DE19805658A1 - Verfahren zur Erkennung von Fehlschaltungen eines ersten Relais - Google Patents
Verfahren zur Erkennung von Fehlschaltungen eines ersten RelaisInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Erkennung von
Fehlschaltungen eines ersten Relais, dessen Schaltmittel in Reihe
mit einem Verbraucher geschaltet ist, der im Oberbegriff des
Anspruchs 1 definierten Gattung.
Aus der DE 31 35 888 C2 ist ein Verfahren bekannt, welches zur
Erkennung von Fehlschaltungen von Relais dient, dessen
Schaltmittel in Reihe mit einem Verbraucher geschaltet ist und je
nach Schaltstellung nach Maßgabe von Schaltbefehlen die Verbindung
zum Verbraucher unterbricht oder schließt. Wird eine Fehlschaltung
erkannt, entweder bei den Schaltbefehlen oder bei den Relais, wird
der motorische Verbraucher so mit Potential versorgt, daß er am
Anlaufen gehindert ist. Vorliegende Fehlererkennung beruht auf der
Erkennung bestimmter Potentiale und deren recht komplexen
Auswertung.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erkennung von Fehlschaltungen
eines ersten Relais mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, eine einfache und
zuverlässige Lösung zur Verfügung zu stellen, bei welcher ein
Relaistest mit Hilfe einer in einem elektronischen Steuergerät
implementierten Strommessung durchgeführt wird. In vorteilhafter
Weise können somit alle Relais angesteuert werden, ohne daß einer
der als Verbraucher vorgesehenen Aktuatoren bewegt werden muß.
Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird dazu prinzipiell ein
durch einen die Schaltmittel beinhaltenden Stromkreis fließender
Strom erfaßt und eine Fehlfunktion des Relais, insbesondere ein
Kleben des Schaltmittels, erkannt, wenn die Stromstärke nicht der
gemäß der angewählten Schaltstellung zu erwartenden Stromstärke
entspricht.
Durch die in den weiteren Ansprüchen niedergelegten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im
Anspruch 1 angegebenen Verfahrens möglich.
Nach einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist
wenigstens ein zweites Relais vorgesehen, das eine erste Klemme
des Stromkreises durch Umschaltung auf wenigstens zwei
verschiedene Potentiale legen kann, und eine zweite Klemme des
Stromkreises auf einem ersten der beiden Potentiale liegt,
vorgesehen, und erfindungsgemäß wird an das zweite Relais ein
Schaltsignal zur Verbindung der ersten Klemme mit dem zweiten
Potential abgegeben und an das erste Relais wird ein Schaltsignal
zum Öffnen gegeben, und ein einen Fehler der beiden Relais
kennzeichnendes erstes Fehlersignal wird dann abgegeben, wenn ein
Stromfluß in dem Stromkreis erkannt wird.
In vorteilhafter Ausgestaltung dieser erfindungsgemäßen
Weiterbildung ist vorgesehen, daß an das zweite Relais ein
Schaltsignal zur Schaltung der ersten Klemme an das erste
Potential gegeben wird und an das erste Relais ein Schaltsignal
zum Schließen gegeben wird, wenn im vorhergehenden Schritt kein
Fehler erkannt wurde, und daß ein einen Fehler der beiden Relais
kennzeichnendes Fehlersignal abgegeben wird, wenn ein Stromfluß im
Stromkreis erkannt wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist
vorgesehen, daß mehrere Verbraucher mit zugeordneten ersten Relais
parallel zu den beiden Klemmen geschaltet sind und Fehler in
einzelnen und/oder mehreren der Relais erkannt werden.
In besonders vorteilhafter und zweckmäßiger Weiterbildung der
Erfindung ist ein drittes Relais vorgesehen, über das die zweite
Klemme mit einem der beiden Potentiale verbunden werden kann.
Entsprechend einer vorteilhaften Anwendung dieser
erfindungsgemäßen Weiterbildung wird durch Schalten des dritten
Relais eine Fehlfunktion des zweiten Relais und umgekehrt
festgestellt.
Eine weitere vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist
gekennzeichnet durch die Verwendung eines Halbleiterschalters an
Stelle wenigstens eines der Relais.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch ein Blockschaltbild
einer Aktuatoransteuerung, dargestellt anhand von Motoren, bei der
das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft einsetzbar ist.
