DE102018122565B4

DE102018122565B4 - Method and measuring arrangement for determining the aging of fuses

Info

Publication number: DE102018122565B4
Application number: DE102018122565.2A
Authority: DE
Inventors: Sevak Khachadorian; Andreas Kiebele
Original assignee: Kromberg and Schubert GmbH and Co KG
Current assignee: Kromberg and Schubert Automotive GmbH and Co KG
Priority date: 2018-09-14
Filing date: 2018-09-14
Publication date: 2020-04-09
Anticipated expiration: 2038-09-15
Also published as: DE102018122565A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln der Alterung einer oder mehreren elektrischer Sicherungen mittels einer indirekten Ermittlung des elektrischen Widerstands. Dies erfolgt über eine Referenzmessung mit wenigstens einem Halbleiterschalter, einem Referenz-Widerstand und einer Strom- oder Spannungsquelle, die in Reihe geschalten sind, einer Temperaturmessstelle an der Sicherung, wenigstens einem Spannungsmessgerät zur Bestimmung des Spannungsabfalls an der wenigstens einen Sicherung und einem Spannungsmessgerät zur Bestimmung des Spannungsabfalls an dem Referenz-Widerstand.

The invention relates to a method for determining the aging of one or more electrical fuses by means of an indirect determination of the electrical resistance. This takes place via a reference measurement with at least one semiconductor switch, a reference resistor and a current or voltage source which are connected in series, a temperature measuring point on the fuse, at least one voltage measuring device for determining the voltage drop on the at least one fuse and a voltage measuring device for determining the voltage drop across the reference resistor.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln der Alterung einer oder mehreren elektrischer Sicherungen mittels einer indirekten Ermittlung des elektrischen Widerstands.The invention relates to a method for determining the aging of one or more electrical fuses by means of an indirect determination of the electrical resistance.

Die Charakteristik und Lebensdauer von Sicherungen, insbesondere Schmelzsicherungen im Automotiv-Bereich, insbesondere im eingebauten Zustand, kann sich über die Zeit oder durch Umwelteinflüsse, wie z.B. der Temperatur oder der Strombelastung, ändern. Dies kann dazu führen, dass die Sicherung nach einer bestimmten Betriebszeit nicht rechtzeitig oder bei korrektem Stromfluss auslöst. Ein unbeabsichtigtes Auslösen einer Sicherung im Fahrzeug ist ebenso unerwünscht wie der Ausfall der Sicherung und bringt unnötige Einschränkungen in der Funktionalität des Fahrzeugs mit sich. Insbesondere im Fall einer sicherheitsrelevanten Funktionalität führt das unbeabsichtigte Auslösen zu erhöhtem Risiko und muss deshalb prädiktiv erkannt werden. Die Druckschrift DE 10 2016 106 361 A1 offenbart beispielsweise eine Möglichkeit die Lebensdauer einer Schmelzsicherung in einem Schmelzsicherungssystem zu ermitteln. Ferner zeigt die Druckschrift DE 10 2015 216 223 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung eines Zeitpunktes für einen prophylaktischen Austausch einer elektrischen Komponente.The characteristics and lifespan of fuses, in particular fuses in the automotive sector, in particular when installed, can change over time or due to environmental factors such as temperature or current load. This can mean that the fuse does not trip in time after a certain operating time or if the current flows correctly. Unintentional triggering of a fuse in the vehicle is just as undesirable as the failure of the fuse and brings with it unnecessary restrictions in the functionality of the vehicle. In the case of a safety-relevant functionality in particular, the unintentional triggering leads to increased risk and must therefore be recognized predictively. The publication DE 10 2016 106 361 A1 For example, discloses a way to determine the life of a fuse in a fuse system. The publication also shows DE 10 2015 216 223 A1 a device and a method for determining a time for a prophylactic exchange of an electrical component.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung vorbesagte Nachteile zu überwinden und ein Verfahren zum Ermitteln der Alterung einer oder mehrerer elektrischer Sicherungen bereit zu stellen, mittels dem sich die Alterung von Sicherungen auf eine effiziente und kostengünstige Weise bestimmen lässt.It is therefore an object of the present invention to overcome the aforementioned disadvantages and to provide a method for determining the aging of one or more electrical fuses, by means of which the aging of fuses can be determined in an efficient and cost-effective manner.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Anspruch 1 sowie gemäß Anspruch 12 gelöst.This object is achieved by the combination of features according to claim 1 and according to claim 12.

