DE102005015443A1 - Mass misalignment determining method for vehicles involves determining quality of mass binding of line strands based on comparison between supply voltages across controllers - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1, 11 und 12.The The invention relates to a method and a device according to the preamble of the claims 1, 11 and 12.
Bei steigendem Anteil der Fahrzeugelektronik mit einer Vielzahl elektronischer Steuergeräte, Sensorik und Aktuatorik steigt der Aufwand für die Fahrzeugverkabelung stetig an. Für diese Verkabelung wird dabei weitgehend keine geschlossene Masseleitung verlegt, um den Aufwand der Verkabelung gering zu halten. Im Fahrzeug werden einzelne Massepunkte definiert, wobei verschiedene Steuereinheiten und Verbraucher mittels einzelner Massebänder an diese Massepunkte angeschlossen werden. Der Anschluss an die einzelnen Massepunkte ist dabei jedoch stark fehlerbehaftet. Aufgrund der im Betrieb des Fahrzeuges auftretenden Umwelteinflüsse ist es möglich, dass die an verschiedenen Massepunkten angeschlossenen Geräte zu ihren Bezugsmassen unterschiedliche Übergangswiderstände aufweisen. Es kommt zu einem sogenannten Masseversatz, bei welchem verschiedene Steuergeräte oder Verbraucher auf unterschiedlichem Massepotential liegen. Aufgrund dieser unterschiedlichen Potentiale kann es zu Fehlfunktionen der Ansteuerung der Verbraucher kommen, gleichfalls werden Messsignale aufgrund der unterschiedlichen Bezugspotentiale falsch interpretiert.at increasing proportion of vehicle electronics with a variety of electronic Control units, sensors and actuator technology increases the cost of vehicle wiring steadily at. For this wiring is largely no closed ground line laid in order to keep the cost of wiring low. In the vehicle individual mass points are defined, with different control units and consumers connected by means of individual earth straps to these ground points become. The connection to the individual ground points is however badly buggy. Due to the occurring during operation of the vehicle environmental influences Is it possible, that the devices connected to different ground points are theirs Reference masses have different contact resistance. There is a so-called mass offset, in which different Control devices or Consumers are at different ground potential. by virtue of These different potentials can cause it to malfunction Control of the consumer come, also be measuring signals misinterpreted due to the different reference potentials.
Derzeitige Praxis im Fahrzeugservice ist, bei einem vermuteten Masseversatzproblem die Massebänder einzeln abzuschrauben, zu reinigen und damit nach Möglichkeit wieder ein gemeinsames Bezugspotential herzustellen. Dieses Verfahren ist zeitintensiv und aufgrund der teilweise schwierigen Einbaulage aufwändig. Es ist daher wünschenswert, den bezüglich seines Übergangswiderstandes kritischen Massepunkt zu bestimmen und möglichst bereits vor dem Auftreten des Masenrersatzproblems mit einer Diagnose zu erkennen und Maßnahmen zur Vermeidung zu treffen.current Practice in vehicle service is at a suspected mass offset problem the earthbands individually unscrew, clean and where possible restore a common reference potential. This method is time consuming and due to the sometimes difficult installation position consuming. It is therefore desirable the re his contact resistance to determine the critical mass point and possibly even before it occurs of the masenrersatzproblems with a diagnosis to recognize and measures to avoid.
Vorbekannt
ist aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit dem die Leitungsstränge eines Fahrzeuges hinsichtlich der Qualität ihrer Masseverbindung beurteilt und einzelne fehlerhafte Massepunkte gezielt erkannt werden können.Of the Invention is based on the object, a method and a device to carry out to create the method by which the strands of a Vehicle with regard to the quality of their ground connection and individual faulty ground points can be detected specifically.
Diese Aufgabe wird bei gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 und für gattungsgemäße Vorrichtungen gemäß der Merkmale der Ansprüche 11 und 12 gelöst.These Task is in generic method according to the invention the characterizing features of claim 1 and for generic devices according to the features the claims 11 and 12 solved.
