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Title:
ENSURING AN EMERGENCY OPERATION OF AN ACTUATOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/228885
Kind Code:
A1
Abstract:
The aim of the invention is to ensure an emergency operation of an actuator (2) of a motor vehicle. This is achieved in that a capacitor (7) is provided in order to supply at least one driver (3) of the actuator (2) with a voltage. A voltage can be applied to an input of the driver (3) via a resistor (8) at the input, said voltage inducing a behavior, which corresponds to the emergency operation, in an output stage (4) for the actuator (2). A monitoring circuit (6) can be provided in order to reset a logic module (5) for initiating the emergency operation.

Inventors:
ZIMMERMANN MARTIN (DE)
HORN DANIEL (DE)
KARAKAS UTKU (DE)
Application Number:
PCT/DE2020/100309
Publication Date:
November 19, 2020
Filing Date:
April 16, 2020
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
H02J7/34
Foreign References:
DE19743305A11999-04-08
DE102013214066A12015-01-22
DE102005059246A12007-06-14
DE102014215263A12015-03-19
JP2003092874A2003-03-28
EP1518774A12005-03-30
US5045835A1991-09-03
DE102011083286A12013-03-28
US20050200202A12005-09-15
DE102014215263A12015-03-19
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Gewährleistung eines Notfallbetriebs eines Aktors (2) eines Kraftfahrzeugs bei Ausfall einer elektrischen Versorgungsleitung (12) für ein Steuergerät (1 ) des Aktors (2), dadurch gekennzeichnet, dass durch einen Kondensator (7) zumindest ein Treiber (3) für den Aktor (2) mit elektrischer Spannung versorgt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der Kondensator (7) im Normalbetrieb aus einem Energiespeicher (100) des Kraftfahrzeugs aufgeladen oder in einem aufgeladenen Zustand gehalten wird.

3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zur Auslösung des Notfallbetriebs ein Logikmodul (5) des Steuergeräts (1 ) einem Reset unterworfen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei mindestens ein Ausgang des Logikmoduls (5) durch den Reset hochohmig wird.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zur Auslösung des Notfallbetriebs mindestens ein Widerstand (8) an einem Eingang des Treibers (3) über den Kondensator (7) mit Strom versorgt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei durch den Widerstand (8) am Eingang des Treibers (3) eine Spannung anliegt, welche eine Endstufe (4) für den Aktor (2) dazu veranlasst, ein dem Notfallbetrieb entsprechendes Verhalten des Aktors (2) herbeizuführen.

7. Steuergerät (1 ) für einen Aktor (2) eines Kraftfahrzeugs, das Steuergerät (1 ) wenigstens umfassend ein Logikmodul (5) und einen Treiber (3) für den Aktor (2), gekennzeichnet durch einen Kondensator (7), um zumindest den Treiber (3) im Falle eines

Notfallbetriebs mit elektrischer Spannung zu versorgen. 8. Steuergerät (1 ) nach Anspruch 7, wobei an mindestens einem Eingang des Treibers (3) ein Widerstand (8) vorgesehen ist, und der Kondensator (7) dazu vorgesehen ist, den Widerstand (8) im Notfallbetrieb mit Strom zu versorgen.

9. Steuergerät (1 ) nach Anspruch 8, wobei der Widerstand (8) so bemessen ist, dass im Notfallbetrieb am Eingang des Treibers (3) eine Spannung anliegt, welche eine Endstufe (4) für den Aktor (2) zu einem dem Notfallbetrieb entsprechenden Verhalten veranlasst.

10. Steuergerät (1 ) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Steuergerät (1 ) eine Überwachungsschaltung (6) umfasst, welche dazu vorgesehen ist, zur Einleitung des Notfallbetriebs einen Reset des Logikmoduls (5) auszulösen.

Description:
GEWÄHRLEISTUNG EINES NOTFALLBETRIEBS EINES AKTORS

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewährleistung eines Notfallbetriebs eines Aktors eines Kraftfahrzeugs sowie ein entsprechendes Steuergerät für den Aktor.

