Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR MONITORING THE INTEGRITY OF A CONTROL DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/041399
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for monitoring the integrity of a control device (1) operated in a vehicle electrical system of a vehicle. In the method, at least one parallel circuit (4), composed of a current limiting unit (5) and an electronic switching unit (6), is arranged in a power path (2) of the control device (1), the switching unit (6) being able to be switched on and off by means of a control unit (10) of the control device (1). Furthermore, a threshold value for an electric power-path current which flows in the power path (2) when each switching unit (6) is switched off is specified for the control device (1). Each time or regularly, while each switching unit (6) is switched off, a present current value of the power-path current flowing in the power path (2) is determined. When the control unit (10) is fed an activation signal for the activation of the control device (1), each individual switching unit (6) is switched on by the control unit (10) only if the respective present current value is less than the threshold value.

Inventors:
SCHULZE ANDREAS (DE)
SCHUSSER ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/074883
Publication Date:
March 23, 2023
Filing Date:
September 07, 2022
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
VITESCO TECHNOLOGIES GERMANY GMBH (DE)
International Classes:
B60L1/00; B60R16/03; F02N11/08; G01R19/165; G01R31/00
Foreign References:
EP2562937A12013-02-27
DE102013008586A12014-11-20
DE102010062535A12012-06-14
Attorney, Agent or Firm:
VITESCO TECHNOLOGIES - ASSOCIATION NO. 1137 (DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Überwachen der Integrität eines Steuergeräts (1 ), das in einem elektrischen Bordnetz eines Fahrzeugs betrieben wird und einen mit einer Fahrzeugbatterie (13) des Fahrzeugs verbundenen Leistungspfad (2) aufweist, wobei

- in dem Leistungspfad (2) wenigstens eine Parallelschaltung (4) einer Strombegrenzungseinheit (5) und einer elektronischen Schalteinheit (6) angeordnet wird, wobei die Schalteinheit (6) mittels einer Steuereinheit (10) des Steuergeräts (1 ) in einen Einschaltzustand, in dem sie einen kleineren elektrischen Widerstand als die Strombegrenzungseinheit (5) aufweist, oder in einen Ausschaltzustand, in dem sie einen größeren elektrischen Widerstand als die Strombegrenzungseinheit (5) aufweist, schaltbar ist,

- für das Steuergerät (1 ) ein Schwellenwert für einen elektrischen Leistungspfadstrom, der in dem Leistungspfad (2) fließt, wenn jede Schalteinheit (6) ausgeschaltet ist, vorgegeben wird,

-jedes Mal oder regelmäßig, während jede Schalteinheit (6) ausgeschaltet ist, ein aktueller Stromwert des in dem Leistungspfad (2) fließenden Leistungspfadstroms ermittelt wird,

- wenn der Steuereinheit (10) ein Aktivierungssignal zum Aktivieren des Steuergeräts (1 ) zugeführt wird, eine jede Schalteinheit (6) von der Steuereinheit (10) nur dann eingeschaltet wird, wenn der jeweils aktuelle Stromwert kleiner als der Schwellenwert ist, und

- wenn der Steuereinheit (10) ein Deaktivierungssignal zum Deaktivieren des Steuergeräts (1 ) zugeführt wird, jede Schalteinheit (6) von der Steuereinheit (10) ausgeschaltet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei jede Strombegrenzungseinheit (5) einen elektrischen Widerstand aufweist, der mindestens zehnmal größer als der elektrische Widerstand der zu der Strombegrenzungseinheit (5) parallel geschalteten Schalteinheit (6) in deren Einschaltzustand ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Summe der elektrischen Widerstände aller Strombegrenzungseinheiten (5) einen Wert aufweist, der eine sicherheitsgefährdende Beeinträchtigung des Fahrzeugs durch eine Fehlfunktion des Steuergeräts (1 ) dauerhaft ausschließt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Sicherheitskriterium für einen Anstieg der ermittelten Stromwerte in Abhängigkeit von der Zeit vorgegeben wird, die ermittelten Stromwerte gespeichert werden und ermittelt wird, ob die ermittelten Stromwerte einen das Sicherheitskriterium verletzenden Anstieg in Abhängigkeit von der Zeit aufweisen.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schalteinheit (6) einen MOSFET oder IGBT aufweist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Aktivierungssignal von einem Starten des Fahrzeugs ausgelöst wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Deaktivierungssignal von dem Beenden eines Fahrzyklus des Fahrzeugs ausgelöst wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Leistungspfad (2) mehrere in Reihe geschaltete Parallelschaltungen (4) einer Strombegrenzungseinheit (5) und einer elektronischen Schalteinheit (6) angeordnet werden.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schwellenwert in einem nicht-flüchtigen Speicher des Steuergeräts (1 ) abgelegt wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein aktueller Stromwert des in dem Leistungspfad (2) fließenden Leistungspfadstroms jedes 16