Erfindungsgemäß vorteilhaft erfolgt das Verfahren zur Diagnose von elektrischen Leitungssträngen in Fahrzeugen für Leitungskonfigurationen, bei welchen wenigstens zwei Steuergeräte mit gleicher Versorgungsspannung betrieben werden und mit ein und demselben Massepunkt des Fahrzeuges verbunden sind. Die Erfindung nutzt die Möglichkeit moderner Steuergeräte ihre eigene Versorgungsspannung zu Messen und als Messdaten übertragen zu können. Die Steuergeräte weisen dazu eine eigene Bezugsmasse auf, die meist mit demselben Massepunkten wie die zugehörigen Lasten verbunden sind. Zur Diagnose der Leitungsstränge des Fahrzeuges wird die Versorgungsspannung der Steuergeräte, die auf dem gleichen Massepunkt arbeiten, ausgelesen, wobei durch den Vergleich der gemessenen Werte der Versorgungsspannungen eine Aussage über die Qualität der Masseanbindung erfolgen kann. In vorteilhafter Weise ist diese Aussage ohne einen Eingriff in die Leitungsstruktur des Fahrzeuges möglich, so dass mit geringem Aufwand eine Aussage über die Massequalität getroffen werden kann. Das Verfahren nutzt dabei die Möglichkeit der Messung der Versorgungsspannung durch das Steuergerät selbst, wodurch auf weitere Mittel zur Messung verzichtet werden kann.According to the invention advantageous the procedure for the diagnosis of electrical line strands in Vehicles for Line configurations in which at least two control devices with the same supply voltage operated and with one and the same mass point of the vehicle are connected. The invention makes use of the possibility of modern control devices their own supply voltage to measure and transmitted as measurement data to be able to. The controllers have their own ground reference, usually with the same Ground points like theirs Loads are connected. For the diagnosis of the strands of the Vehicle will be the supply voltage of the control devices that are on working at the same mass point, read out by comparing the measured values of the supply voltages a statement about the quality of the ground connection can be done. Advantageously, this statement is without one Intervention in the line structure of the vehicle possible, so that made a statement about the mass quality with little effort can be. The method uses the possibility of measuring the supply voltage through the control unit itself, thereby dispensing with further means of measurement can.
Gemäß der Erfindung wird die Versorgungsspannung der Steuergeräte zu einem Zeitpunkt ausgelesen, an welchem lediglich eines der beiden an einen gemeinsamen Massepunkt angeschlossenen Steuergeräte eine Last treibt. Dies hat den Vorteil, dass an dem unbelasteten Steuergerät die Versorgungsspannung gleich bleibt, während ein Absinken des Messwertes der Versorgungsspannung an dem die Last treibenden Steuergerät beobachtbar ist. Sinkt im Gegensatz dazu bei dem unbelasteten Steuergerät die Versorgungsspannung gleichfalls mit ab, wird auf einen fehlerhaften Massepunkt geschlossen.According to the invention the supply voltage of the control units is read out at a time, on which only one of the two to a common ground point connected control units a load is driving. This has the advantage that on the unloaded control unit the supply voltage remains the same while a drop in the measured value the supply voltage to the load driving the control unit observable is. In contrast, decreases in the unloaded controller, the supply voltage also with, is closed to a faulty ground point.
