DE10028765C2

DE10028765C2 - Vorrichtung zur Potentialversatzerkennung eines Potentialsammelpunktes in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10028765C2
Application number: DE2000128765
Authority: DE
Inventors: Joachim Schenk
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-06-09
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2003-02-20
Anticipated expiration: 2020-06-10
Also published as: DE10028765A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Versatzerkennung eines Potentialsam melpunktes in einem Kraftfahrzeug nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs. Aus der WO 94/08380 ist bereits ein Sensor der Erkennung eines Leckstroms zwischen einem Metallelement in einer Kraftfahrzeugkarosserie und elektrischen Kabeln, die entlang des Metallelements verlaufen, bekannt. Der Sensor umfasst zumindest eine Widerstands messbrücke, die mit zwei elektrischen Polen des Kraftfahrzeugs verbunden ist.

Aus der DE 37 06 786 C1 ist eine Vorrichtung zur Kontrolle von mindestens zwei elekt rischen Verbrauchern in Kraftfahrzeugen, insbesondere von in selbst zündenden Brenn kraftmaschinen vorgesehenen Glühkerzen, die untereinander mittels in Reihe zu den Glühkerzen liegenden Induktivitäten dynamisch entkoppelt sind, wobei mittels einer Ü berwachungseinrichtung die an den von einer Prüfsignalquelle zur Abgabe einer sich än dernden Spannung angesteuerten Verbrauchern anliegende Spannung erfasst wird, vorge schlagen, bei der die Induktivitäten jeweils als Doppellochkerne ausgebildet sind, die eine Wicklung aufweisen, die als Messwiderstand jeweils in Reihe zu den Glühkerzen ge schaltet sind.

Aus der DE 44 15 386 A1 ist ein elektronisches Steuergerät für Kraftfahrzeuge bekannt, wel ches eine Schaltungsanordnung enthält, die einen Prüfstrom durch einen von einem Steuergerät zu betreibenden elektrischen Verbraucher schickt und die Größe dieses Prüfstromes erfasst. Aus der Größe des Prüfstromes lässt sich feststellen, ob das Massepotential des Steuergeräts und das Massepotential des Verbrauchers auf unterschiedlichem Niveau liegen. Je nach Potentialdiffe renz zwischen diesen beiden Massepotentialen können Gegenmaßnahmen zur Vermeidung von Schädigungen elektronischer Bauteile des Steuergeräts getroffen werden. Beispielsweise kann ein Leistungsschalter, über den der Verbraucher mit elektrischer Energie versorgt wird, abge schaltet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Versatz eines Potentialsammelpunkts sicher zu erkennen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen An spruchs gelöst.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ermittlung eines Potentialversatzes in einem Kraftfahrzeug umfasst ein Steuergerät, das die Energieversorgung zumindest einer elekt rischen Last steuert, die mit einem Potentialsammelpunkt elektrisch leitend kontaktiert ist. Es sind Erfassungsmittel zur Erfassung zumindest einer elektrischen Größe, mit der die elektrische Last oder zumindest eine weitere elektrische Last beaufschlagt ist, und Auswertemittel vorgesehen, die einen Fehler wie den Versatz eines Potentialsammel punktes erkennen.

Anhand der messtechnischen Erfassung eines Versatzes eines Potentialsammelpunktes kann dieser Fehler automatisch angezeigt werden. Außerdem können rechtzeitig Hilfs funktionen aktiviert werden. Dadurch werden Fehlfunktionen und eine mögliche Zerstö rung von elektrischen Komponenten schon frühzeitig unterbunden.

Es ist vorgesehen, dass Erfassungsmittel zur Erfassung zumindest einer elektrischen Kenngröße einer weiteren elektrischen Last vorgesehen sind. Insbesondere anhand eines Vergleichs der elektrischen Kenngrößen zweier im fehlerfreien Betrieb identisch arbei tender Lasten kann ein Potentialversatz sicher detektiert werden. Dies kann auch anhand der Änderung des Lastverhaltens einer mitverbundenen Last erfolgen.

Weitere zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprü chen und aus der Beschreibung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung am Beispiel eines Masseversatzes dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

Es zeigen die Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Ermittlung eines Masse versatzes eines Massesammelpunktes in einem Kraftfahrzeug sowie die Fig. 2 eine ge nauere Darstellung eines Steuergeräts.

