DE4130978A1 - Verfahren zum pruefen von elektrischen, abgesicherten verbrauchern in einem fahrzeug-bordnetz - Google Patents
Verfahren zum pruefen von elektrischen, abgesicherten verbrauchern in einem fahrzeug-bordnetzInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Prüfen von
elektrischen, abgesicherten Verbrauchern in einem Fahrzeug-Bord
netz mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Ein Verfahren mit diesen Merkmalen ist bekannt (DE 39 23 545 A1).
Es benutzt einen in eine Leitung zwischen einem Verbraucher und
einer Gleichspannungsquelle entweder anstelle einer Sicherung
oder in Reihe mit dieser an anderer Stelle einzuschleifenden
Meßwiderstand (Shunt) mit bekannter Impedanz, um den beim Be
trieb des betreffenden Verbrauchers am Meßwiderstand vorlie
genden, von der tatsächlichen Stromaufnahme des Verbrauchers
abhängigen Spannungsabfall zu messen und daraus über einen Ver
gleich mit in einer elektronischen Prüfvorrichtung gespeicherten
und dem jeweiligen Verbraucher zugeordneten, verbraucherspezifi
schen Referenzwerten Rückschlüsse auf den Zustand des Verbrau
chers zu ziehen.
Zwar ist diese Vorgehensweise an sich vorteilhaft, weil ein
Ausbau des Verbrauchers bzw. dessen Trennen von seinen elek
trischen Anschlüssen im Bordnetz nicht erforderlich ist, jedoch
wird mit dem Einschleifen des Meßwiderstandes in die Leitung
ein zusätzlicher Arbeitsgang erforderlich. Bei einer größeren
Anzahl von zu prüfenden Verbrauchern in einem Fahrzeug wird,
abgesehen von der Möglichkeit der Fehlerentstehung, hierzu viel
Zeit gebraucht.
Im übrigen sollen die Verbraucher im Interesse der Automati
sierung der Prüfung für die Spannungsmessung am Meßwiderstand
durch die Prüfvorrichtung selbst einschaltbar sein, was nicht
ohne größere Eingriffe in das elektrische Bordnetz möglich ist.
Es ist an sich bekannt (DE 36 15 550 A1), die Impedanz eines in
eine elektrische Leitung eingebauten Verbrauchers durch Anlegen
einer bekannten Meßspannung zu messen bzw. zu berechnen (in
circuit-Messung).
Es ist auch bekannt, den Sicherungskasten eines Fahrzeugs di
rekt als Diagnosestecker zu verwenden, wobei die Sicherungen
entweder vorher entfernt werden müssen (DE 26 54 487 C2) oder
der Prüfstecker ohne Entfernen der Sicherungen mit den Steck
kontakten des Sicherungskastens kontaktiert wird, wobei die
Sicherungen selbst allerdings elektrisch von den jeweiligen
Stromkreisen getrennt werden (DE 28 14 654 B2). Bei der letzt
genannten Anordnung ist das Wiederherstellen der ordnungsge
mäßen Kontaktierung der Sicherungen nach dem Abziehen des Prüf
steckers nicht unbedingt gewährleistet.
Die Erfindung hat die Aufgabe, ein von einem gattungsgemäßen
Verfahren ausgehendes Verfahren anzugeben, mit dem auf das Ein
schleifen eines separaten Meßwiderstands in die Leitung zwischen
Spannungsquelle und Verbraucher verzichtet werden kann.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Pa
tentanspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst.
Die ohnehin in dem Strompfad zu dem Verbraucher vorhandene Si
cherung kann nunmehr selbst als Meßwiderstand benutzt werden,
wobei ihr ohmscher Widerstand in einem ersten Meßschritt bei
ausgeschaltetem Verbraucher in-circuit ermittelt und gespei
chert wird, während der Spannungsabfall an der Sicherung nach
Einschalten des Verbrauchers mittels seines normalen Betriebs
schalters ermittelt wird.
Somit ist kein unter Umständen Fehler verursachender Eingriff
in den Strompfad des Verbrauchers selbst mehr notwendig.
Die kennzeichnenden Merkmale der Unteransprüche geben vorteil
hafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens an. Wei
tere Einzelheiten und Vorteile gehen aus der Zeichnung eines
Ausführungsbeispiels und deren sich hier anschließender einge
hender Beschreibung hervor.
Es zeigt
Fig. 1 schematisch eine Prüfvorrichtung, mit der das erfin
dungsgemäße Prüfverfahren an einem Fahrzeugbordnetz
durchführbar ist, und
Fig. 2 ein Flußdiagramm zum Ablauf des Prüfverfahrens.