Mal ermittelt wird, wenn der Steuereinheit (10) ein Aktivierungssignal zum Aktivieren des Steuergeräts (1 ) zugeführt wird.

11 . Verwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche für ein Steuergerät (1 ), das wenigstens einen Zwischenkreis (7) mit wenigstens einem Kondensator (Ci bis Cn) aufweist.

12. Verwendung nach Anspruch 11 , wobei wenigstens ein Kondensator (Ci bis Cn) wenigstens eines Zwischenkreises (7) ein Keramikkondensator ist.

Description:
Beschreibung

Verfahren zum Überwachen der Integrität eines Steuergeräts

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen der Integrität eines Steuergeräts, das in einem elektrischen Bordnetz eines Fahrzeugs betrieben wird und einen mit einer Fahrzeugbatterie des Fahrzeugs verbundenen Leistungspfad aufweist.

Unter der Integrität eines Steuergeräts wird dabei das einwandfreie Funktionieren der die Aufgabe des Steuergeräts ausführenden Komponenten des Steuergeräts verstanden. Insbesondere weist ein in einem elektrischen Bordnetz eines Fahrzeugs betriebenes Steuergerät in der Regel wenigstens einen Zwischenkreis mit wenigstens einem Kondensator, beispielsweise einem Keramikkondensator, auf. Insbesondere Keramikkondensatoren, die direkt an der Batteriespannung einer Fahrzeugbatterie eingesetzt werden, stellen ein Sicherheitsrisiko dar. Ihre (Vor-)Schädigung durch mechanischen Stress, Überspannung durch elektrostatische Entladung oder in der Herstellung kann ein thermisches Ereignis zur Folge haben. Diese (Vor-)Schädigung ist nicht sicher in einem Endtest der jeweiligen Baugruppe erkennbar. Im Stand der Technik werden Kondensatoren beispielsweise durch Vorwiderstände oder eine Strom Überwachung leistungsbegrenzt, mittels so genannter Soft-Terminierung unempfindlich gegenüber mechanischem Stress wie einer Biegebeanspruchung einer Lötstelle im Feld ausgeführt oder per Reihenschaltung von Kondensatoren gegen den Kurzschluss eines der Kondensatoren geschützt. Ferner ist ein Laden eines Zwischenkreises über einen Ladewiderstand zur Vermeidung von Stromspitzen beim Einschalten eines Steuergerätes bekannt.