Der Minuspol einer Batterie 10 ist gegen Masse 11 geschaltet. Der Pluspol der Batterie 10 ist einem Steuergerät 12 zugeführt, das die Energieversorgung der elektrischen Verbraucher 14, 16, 18, 20 steuert. So versorgt das Steuergerät 12 über eine linke Blin kerleitung 13 ein linkes Blinklicht 14, das mit einem linken Potentialsammelpunkt 22 e lektrisch leitend verbunden ist. Ebenso versorgt das Steuergerät 12 über eine rechte Blin kerleitung 17 ein rechtes, gegen einen rechten Potentialsammelpunkt 24 geschaltetes Blinklicht 18. Das Steuergerät 12 steuert weiterhin über eine Bremslichtleitung 15 so wohl ein linkes Bremslicht 16 als auch ein rechtes Bremslicht 20 an. Der linke Potential sammelpunkt 22 des linken Bremslichts 16 und des linken Blinklichts 14 ist normaler weise im fehlerfreien Betrieb ebenfalls mit Masse 11 verbunden. In dem Ausführungsbei spiel jedoch ist eine Unterbrechung des linken Massesammelpunktes 22 zur Masse 11 dargestellt; der linke Massesammelpunkt 22 ist nicht mehr elektrisch leitend mit Masse 11 verbunden. Sowohl das normalerweise gegen Masse 11 geschaltete linke Blinklicht 14 als auch das linke Bremslicht 16 sind nun nicht mehr mit Masse 11 elektrisch leitend kontaktiert. Das rechte Bremslicht 20 ist ebenso wie das rechte Blinklicht 18 mit dem rechten Massesammelpunkt 24 elektrisch leitend verbunden, der wiederum ordnungsge mäß mit Masse 11 kontaktiert ist. Das Steuergerät 12 tauscht Daten über ein Bussystem 26 mit einer Anzeige 28 aus.

In der Fig. 2 ist das Steuergerät 12 näher dargestellt. Es umfasst einen Mikrocontroller 30, der ein Steuersignal für eine Endstufeneinheit 32 generiert. Die Endstufeneinheit 32 ist mit dem Pluspol der Fahrzeugbatterie 10 verbunden. Je nach Steuersignal des Mikro controllers 30 werden die elektrischen Verbraucher 14, 16, 18, 20 mit dem Pluspol der Fahrzeugbatterie 10 verbunden. Über einen sogenannten "Strom-Sense-Ausgang" und ei nen Messwiderstand 34 gibt die Endstufeneinheit 32 einen dem Ausgangsstrom I der je weiligen Endstufe proportionalen Wert an den Mikrocontroller 30 zur Weiterverarbeitung ab.

Das Steuergerät 12 erhält von einem nicht explizit dargestellten Bedienelement über das Bussystem 26 ein Bediensignal, das beispielsweise signalisiert, dass das linke Blinklicht 14 zu aktivieren ist. Dieses entsprechende Bediensignal setzt das Steuergerät 12 in ein Ansteuersignal für eine nicht explizit gezeigte Leistungsendstufe der Endstufeneinheit 32 um, die entsprechend die elektrischen Verbraucher 14, 16, 18, 20 mit der von der Batterie 10 bereitgestellten Energie versorgt, im oben erwähnten Beispiel also das linke Blinklicht 14. Die Leistungsendstufen werden somit als elektronisch gesteuerte Schaltmittel einge setzt. Die die elektrischen Verbraucher 14, 16, 18, 20 ansteuernden Leistungsendstufen sind in der Endstufeneinheit 32 des Steuergeräts 12 integriert.

Das Steuergerät 12 setzt die so erhaltene Fehlerinformation in ein Anzeigenansteuersig nal um, das über das Bussystem 26 zur Ansteuerung an die Anzeige 28 gelangt. Als An zeige 28 kann beispielsweise eine Kontrolllampe aktiviert werden. Alternativ oder zu sätzlich könnte im dem Mikroprozessor 30 eine entsprechende Fehlerinformation "Ver satz des linken Potentialsammelpunktes" eingespeichert werden. Diese Information kann über ein an das Bussystem 26 anschließbares Diagnosegerät ausgelesen werden.

In einer Fehlererkennung ist vorgesehen, die elektrischen Größen U, I zweier identisch angesteuerter Lasten 14, 16, 18, 20, die auch im fehlerfreien Betrieb identisch reagieren sollten, miteinander zu vergleichen. Treten signifikante Unterschiede der beiden elektri schen Größen der identisch arbeitenden Lasten auf, so kann auf einen Fehlerfall wie den Versatz eines Potentialsammelpunktes 22, 24 geschlossen werden.

Anstelle des elektrischen Stromes I kann auch die an dem jeweiligen elektrischen Verbraucher 14, 16, 18, 20 abfallende elektrische Spannung U zur Erkennung eines Ver satzes eines Potentialsammelpunktes 22, 24 ausgewertet werden. Im geschilderten Fehler fall wird die Spannung U am Ausgang des rechten Bremslichts 20 ein Drittel der Versor gungsspannung (Batteriespannung) zyklisch mit der Blinkeransteuerung messbar.