Erfindungsgemäß wird daher ein Verfahren zum Ermitteln der Alterung einer oder mehreren elektrischer Sicherungen vorgeschlagen. Dies erfolgt mittels einer indirekten Ermittlung des elektrischen Widerstands über eine Referenzmessung an einem Referenzwiderstand, wobei hierzu wenigstens ein Halbleiterschalter, der Referenz-Widerstand und eine Strom- oder Spannungsquelle in Reihe geschalten sind. Ferner weist die Messanordnung eine Temperaturmessstelle an der Sicherung, wenigstens ein Spannungsmessgerät zur Bestimmung des Spannungsabfalls an der wenigstens einen Sicherung und ein Spannungsmessgerät zur Bestimmung des Spannungsabfalls an dem Referenz-Widerstand auf. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

a) Messen einer Sicherungstemperatur T, eines Spannungsabfalls V_R an dem Referenz-Widerstand und eines Spannungsabfall V_F an der Sicherung,
b) Berechnen eines auf eine Referenztemperatur normalisierten Widerstandswerts R_F(T₀) des Widerstand der Sicherung (im Folgenden: Sicherungswiderstand genannt) über die folgende Gleichung: $R_{F (T_{0})} = R_{R (T_{0})} \frac{V_{F}}{V_{R}} \frac{1 + \propto_{R} (T - T_{0})}{1 + \propto_{F} (T - T_{0})},$
wobei R_R(T₀) ein auf die Referenztemperatur normalisierter Widerstand des Referenz-Widerstands, α_F ein Temperaturkoeffizienten des Widerstandswertes der Sicherung, α_R ein Temperaturkoeffizient des Widerstandswertes des Referenz-Widerstands und T₀ die Referenztemperatur darstellt,
c) Abspeichern des auf die Referenztemperatur normalisierten Widerstands des Sicherungswiderstands in einem Datenspeicher,
d) Ermittlung der Sicherungswiderstandsänderung ΔR_F(T₀) mit Hilfe der abgespeicherten Daten in dem Datenspeicher,
e) Ermittlung einer Rest-Lebensdauer der Sicherung mittels der Sicherungswiderstandsänderung ΔR_F(T₀).

According to the invention, therefore, a method for determining the aging of one or more electrical fuses is proposed. This is done by means of an indirect determination of the electrical resistance via a reference measurement on a reference resistor, for which purpose at least one semiconductor switch, the reference resistor and a current or voltage source are connected in series. Furthermore, the measuring arrangement has a temperature measuring point on the fuse, at least one voltage measuring device for determining the voltage drop on the at least one fuse and a voltage measuring device for determining the voltage drop on the reference resistor. The process includes the following steps:

a) measuring a fuse temperature T, a voltage drop V _R across the reference resistor and a voltage drop V _F across the fuse,
b) Calculating a resistance value R _F (T ₀ ) of the resistance of the fuse (hereinafter referred to as fuse resistance) normalized to a reference temperature using the following equation: $R_{F (T_{0})} = R_{R (T_{0})} \frac{V_{F}}{V_{R}} \frac{1 + \propto_{R} (T - T_{0})}{1 + \propto_{F} (T - T_{0})},$
where R _R (T ₀ ) is a resistance of the reference resistor normalized to the reference temperature, α _{F is} a temperature coefficient of the resistance value of the fuse, α _{R is} a temperature coefficient of the resistance value of the reference resistor and T _{0 is} the reference temperature,
c) storing the resistance of the fuse resistor normalized to the reference temperature in a data memory,
d) determining the change in fuse resistance ΔR _F (T ₀ ) with the aid of the stored data in the data memory,
e) Determination of a remaining fuse life using the fuse resistance change ΔR _F (T ₀ ).