In niederohmigen elektrischen Pfaden mit Hochstromverbrauchern sind die genannten Maßnahmen jedoch nicht oder nur mit hohem Kostenaufwand umsetzbar. Eine Leistungsbegrenzung von Kondensatoren mittels eines Vorwiderstands verändert zudem die elektrischen Eigenschaften der Kondensatoren in unerwünschter Weise. Soft-term inierte Kondensatoren reduzieren deren Schädigung durch mechanische Beanspruchung innerhalb der Baugruppe. Es werden jedoch (Vor-) Schädigungen der Kondensatoren in deren Herstellungsprozess oder beim Bestücken während der Produktion der Steuergeräte oder andere Fehler im Feld, die nicht durch mechanischen Stress verursacht werden, durch eine Soft-Terminierung nicht abgedeckt. Eine Reihenschaltung zweier Kondensatoren verdoppelt die Bauteilanzahl und vervierfacht den Preis, da sich bei einer Reihenschaltung von zwei wertgleichen Kondensatoren deren Kapazität halbiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Integrität eines Steuergeräts, das in einem elektrischen Bordnetz eines Fahrzeugs betrieben wird und einen mit einer Fahrzeugbatterie des Fahrzeugs verbundenen Leistungspfad aufweist, kostengünstig zu überwachen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Integrität eines Steuergeräts überwacht, das in einem elektrischen Bordnetz eines Fahrzeugs betrieben wird und einen mit einer Fahrzeugbatterie des Fahrzeugs verbundenen Leistungspfad aufweist. Bei dem Verfahren wird in dem Leistungspfad wenigstens eine Parallelschaltung einer Strombegrenzungseinheit und einer elektronischen Schalteinheit angeordnet, wobei die Schalteinheit mittels einer Steuereinheit des Steuergeräts in einen Einschaltzustand, in dem sie einen kleineren elektrischen Widerstand als die Strombegrenzungseinheit aufweist, oder in einen Ausschaltzustand, in dem sie einen größeren elektrischen Widerstand als die Strombegrenzungseinheit aufweist, schaltbar ist. Für das Steuergerät wird ein Schwellenwert für einen in dem Leistungspfad fließenden elektrischen Leistungspfadstrom für den Zustand des inaktiven Steuergeräts vorgegeben.

Jedes Mal oder regelmäßig, während jede Schalteinheit ausgeschaltet ist, wird ein aktueller Stromwert des in dem Leistungspfad fließenden Leistungspfadstroms ermittelt. Wenn der Steuereinheit ein Aktivierungssignal zum Aktivieren des Steuergeräts zugeführt wird, wird eine jede Schalteinheit von der Steuereinheit nur dann eingeschaltet, wenn der jeweils aktuelle Stromwert kleiner als der Schwellenwert ist. Wenn der Steuereinheit ein Deaktivierungssignal zum Deaktivieren des Steuergeräts zugeführt wird, wird jede Schalteinheit von der Steuereinheit ausgeschaltet.

Das erfindungsgemäße Verfahren zielt darauf, den Leistungspfadstrom in einem mit der Fahrzeugbatterie des Fahrzeugs verbundenen Leistungspfad eines Steuergeräts zu überwachen und bei einer Fehlfunktion des Steuergeräts auf einen Wert zu begrenzen, der keine sicherkritischen Folgen hat. Zu diesem Zweck wird in dem Leistungspfad wenigstens eine Parallelschaltung einer Strombegrenzungseinheit und einer elektronischen Schalteinheit, die durch eine Steuereinheit ein- und ausschaltbar ist, angeordnet. Aufgrund der unterschiedlichen elektrischen Widerstände der Strombegrenzungseinheit einer derartigen Parallelschaltung und deren Schalteinheit in deren Ein- und Ausschaltzustand fließt der Strom durch die Parallelschaltung in dem Einschaltzustand der Schalteinheit überwiegend in dem die Schalteinheit aufweisenden Zweig der Parallelschaltung, im Ausschaltzustand der Schalteinheit jedoch überwiegend in dem die Strombegrenzungseinheit aufweisenden Zweig der Parallelschaltung, wobei er in dem Ausschaltzustand der Schalteinheit wesentlich kleiner als in dem Einschaltzustand der Schalteinheit ist. Dadurch kann erreicht werden, dass der Leistungspfadstrom bei einer Fehlfunktion des Steuergeräts begrenzt wird, indem er überwiegend über die Strombegrenzungseinheit der Parallelschaltung oder, im Fall mehrerer derartiger Parallelschaltungen, über die Strombegrenzungseinheiten der Parallelschaltungen geführt wird.