In modernen Kraftfahrzeugen finden zahlreiche Aktoren Anwendung, insbesondere auch zur Betätigung von Elementen des Antriebsstrangs, etwa von Kupplungen oder Bremsen. Diese Aktoren werden von Steuergeräten gesteuert, welche mit

elektrischer Energie versorgt werden müssen, was gemeinhin durch die Batterie des Kraftfahrzeugs erfolgt. Versagt die Versorgung des Steuergeräts mit elektrischer Energie, so kann der Aktor seine Funktion nicht mehr erfüllen. Da dies zu

gefährlichen Fahrzuständen des Kraftfahrzeugs führen kann, ist bei Ausfall der regulären Stromversorgung des Steuergeräts ein Notfallbetrieb des Aktors

zuverlässig zu gewährleisten.

Aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2014 215 263 A1 ist es bekannt, zur Sicherstellung des Notfallbetriebs das Steuergerät eines Aktors bei Ausfall der regulären Stromversorgung des Steuergeräts über eine alternative Stromleitung mit Strom zu versorgen, wobei als alternative Strom leitung eine Leitung genutzt wird, welche primär zu einem anderen Zweck im Kraftfahrzeug vorgesehen ist. Die Option, eine solche Strom leitung auch zur Versorgung des Steuergeräts des Aktors nutzen zu können, wird durch geeignete Verschaltung erreicht. Nachteilig dabei ist jedoch, dass hier zumindest die Stromführung auf der alternativen Leitung gewährleistet sein muss.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Gewährleistung eines Notfallbetriebs eines Aktors anzugeben, das nicht wie der Stand der Technik von der Funktion einer alternativen Stromleitung abhängt. Ebenfalls soll ein entsprechendes Steuergerät für einen Aktor angegeben werden.

Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 , hinsichtlich des Steuergeräts durch ein Steuergerät gemäß Anspruch 7. Die Unteransprüche enthalten jeweils vorteilhafte Ausgestaltungen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Gewährleistung eines Notfallbetriebs eines Aktors eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, wenn eine elektrische Versorgungsleitung für ein Steuergerät des Aktors ausfällt. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass durch einen Kondensator zumindest ein Treiber für den Aktor mit elektrischer Spannung versorgt wird. Auf diese Weise ist der Notfall betrieb des Aktors nicht abhängig von einer alternativen Leitung zur Stromversorgung des Steuergeräts.

Solange sich das Kraftfahrzeug im Normalbetrieb befindet, kann in einer

Ausführungsform der Kondensator aus einem Energiespeicher, etwa einer Batterie, des Kraftfahrzeugs aufgeladen werden, bzw. in einem aufgeladenen Zustand gehalten werden.

In einer Ausführungsform wird zur Auslösung des Notfallbetriebs ein Logikmodul des Steuergeräts einem Reset unterworfen. Bei dem Logikmodul kann es sich

beispielsweise um einen Mikroprozessor oder Mikrocontroller handeln. In einer speziellen Weiterbildung wird dabei wenigstens ein Ausgang des Logikmoduls hochohmig.

In einer Ausgestaltung vorstehender Ausführungsformen wird zur Auslösung des Notfallbetriebs mindestens ein Widerstand an einem Eingang des Treibers für den Aktor über den Kondensator mit Strom versorgt. Insbesondere kann der Widerstand gewährleisten, dass an dem Eingang des Treibers eine Spannung anliegt, welche eine Endstufe für die Ansteuerung des Aktors dazu veranlasst, ein dem Notfallbetrieb entsprechendes Verhalten des Aktors herbeizuführen. Das dem Notfallbetrieb entsprechende Verhalten kann etwa darin bestehen, einen Motor des Aktors kontrolliert zum Stillstand zu bringen.

Das erfindungsgemäße Steuergerät für einen Aktor eines Kraftfahrzeugs umfasst wenigstens ein Logikmodul und einen Treiber für den Aktor. Erfindungsgemäß ist ein Kondensator vorgesehen, um zumindest den Treiber im Falle eines Notfallbetriebs mit elektrischer Spannung zu versorgen.

In einer Ausführungsform ist an mindestens einem Eingang des Treibers ein

Widerstand vorgesehen. Der Kondensator ist dabei zusätzlich dazu vorgesehen, den Widerstand im Notfallbetrieb mit Strom zu versorgen. Der Widerstand kann insbesondere so bemessen sein, dass im Notfall betrieb an dem Eingang des

Treibers eine Spannung anliegt, welche eine Endstufe für die Ansteuerung des Aktors dazu veranlasst, ein dem Notfall betrieb entsprechendes Verhalten des Aktors herbeizuführen. Das dem Notfallbetrieb entsprechende Verhalten kann etwa darin bestehen, einen Motor des Aktors kontrolliert zum Stillstand zu bringen.