Die primäre Charakteristik, mit welcher die Alterung und demzufolge die Auslösecharakteristik einer Sicherung quantifiziert werden kann, ist der elektrische Widerstand. Eine Alterung der Sicherung führt zu einer Veränderung der Auslösecharakteristik. Um den Widerstand einer Sicherung zu bestimmen müssen gleichzeitig der Spannungsabfall und der Strom über das Bauteil, als auch die Temperatur des Bauteils ermittelt werden. Mit diesen gemessenen Größen kann über entsprechende Formeln der Widerstand normalisiert auf die Referenztemperatur und folglich die Alterung der Sicherung bestimmt werden. Durch eine indirekte Bestimmung der elektrischen Stromstärke über eine Referenzmessung mit dem Referenzwiderstand wird der Bedarf eine Strommessvorrichtung einzubauen, vermieden. Des Weiteren führt die Referenzmessung zu einem konstanten Strom welcher einfach mit dem Spannungsabfall korreliert werden kann. Gleichzeitig führt der kurzzeitige Stromfluss dieser Referenzmessung dazu, dass die Temperatur im Bauteil während der Messung konstant bleibt. Vorteilhaft daran ist, dass aufgrund des konstanten Stroms die Korrelation mit dem Spannungsabfall genauer wird. Ferner ist keine direkte Strommessung notwendig, wodurch eine Effizienzsteigerung im Betrieb und eine Kostenersparnis resultiert. Der während der Durchführung des Verfahrens kleine und kurzzeitige Stromfluss vermeidet eine Erwärmung durch Stromfluss. Dies hat zur Folge, dass eine Verfälschung aufgrund der Temperaturabhängigkeit des Widerstands vermieden wird. Der Referenzwiderstand ermöglicht eine genaue Bestimmung des Sicherungswiderstands. Außerdem ist es ausreichend, die Messung in bestimmten Intervallen durchzuführen und das Verfahren kann so zu geeigneten Zeitpunkten ausgeführt werden.The primary characteristic with which the aging and therefore the tripping characteristic of a fuse can be quantified is the electrical resistance. An aging of the fuse leads to a change in the tripping characteristic. To determine the resistance of a fuse, the voltage drop and the current across the component, as well as the temperature of the component, must be determined simultaneously. With these measured values, the resistance can be normalized to the reference temperature and consequently the aging of the fuse can be determined using appropriate formulas. The need to install a current measuring device is avoided by an indirect determination of the electrical current strength via a reference measurement with the reference resistor. Furthermore, the reference measurement leads to a constant current which can easily be correlated with the voltage drop. At the same time, the brief current flow of this reference measurement means that the temperature in the component remains constant during the measurement. The advantage of this is that due to the constant current, the correlation with the voltage drop becomes more precise. In addition, no direct current measurement is necessary, which results in an increase in efficiency in operation and a cost saving. The small and brief current flow during the implementation of the method avoids heating due to current flow. As a result, falsification due to the temperature dependence of the resistance is avoided. The reference resistance enables an exact determination of the fuse resistance. In addition, it is sufficient to carry out the measurement at specific intervals and the method can thus be carried out at suitable times.

Ein allgemein formulierter Grundgedanke der Erfindung besteht in der Durchführung des Verfahrens mit den folgenden Verfahrensschritten:

i. Eine Last an der Sicherung ist inaktiv und der Referenz-Widerstand besitzt einen auf die Sicherung abgestimmten elektrische Widerstand,
ii. Messen eines Spannungsabfalls an dem Referenz-Widerstand
iii. Messen eines Spannungsabfalls an der Sicherung
iv. Messen einer Sicherungstemperatur
v. Berechnen eines auf die Sicherungstemperatur normalisierten Widerstands des Referenzwiderstands
vi. Berechnen einer elektrischen Stromstärke an dem Widerstand mittels der Daten von Schritt ii), iv) und v), wobei gilt, dass die elektrische Stromstärke an der Sicherung gleich der elektrischen Stromstärke an dem Widerstand ist,
vii. Berechnen des Sicherungswiderstands mittels der Daten von Schritt iii) und vi),
viii. Berechnen eines auf eine Referenztemperatur normalisierten Widerstands des Sicherungswiderstands mittels der Daten von Schritt vii) und iv),
ix. Abspeichern des auf die Referenztemperatur normalisierten Widerstands des Sicherungswiderstands in einem Datenspeicher,
x. Ermittlung einer Sicherungswiderstandsänderung mit Hilfe der abgespeicherten Daten in dem Datenspeicher,
xi. Ermittlung einer Rest-Lebensdauer der Sicherung mittels der Sicherungswiderstandsänderung,
xii. Ermittlung einer Auslösecharakteristik der Sicherung mittels der Sicherungswiderstandsänderung.

