DE19838958A1 - Sicherheitseinrichtung für eine Anzahl von elektrischen Verbrauchern - Google Patents
Sicherheitseinrichtung für eine Anzahl von elektrischen VerbrauchernInfo
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Abstract
Sicherheitseinrichtung für eine Anzahl von elektrischen Verbrauchern (1), welche zwischen einem High-Side-Pfad (2a) und einem Low-Side-Pfad (2b) einer Versorgungsleitung anliegen, wobei die Verbraucher (1) mittels in dem Low-Side-Pfad (2b) vorgesehenen Treiber (3) einzeln ansteuerbar sind, wobei in dem High-Side-Pfad (2a) eine Sicherung (4) vorgesehen ist, welche im Falle eines Defektes wenigstens eines Treibers (3) eine dauerhafte Durchtrennung des High-Side-Pfades (2a) bewirkt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Sicherheitseinrichtung für eine Anzahl von elektrischen
Verbrauchern nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1
sowie ein Verfahren zum Abschalten einer Anzahl
elektrischer Verbraucher.
Bei Antiblockiersystem-, Antischlupfregelungs- und
Fahrdynamikregelungssteuergeräten dienen Magnetventile zur
Einstellung der jeweiligen Stellgrößen. Aus
Sicherheitsgründen ist es notwendig, die Magnetventile über
zwei Abschaltpfade abschalten zu können. In einem ersten
Abschaltpfad, welcher während des Normalbetriebes eine
individuelle Ansteuerung bzw. Abschaltung einzelner
Magnetventile einer Menge von Magnetventilen ermöglicht,
dienen Low-Side-Treiber als Ansteuerungselemente. Als
zweiter Abschaltpfad für die Magnetventile wird
üblicherweise ein im High-Side-Pfad (Versorgungsleitung)
anzuordnendes magnetisches Relais oder ein
Halbleiterschalterelement verwendet. Hierdurch wird
gewährleistet, daß die Magnetventile (Verbraucher) auch bei
einem irreversiblen Defekt eines Low-Side-Treibers
(Ansteuerung) zur Vermeidung eines sicherheitskritischen
Zustandes abgeschaltet werden können.
Als nachteilig bei derartigen Schaltungen wird angesehen,
daß zur Gewährleistung der Sicherheit teure, eine komplexe
Schutzstruktur benötigende Halbleiterschalter bzw.
platzraubende mechanische Relais eingesetzt werden müssen.
Aus der DE 29 35 196 C2 ist eine Sicherheitseinrichtung für
elektrische Verbraucher in Kraftfahrzeugen mit einem
Stromfluß-Erfassungsorgan und einer Steuereinrichtung für
einen Stromfluß-Unterbrecher bekannt, bei der der Stromfluß
durch den Verbraucher mittels RC-Glied erfaßt wird und die
Steuereinrichtung einen Schwellwertschalter umfaßt, dem das
Ausgangssignal des RC-Gliedes zugeführt wird, dessen
Ausgangssignal einen Stromunterbrecherschalter steuert.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer
Schaltung, mit der ein aus Sicherheitsgründen notwendiger
zweiter Abschaltpfad einer Anzahl von elektrischen
Verbrauchern, insbesondere Magnetventilen, in einfacher und
preiswerter Weise realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Sicherheitseinrichtung
mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie ein
Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 5.
Erfindungsgemäß ist es nun möglich, teure
Halbleiterschalter einschließlich ihrer Schutzstruktur bzw.
platzraubende mechanische Relais, welche herkömmlicherweise
eingesetzt wurden, einzusparen. Dadurch, daß der Defekt
eines Treibers irreversibel ist, ist es ausreichend, eine
dauerhafte Durchtrennung der Versorgungsleitung zu
bewirken. Auf eine zusätzliche Schaltfunktion in der
Versorgungsleitung mittels eines elektronischen oder
elektromagnetischen Relais kann ohne die Inkaufnahme von
Nachteilen verzichtet werden.
Insbesondere durch gezieltes Ansteuern beispielsweise aller
Verbraucher mittels der entsprechenden Treiber (dies stellt
einen anormalen Betriebszustand dar) kann eine Stromstärke
bzw. -intensität in der Versorgungsleitung erzeugt werden,
welche die Sicherung zum Ansprechen bringt. Es ist
ebenfalls denkbar, in einem derartigen Fall nur einen Teil
der übrigen Treiber anzusteuern. Es muß lediglich darauf
geachtet werden, daß eine ausreichende Stromstärke für ein
Ansprechen der Sicherung zur Verfügung gestellt wird. Die
jeweiligen Ansteuerungen der Treiber können mittels einer
geeigneten Steuereinrichtung bewerkstelligt werden, welche
beispielsweise mit einer einen Defekt eines Treibers
erkennenden Überwachungslogik ausgebildet ist (eine
derartige Überwachungslogik kann zwar einen Defekt
erkennen, ist jedoch nicht in der Lage, einen Defekt zu
beheben). Es ist auch möglich, die jeweiligen Treiber mit
einer derartigen Überwachungslogik auszubilden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
Es ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung vorgesehen, daß
die Verbraucher zwischen einem High-Side-Pfad und einem
Low-Side-Pfad der Versorgungsleitung anliegen, wobei die
Treiber auf dem Low-Side-Pfad und die Sicherung auf dem
High-Side-Pfad vorgesehen sind bzw. ist. Hiermit ist eine
besonders einfache und zuverlässige Sicherheitseinrichtung
zur Verfügung gestellt. Es wird ausgenutzt, daß durch
Ansteuerung einer vorbestimmten Anzahl von Verbrauchern im
Gegensatz zu herkömmlichen Sicherheitsvorrichtung ein
verhältnismäßig hoher Strom in dem High-Side-Pfad erzeugt
werden kann. Mittels eines derartigen Stromes kann die
entsprechend dimensionierte Sicherung in geeigneter Weise
zum Ansprechen gebracht werden. Ein Defekt in der
Ansteuerung eines Verbrauchers kann beispielsweise durch
eine Überwachungslogik der in dem Low-Side-Pfad
vorgesehenen Treiber bzw. Ansteuer-ICs erkannt werden.