Zur Verifikation der Eigendiagnose kann ein weiteres Steuergerät herangezogen werden. Erfindungsgemäß vorteilhaft ist dies mit einem anderen Massepunkt verbunden. Die aus dem Vergleich der Versorgungsspannungen der Steuergeräte, die auf dem gleichen Massepunkt arbeiten, gewonnene Aussage eines fehlerbehafteten Massepunktes, wenn bei Ansteuerung einer Last durch lediglich ein Steuergerät die Versorgungsspannung beider Steuergeräte sinkt, wird verifiziert, indem die Versorgungsspannung des Steuergerätes, welches an einen anderen Massepunkt angeschlossen ist, gemessen wird. Ist die gemessene Versorgungsspannung nahezu konstant und verringern sich die Versorgungsspannungen der anderen beiden Steuergeräte, so wird auf einen fehlerbehafteten Massepunkt MP1 erkannt. Der Ansatz hierbei ist, dass das zur Verifikation genutzte Steuergerät mit einem fehlerfreien Massepunkt verbunden ist. Es kann damit ausgeschlossen werden, dass die Betriebsspannung durch die Ansteuerung der Last eingebrochen ist und der somit die Ursache für das Absinken der Versorgungsspannung der beiden Steuergeräte, die einem gemeinsamen Massepunkt angeschlossen sind, ist.For verification of the self-diagnosis another control unit can be used. According to the invention, this is advantageously connected to another ground point. The from the comparison of the Supply voltages of the control units, working at the same mass point, obtained statement of a faulty ground point, when driving a load by only one control unit, the supply voltage of both control units decreases, is verified by the supply voltage of the control unit, which is connected to another ground point measured becomes. If the measured supply voltage is almost constant and the supply voltages of the other two control units are reduced, then a faulty ground point MP1 is detected. The approach here is that the used for verification control unit is connected to a fault-free ground point. It can be ruled out that the operating voltage has broken through the control of the load and thus the cause of the drop in the supply voltage of the two control units, which are connected to a common ground point is.
Mit der Kenntnis der Verkabelung des Fahrzeuges ist es möglich, schrittweise die Massepunkte des Fahrzeuges zu überprüfen. Es werden jeweils nacheinander Massepunkte ausgewählt, an welche zwei Steuergeräte masseseitig angeschlossen sind, wobei diese ihre Versorgungsspannung während der Ansteuerung eines Aktuators messen und diese Messdaten zur Verfügung stellen. Damit kann nacheinander einzeln für jeden Massepunkt die Qualität des Masseanschlusses der Steuergeräte ermittelt werden. Fahrzeugspezifisch kann so ein Algorithmus zum Test der Massepunkte aufgestellt und in einer Diagnoseroutine abgearbeitet werden.With Knowing the wiring of the vehicle, it is possible gradually to check the mass points of the vehicle. There will be one after the other Mass points selected, to which two controllers are connected on the ground side, this being their supply voltage while measure the activation of an actuator and make these measurement data available. This can successively individually for each ground point, the quality of the ground connection the control units be determined. Vehicle specific can be such an algorithm for Test of the ground points set up and processed in a diagnostic routine become.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können die einzelnen fehlerhaften Massepunkte erkannt werden. Es ist vorteilhaft diese Massepunkte geeignet zu kennzeichnen – z. B. durch Nummerierung – und diese Kennzeichnung im Fehlerspeicher zu dem jeweiligen Steuergerät zu hinterlegen. In einer Erweiterung der Erfindung kann eine Bewertung stattfinden, inwieweit der Massepunkt von der Norm abweicht. In Abhängigkeit von dieser Bewertung können verschiedene Maßnahmen ergriffen werden, z. B. lediglich die Erzeugung eines Fehlereintrages, der beim nächsten Auslesen der Fehlerspeichers in der Werkstatt bemerkt würde. Bei gravierendem, die Funktionsfähigkeit beeinträchtigenden Masseversatz kann eine Information an den Fahrer ausgegeben werden.With the method according to the invention can the individual faulty ground points are detected. It is advantageous to mark these mass points suitable - z. By numbering - and this Marking in the fault memory to deposit the respective control unit. In an extension of the invention, an evaluation may take place to what extent the mass point deviates from the norm. Dependent on from this review can different measures be taken, for. B. only the generation of an error entry, the next Reading out the fault memory in the workshop would be noticed. at serious, the functionality debilitating Mass offset can be issued information to the driver.