A generally formulated basic idea of the invention consists in carrying out the method with the following method steps:

i. A load on the fuse is inactive and the reference resistor has an electrical resistance matched to the fuse,
ii. Measure a voltage drop across the reference resistor
iii. Measure a voltage drop across the fuse
iv. Measure a fuse temperature
v. Calculate a resistance of the reference resistor normalized to the fuse temperature
vi. Calculating an electrical current at the resistor using the data from step ii), iv) and v), the electrical current at the fuse being equal to the electrical current at the resistor,
vii. Calculating the fuse resistance using the data from step iii) and vi),
viii. Calculating a resistance of the fuse resistor normalized to a reference temperature using the data from steps vii) and iv),
ix. Storing the resistance of the fuse resistor normalized to the reference temperature in a data memory,
x. Determination of a change in fuse resistance using the stored data in the data memory,
xi. Determination of a residual fuse life using the fuse resistance change,
xii. Determination of a tripping characteristic of the fuse by changing the fuse resistance.

In einer vorteilhaften Durchführungsvariante des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Ermittlung einer Auslösecharakteristik der Sicherung mittels der Sicherungswiderstandsänderung von Schritt d) bzw. x) erfolgt.In an advantageous implementation variant of the method, provision is made for the triggering characteristic of the fuse to be determined by means of the change in fuse resistance from step d) or x).

Vorzugsweise wird das Verfahren so ausgeführt, dass das Messen der Sicherungstemperatur von Schritt a) bzw. iv) mittels der Temperaturmessstelle an der Sicherung gemessen wird.The method is preferably carried out such that the measurement of the fuse temperature from step a) or iv) is measured by means of the temperature measuring point on the fuse.

In einem Durchführungsbeispiel des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Messen des Spannungsabfalls von Schritt a) mittels des Spannungsmessgeräts an dem Referenz-Widerstand gemessen wird.In an exemplary embodiment of the method it is provided that the measurement of the voltage drop from step a) is measured by means of the voltage measuring device at the reference resistor.

Ferner ist günstig, dass das Messen des Spannungsabfalls von Schritt a) mittels des Spannungsmessgeräts an der wenigstens einen Sicherung gemessen wird.It is also favorable that the measurement of the voltage drop from step a) is measured by means of the voltage measuring device on the at least one fuse.

In einer weiteren vorteilhaften Variante ist vorgesehen, dass ein auf die Sicherungstemperatur normalisierter Widerstand des Referenzwiderstands mit folgender Gleichung R_R(T)=R_R(T
0)(1+α_R(T-T₀)) ermittelt wird.In a further advantageous variant, it is provided that a resistance of the reference resistor normalized to the fuse temperature with the following equation R _R (T) = R _{R (T} ₀ ₎ (1 + α _R (TT ₀ )) is determined.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird in einer Variante ausgeführt, dass eine elektrischen Stromstärke an dem Widerstand über die Gleichung I_R = V_R/ R_R ermittelt wird.The method according to the invention is carried out in a variant that an electrical current intensity at the resistor is determined using the equation I _R = V _R / R _R.

In einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist weiter vorgesehen, dass die elektrische Stromstärke an der Sicherung gleich der elektrischen Stromstärke an dem Widerstand ist.In one embodiment of the method, it is further provided that the electrical current strength at the fuse is equal to the electrical current strength at the resistor.

Weiter vorteilhaft ist es, wenn ein auf die Sicherungstemperatur normalisierter Widerstand des Sicherungswiderstands über die Gleichung R_F(T) = V_F/I_F ermittelt wird. It is also advantageous if a resistance of the fuse resistor normalized to the fuse temperature is determined using the equation R _F (T) = V _F / I _F.