Erfindungsgemäß wird ferner ein Schwellenwert für den Leistungspfadstrom vorgegeben, der in dem Leistungspfad fließt, wenn jede Schalteinheit ausgeschaltet ist, und dessen Überschreiten signalisiert, dass die Integrität des Steuergeräts nicht mehr gegeben ist. Die Integrität des Steuergeräts wird dementsprechend im Ausschaltzustand aller Schalteinheiten überwacht, indem jedes Mal oder regelmäßig, während jede Schalteinheit ausgeschaltet ist, ein aktueller Stromwert des Leistungspfadstroms ermittelt und mit dem Schwellenwert verglichen wird. Wenn dabei festgestellt wird, dass der Stromwert den Schwellenwert erreicht oder überschreitet, wird der Leistungspfad auf ein Aktivierungssignal für das Steuergerät hin nicht aktiviert, das heißt, alle Schalteinheiten bleiben in diesem Fall ausgeschaltet. Damit wird erreicht, dass das Steuergerät in einem sicheren Betriebszustand bleibt, wenn seine Integrität nicht mehr gegeben ist.

Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist jede Strombegrenzungseinheit einen elektrischen Widerstand auf, der mindestens zehnmal größer als der elektrische Widerstand der zu der Strombegrenzungseinheit parallel geschalteten Schalteinheit in deren Einschaltzustand ist. Alternativ oder zusätzlich weist die Summe der elektrischen Widerstände aller Strombegrenzungseinheiten einen Wert auf, der eine sicherheitsgefährdende Beeinträchtigung des Fahrzeugs durch eine Fehlfunktion des Steuergeräts dauerhaft ausschließt.

Die vorgenannten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bewirken, dass in dem Leistungspfad im Ausschaltzustand aller Schalteinheiten nur ein sehr geringer Leistungspfadstrom fließt, so dass das Steuergerät im Ausschaltzustand aller Schalteinheiten einen sicheren Betriebszustand aufweist, insbesondere auch dann, wenn das Steuergerät trotz einer Fehlfunktion dauerhaft in dem Bordnetz des Fahrzeugs verbleibt.

Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Sicherheitskriterium für einen Anstieg der ermittelten Stromwerte in Abhängigkeit von der Zeit vorgegeben, die ermittelten Stromwerte werden gespeichert und es wird ermittelt, ob die ermittelten Stromwerte einen das Sicherheitskriterium verletzenden Anstieg in Abhängigkeit von der Zeit aufweisen. Diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht eine Überwachung des Steuergeräts über einen längeren Zeitraum. Das Sicherheitskriterium legt beispielsweise eine Obergrenze für eine Zunahme der ermittelten Stromwerte während einer Aktivierungszeit des Steuergeräts fest. Dabei kann sich die Aktivierungszeit aus aufeinander folgenden Betriebszeiten zusammensetzen, während derer das Steuergerät aktiviert ist, das heißt, während derer alle Schalteinheiten eingeschaltet sind. Wenn die zwischen diesen Betriebszeiten ermittelten Stromwerte des in dem Leistungspfad fließenden Leistungspfadstroms eine die festgelegte Obergrenze überschreitende Zunahme aufweisen, kann dies auf eine, beispielsweise alterungsbedingte, Verschlechterung der Funktionalität des Steuergeräts hindeuten, so dass rechtzeitig Gegenmaßnahmen ergriffen werden können, beispielsweise ein Austausch des Steuergeräts.

Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Schalteinheit einen MOSFET (Abkürzung für metal-oxide-semiconductor fieldeffect transistor, deutsch: Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) oder IGBT (Abkürzung für insulated-gate bipolar transistor, deutsch: Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode) auf.

Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Aktivierungssignal von einem Starten des Fahrzeugs ausgelöst. Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Deaktivierungssignal von dem Beenden eines Fahrzyklus des Fahrzeugs ausgelöst. Unter einem Fahrzyklus eines Fahrzeugs wird dabei eine Zeitdauer von einem Starten des Fahrzeugs bis zum Ende eines Nachlaufs des Fahrzeugs nach dessen Abschalten verstanden.

Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in dem Leistungspfad mehrere in Reihe geschaltete Parallelschaltungen einer Strombegrenzungseinheit und einer elektronischen Schalteinheit angeordnet. Diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht ein kaskadiertes und somit sanftes Aktivieren des Steuergeräts, indem die Schalteinheiten der einzelnen Parallelschaltungen nacheinander von der Steuereinheit eingeschaltet werden. Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Schwellenwert in einem nicht-flüchtigen Speicher des Steuergeräts abgelegt. Dies ermöglicht vorteilhaft eine dauerhafte und dennoch anpassbare Hinterlegung des Schwellenwerts.

Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein aktueller Stromwert des in dem Leistungspfad fließenden Leistungspfadstroms jedes Mal ermittelt, wenn der Steuereinheit ein Aktivierungssignal zum Aktivieren des Steuergeräts zugeführt wird. Dadurch wird vorteilhaft jedes Mal die Integrität des Steuergeräts überprüft, wenn der Steuereinheit ein Aktivierungssignal zum Aktivieren des Steuergeräts zugeführt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere zum Überwachen der Integrität eines Steuergeräts vorgesehen, das wenigstens einen Zwischenkreis mit wenigstens einem Kondensator, insbesondere mit wenigstens einem Keramikkondensator, aufweist.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen:

FIG 1 einen Schaltplan eines Steuergeräts, das in einem elektrischen Bordnetz eines Fahrzeugs betrieben wird,

FIG 2 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,

FIG 3 zeitliche Verläufe von elektrischen Strömen in einem Steuergerät und von Signalen zum Überwachen und Steuern des Steuergeräts, wenn das Steuergerät keine Fehlfunktion aufweist, FIG 4 zeitliche Verläufe von elektrischen Strömen in einem Steuergerät und von Signalen zum Überwachen und Steuern des Steuergeräts, wenn das Steuergerät eine Fehlfunktion aufweist.

Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.

Figur 1 (FIG 1 ) zeigt beispielhaft einen Schaltplan eines Steuergeräts 1 , das in einem elektrischen Bordnetz eines Fahrzeugs betrieben wird. Das Steuergerät 1 weist einen Leistungspfad 2 auf, der mit einer Fahrzeugbatterie 13 verbunden ist. In dem Leistungspfad 2 ist ein erster Verpolschutz 3 angeordnet. Ferner wird in dem Leistungspfad 2 erfindungsgemäß eine Parallelschaltung 4 einer Strombegrenzungseinheit 5 und einer elektronischen Schalteinheit 6 angeordnet. Das Steuergerät 1 umfasst ferner einen Zwischenkreis 7 und eine Leistungsschaltung 8, die durch den Leistungspfad 2 mit elektrischer Energie versorgbar ist. Der Zwischenkreis 7 ist in diesem Beispiel zwischen die Parallelschaltung 4 und die Leistungsschaltung 8 geschaltet. Alternativ können die Positionen des ersten Verpolschutzes 3 und der Parallelschaltung 4 auch vertauscht werden, so dass der Zwischenkreis 7 zwischen den ersten Verpolschutz 3 und die Leistungsschaltung 8 geschaltet ist.

Der erste Verpolschutz 3 ist in diesem Beispiel als eine Diode ausgebildet. Die Strombegrenzungseinheit 5 ist in diesem Beispiel als ein elektrischer Widerstand ausgebildet. Die Schalteinheit 6 ist in diesem Beispiel als ein MOSFET, genauer als ein normal sperrender p-Kanal-MOSFET mit einer Inversdiode 9, die auch als Body-Diode bezeichnet wird, ausgebildet. Der Zwischenkreis 7 weist eine Parallelschaltung mehrerer Zwischenkreispfade Bi bis B n mit jeweils einem Kondensator Ci bis Cn auf. Die Kondensatoren Ci bis Cn sind beispielsweise jeweils als ein Keramikkondensator ausgebildet.