Gemäß Fig. 1 sind in einen nur angedeuteten Sicherungskasten 1
eines Kraftfahrzeugs mehrere Flachstecksicherungen S1, S2 ne
ben- bzw. hintereinander eingesteckt; ihre Kontaktfahnen SK
sind elektrisch mit Steckkontakten 1K des Sicherungskastens 1
verbunden. Schematisch sind als weitere Bestandteile des elek
trischen Fahrzeugbordnetzes eine Gleichspannungsquelle 2, z. B.
eine Batterie oder Lichtmaschine, Leitungen 3 zwischen der
Gleichspannungsquelle und Verbrauchern V1 - z. B. ein Elektro
motor - und V2 - z. B. eine Heizwicklung einer Sitzheizung -
mit den eingeschleiften Sicherungen S1, S2 sowie ebenfalls ein
geschleiften Betriebsschaltern 4 für die Verbraucher V1 und V2
gezeigt. Die Betriebsschalter 4 sind die üblichen, von Fahrzeug
benutzern zum Ein- und Ausschalten der Verbraucher verwendbaren
Schalter. Sie sind durchgezogen in der Ausschalt- und gestri
chelt in ihrer Einschaltstellung gezeigt.
Die Verbraucher (Vi), auf die das erfindungsgemäße Verfahren
anzuwenden ist, sind vorzugsweise, aber nicht ausschließlich,
solche, deren Ausfall oder Fehlfunktion nicht wie z. B. bei
Glühlampen ohne weiteres und schnell erkannt werden kann. Dies
sind z. B. Sitz- und Fensterscheibenheizungen, Stellmotoren für
Sitz-, Schiebedach-, Fensterverstellung etc., Scheibenwischer
motor, Luftpumpe und viele andere mehr. Gerade bei Elektromo
toren kann zwar unter Umständen eine scheinbar ordnungsgemäße
Funktion durch Einsetzen der erwarteten Bewegung beobachtet
werden, es kann sich aber z. B. durch übermäßige oder zu ge
ringe Stromaufnahme ein Defekt bereits ankündigen.
Zur elektrischen Kontaktierung der Sicherungen Si wird ein mehr
poliger Prüfstecker 5 mit vorzugsweise federnden Prüfspitzen
verwendet, der mit den Sicherungen elektrisch entweder, wie
gezeigt, von deren Oberseite her, oder an deren Kontaktfahnen
SK oder auch indirekt über die Steckkontakte 1K des Sicherungs
kastens 1 verbunden werden kann. Letzteres hat den Vorteil, daß
damit Übergangswiderstände zwischen den Sicherungen und dem
Sicherungskasten mit erfaßt werden. Es sei angemerkt, daß die
Messung des Widerstandes der Sicherung nicht unbedingt im Ein
bauzustand vorgenommen werden muß.
Andererseits wird das Verfahren mehr als qualitativer Test mit
relativ großen zulässigen Bereichen betrachtet, jedoch nicht
zur Gewinnung exakter Strom- oder Spannungsmeßwerte, so daß
sich eventuelle Übergangswiderstände in hinnehmbaren Größen
ordnungen nicht störend auswirken werden. Solche sind z. B.
zwischen den Prüfkontakten des Prüfsteckers und der jeweils
kontaktierten Stelle ohnehin unvermeidbar.
An den Prüfstecker 5, der wie der Sicherungskasten 1 abgebro
chen gezeichnet ist, um anzudeuten, daß er noch mehr gleichar
tige Prüfkontakte zur gleichzeitigen Kontaktierung mit nicht
gezeigten weiteren Sicherungen Si umfassen kann, ist ein Prüf
gerät 6 mit einem Display 7 und einem nicht dargestellten Rech
ner mit zugehörigen Speicherplätzen elektrisch über Leitungen 8
angeschlossen, das die Ermittlung sowohl des ohmschen Wider
stands RSi der Sicherungen Si als auch des an diesen abhängig
von der tatsächlichen Stromaufnahme des nachgeordneten Verbrau
chers auftretenden Spannungsabfalls USi leistet.
Das Verfahren läßt sich weitgehend automatisieren. Das Ansetzen
des Prüfsteckers 5 und das Einschalten der Verbraucher Vi über
die Betriebsschalter 6 wird zwar zugunsten möglichst geringer
Eingriffe in das elektrische Fahrzeug-Bordnetz manuell vorge
nommen werden, jedoch kann jedenfalls die sukzessive oder gleich
zeitige Widerstands- und Spannungsmessung und die notwendige
Umschaltung des Prüfgeräts 6 selbsttätig gesteuert werden.
