinfachtes Ersatzschaltbild für den Aktor 17 gemäß 1 darstellt. Der Aktor 17 ist üblicherweise ein -z.B. elektromechanisches- Schaltventil, das in erster Näherung als Elektromagnet oder induktive Last IL abgebildet werden kann. Dieser ist über einen batterieseitigen Schalter HSS (High-Side-Switch) mit der in der Regel positiven Versorgungsspannung VBATT, die im Allgemeinen einen Teil der Batteriespannung der elektrischen Anlage eines Kraftfahrzeuges darstellt, verbunden. Des weiteren ist der Elektromagnet IL über einen masseseitigen Schalter LSS (Low-Side-Switch) mit der Masse GND verbunden. Der masseseitige Schalter LSS ist in der Regel ein Feldeffekttransistor. Der batterieseitige Schalter HSS kann z.B. ein Feldeffekttransistor sein. Der Schaltvorgang wird ausgelöst über den Eingang HSS. Der Übersichtlichkeit halber sind der Schalter HSS und dessen Eingang HSS identisch bezeichnet. Ein erster Spannungsmessbaustein UAB1 liefert an seinem Ausgang HS-D ein Signal abhängig vom Potential der Batterieseite der Last IL.
  • Der masseseitige Schalter LSS ist über eine Steuerleitung LSS an einen Controller CTR angeschlossen. Auch hier sind Schalter und dessen Steuereingang identisch bezeichnet. Ein zweiter Spannungsmessbaustein UAB2 liefert an seinem Ausgang LS-D ein Signal abhängig vom Potential der Masseseite der Last IL. Der Controller CTR steuert und überwacht sämtliche Funktionen des Mengensteuerventils 5 bzw. allgemein Funktionen der angeschlossenen Last IL. Liegt an der Steuerleitung LSS der Pegel low an, so schaltet der masseseitige Schalter LSS durch, liegt an der Steuerleitung LSS der Pegel high an, so sperrt der masseseitige Schalter LSS.
  • Über einen Widerstand Rref wird ein Referenzpotential für die Spannungen HS-D und LS-D bereitgestellt.
  • 3a und 3b zeigen den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens während Normalbetrieb der Brennkraftmaschine. 4 zeigt ein zugehöriges Diagramm der an den verschiedenen in 2 dargestellten Ein- bzw. Ausgängen anliegenden Spannungspegel. Dargestellt ist von oben nach unten der fehlerstatus, mithin ob ein Fehler vorliegt (ERROR) oder nicht (OK), die Stellung des batterieseitigen Schalters HSS mit geschlossen (ON) oder geöffnet (OFF), der Pegel am Ausgang HS-D des Spannungsmessbausteins UAB1 (HIGH bzw. LOW), die Stellung des masseseitigen Schalters LSS mit den Stellungen geschlossen (ON) oder geöffnet (OFF) sowie die Spannung am Ausgang LS-D des zweiten Spannungsmessbausteins UAB2. In der untersten Zeile sind die jeweiligen Fehler angegeben. Mit TSS ist eine Schaltsequenz (transistor switching sequence) bezeichnet.
  • Statt high oder low sind für HSS und LSS OFF und ON angegeben, für LSS bedeutet das OFF Signal einen geöffneten masseseitigen Schalter LSS und das ON Signal einen geschlossenen masseseitigen Schalter LSS (der Schalter ist also active low). Für die Spannungswerte des Signals an LS-D wurden beispielhafte Spannungswerte angegeben. Ein Wert 0 V bis 1,5 V bezeichnet hier eine Spannung SCG bei kurzschloss mit der Masse (SCG = Short Circuit to Ground), ein Wert 3,5 V bis 5 V eine Spannung SCB bei einen Kurzschluss mit der Batterieseite (SCB = Short Circuit to Batterie), eine Spannung 1,5 V bis 3,5 V einen Spannungswert OL, der bei masseseitig unterbrochenem Stromkreis (Open Load = OL) auftritt. Es sind hier beispielhafte Werte angegeben, die je nach Auslegung der Schaltung höher oder tiefer sein können.