Das Steuergerät 1 umfasst ferner eine Steuereinheit 10, die über einen Steuerpfad 11 des Steuergeräts 1 mit der Fahrzeugbatterie 13 verbunden ist. In dem Steuerpfad 11 ist ein zweiter Verpolschutz 12 angeordnet, der ebenfalls als eine Diode ausgebildet ist. Mittels der Steuereinheit 10 ist die Schalteinheit 6 in einen Einschaltzustand oder in einen Ausschaltzustand schaltbar. Die Schalteinheit 6 wird von der Steuereinheit 10 durch ein Schaltsignal SC gesteuert. Der Steuereinheit 10 werden ein erstes Spannungsmesssignal SV1 , das ein elektrisches Potential am batterieseitigen Eingang der Parallelschaltung 4 wiedergibt, und ein zweites Spannungsmesssignal SV2, das ein elektrisches Potential am zwischenkreisseitigen Ausgang der Parallelschaltung 4 wiedergibt, zugeführt. Die Spannungsmesssignale SV1 , SV2 werden von nicht dargestellten Spannungsmesseinheiten erfasst. Ferner ist der Steuereinheit 10 von einer übergeordneten Steuerung 14 ein Steuersignal SW zuführbar, das zwei Werte annehmen kann. Ein erster Wert des Steuersignals SW ist ein Aktivierungssignal zum Aktivieren des Steuergeräts 1 . Der zweite Wert des Steuersignals SW ist ein Deaktivierungssignal zum Deaktivieren des Steuergeräts 1 . Das Aktivierungssignal wird beispielsweise von einem Starten des Fahrzeugs ausgelöst. Das Deaktivierungssignal wird beispielsweise von dem Beenden eines Fahrzyklus des Fahrzeugs ausgelöst.

In dem Einschaltzustand weist die Schalteinheit 6 einen kleineren elektrischen Widerstand als die Strombegrenzungseinheit 5 auf. Beispielsweise weist die Strombegrenzungseinheit 5 einen elektrischen Widerstand auf, der mindestens zehnmal größer als der elektrische Widerstand der Schalteinheit 6 in deren Einschaltzustand ist. In dem Ausschaltzustand, weist die Schalteinheit 6 einen praktisch unendlich großen elektrischen Widerstand auf, jedenfalls einen elektrischen Widerstand, der wesentlich größer ist als der elektrische Widerstand der Strombegrenzungseinheit 5. Die Strombegrenzungseinheit 5 weist einen elektrischen Widerstand auf, der eine sicherheitsgefährdende Beeinträchtigung des Fahrzeugs bei ausgeschalteter Schalteinheit 6 durch eine Fehlfunktion des Steuergeräts 1 dauerhaft ausschließt.

Figur 2 (FIG 2) zeigt ein Ablaufdiagramm 20 eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Verfahrensschritten 21 bis 25 zum Überwachen der Integrität des in Figur 1 dargestellten Steuergeräts 1 . Unter der Integrität des Steuergeräts 1 wird dabei das einwandfreie Funktionieren der die Aufgabe des Steuergeräts 1 ausführenden Komponenten des Steuergeräts 1 , das heißt des Zwischenkreises 7 und der Leistungsschaltung 8, verstanden.

In einem ersten Verfahrensschritt 21 wird in dem Leistungspfad 2 die Parallelschaltung 4 der Strombegrenzungseinheit 5 und der Schalteinheit 6 angeordnet, wobei die Schalteinheit 6 im sicheren ausgeschalteten Zustand gehalten wird.

In einem zweiten Verfahrensschritt 22 wird für das Steuergerät 1 ein Schwellenwert für einen in dem Leistungspfad 2 fließenden elektrischen Leistungspfadstrom vorgegeben. Der Schwellenwert wird beispielsweise in einem (in Figur 1 nicht dargestellten) nicht-flüchtigen Speicher des Steuergeräts 1 abgelegt.

In einem dritten Verfahrensschritt 23 wird von der Steuereinheit 10 ein aktueller Stromwert des in dem Leistungspfad 2 fließenden Leistungspfadstroms ermittelt, während die Schalteinheit 6 ausgeschaltet ist. Der Stromwert wird von der Steuereinheit 10 beispielsweise aus den Spannungsmesssignalen SV1 , SV2 und dem elektrischen Widerstand der Strombegrenzungseinheit 5 ermittelt.