Im in den Figuren dargestellten Fehlerfall tritt bei einer zyklischen Ansteuerung des lin ken Blinklichts 14 auch an der Bremsleuchtenendstufe im Rhythmus des Blinkens eine Spannung U auf. Diese Spannung U mit der Frequenz f (bzw. dem zugehörigen Ein schaltverhältnis t1/t2 o. ä.) ist als Indikator einer fehlerhaften Verschaltung zur weiteren Auswertung heranzuziehen. Da der Rhythmus dem des Blinkens entspricht und die Ver bindungen mit den Massesammelpunkten 22, 24 bekannt sind, ist eine direkte Fehlerein grenzung möglich. Zur Fehlererkennung ist somit lediglich die an einer der Bremsleuch tenendstufen abfallende Spannung U daraufhin zu überwachen, ob diese sich mit der Blinkfrequenz f ändert. Eine unmittelbare Spannungserfassung kann somit unterbleiben, lediglich die Frequenz f der Spannung U ist zu ermitteln. Stimmt diese näherungsweise mit der Blinkfrequenz fref überein, liegt ein Versatz eines Potentialsammelpunktes 22, 24 vor.

Sollte ein Versatz eines Massesammelpunktes 22, 24 durch das Steuergerät 12 detektiert worden sein, können geeignete Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Das Steuergerät 12 steuert hierzu die betroffenen elektrischen Verbraucher 14, 16, 18, 20 in einer vom Normalbetrieb abweichenden Art und Weise an.

Durch die beschriebene Schaltungsanordnung lässt sich ein Versatz oder eine sehr hoch ohmige Verbindung des Potentialsammelpunktes 22, 24 mit Masse 11 detektieren. Uner heblich hierbei ist, ob die elektrischen Verbraucher 14, 16, 18, 20 mit dem Minuspol oder mit dem Pluspol der Batterie 10 auf einem gemeinsamen Potential liegen, mit dem sie ü ber die Potentialsammelpunkte 22, 24 im Normalfall elektrisch leitend kontaktiert sind.

Claims

1. Vorrichtung zur Potentialversatzerkennung eines Potentialsammelpunktes in einem Kraftfahrzeug, mit einem Steuergerät (12, 30, 32), das die Energieversorgung zumindest zweier elektrischer Lasten (14, 16, 18, 20) steuert, die mit je einem Potentialsammelpunkt (22, 24) elektrisch leitend verbunden sind, mit Erfassungsmitteln (12, 30, 32, 34) zur Er fassung zweier elektrischer Größen (U, I, f), mit der die elektrische Last (14, 16, 18, 20) und zumindest eine weitere elektrische Last (14, 16, 18, 20) beaufschlagt sind, wobei das Steuergerät (12, 30, 32) Auswertemittel (12, 30) umfasst, die anhand eines Vergleichs der einen erfassten elektrischen Größe (U, I, f) mit der weiteren erfassten elektrischen Größe (U, I, f) der zumindest weiteren elektrischen Last (14, 16, 18, 20) einen auf dem Versatz zumindest eines Potentialsammelpunktes (22, 24) beruhenden Fehler erkennen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von ei nem erkannten Versatz des Potentialsammelpunktes (22, 24) eine Anzeige (28) und/oder ein Fehlerspeicher (30) angesteuert ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von einem erkannten Versatz des Potentialsammelpunktes (22, 24) ein Notbetrieb aktiviert ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als elektrische Größe der durch die Last fließende Strom (I), die an der Last abfallende Spannung (U) oder die Frequenz (f) von Strom (I) und/oder Spannung (U) ermittelt ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass zur Ansteuerung der elektrischen Last (14, 16, 18, 20) zumindest eine Endstufe (32) vorgese hen ist, wobei die Erfassungsmittel (30, 32, 34) als elek trische Größe (U, I, f) den durch die Endstufe (32) fließen den Strom (I) oder die an der Endstufe (32) abfallende Span nung (U) erfassen.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass zusätzliche Erfassungsmittel für die elektrischen Größen (U, I, f) zur Erfassung des fließen den Stroms (I), der abfallenden Spannung (U) und/oder des Einschaltverhältnisses (t1/t2) vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass als erste Last ein Blinklicht (14, 18) verwendet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass als weitere Last ein Bremslicht (16, 20) verwendet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass als Erfassungsmittel und/oder Auswertemittel das Steuergerät (12, 30, 32, 34) vorgesehen ist.