  • Anhand der 3a und 3b wird der Ablauf des Verfahrens dargestellt. Zunächst ist zu bemerken, dass mit Start des Verfahrens ein längerer so genannter „Pullin Impulse" an die Signalleitung LSS angelegt wird. Optional wird nach diesem längeren Impuls eine Impulsfolge von Rechteckimpulsen aufgeschaltet, während der das hier beschriebene Verfahren angewandt wird. In einem ersten Verfahrensschritt wird zunächst bestimmt, ob das Signal HS-D gleich 0 ist. Ist dies der Fall, so liegt ein Kurzschluss des batterieseitigen Anschlusses des Elektromagneten IL zur Masseseite vor oder es liegt eine Überlast bzw. Übertemperatur an dem Elektromagneten vor. In einem nächsten Verfahrensschritt wird gemessen, ob die an LS-D anliegende Spannung bei etwa 3,5 bis 5 V (SCB = Skiort Circuit to Batterie) bei geöffnetem masseseitigen Schalter LSS liegt und bei 0 V bis 1,5 V (SCG = Short Circuit to Ground) bei geschlossenem masseseitigen Schalter LSS liegt. Ist dies der Fall, so liegt kein Fehler vor und das Verfahren wird beendet. Ist dies nicht der Fall, so wird in einem nächsten Schritt gemessen, ob die Spannung LS-D sowohl bei ein- als auch bei ausgeschaltetem batterieseitigem Schalter LSS den Wert SCB, also hier 3,5 bis 5 V, erreicht. Ist dies der Fall, so liegt ein Kurzschluss der Masseseite zur Batterie (SCBLS = Short Circuit to Batterie on Low Side) vor. Es wird sodann der masseseitige Schalter LSS zum Schutz der elektrischen Komponenten geöffnet.
  • Liegt der zuvor genannte Fehlerfall nicht vor, so wird in einem nächsten Schritt gemessen, ob die Spannung LS-D sowohl bei geöffnetem als auch geschlossenem batterieseitigen Schalter LSS den Wert 0 bis 1,5 V, also SCG = Short Circuit to Ground, erreicht. Ist der Fall, so liegt ein Kurzschluss zur Masse an der Masseseite (SCGLS = Short Circuit to Ground on Low Side) vor. Es wird sodann der masseseitige Schalter LSS zum Schutz der Last IL geöffnet.
  • Ist dies nicht der Fall, so wird in einem weiteren Schritt bestimmt, ob bei eingeschaltetem masseseitigen Schalter LSS die an LS-D anliegende Spannung gleich 0 V bis 1,5 V, also SCG, und bei geöffnetem masseseitigen Schalter bei 1,5 bis 3,5 V (Open Load = OL) liegt. In einem nächsten Schritt wird über das Signal HSS der batterieseitige Schalter HSS und über das Signal LSS der masseseitige Schalter LSS geöffnet. Danach wird mehrmals, beispielsweise drei mal, das Signal LS-D gemessen. Liegt dabei die Spannung im Bereich Open Load = OL, also 1,5 bis 3,5 V, so liegt der Fehler einer offenen Last (Open Load Error), z.B. durch getrennte Leitungen vor. Ist dies nicht der Fall, so liegt ein Kurzschluss zur Masse auf der Masseseite bei einem Ohmschen Widerstand als Last(SCOGLS = Short Circuit to Ground on Low Side with ohmic resistance) vor.
  • Eine Schaltsequenz mit der genannten Schaltfolge des masseseitigen und des batterieseitigen Schalters wird in diesem Betriebszustand zur Unterscheidung zwischen den Fällen der offenen Last und eines Kurzschlusses zur Masse auf der Masseseite bei einer ohmschen Last benutzt. Der Übersichtlichkeit halber sind mehrere mögliche Fehler in einem gemeinsamen Diagramm dargestellt.
  • 4 verdeutlicht die zuvor erläuterten Werte mit den jeweils diagnostizierbaren Fehlern. Dargestellt ist in der Kurve „failure state" ob ein Fehler (Error) oder Fehlerfreiheit (OK) vorliegt. Darunter sind die Spannungszustände HSS, HS-D, LSS mit ihren logischen Werten sowie LS-D mit Spannungswerten dargestellt. Dabei sind Messwerte LS-D mit gestrichelten Pfeilen und HS-D mit durchgezogenen Pfeilen dargestellt, so dass insbesondere die Signale HS-D sowie LSS den Werten LS-D zugeordnet werden können.