Der dritte Verfahrensschritt 23 wird beispielsweise jedes Mal oder regelmäßig, während die Schalteinheit 6 ausgeschaltet ist, ausgeführt. Insbesondere wird der dritte Verfahrensschritt 23 beispielsweise jedes Mal ausgeführt, wenn der Steuereinheit 10 ein Aktivierungssignal zum Aktivieren des Steuergeräts 1 zugeführt wird.

In einem vierten Verfahrensschritt 24 wird, wenn der Steuereinheit 10 ein Aktivierungssignal zum Aktivieren des Steuergeräts 1 zugeführt wird, geprüft, ob der in dem dritten Verfahrensschritt 23 ermittelte aktuelle Stromwert kleiner als der Schwellenwert ist. Wenn der aktuelle Stromwert kleiner als der Schwellenwert ist, wird die Schalteinheit 6 von der Steuereinheit 10 eingeschaltet. Andernfalls bleibt die Schalteinheit 6 ausgeschaltet. In einem fünften Verfahrensschritt 25 wird, wenn der Steuereinheit 10 ein Deaktivierungssignal zum Deaktivieren des Steuergeräts 1 zugeführt wird, die Schalteinheit 6 von der Steuereinheit 10 ausgeschaltet.

Figur 3 (FIG 3) zeigt Verläufe von elektrischen Strömen in dem Steuergerät 1 und von Signalen zum Überwachen und Steuern des Steuergeräts 1 in Abhängigkeit von einer Zeit t, wenn das Steuergerät 1 keine Fehlfunktion aufweist. Dargestellt sind zeitliche Verläufe des Steuersignals SW, eines Versorgungstroms ipc der Leistungsschaltung 8, eines in einem Zwischenkreispfad Bx fließenden Zwischenkreispfadstroms icx, wobei x einer der Werte 1 bis n ist, des zweiten Spannungsmesssignals SV2 und des Schaltsignals SC.

Kurz vor einem Zeitpunkt ti beginnen das Steuersignal SW und der Versorgungstroms ipc zu steigen, beispielsweise infolge des Startens des Fahrzeugs. Zu dem Zeitpunkt ti erreicht das Steuersignal SW einen Wert, der das Aktivierungssignal zum Aktivieren des Steuergeräts 1 ist, und der Versorgungstroms ipc erreicht einen kleinen Initialisierungswert, der beispielsweise kleiner als 50 mA ist. Das zweite Spannungsmesssignal SV2 sinkt nach dem Zeitpunkt ti leicht aufgrund des Anstiegs des Versorgungstroms ipc auf den Initialisierungswert.

Zwischen dem Zeitpunkt ti und einem Zeitpunkt t2 wird die Steuereinheit 10 initialisiert.

Zwischen dem Zeitpunkt t2 und einem Zeitpunkt ts wird von der Steuereinheit 10 der aktuelle Stromwert des in dem Leistungspfad 2 fließenden Leistungspfadstroms ermittelt und mit dem für das Steuergerät 1 vorgegebenen Schwellenwert verglichen.

In dem in Figur 3 gezeigten Fall liegt keine Fehlfunktion des Steuergeräts 1 vor. Insbesondere sind alle in den Zwischenkreispfade Bi bis B n fließenden Zwischenkreispfadströme ici bis icn klein, beispielsweise jeweils kleiner als 10 pA. Der Stromwert des in dem Leistungspfad 2 fließenden Leistungspfadstroms ist daher kleiner als der Schwellenwert. Deshalb wird die Schalteinheit 6 von der Steuereinheit 10 nach dem Vergleichen des Stromwerts des in dem Leistungspfad 2 fließenden Leistungspfadstroms mit dem Schwellenwert eingeschaltet, wobei zwischen dem Zeitpunkt ts und einem Zeitpunkt t4 das Schaltsignal SC auf einen Einschaltwert steigt und das zweite Spannungsmesssignal SV2 ansteigt.