In einer Ausführung des vorliegenden Verfahrens ist ferner vorgesehen, dass der auf die Referenztemperatur (T0) normalisierte Widerstand (RF(T0)) über die Gleichung R_F(T
0)=R_F1(T)/(1+∝_F(T-T₀)) ermittelt wird.In an embodiment of the present method, it is further provided that the resistance (RF (T0)) normalized to the reference temperature (T0) via the equation R _{F (T} ₀ ₎ = R _F1 (T) / (1 + ∝ _F (TT ₀ )) is determined.

In einer bevorzugten Durchführungsform des Verfahrens wird die Ermittlung der Lebensdauer und der Auslösecharakteristik der Sicherung anhand in dem Datenspeicher hinterlegten Kennfeldern erfolgt.In a preferred embodiment of the method, the determination of the service life and the tripping characteristic of the fuse is carried out on the basis of characteristic maps stored in the data memory.

Erfindungsgemäß wird ferner eine Messanordnung zur Bestimmung der Alterung von Sicherungen in einer Fahrzeugsicherungsbox nach dem vorstehenden Verfahren vorgeschlagen. Die Messanordnung umfasst eine Strom- oder Spannungsquelle und wenigstens eine Sicherung, die in Reihe geschalten sind. Außerdem ist wenigsten ein Spannungsmessgerät zur Bestimmung des Spannungsabfalls an der wenigstens einen Sicherung und eine Temperaturmessstelle zur Bestimmung der Sicherungstemperatur vorgesehen. Dabei ist ein Referenz-Widerstand in Reihe an die Sicherung geschalten und ein Spannungsmessgerät zur Bestimmung des Spannungsabfalls an dem Referenz-Widerstand vorgesehen.According to the invention, a measuring arrangement for determining the aging of fuses in a vehicle fuse box according to the above method is also proposed. The measuring arrangement comprises a current or voltage source and at least one fuse, which are connected in series. In addition, at least one voltage measuring device for determining the voltage drop at the at least one fuse and a temperature measuring point for determining the fuse temperature are provided. A reference resistor is connected in series to the fuse and a voltage measuring device is provided to determine the voltage drop across the reference resistor.

In einer ebenfalls vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass ein der Spannungspfad eine Last L und einen Abzweig für den Referenz-Widerstand aufweist. Das Aktivieren des Abzweigs über die Reihenschaltung der Messanordnung erfolgt lastfrei und mittels Auslösen des Halbleiterschalters.In a likewise advantageous embodiment variant, it is provided that one of the voltage paths has a load L and a branch for the reference resistor. The branch is activated via the series connection of the measuring arrangement without load and by triggering the semiconductor switch.

In einer Weiterbildung der vorliegenden Messanordnung ist ferner vorgesehen, dass für jede der einen oder mehreren elektrischen Sicherungen ein Spannungspfad, bestehend aus der jeweiligen Sicherung und einem Halbleiterschalter, zwischen der Strom- oder Spannungsquelle und dem Referenz-widerstand in einer Parallelschaltung angeordnet ist.In a further development of the present measuring arrangement, it is further provided that for each of the one or more electrical fuses, a voltage path, consisting of the respective fuse and a semiconductor switch, is arranged in a parallel connection between the current or voltage source and the reference resistor.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Ermittlung der Restlebensdauer einer Sicherung nur ein dieser Sicherung im jeweiligen Spannungspfad zugeordneter Halbleiterschalter aktiv ist und die weiteren Halbleiterschalter ausgeschalten sind.In one embodiment of the invention it is provided that when determining the remaining service life of a fuse, only one semiconductor switch assigned to this fuse in the respective voltage path is active and the other semiconductor switches are switched off.

In einer weiteren vorteilhaften Variante ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zur Ermittlung der elektrischen Stromstärke an dem Widerstand ein Hall-Sensor benutzt wird.In a further advantageous variant, it is provided according to the invention that a Hall sensor is used to determine the electrical current strength at the resistor.

Ferner ist eine Ausführungsvariante günstig, bei der zur Ermittlung der elektrischen Stromstärke an dem Widerstand eine geregelte Stromquelle, die einen eindeutig definierten Strom auf die Sicherung abgibt, benutzt wird.Furthermore, an embodiment variant is favorable in which a regulated current source, which outputs a clearly defined current to the fuse, is used to determine the electrical current intensity at the resistor.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Messanordnung zur Bestimmung der Alterung von Sicherungen in einer Fahrzeugsicherungsbox,
2 eine graphische Darstellung einer beispielhaften Sicherungswiderstandsänderung aufgrund von Alterung.

Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are shown below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to the figures. Show it:

1 1 shows a schematic representation of a measuring arrangement for determining the aging of fuses in a vehicle fuse box,
2nd a graphical representation of an exemplary change in fuse resistance due to aging.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Messanordnung zur Bestimmung der Alterung von Sicherungen F in einer Fahrzeugsicherungsbox. Die Strom- oder Spannungsquelle Q ist mit dem Massepotential des Fahrzeugs verbunden. Ferner ist in Reihe an die Strom- oder Spannungsquelle Q eine Parallelschaltung mit zwei Spannungspfaden jeweils bestehend aus einer Sicherung F und einer Last L, die in Reihe geschalten sind, angeschlossen. Die beiden Lasten L sind ebenfalls mit dem Massepotential des Fahrzeugs verbunden. Beide Spannungspfade der Parallelschaltung weisen je einen Abzweig mit einem Halbleiterschalter HL auf. An die Parallelschaltung der Spannungspfade der beiden Sicherungen F ist in Reihe ein Referenz-Widerstand R_R geschalten, der wiederum mit dem Massepotential des Fahrzeugs verbunden ist. Ferner ist an die beiden Sicherungen F ein Spannungsmessgerät M_F zur Bestimmung des Spannungsabfalls der jeweiligen Sicherung F in der Fahrzeugsicherungsbox angeordnet. Die Messanordnung umfasst außerdem eine Temperaturmessstelle M_T zur Bestimmung der jeweiligen Sicherungstemperatur T an einer der beiden Sicherungen F. Darüber hinaus ist ein Spannungsmessgerät M_R zur Bestimmung des Spannungsabfalls an dem Referenz-Widerstand R_R vorgesehen. Die Temperaturmessstelle M_T , das Spannungsmessgerät M_F und das Spannungsmessgerät M_R sind jeweils mit einem Steuergerät verbunden, das die Übermittelung der gemessenen Daten von der Temperaturmessstelle M_T und den beiden Spannungsmessgeräten M_F , M_R zu dem Datenspeicher 1 regelt. 1 shows a schematic representation of a measuring arrangement for determining the aging of fuses F in a vehicle fuse box. The current or voltage source Q is connected to the ground potential of the vehicle. It is also connected in series to the current or voltage source Q a parallel connection with two voltage paths each consisting of a fuse F and a burden L connected in series. The two loads L are also connected to the ground potential of the vehicle. Both voltage paths of the parallel connection each have a branch with a semiconductor switch HL on. The parallel connection of the voltage paths of the two fuses F is a reference resistor in series R _R switched, which in turn is connected to the ground potential of the vehicle. Furthermore, the two fuses F a voltage measuring device M _F to determine the voltage drop of the respective fuse F arranged in the vehicle fuse box. The measuring arrangement also includes a temperature measuring point M _T to determine the respective fuse temperature T on one of the two fuses F . In addition, a tension meter M _R to determine the voltage drop across the reference resistor R _R intended. The temperature measuring point M _T , the voltage measuring device M _F and the tension meter M _R are each connected to a control unit that transmits the measured data from the temperature measuring point M _T and the two voltage measuring devices M _F , M _R to the data store 1 regulates.

In einer weiteren nicht näher dargestellten Ausführungsform kann die Messanordnung auch nur über einen Spannungspfad mit einer einzigen Sicherung F und einer Last L verfügen. Ferner ist dann auch nur ein Abzweig mit einem Halbleiterschalter HL zu dem Referenz-Widerstand R an den Spannungspfad geschalten. Diese Ausführungsvariante entspricht im Übrigen der Ausführungsvariante aus 1 und wird deshalb nicht näher erläutert.In a further embodiment, which is not shown in detail, the measuring arrangement can also be operated only via a voltage path with a single fuse F and a burden L feature. Furthermore, there is also only one branch with a semiconductor switch HL to the reference resistor R switched to the voltage path. This embodiment variant otherwise corresponds to the embodiment variant 1 and is therefore not explained in more detail.