  • 5a und 5b zeigen den Verfahrensablauf während eines Ruhebetriebes des Aktuators. Unter Ruhebetrieb wird hier ein Betriebszustand verstanden, in dem der Aktuator jeweils über längere Zeiträume unbetätigt bleibt, beispielsweise während des Motorstarts oder im Leerlauf. Zunächst wird geprüft, ob die Spannung VBATT vorhanden ist. Ist dies der Fall, so wird geprüft, ob das Signal HS-D gleich 0 ist. Ist dies der Fall, so liegt wie zuvor ein Kurzschluss der Batterieseite zur Masse, eine Überlast oder Übertemperatur vor. Ist dies nicht der Fall, so werden die Signale LSS und HSS auf Aus geschaltet und das Signal LS-D beobachtet. Liegt die Spannung des Signals LS-D im Bereich OL, also 1,5 bis 3,5 V, so werden die Schalter HSS eingeschaltet, das Schalter LSS bleibt ausgeschaltet. Daraufhin wird die Spannung LS-D erneut gemessen. Liegt diese im Bereich SCB, also 3,5 bis 5 V, so liegt kein Fehler vor, liegt die Spannung nicht in diesem Bereich, so wird bestimmt, ob die Spannung im Bereich OL, also 1,5 bis 3,5 V, liegt. Ist dies der Fall, so liegt der Fehlerfall einer offenen Last vor. Wurde in dem Verfahrensschritt, bei dem LSS und HSS ausgeschaltet sind, eine Spannung an LS-D außerhalb des Bereiches OL, also 1,5 bis 3,5 V, nicht gemessen, so wird in einem weiteren Schritt bestimmt, ob die Spannung im Bereich SCG, also 0 bis 1,5 V, liegt. Ist dies der Fall, so liegt ein Kurzschluss zur Masse auf der Masseseite vor und das Schalter HSS wird ausgeschaltet als Komponentenschutz. Ist dies nicht der Fall, so wird in einem weiteren Schritt bestimmt, ob die Spannung an LS-D im Bereich SCB, also 3,5 bis 5 V, liegt. Ist dies nicht der Fall, so wird das Verfahren mit der Diagnose der Fehlerfreiheit beendet, ist dies der Fall, so wird in einem weiteren Schritt der Schalter HSS ausgeschaltet und der Schalter LSS eingeschaltet und das Signal LS-D gemessen. Liegt die Spannung an LS-D im Bereich SCG, also 0 bis 1,5 V, so liegt ein Kurzschluss zur Batterie auf der Batterie seite vor und LSS wird ausgeschaltet. Ist dies nicht der Fall, wird in einem weiteren Schritt gemessen, ob die an LS-D anliegende Spannung im Bereich SCB, also 3,5 bis 5 V, liegt. Ist dies nicht der Fall, so ist kein Fehler erkannt, ist dies der Fall, so liegt ein Kurzschluss zur Batterie auf der Masseseite vor und LSS wird ausgeschaltet. Hier werden zwei Schaltsequenzen benutzt, Eine zur Unterscheidung zwischen offener Last und Fehlerfreiheit, eine Andere zur Unterscheidung zwischen Kurzschluss zur Batterie auf Masseseite und Kurzschluss zur Batterie auf Batterieseite. Der Übersichtlichkeit halber sind wiederum mehrere mögliche Fehler in einem gemeinsamen Diagramm dargestellt
  • 6 zeigt den zum Verfahrensablauf der 5a und 5b gehörigen Skizze der unterschiedlichen Schaltzustände entsprechend der Darstellung in 4.
  • Verwendete Abkürzungen der Fehlerfälle
    • OL
      = Open Load (1.5 V to 3.5 V) Offene Last
      SCGHS
      = (Short Circuit to GND High Side) Kurzschluss der Batterieseite zur Masse
      SCOGHS
      = (Short Circuit to GND on High Side with Ohmic Resistance) Kurzschluss der Batterieseite zur Masse bei ohmscher Last
      SCGLS
      = (Short Circuit to GND Low Side) Kurzschluss zur Masse an der Masseseite
      SCOGLS
      = (Short Circuit to GND to Low Side with Ohmic Resistance) Kurzschluss zur Masse an der Masseseite bei ohmscher Last
      SCBHS
      = (Short Circuit to VBatt High Side) Kurzschluss der Batterieseite zur Batterie
      SCBLS
      = (Short Circuit to VBatt Low Side) Kurzschluss der Masseseite zur Batterie

Claims (24)

  1. Schaltung zur Überwachung und Steuerung einer Last (IL), insbesondere einer induktiven oder ohmschen Last (IL), die über einen batterieseitigen Schalter (HSS) mit der Batterieseite (VBATT) und einen masseseitigen Schalter (LSS) mit Masse verbunden ist, wobei die Schaltung eine Einrichtung zur Messung der masseseitigen Spannung der Last (IL) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung eine Einrichtung zur Messung der batterieseitigen Spannung der Last (IL) umfasst.