Nach dem Einschalten der Schalteinheit 6 beginnt ab einem Zeitpunkt ts der Versorgungstrom ipc auf einen Betriebswert zu steigen, der beispielsweise in einem Bereich von 5 A bis 120 A liegt.

Figur 4 (FIG 4) zeigt analog zu Figur 3 zeitliche Verläufe von elektrischen Strömen in dem Steuergerät 1 und von Signalen zum Überwachen und Steuern des Steuergeräts 1 , wenn das Steuergerät 1 eine Fehlfunktion aufweist. In dem dargestellten Fall ist beispielsweise ein Kondensator Cx des Zwischenkreises 7 defekt, so dass der in dem diesen Kondensator Cx aufweisenden Zwischenkreispfad B x fließende Zwischenkreispfadstrom icx einen hohen Wert annimmt, der beispielsweise in einem in Figur 4 schraffiert dargestellten Bereich bei beispielsweise etwa 200 mA liegt. Aufgrund dieses Defekts des Kondensators Cx fließt in dem Leistungspfad 2 ein Leistungspfadstrom, dessen Stromwert nach dem Zeitpunkt ti den für das Steuergerät 1 vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Infolgedessen wird die Schalteinheit 6 von der Steuereinheit 10 nach dem Ermitteln des Stromwerts des in dem Leistungspfad 2 fließenden Leistungspfadstroms nicht eingeschaltet, so dass das Schaltsignal SC auf einem Ausschaltwert verbleibt und der Versorgungstroms ipc auf dem Initialisierungswert verbleibt.

Das oben anhand der Figuren 1 bis 4 beschriebene Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens kann beispielsweise folgendermaßen zu einem anderen Ausführungsbeispiel abgewandelt werden. Statt nur einer Parallelschaltung 4 einer Strombegrenzungseinheit 5 und einer elektronischen Schalteinheit 6 werden mehrere derartige Parallelschaltungen 4 in Reihe geschaltet in dem Leistungspfad 2 des Steuergeräts 1 angeordnet. Dies ermöglicht ein kaskadiertes und somit sanftes Hochfahren der Leistungsschaltung 8, indem die Schalteinheiten 6 der einzelnen Parallelschaltungen 4 nacheinander von der Steuereinheit 10 eingeschaltet werden. In diesem Fall wird die Summe der elektrischen Widerstände der Strombegrenzungseinheiten 5 derart gewählt, dass diese Summe eine sicherheitsgefährdende Beeinträchtigung des Fahrzeugs durch eine Fehlfunktion des Steuergeräts 1 dauerhaft ausschließt, wenn alle Schalteinheiten 6 ausgeschaltet sind. Ferner wird in diesem Fall von der Steuereinheit 10 jedes Mal oder regelmäßig, während jede Schalteinheit 6 ausgeschaltet ist, ein aktueller Stromwert des in dem Leistungspfad 2 fließenden Leistungspfadstroms ermittelt und die Schalteinheiten 6 werden nur dann, insbesondere kaskadiert, von der Steuereinheit 10 nach dem Erhalt eines Aktivierungssignals eingeschaltet, wenn der aktuelle Stromwert kleiner als der für das Steuergerät 1 vorgegebene Schwellenwert ist.

Bezugszeichenliste

1 Steuergerät

2 Leistungspfad

3 erster Verpolschutz

4 Parallelschaltung

5 Strombegrenzungseinhei

6 Schalteinheit

7 Zwischenkreis

8 Leistungsschaltung

9 Inversdiode

10 Steuereinheit

11 Steuerpfad

12 zweiter Verpolschutz

13 Fahrzeugbatterie

14 Steuerung

20 Ablaufdiagramm

21 bis 25 Verfahrensschritt

Bi bis B n Zwischenkreispfad

Ci bis Cn Kondensator im bis icn Zwischenkreispfadstrom ipc Versorgungstrom

SC Schaltsignal

SV1 erstes Spannungsmesssignal

SV2 zweites Spannungsmesssignal

SW Steuersignal t Zeit ti bis ts Zeitpunkt