Es wären dem Prüfgerät 6 ferner vorteilhaft geeignete Identi
fikationsmerkmale des zu prüfenden Fahrzeugs und dessen elek
trischer Ausrüstung (Verbraucher, zulässige Betriebsströme,
Sollstromstärke der zugehörigen Sicherungen einschließlich even
tueller Sonderausstattungen) vorzugeben; diese kann z. B. mit
tels Tastatur, vorzugsweise über geeignete Codes, eventuell aus
fahrzeugspezifischen Datenträgern wie Codekarten oder Schlüsseln
mit Speicherchip, eingelesen werden.
Im ersten Schritt 201 nach dem START des Flußdiagramms der
Fig. 2 wird der Prüfstecker 5 an eine oder mehrere Sicherungen
Si angeschlossen, wird sichergestellt, daß der zu prüfende Ver
braucher Vi ausgeschaltet bzw. dessen Betriebsschalter 4 geöff
net ist, und wird das Prüfgerät 6 für den Modus "Widerstands
messung" eingeschaltet.
Im zweiten Schritt 202 wird der Widerstand RSi einer Sicherung
Si in der bekannten Weise gemessen und im Prüfgerät 6 gespei
chert.
Vorzugsweise wird dazu eine definierte externe Meßspannung, die
unmittelbar vom Prüfgerät 6 selbst bereitgestellt werden kann,
an die Sicherung Si angelegt und der von dieser stabilen Span
nung getriebene Strom individuell gemessen.
Alternativ kann auch ein definierter Strom über die Sicherungen
getrieben werden und die dazu erforderliche Spannung gemessen
werden. Als "Abfallprodukt" dieses Schritts können eventuelle
Sicherungsdefekte nachgewiesen und angezeigt werden.
Bei leitender Sicherung läßt sich mit diesen beiden Größen nach
dem Ohmschen Gesetz I=U/R bzw. R=U/I der Widerstand der
Sicherung, ggf. einschließlich der Übergangswiderstände an den
Sicherungskontakten, errechnen. Der berechnete Widerstandswert
wird für jede Sicherung in dem Prüfgerät 6 gespeichert.
Im Schritt 203 wird abgefragt, ob alle interessierenden Siche
rungen Si, Si+1 etc. gemessen wurden. Ggf. wird der Schritt 202
so lange wiederholt, bis dies der Fall ist. Dazu kann je nach
Auslegung entweder der Prüfstecker 5 auf eine andere Sicherung
umgesteckt oder das Prüfgerät 6 / der Prüfstecker 5 zur Messung
des Widerstands RSi einer anderen, bereits angeschlossenen Si
cherung Si umgeschaltet werden. Letzteres kann intern im Prüf
gerät oder, im Falle einer Multiplexverbindung zwischen Prüf
stecker und Prüfgerät, die die Anzahl der Leitungen 8 stark
vermindern kann, durch entsprechende Ansteuerung des Prüfstec
kers zur Aktivierung entsprechender, mit der momentan interes
sierenden Sicherung elektrisch verbundener Prüfkontakte gesche
hen.
Vorzugsweise wird das Prüfgerät 6 im Sinne einer fehlerfreien
Verfahrensdurchführung einer Bedienperson über das Display 7
entsprechende Aufforderungen zeigen, welche Maßnahmen gerade zu
ergreifen sind.
Für jeden Sicherungs-Widerstandswert RSi, RSi+1 etc. ist im
Prüfgerät ein eigener Speicherplatz vorgesehen, es sei denn, es
würde für jede Sicherung zunächst der Widerstand und dann so
fort der an dieser entstehende Spannungsabfall ermittelt und
ausgewertet. Dann könnte der Widerstandswert-Speicher jedesmal
überschrieben werden, allerdings müßte auch jedesmal zwischen
der Widerstands- und der folgenden Spannungs(abfall)messung
umgeschaltet werden.
Sind alle interessierenden Sicherungs-Widerstände RSi ermittelt
und gespeichert worden, wird das Prüfgerät 6 im Schritt 204 auf
die Spannungs(abfall)messung umgeschaltet.
Der Prüfstecker 7 bleibt für diesen nächsten Schritt mit den
Sicherungen 2 unverändert kontaktiert.
Sodann wird im Schritt 205 der jeweilige Verbraucher Vi mittels
seines Betriebsschalters eingeschaltet - auch hierzu kann über
das Display 7 des Prüfgeräts 6 eine Anweisung an die Bedien
person ergehen -, so daß bei ordnungsgemäßem Zustand der regu
läre Betriebsstrom des Verbrauchers aus der Spannungsquelle
über die zugeordnete Sicherung Si gezogen wird.