  2. Schaltung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgung der Last im Fehlerfall in einen sicheren Betriebszustand geführt wird.
  3. Schaltung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der masseseitige Schalter (LSS) und/oder der batterieseitige Schalter (HSS) ein Transistor ist.
  4. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der spannungsseitige Schalter und der masseseitige Schalter unabhängig voneinander durch ein Steuergerät geschaltet werden können.
  5. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der masseseitige Schalter (LSS) bei masseseitigem Überstrom abgeschaltet wird.
  6. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei batterieseitigem Überstrom durch den HSS Schalter, dieser abgeschaltet wird.
  7. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bezugspotenzial wahlweise mit dem masseseitigen oder dem batterieseitigen Anschluss verbunden sein kann.
  8. Verfahren zur Überwachung und Steuerung einer induktiven oder ohmschen Last (IL), insbesondere eines durch einen Elektromagneten betätigten Mengensteuerventils eines Kraftstoffsystems für eine Brennkraftmaschine, wobei die Last (IL) über einen batterieseitigen Schalter mit der spannungsführenden Seite und einen masseseitigen Schalter mit Masse verbunden ist, wobei Einrichtungen zur Messung der masseseitig und batterieseitig an dem Elektromagneten anliegenden Spannung vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der masseseitige Schalter geöffnet und geschlossen wird und aus den masseseitig sowie batterieseitig an dem Elektromagneten anliegenden Spannungen das Vorhandensein eines Fehlers sowie die Fehlerart diagnostiziert wird.
  9. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein masseseitige Kurzschluss zur Masse mit ohmschen Widerstand (SCOGLS) und Lastabfall (OL) erkant und unterschieden wird.
  10. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass im Normalbetrieb ein batterieseitiger Kurzschluss zur Masse (SCGHS) erkannt wird wenn die batterieseitige Spannung einen oberen Grenzwert übersteigt und die masseseitige Spannung bei geöffnetem und bei geschlossenem masseseitigen Schalter gegen einen unteren Wert (SCG) geht.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Normalbetrieb ein masseseitiger Kurzschluss zur Batterie (SCBLS) erkannt wird wenn die batterieseitige Spannung den oberen Grenzwert nicht übersteigt und die masseseitige Spannung bei geöffnetem und bei geschlossenem masseseitigen Schalter gegen einen oberen Wert (SCB) geht.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Normalbetrieb ein masseseitiger Kurzschluss zur Masse (SCGLS) erkannt wird wenn die batterieseitige Spannung den oberen Grenzwert nicht übersteigt und die masseseitige Spannung bei geöffnetem und bei geschlossenem masseseitigen Schalter gegen einen unteren Wert (SCG) geht.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Normalbetrieb eine offene Last (OL) oder ein masseseitiger Kurzschluss zur Masse bei ohmschen Last (SCOGLS) erkannt und unterschieden wird wenn die masseseitige Spannung bei geöffnetem masseseitigen und geöffnetem batterieseitigen Schalter unterschiedliche werte annimmt.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Normalbetrieb ein masseseitiger Kurzschluss zur Masse bei ohmscher Last (SCOGLS) erkannt wird wenn die masseseitige Spannung bei geöffnetem batterieseitigen Schalter und bei geöffnetem masseseitigen Schalter gegen einen unteren Wert (SCG) geht.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Normalbetrieb eine offene Last (OL) erkannt wird wenn die masseseitige Spannung bei geöffnetem batterieseitigen Schalter und bei geöffnetem masseseitigen Schalter gegen einen mittleren Wert (OL) geht und bei geschlossenem masseseitigen Schalter gegen einen unteren Wert (SCG) geht.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Im Ruhebetrieb des Aktuators ein batterieseitiger Kurzschluss zur Masse (SCGHS) erkannt wird wenn die batterieseitige Spannung einen oberen Grenzwert übersteigt und die masseseitige Spannung bei geöffnetem masseseitigen Schalter gegen einen unteren Wert (SCG) geht.
  17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Ruhebetrieb des Aktuators eine offene Last (OL) oder ein fehlerfreier Fall erkannt und unterschieden wird wenn die masseseitige Spannung bei geschlossenem batterieseitigen Schalter und bei geöffnetem masseseitigen Schalter unterschiedliche werte annimmt.