In Fig. 1 ist schematisch in einem Blockschaltbild der Aufbau
einer Aktuatoransteuerung dargestellt, bei dem die Aktuatoren
Motore M1, . . ., Mx sind. Diese Motore M1, . . ., Mx werden über
erste Relais 1-X, bestehend aus den jeweils zugehörigen
Relaisspulen Sp1 bis Spx und den als Schaltmittel dienenden
Relaiskontakten S1 bis Sx, an die an den Leitungen 1 bzw. 2
anliegenden Potentiale geschaltet. Mit Hilfe eines zweiten Relais
A, bestehend aus der Relaisspule SpA und dem zugehörigen
Relaiskontakt SA, wird eine Leitung 7 mit zwei verschiedenen
Potentialen, im dargestellten Beispiel entweder mit GND oder Ubat,
verbunden. Dementsprechend liegt dieses unterschiedliche Potential
an der einen Seite der Motoren M1, . . ., Mx an. Mit Hilfe eines
weiteren Relais B, bestehend aus der Relaisspule SpB und dem
zugehörigen Relaiskontakt SB, wird eine Leitung 6 mit zwei
verschiedenen Potentialen, im dargestellten Beispiel entweder mit
GND oder Ubat, verbunden. Dementsprechend liegt dieses
unterschiedliche Potential an der zweiten Seite der Motoren M1, . . .,
Mx an. Auf diese Weise kann der Rechts- oder Linkslauf der
Motoren bestimmt werden. Die Ansteuerung der Relaisspulen Sp1 bis
Spx, SpA und SpB erfolgt von einem Steuergerät aus, welches die
entsprechenden Schaltsignale bzw. Schaltbefehle abgibt, um die als
Schaltmittel dienenden Relaiskontakte in die entsprechenden
Schaltstellungen zu verbringen. Die Einwirkung der Relaisspulen
auf die zugehörigen Relaiskontakte ist durch gepunktete Linien
angedeutet.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im
Steuergerät bevorzugt ein Mikrokontroller vorgesehen sowie eine in
der Figur nicht näher dargestellte Vorrichtung zur
Summenstrommessung aller Aktuatoren, beispielsweise über einen
Shunt-Widerstand in der Leitung zwischen den Relaiskontakten
SA/SB, Leitung 5 und dem GND-Potential, oder einer Strommessung
jedes Pfades getrennt oder einer Mischung aus beidem.
Zur Überprüfung der in der Figur dargestellten Relais, ob diese
beispielsweise in geschlossenem Zustand "Kleben", genügen die
nachfolgend aufgeführten Testschritte. Dabei ist von folgender, in
der Figur dargestellter Grundstellung der Relaiskontakte
ausgegangen: die Relaiskontakte 51 bis Sx sind offen, die
Relaiskontakte SA und SB liegen auf GND-Potential.
Der erste Testschritt beinhaltet das Ansteuern der Relaisspule SpA
und damit das Schließen des Relaiskontaktes SA nach Leitung 8.
Damit liegt dann auf Leitung 7 das Potential Ubat an den Motoren
M1, . . ., Mx an. Ist nun eines der Relaiskontakte S1 bis Sx
fehlerhaft geschlossen, dann mißt der Mikrokontroller einen Strom,
der größer als Null, allgemein: größer als ein erwarteter
Sollwert, ist und detektiert damit, daß eines der Relais 1 bis x,
bestehend aus Relaisspulen Sp1 bis Spx sowie zugehörigen
Relaiskontakten S1 bis Sx, "hängt" in geschlossener Position (gegen
Leitung 2). Mißt das Steuergerät bzw. der Mikrokontroller keinen
derartigen Strom, dann sind alle den Motoren zugeordnete erste
Relais 1-x offen oder das Relais A, bestehend aus Relaisspule
SpA sowie zugehörigem Relaiskontakt SA, "hängt" gegen Leitung 5.
Nach diesem ersten Testschritt kehrt die Anordnung nach Beendigung
der Ansteuerung in die vorstehend beschriebene Grundstellung
zurück.
Die vom Steuergerät für Testzwecke vorgenommene Ansteuerung der
Relais erfolgt solange, daß die Relais sicher anziehen.
Andererseits wird die Ansteuerung nicht so lange aufrecht
erhalten, um somit bei einer Fehlfunktion der Relais eine
Aktuatorbewegung so minimal wie irgend möglich zu halten. Bei der
Wahl der erforderlichen Ansteuerzeit werden die Daten der
verwendeten Relais beachtet.
In einem optionalen Testschritt erfolgt das Ansteuern der
Relaisspule SpB und damit das Schließen des Relaiskontaktes SB
nach Leitung 8. Damit liegt dann auf Leitung 6 das Potential Ubat
an den Motoren M1, . . ., Mx an. Ist nun eines der Relaiskontakte S1
bis Sx fehlerhaft geschlossen, dann mißt der Mikrokontroller einen
Strom, der größer als Null, allgemein: größer als ein erwarteter
Sollwert, ist und detektiert damit, daß eines der Relais 1 bis x,
bestehend aus Relaisspulen Sp1 bis Spx sowie zugehörigen
Relaiskontakten S1 bis Sx, "hängt" in geschlossener Position (gegen
Leitung 2). Mißt das Steuergerät bzw. der Mikrokontroller keinen
derartigen Strom, dann sind alle den Motoren zugeordnete erste
Relais 1-x offen oder das Relais B, bestehend aus Relaisspule
SpB sowie zugehörigem Relaiskontakt SB, "hängt" gegen Leitung 5.
Nach diesem optionalen Testschritt kehrt die Anordnung nach
Beendigung der Ansteuerung in die vorstehend beschriebene
Grundstellung zurück.