Die Betriebsschalter 4 werden einzeln der Reihe nach oder gleich
zeitig geschlossen, je nachdem, welche Möglichkeiten das Prüf
gerät hat. Im Hinblick auf die meist begrenzte Leistung der
Gleichspannungsquelle 2 in Kraftfahrzeugen ist aber zu empfeh
len, die Verbraucher Vi, die zum Teil beträchtliche Ströme zie
hen, einzeln zu prüfen, damit kein quellenseitiger Spannungsein
bruch auftritt. Zur Absicherung der Meßergebnisse kann das Prüf
gerät auch gleichzeitig mit der Gleichspannungsquelle verbunden
werden, um deren momentane Spannung mit zu erfassen.
An der Sicherung tritt ein wenn auch geringer, so doch meßbarer
Spannungsabfall USi auf, der im Schritt 206 über den Prüfstecker
bzw. dessen Prüfspitzen gemessen und wie bereits der Widerstands
wert im Prüfgerät gespeichert wird.
Als ein weiteres "Abfallprodukt" kann mit diesem Schritt unter
Umständen auch eine Fehlbelegung eines Steckplatzes im Siche
rungskasten 1 nachgewiesen werden, wenn z. B. anstelle einer
8-A-Sicherung eine 25-A-Sicherung gesteckt wurde, deren Span
nungsabfall deutlich geringer als der der 8-A-Sicherung sein
dürfte. Weil im Prüfgerät bzw. in dessen Rechner die zu erwar
tenden Werte bzw. die richtigen Steckplatzbelegungen gespei
chert sind, können die gemessenen Spannungen mit Toleranzbe
reichen auf Abweichungen verglichen werden. Spannungsabfälle
außerhalb der zugeordneten Toleranzbereiche können über das
Display 7 des Prüfgeräts 6 gemeldet werden.
Es könnte auch ein Plausibilitätstest anhand des gespeicherten
Nennstromwertes des zugeordneten Verbrauchers durchgeführt wer
den, wobei z. B. ein Verbraucher mit Betriebsstrom 6 A nicht
mit einer 25-A-Sicherung abgesichert sein sollte.
Im Schritt 207 wird wiederum abgefragt, ob noch weitere Ver
braucher Vi+1 etc. in derselben Routine geprüft werden müssen.
Ist dies der Fall, so werden die Schritte 205 und 206 entspre
chend der Anzahl der zu prüfenden Verbraucher wiederholt.
Nach Abschluß der Spannungsabfallmessung(en) werden im Schritt
208 aus den gemessenen Größen USi und RSi der Sicherungen die
jeweiligen Ströme IVi der Verbraucher Vi mit dem Ohmschen Ge
setz berechnet.
Im Auswerteschritt 209 wird im Prüfgerät durch Vergleich der
berechneten Ströme IVi mit gespeicherten, verbraucherspezifisch
zulässigen Stromwerten (unterer zulässiger Wert Izulu, oberer
zulässiger Wert Izulo) geprüft - z. B. unter Einsatz von Schwell
wertschaltern oder dgl. -, ob erstere im zulässigen Bereich
liegen.
Ist dies für alle Verbraucher Vi der Fall, so kann das Prüf
verfahren mit dem Schritt 111 "ENDE" abgeschlossen werden. Ist
dies jedoch für einen oder mehrere Verbraucher nicht der Fall,
so wird im Schritt 110 vor dem Abschluß des Verfahrens das Dis
play 7 für eine Anzeige aktiviert, welcher Verbraucher und ggf.
auch warum dieser wahrscheinlich defekt ist.
Natürlich könnte auch anstelle der Stromauswertung direkt der
an der jeweiligen Sicherung gemessene Spannungsabfall ausge
wertet werden, wenn im Prüfgerät entsprechende zulässige Be
reiche mit eindeutiger Zuordnung zu den jeweils vorher gemes
senen Sicherungs-Widerstandswerten und zu den Verbraucherdaten
gespeichert sind.
Die beschriebene Vorgehensweise hat offenkundig gegenüber dem
Stand der Technik den Vorteil, daß die elektrischen Stromkreise
mit den zu prüfenden Verbrauchern in ihrem betriebsmäßigen Zu
stand bleiben. Es können deshalb keine Ergebnisverfälschungen
durch zu Prüfzwecken vorgenommene Manipulationen auftreten.
Hauptsächlich kann das Verfahren bei der Endabnahme von zur
Auslieferung an den Kunden anstehenden Fahrzeugen angewendet
werden; natürlich kann aber auch in Werkstätten eine Schnell
diagnose damit vorgenommen werden.