Erfindungsgemäß vorteilhaft ist ein Fahrzeugsteuergerät so ausgebildet, dass das Verfahren zur Eigendiagnose auf diesem abläuft und durch das Steuergerät die Messdaten der Versorgungsspannung von den anderen Steuergeräten auslesbar sind, wobei gleichzeitig die Information zur Ansteuerung der Aktuatoren dem Steuergerät anliegt. Es kann somit fahrzeugintern, ausgehend von einem Steuergerät, in welchem als Ablaufplan der Testalgorithmus hinterlegt ist, die Eigendiagnose des Fahrzeuges durchführt werden, wobei Fehlermeldungen bezüglich fehlerhafter Massepunkte generiert werden können.According to the invention advantageous is a vehicle control unit designed so that the procedure for self - diagnosis on this expires and through the controller the measurement data of the supply voltage from the other control units can be read out are, at the same time the information for controlling the actuators the control unit is applied. It can thus in-vehicle, starting from a control unit, in which is stored as a schedule of the test algorithm, the self-diagnosis of the vehicle with error messages regarding erroneous mass points can be generated.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Diagnosealgorithmus in einem Fahrzeugtestgerät, welches beispielsweise für Werkstätten genutzt wird, integriert. Der Fahrzeugtester spricht dann einzeln die Steuergeräte zur Messung ihrer Versorgungsspannung an und erzeugt einen Ansteuerbefehl für die Aktuatorik, um durch den Vergleich der gemessenen Versorgungsspannungen den jeweils getesteten Massepunkt zu beurteilen und eine Information über die Güte des Massepunktes auszugeben. Der Massepunkt kann dabei diskret bewertet werden oder mittels eines stufenlosen Beurteilungskriteriums, welches eine gleitende Beurteilung zwischen gut und schlecht erlaubt, um die Notwendigkeit der Reparatur bzw. Verbesserung der Masseanbindung zu kennzeichnen.In A development of the invention is the diagnostic algorithm in a vehicle test device, which for example workshops is used, integrated. The vehicle tester then individually speaks the ECUs to measure their supply voltage and generates a drive command for the Actuatorics, by comparing the measured supply voltages to judge the mass point tested and an information about the Goodness of Output earth point. The mass point can be assessed discreetly or by means of a stepless assessment criterion, which a sliding assessment between good and bad allowed to the need to repair or improve the ground connection too mark.
In einer Weiterbildung des Verfahrens kann ein Massepunkt nicht nur durch das Ansteuern eines Aktuators überprüft werden. Eine weitere Möglichkeit ist, einen Strompuls während einer laufenden Messung auf einen Massepunkt zu geben. Durch eine entsprechende Höhe des Prüfstromes können selbst geringe Veränderungen des Übergangswiderstandes an den Massepunkten einfach identifiziert werden. Der Prüfstrom muss dabei so eingespeist werden, dass der Strom über den zu prüfenden Massepunkt fließt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Einspeisung direkt am Kabelschuh vor dem zu testenden Massepunkt erfolgen, um bei größeren Stromwerten die Zuleitungen zu schonen. Durch den hohen Strom, der aufgrund der externen Einspeisung über den Massepunkt fließt, kann auch bei geringer Veränderung des Übergangswiderstandes des Massepunktes ein über die Steuergeräte messbarer Spannungsabfall entstehen. In einer Ausbildung des Verfahrens kann der Messvorgang, bei welchem die Steuergeräte ihre Betriebsspannungen ermitteln, durch das Fahrzeug-Testgerät angestoßen werden und während der Messung wird zeitweise ein externer Prüfstrom aufgebracht. Der Prüfstrom kann beispielsweise von einer externen Stromquelle erzeugt werden.In A training of the procedure may not just be a mass point be checked by driving an actuator. Another possibility is a current pulse during to give an ongoing measurement to a mass point. By an appropriate Height of test current can even minor changes the contact resistance the mass points are easily identified. The test current must be fed in such a way that the current flows over the ground point to be tested. In a advantageous embodiment, the feed directly on the cable lug before the mass point to be tested, in order to obtain larger current values to protect the supply lines. Due to the high current, due to the external feed over the mass point flows, can even with little change the contact resistance of the earth point over the control units measurable voltage drop arise. In an education of the procedure can the measuring process in which the control units their operating voltages be triggered by the vehicle test device and during the Measurement is temporarily applied an external test current. The test current can For example, be generated by an external power source.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.following the invention will be described in more detail with reference to an embodiment.