Zweckmäßigerweise handelt es sich bei der in der
Sicherheitseinrichtung verwendeten Sicherung um eine
Schmelzsicherung. Derartige Schmelzsicherungen sind in
einer Vielzahl von Größen bzw. Leistungsbereichen preiswert
verfügbar. Die Sicherung kann beispielsweise auch durch die
Wahl einer geeigneten Leiterbahngeometrie verwirklicht
werden.
Zweckmäßigerweise handelt es sich bei den Verbrauchern um
insbesondere in ABS-, ASR- oder FDR-Systemen verwendbare
Magnetventile. Mittels der erfindungsgemäßen
Sicherheitseinrichtungen sind derartige Magnetventile in
einfacher und sicherer Weise betreibbar.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun
anhand der Fig. 1 im einzelnen beschrieben. Diese zeigt
ein schematisches Schaltbild einer bevorzugten
Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Sicherheitseinrichtung.
Die in Fig. 1 dargestellte Sicherheitseinrichtung für eine
Anzahl von (parallel angeordneten) Magnetventilen 1 weist
eine an einer Versorgungsspannung Ubat anliegende
Versorgungsleitung 2 mit einem High-Side-Pfad 2a und einem
Low-Side-Pfad 2b auf. Für jedes der Magnetventile 1 ist ein
einzeln ansteuerbarer Treiber 3 vorgesehen. Im High-Side-
Pfad 2a ist eine Schmelzsicherung 4 ausgebildet.
Während des Normalbetriebes werden, beispielsweise zur
Steuerung von ABS-, ASR- oder FDR-Systemen, die
Magnetventile 1 individuell mittels der Treiber 3 von einem
Steuergerät 5 angesteuert. Ein Defekt in der Ansteuerung
eines Magnetventils 1 wird durch eine (nicht dargestellte)
Überwachungslogik der Ansteuer-ICs bzw. Treiber 3 erkannt.
In diesem Fall wird durch gezieltes Ansteuern sämtlicher
Magnetventile die Sicherung 4 zum Ansprechen gebracht und
somit die Versorgung aller Magnetventile 1 abgetrennt.
Claims (6)
1. Sicherheitseinrichtung für eine Anzahl von elektrischen
Verbrauchern (1), welche an einer Versorgungsleitung (2)
anliegen und einzeln mittels Treibern (3) ansteuerbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Falle eines Defektes wenigstens eines Treibers (3)
und/oder Verbrauchers (1) wenigstens einer der übrigen
Treiber (83), insbesondere sämtliche der übrigen Treiber,
derart ansteuerbar ist bzw. sind, daß eine in der
Versorgungsleitung (2) vorgesehene Sicherung (4) anspricht
und eine Durchtrennung der Versorgungsleitung (2) bewirkt.
2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verbraucher (1) zwischen einem
High-Side-Pfad (2a) und einem Low-Side-Pfad (2b) der
Versorgungsleitung (2) anliegen, wobei die Treiber (3) auf
dem Low-Side-Pfad (82b) und die Sicherung (4) auf dem High-
Side-Pfad (2a) vorgesehen sind bzw. ist.
3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sicherung (4) eine Schmelzsicherung
ist.
4. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbraucher (1)
insbesondere bei ABS-, ASR- oder FDR-Systemen verwendbare
Magnetventile sind.
5. Verfahren zum Abschalten der Stromversorgung einer
Anzahl an einer Versorgungsleitung (2) anliegender
elektrischer Verbraucher, welche während eines
Normalbetriebs mittels in der Versorgungsleitung
vorgesehener Treiber (3) einzeln ansteuerbar sind, dadurch
gekennzeichnet, daß im Falle eines Defektes eines Treibers
und/oder eines Verbrauchers wenigstens einer der übrigen
Treiber, insbesondere sämtliche übrigen Treiber, derart
angesteuert wird bzw. werden, daß eine in der
Versorgungsleitung (2) vorgesehene Sicherung (4) anspricht
und eine Durchtrennung der Versorgungsleitung (2) zur
Abtrennung sämtlicher Verbraucher (1) von einer an der
Versorgungsleitung anliegenden Versorgungsspannung bewirkt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verbraucher (81) zwischen einem High-Side-Pfad (2a) und
einem Low-Side-Pfad (82b) der Versorgungsleitung (2)
anliegen, wobei die Treiber (3) auf dem Low-Side-Pfad (2b)
und die Sicherung (4) auf dem High-Side-Pfad (2a)
vorgesehen sind bzw. ist.
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