2 zeigt eine graphische Darstellung einer beispielhaften Sicherungswiderstandsänderung ΔR_F(T₀) einer beispielhaften 40 A Schmelzsicherung aufgrund von Alterung. Die über die Gleichung von Schritt b) berechneten Werte des auf die Referenztemperatur T0 normalisierten Widerstands R_F(T₀) des Sicherungswiderstands R_F sind in Abhängigkeit der Arbeitsstunden der Sicherung dargestellt. Dabei wurden folgende Messauflösungen angenommen: Wertebereich Auflösung Spannungsabfall über den Referenz-Widerstand R_R Ca. 12 V 10 Bit Temperaturdifferenz der Referenztemperatur T₀ zur Normaltemperatur Bis zu 40°C 0,1 °C Spannungsabfall über der Sicherung F 0,025 V 100 µv Angelegter kurzzeitiger Teststrom (am Beispiel 40A Sicherung) 20 A 2nd shows a graphical representation of an exemplary change in fuse resistance ΔR _F (T ₀ ) of an exemplary 40 A fuse due to aging. The values of the resistance R _F (T ₀ ) of the fuse resistor, normalized to the reference temperature T0, calculated using the equation from step b) R _F are shown depending on the working hours of the backup. The following measurement resolutions were assumed: Range of values resolution Voltage drop across the reference resistor R _R Approx. 12 V 10 bit Temperature difference between the reference temperature T _{0 and} the normal temperature Up to 40 ° C 0.1 ° C Voltage drop across fuse F 0.025 V 100 µv Short-term test current applied (40A fuse as an example) 20 A.

Dies führt zu einer Auflösung in der Bestimmung des auf eine Referenztemperatur T₀ normalisierten Widerstands R_F(T₀) des Sicherungswiderstands R_F von 5 µΩ. Die minimal zu erwartende Änderung des Sicherungswiderstands R_F(T₀) durch Alterung bei einer 40 A-Sicherung beträgt in etwa 50 µΩ. Ferner ist eine Gerade in 2 dargestellt, die eine Trendlinie der Alterung der Sicherung repräsentiert.This leads to a resolution in the determination of the resistance R _F (T ₀ ) of the fuse resistance R _F of 5 μΩ normalized to a reference temperature T ₀ . The minimum expected change in fuse resistance R _F (T ₀ ) due to aging with a 40 A fuse is approximately 50 µΩ. Furthermore, a straight line is in 2nd shown, which represents a trend line of aging of the fuse.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.The embodiment of the invention is not limited to the preferred exemplary embodiment specified above. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the solution shown, even in the case of fundamentally different types.

Claims

Method for determining the aging of one or more electrical fuses (F) by means of an indirect determination of the fuse resistance via a reference measurement with at least one semiconductor switch (HL), a reference resistor (R _R ) and a current or voltage source (Q), which in Are connected in series, a temperature measuring point (M _T ) on the fuse (F), at least one voltage measuring device (M _F ) for determining the voltage drop on the at least one fuse (F) and a voltage measuring device (M _R ) for determining the voltage drop on the reference Resistor (R _R ), comprising the steps of: a) measuring a fuse temperature (T), a voltage drop across the reference resistor (V _R ) and a voltage drop across the fuse (V _F ), b) calculating one to one Reference temperature (T ₀ ) normalized resistance (R _F (T ₀ )) of the fuse resistor (R _F ) using the following equation:

R_{F (T_{0})} = R_{R (T_{0})} \frac{V_{F}}{V_{R}} \frac{1 + \propto_{R} (T - T_{0})}{1 + \propto_{F} (T - T_{0})},

wherein R _R (T ₀₎ is a normalized to the reference temperature (T ₀₎ resistance (R _R (T ₀₎₎ of the reference resistor (R _R) _F α, a temperature coefficient of the fuse (F), _R α is a temperature coefficient of resistance (R) and T ₀ represents the reference temperature (T _0), c) storing the to the reference temperature (T ₀₎ normalized resistance (R _F (T ₀₎ of the fuse resistor (R _F) in a data memory (1), d)) Determination of a change in fuse resistance (ΔR _F (T ₀ )) with the aid of the data stored in the data memory (1), e) Determination of a remaining service life of the fuse (F) by means of the change in fuse resistance (ΔR _F (T ₀ )).