Mit diesem ersten bzw. optionalen Testschritt werden alle Relais
überprüft. Wird kein Strom gemessen und damit Fehlverhalten
festgestellt, kann auf weitere Tests verzichtet werden.
Ein zweiter Testschritt besteht nun darin, daß ein beliebiges
Relais 1 bis x, bestehend aus den jeweils zugehörigen Relaisspulen
Sp1 bis Spx und den Relaiskontakten S1 bis Sx, angesteuert wird.
Ist nun eines der Relais A oder B, bestehend aus Relaisspule
SpA/SpB sowie zugehörigem Relaiskontakt SA/SB, fehlerhaft
geschlossen, dann mißt der Mikrokontroller einen Strom, der größer
als Null ist. Damit wird detektiert, daß eines der Relais A bzw. B
"hängt" in Position gegen das Potential Ubat auf Leitung 8. Nach
diesem zweiten Testschritt kehrt die Anordnung nach Beendigung der
Ansteuerung in die vorstehend beschriebene Grundstellung zurück.
Der Test bezüglich des "Hängens" der Relais 1-X in offener
Position bzw. der Relais A und B gegen GND-Potential erfolgt über
eine Mindeststromerkennung im Normalbetrieb des Systems, wobei bei
der Aktuatoransteuerung der Mikrokontroller keinen Strom mißt.
Daraufhin erfolgt die Fehlerdetektion.
Der Test entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren kann
beliebig durchgeführt werden, beispielsweise nach dem Einschalten
der Zündung bei einem Kraftfahrzeug oder zyklisch oder in anderer
geeigneter Weise. Das Ergebnis steht für Diagnosezwecke zur
Verfügung und kann in die Funktionalität des Steuergerätes
eingebunden werden. So kann z. B. dafür gesorgt werden, daß bei der
Feststellung einer Relaisfehlfunktion keine Ansteuerung des
entsprechenden Aktuators mehr erfolgt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhafterweise auch dann
eingesetzt werden, wenn die Verwendung eines Halbleiterschalters
an Stelle wenigstens eines der Relais vorgesehen ist. Als
Halbleiterschalter kann beispielsweise ein MOSFET-Transistor
Verwendung finden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht einen Relaistest ohne
Bewegung der Aktuatoren, vorausgesetzt die Relais sind in Ordnung.
Es bringt darüber hinaus eine wesentliche Zeitersparnis, da nicht
alle Relais zum Test angesteuert werden müssen.
Claims (7)
1. Verfahren zur Erkennung von Fehlschaltungen eines ersten
Relais, dessen Schaltmittel in Reihe mit einem Verbraucher
geschaltet ist und je nach Schaltstellung nach Maßgabe von
Schaltbefehlen die Verbindung zum Verbraucher unterbricht
oder schließt,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein durch einen die Schaltmittel beinhaltenden Stromkreis
fließender Strom erfaßt und eine Fehlfunktion des Relais,
insbesondere ein Kleben des Schaltmittels, erkannt wird, wenn
die Stromstärke nicht der gemäß der angewählten
Schaltstellung zu erwartenden Stromstärke entspricht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei wenigstens ein zweites
Relais vorgesehen ist, das eine erste Klemme des Stromkreises
durch Umschaltung auf wenigstens zwei verschiedene Potentiale
legen kann, und eine zweite Klemme des Stromkreises auf einem
ersten der beiden Potentiale liegt,
dadurch gekennzeichnet, daß
an das zweite Relais ein Schaltsignal zur Verbindung der
ersten Klemme mit dem zweiten Potential abgegeben wird und an
das erste Relais ein Schaltsignal zum Öffnen gegeben wird,
und daß ein einen Fehler der beiden Relais kennzeichnendes
erstes Fehlersignal abgegeben wird, wenn ein Stromfluß in dem
Stromkreis erkannt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an das
zweite Relais ein Schaltsignal zur Schaltung der ersten
Klemme an das erste Potential gegeben wird und an das erste
Relais ein Schaltsignal zum Schließen gegeben wird, wenn im
vorhergehenden Schritt kein Fehler erkannt wurden und daß ein
einen Fehler der beiden Relais kennzeichnendes Fehlersignal
abgegeben wird, wenn ein Stromfluß im Stromkreis erkannt
wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere Verbraucher mit zugeordneten
ersten Relais parallel zu den beiden Klemmen geschaltet sind
und Fehler in einzelnen und/oder mehreren der Relais erkannt
werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß ein drittes Relais vorgesehen ist, über
das die zweite Klemme mit einem der beiden Potentiale
verbunden werden kann.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch
Schalten des dritten Relais eine Fehlfunktion des zweiten
Relais und umgekehrt festgestellt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch die Verwendung eines Halbleiterschalters
an Stelle wenigstens eines der Relais.
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Family Applications After (1)
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- 1998-08-19 DE DE59805201T patent/DE59805201D1/de not_active Expired - Lifetime
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