  18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Ruhebetrieb des Aktuators ein fehlerfreier Fall erkannt wird wenn bei geschlossenem batterieseitigen Schalter (HSS) die masseseitige Spannung bei geöffnetem masseseitigen Schalter (LSS) gegen einen oberen Wert (SCB) geht.
  19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Ruhebetrieb des Aktuators eine offene Last (OL) erkannt wird wenn der batterieseitige Schalter (HSS) geschlossen ist und die masseseitige Spannung bei geöffnetem masseseitigen Schalter (LSS) gegen einen mittleren Wert (OL) geht.
  20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Ruhebetrieb des Aktuators ein masseseitiger Kurzschluss zur Masse (SCGLS) erkannt wird wenn der batterieseitige Schalter (HSS) geöffnet und die masseseitige Spannung bei geöffnetem masseseitigen Schalter (LSS) gegen einen unteren Wert (SCG) geht.
  21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Ruhebetrieb des Aktuators ein masseseitiger Kurzschluss zur Batterie (SCBLS) oder ein batterieseitiger Kurzschluss zur Batterie (SCBHS) erkannt und unterschieden wird wenn der batterieseitige Schalter geöffnet und die masseseitige Spannung verschieden Werte bei geschlossenem masseseitigen Schalter hat.
  22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Ruhebetrieb des Aktuators ein batterieseitiger Kurzschluss zur Batterie (SCBHS) erkannt wird wenn der batterieseitige Schalter (HSS) geöffnet ist und die masseseitige Spannung bei geschlossenem masseseitigen Schalter (LSS) gegen einen unteren Wert (SCG) geht.
  23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Ruhebetrieb des Aktuators ein masseseitiger Kurzschluss zur Batterie (SCBLS) erkannt wird wenn der batterieseitige Schalter geöffnet ist und die masseseitige Spannung bei geschlossenem masseseitigen Schalter gegen einen oberen Wert (SCB) geht.
  24. Steuergerät für eine Brennkraftmaschine mit einer Schaltung nach einem der auf eine Schaltung gerichteten Ansprüche, das nach einem Verfahren nach einem der auf ein Verfahren gerichteten Ansprüche arbeiten kann.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006061557A1 (de) * 2006-12-27 2008-07-03 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zum Betreiben eines elektrischen Verbrauchers
WO2008142022A1 (de) * 2007-05-18 2008-11-27 Continental Automotive Gmbh Erkennen einer erhöhten leistungsaufnahme eines elektronischen steuergerätes
DE102011075867A1 (de) 2011-05-16 2012-11-22 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Einrichtung zum Betrieb einer Schaltung
DE102011077407A1 (de) 2011-06-10 2012-12-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Fehlerzustands in einer Schaltung
EP2867059A1 (de) * 2012-07-02 2015-05-06 LG Chem, Ltd. Treiberschaltung für ein elektrisches fahrzeug und diagnoseverfahren zur bestimmung des vorhandenseins eines elektrischen kurzschlusses gegen erde zwischen einer schutzwicklung und einem spannungstreiber
CN111016831A (zh) * 2019-12-30 2020-04-17 宁波吉利汽车研究开发有限公司 一种车辆能源控制装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006061557A1 (de) * 2006-12-27 2008-07-03 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zum Betreiben eines elektrischen Verbrauchers
WO2008142022A1 (de) * 2007-05-18 2008-11-27 Continental Automotive Gmbh Erkennen einer erhöhten leistungsaufnahme eines elektronischen steuergerätes
DE102011075867A1 (de) 2011-05-16 2012-11-22 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Einrichtung zum Betrieb einer Schaltung
DE102011077407A1 (de) 2011-06-10 2012-12-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Fehlerzustands in einer Schaltung
EP2867059A1 (de) * 2012-07-02 2015-05-06 LG Chem, Ltd. Treiberschaltung für ein elektrisches fahrzeug und diagnoseverfahren zur bestimmung des vorhandenseins eines elektrischen kurzschlusses gegen erde zwischen einer schutzwicklung und einem spannungstreiber
EP2867059A4 (de) * 2012-07-02 2016-04-06 Lg Chemical Ltd Treiberschaltung für ein elektrisches fahrzeug und diagnoseverfahren zur bestimmung des vorhandenseins eines elektrischen kurzschlusses gegen erde zwischen einer schutzwicklung und einem spannungstreiber
CN111016831A (zh) * 2019-12-30 2020-04-17 宁波吉利汽车研究开发有限公司 一种车辆能源控制装置

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