Method for determining the aging of one or more fuses (F) according to Claim 1 , characterized in that the triggering characteristic of the fuse (F) is determined by means of the change in fuse resistance (ΔR _F (T ₀ )) from step d).

Method for determining the aging of one or more fuses (F) according to the Claims 1 and 2nd , characterized in that the measurement of the fuse temperature (T) from step a) is measured by means of the temperature measuring point (M _T ) on the fuse (F).

Method for determining the aging of one or more fuses (F) according to the Claims 1 to 3rd , characterized in that the measurement of the voltage drop (V _R ) from step a) is measured by means of the voltage measuring device (M _R ) at the reference resistor (R _R ).

Method for determining the aging of one or more fuses (F) according to Claim 1 to 4th , characterized in that the measurement of the voltage drop (V _F ) from step a) is measured by means of the voltage measuring device (M _F ) on the at least one fuse (F).

Method for determining the aging of one or more fuses (F) according to Claim 1 to 5 , characterized in that the temperature-dependent resistance of the reference resistor (R _R (T)) using the following equation R _R (T) = R _{R (T} ₀ ₎ (1 + ∝ _R (TT ₀ )) is calculated.

Method for determining the aging of one or more fuses (F) according to Claim 1 to 6 , characterized in that an electrical current (I _R ) across the resistor (R _R ) is determined using the equation I _R = V _R / R _R.

Method for determining the aging of one or more fuses (F) according to Claim 1 to 7 , characterized in that the electrical current (I _F ) at the fuse (F) is equal to the electrical current (I _R ) at the resistor (R _R ).

Method for determining the aging of one or more fuses (F) according to Claim 8 Characterized in that a fuse temperature-dependent resistor (R _F (T)) of the fuse resistor (R _F) is determined via the equation _F R (T) = V _F / I _F.

Method for determining the aging of one or more fuses (F) according to one of the preceding claims, characterized in that the resistance normalized to the reference temperature (T ₀ ) (R _F (T ₀ )) via the equation R _F (T ₀ ) = R _F1 (T) / (1 + ∝ _F (TT ₀ )) is determined.

Method for determining the aging of one or more fuses (F) according to one of the preceding claims, characterized in that the determination of the service life and the tripping characteristic of the fuse (F) takes place on the basis of characteristic diagrams stored in the data memory (1).

Measuring arrangement for determining the aging of fuses (F) in a vehicle fuse box according to the method according to one of the preceding claims, comprising a current or voltage source (Q) and at least one fuse (F) which are connected in series, at least one voltage measuring device (M _F ) for determining the voltage drop at the at least one fuse (F) and a temperature measuring point (M _T ) for determining the fuse temperature (T), a semiconductor switch (HL) and a reference resistor (R _R ) being connected in series to the fuse ( F) is switched and a voltage measuring device (M _R ) is provided for determining the voltage drop across the reference resistor (R _R ).

Measuring arrangement for determining the aging of fuses (F) in a vehicle fuse box according to claim 12, characterized in that the voltage path has a load L and a branch for the reference resistance (R _R ) and the activation of the branch via the series connection of the measuring arrangement without load and by triggering the semiconductor switch (HL).

Measuring arrangement for determining the aging of fuses (F) in a vehicle fuse box according to the Claims 12 and 13 , characterized in that for each of the one or more electrical fuses (F) a path, consisting of the respective fuse (F) and a respective semiconductor switch (HL), between the current or voltage source (Q) and the reference resistor ( R) is arranged in a parallel circuit.

Measuring arrangement for determining the aging of fuses (F) in a vehicle fuse box according to the Claims 12 to 14 , characterized in that when determining the remaining service life of a fuse, only one semiconductor switch (HL) assigned to this fuse in the respective voltage path is active and the other semiconductor switches (HL) are switched off.

Measuring arrangement for determining the aging of fuses (F) in a vehicle fuse box according to the Claims 12 to 15 , characterized in that a Hall sensor is used to determine the electrical current strength (I _R ) at the resistor (R _R ).

Measuring arrangement for determining the aging of fuses (F) in a vehicle fuse box according to the Claims 12 to 15 , characterized in that for the determination of the electrical current strength (I _R ) at the resistor (R _R ) a regulated current source is used which delivers a clearly defined current to the fuse.