Claims (10)
1. Verfahren zum Prüfen von elektrischen, jeweils durch eine
zugeordnete Sicherung abgesicherten Verbrauchern in einem Fahr
zeug-Bordnetz, bei dem mittels eines Prüfgeräts ein an einem in
eine Leitung zwischen einem Verbraucher und einer Spannungs
quelle eingeschleiften Meßwiderstand entstehender, von der tat
sächlichen Stromaufnahme des eingeschalteten Verbrauchers abhän
giger Spannungsabfall erfaßt und durch Vergleich mit einem zu
lässigen, verbraucherspezifischen Wert ausgewertet wird, um bei
außerhalb eines zulässigen Bereichs liegendem Spannungsabfall
an dem Meßwiderstand eine Anzeigeeinrichtung zu aktivieren,
dadurch gekennzeichnet,
daß mittels des Prüfgeräts (6) zunächst der Widerstand (RSi)
der den jeweiligen zu prüfenden Verbraucher absichernden, als
Meßwiderstand zu verwendenden Sicherung (S1, S2; Si) und dann
der von der Stromaufnahme des eingeschalteten Verbrauchers (V1,
V2; Vi) abhängige Spannungsabfall (USi) an dieser Sicherung
(S1, S2; Si) ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der bei eingeschaltetem Verbraucher (V1, V2; Vi) über die
zugeordnete Sicherung (S1, S2; Si) fließende Strom aus den ge
messenen Werten (RSi, USi) berechnet und mit gespeicherten,
verbraucherspezifisch zulässigen Stromwerten verglichen wird,
um bei unzulässigen Abweichungen ein Defektsignal zu erzeugen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Widerstand der Sicherung (S1, S2; Si) im Einbauzustand
bei ausgeschaltetem Verbraucher (V1, V2; Vi) durch Anlegen ei
ner von dem Prüfgerät (6) gelieferten definierten stabilen Meß
spannung über einen mit dem Prüfgerät (6) und der Sicherung
(S1, S2, Si) elektrisch verbundenen Prüfstecker (5) und Messung
des von dieser Spannung über die Sicherung (S1, S2; Si) getrie
benen Stroms ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Widerstand der Sicherung (S1, S2; Si) im Einbauzustand
bei ausgeschaltetem Verbraucher (V1, V2; Vi) durch Treiben ei
nes von dem Prüfgerät (6) gelieferten definierten stabilen Stroms
über die Sicherung über einen mit dem Prüfgerät (6) und der
Sicherung (S1, S2; Si) elektrisch verbundenen Prüfstecker (5)
und Messung der dazu benötigten Spannung ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Kontaktieren der eingesteckten Sicherung (S1, S2, Si)
bei der Widerstandsmessung die dieser zugeordneten Steckkontakte
(1K) eines Sicherungskastens (1) zur Miterfassung von Übergangs
widerständen an den Sicherungskontakten (SK) benutzt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Anzeigeeinrichtung (Display 7) des Prüfgeräts (6) zur
Anzeige eines Sicherungsdefekts aktiviert wird, wenn der Wi
derstand der Sicherung zu hoch ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Vergleich des Spannungsabfalls an der Sicherung mit
einem Toleranzbereich vorgenommen wird und daß eine Anzeige
einrichtung (Display 7) des Prüfgeräts (6) zur Erkennung einer
Fehlbelegung aktiviert wird, wenn der gemessene Spannungsabfall
außerhalb dieses Toleranzbereichs liegt.
8. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Prüfgerät (6) Identifikationsmerkmale des zu prüfenden
Fahrzeugs und dessen elektrischer Ausrüstung - Verbraucher,
zulässige Betriebsströme, Sollstromstärke der zugehörigen Si
cherungen einschließlich eventueller Sonderausstattungen - vor
gegeben werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Identifikationsmerkmale dem Prüfgerät (6) über geeig
nete Codes, insbesondere mittels fahrzeugspezifischer Daten
träger wie Codekarten oder Schlüsseln mit Speicherchip, einge
lesen werden.
10. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Prüfgerät (6) mittels eines über eine Multiplexleitung
(8) angeschlossenen mehrpoligen Prüfsteckers (5) gleichzeitig
mit mehreren Sicherungen kontaktierbar ist und daß der Prüf
stecker (5) über die Multiplexleitung (8) zur Aktivierung von
mit einer jeweils zu messenden Sicherung verbundenen Prüfkon
takten steuerbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19914130978 DE4130978C2 (de) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | Verfahren zum Prüfen von elektrischen, abgesicherten Verbrauchern in einem Fahrzeug-Bordnetz |
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ID=6440845
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