Das Steuergerät umfasst in einer Ausführungsform eine Überwachungsschaltung, welche dazu vorgesehen ist, zur Einleitung des Notfallbetriebs einen Reset des Logikmoduls auszulösen.

Das Logikmodul kann über ein Gehäuse des Steuergeräts mit einer Fahrzeugmasse verbunden sein.

Nachfolgend werden die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten

Zeichnung näher erläutert.

Figur 1 zeigt ein schematisches Schaltbild einer Ausführungsform eines

erfindungsgemäßen Steuergeräts.

Die Zeichnung ist lediglich ein schematisches Ausführungsbeispiel und stellt keine Beschränkung der Erfindung auf das gezeigte Ausführungsbeispiel dar. Ferner sind dem Fachmann zahlreiche konkrete Ausgestaltungen einzelner nur schematisch gezeigter Elemente, wie Logikmodul und Treiber, bekannt, zusammen mit speziellen, von der konkreten Ausgestaltung abhängenden Erfordernissen der Beschaltung. Die Zeichnung dient vorwiegend dazu, den Wirkzusammenhang zwischen den einzelnen Elementen zu verdeutlichen.

Fig. 1 zeigt ein Steuergerät 1 für einen Aktor 2. Das Steuergerät 1 verfügt über ein Gehäuse 11 und wird über eine Versorgungsleitung 12 und eine Masseleitung 13 von einem Energiespeicher 100 mit elektrischer Energie versorgt. Im gezeigten Beispiel liegt das Gehäuse 11 auf Masse. Ein Mikroprozessor 5 bildet ein Logikmodul des Steuergeräts 1 , und zur Ansteuerung des Aktors 2 sind ein Treiber 3 und eine Endstufe 4 vorgesehen. Fällt die Spannungsversorgung über die Versorgungsleitung 12 aus, so könnte der Aktor 2 nicht mehr zuverlässig angesteuert werden,

beispielsweise wäre ein rasches und kontrolliertes Anhalten eines Motors des Aktors 2 nicht mehr möglich. Um dies zu vermeiden, ist erfindungsgemäß ein Kondensator 7 vorgesehen. Im Normalbetrieb wird der Kondensator 7 über Versorgungsleitung 12 und Mikroprozessor 5 aufgeladen bzw. im aufgeladenen Zustand gehalten. Bei Wegfall der Spannungsversorgung durch Versorgungsleitung 12 kann der

Kondensator 7 den Treiber 3 mit Spannung versorgen. Dazu wird der Kondensator 7 etwa so dimensioniert, dass die Spannungsversorgung des Treibers 3 über eine ausreichend lange Zeit aufrechterhalten werden kann, um den Motor des Aktors 2 anzuhalten. Um am Treiber 3 die korrekte Eingangsspannung sicherzustellen, ist ferner ein Widerstand 8 (Pull-Up-/Pull-Down-Widerstand) vorgesehen. Die korrekte Eingangsspannung ist diejenige, die letztlich zum gewünschten Verhalten der Endstufe 4 führt, so dass etwa der Motor des Aktors 2 abgebremst wird.

Der Wegfall der Spannungsversorgung über Versorgungsleitung 12 kann auf verschiedene Weise detektiert werden, beispielsweise, ohne aber darauf beschränkt zu sein, über einen Widerstand in der Versorgungsleitung 12 und einen diesen Widerstand überbrückenden Komparator. Auf die Darstellung solcher Sensorik wurde verzichtet; die Ausgabe solcher Sensorik wird jedoch an eine

Überwachungsschaltung 6 geliefert. Wird der Wegfall der Spannungsversorgung festgestellt, so löst die Überwachungsschaltung 6 einen Reset des Mikroprozessors 5 aus, wodurch dessen Ausgänge hochohmig werden. Dies gewährleistet die ausreichend lange Spannungsversorgung des Treibers 3 durch den Kondensator 7.

Bezu gszei ch en I iste

Steuergerät

Aktor

Treiber

Endstufe

Mikroprozessor (Logikmodul)

Überwachungsschaltung

Kondensator

Widerstand

Gehäuse

Versorgungsleitung

Masseleitung

Energiespeicher