In
In
In
Für den Fall, dass lediglich die Versorgungsspannung USG1 zum Zeitpunkt t=1 sich signifikant gegenüber dem Zeitpunkt t=0 verringert, während die Versorgungsspannung USG2 zum Zeitpunkt t=1 nahezu gleich dem Messwert zum Zeitpunkt t=0 ist, so wird auf einen fehlerfreien Massepunkt MP1 geschlossen. Für den Fall, dass MP1 aufgrund des Einbruchs der Versorgungsspannungen USG1 und USG2 zum Zeitpunkt t=1 als fehlerhaft bewertet wird, jedoch die Verifikation mit dem Messwert der Versorgungsspannung USG3 des Steuergerätes SG3 einen Einbruch der gesamten Betriebsspannung zeigt, so wird der Massepunkt als fehlerfrei angenommen. Es wäre hier gleichfalls möglich, keine Bewertung zu treffen und die Messung zu wiederholen oder einen weiteren Zustand des Massepunktes zu definieren.In the event that only the supply voltage U SG1 at the time t = 1 is significantly reduced compared to the time t = 0, while the supply voltage U SG2 at time t = 1 is almost equal to the measured value at time t = 0, so is fault-free ground point MP1 closed. In the event that MP1 is rated as faulty due to the break in the supply voltages U SG1 and U SG2 at the time t = 1, but the verification with the measured value of the supply voltage U SG3 of the control unit SG3 shows a collapse of the entire operating voltage, the ground point assumed to be faultless. It would also be possible to do no evaluation here and repeat the measurement or define another state of the mass point.
In einer nicht dargestellten Weiterbildung des Verfahrens wird anstelle des durch die angesteuerten Lasten hervorgerufenen Stromflusses zum Massepunkt ein Stromfluss extern erzeugt. Dies geschieht beispielsweise durch eine externe Stromquelle. Der Strom muss dabei so eingeprägt werden, dass er ausgehend von einer Zuleitung zu einem Massepunkt (MP1) fließt. Eine Möglichkeit ist dabei das Einprägen des Prüfstromes am Kabelschuh der Zuleitung direkt vor dem zu beurteilenden Massepunkt (MP1). Bei hohen Prüfströmen schont die Einspeisung direkt vor dem Massepunkt die Zuleitung zu diesem. Die Einspeisung eines externen Prüfstromes erzeugt dabei den bereits für die Stromerzeugung durch eine angeschlossene Last beschriebenen Effekt, dass bei einem fehlerhaften Massepunkt sich die Betriebsspannungen USG1, und US G2 der beiden an den gemeinsamen Massepunkt MP1 angeschlossenen Steuergeräte vermindern, obwohl nur in eine der Zuleitungen ein Prüfstrom eingeprägt wird. Dies wird durch den Spannungsabfall über dem Fehlerwiderstand hervorgerufen. Aufgrund der Auswertung der Betriebsspannungen USG1 und USG2 der an den gemeinsamen Massepunkt MP1 angeschlossenen Steuergeräte SG1 und SG2 erfolgt die Bewertung des Massepunktes hinsichtlich seines Übergangswiderstandes.In an embodiment of the method, not shown, a current flow is generated externally instead of the current flow caused by the controlled loads to the ground point. This happens, for example, by an external power source. The current must be impressed so that it flows from a supply line to a ground point (MP1). One possibility is to impress the test current on the cable lug of the supply line directly in front of the ground point to be assessed (MP1). At high test currents, the feed directly in front of the ground point protects the supply line to this. The feeding of an external test current generates the already described for the power generation by a connected load effect that reduce at a faulty ground point, the operating voltages U SG1 , and U S G2 of the two connected to the common ground point MP1 control units, although only in one of Supply lines a test current is impressed. This is caused by the voltage drop across the fault resistance. On the basis of the evaluation of the operating voltages U SG1 and U SG2 of the control devices SG1 and SG2 connected to the common ground point MP1, the evaluation of the ground point takes place with regard to its contact resistance.
- SG1SG1
- Steuergerät 1Control unit 1
- SG2SG2
- Steuergerät 2 (SG1 u. SG2 sind masseseitig an einenControl unit 2 (SG1 u. SG2 are masseside to one
- gemeinsamen Massepunkt angeschlossen)common Ground point connected)
- SG3SG3
- Steuergerät 3Control unit 3
- RFehler R error
- Fehlerwiderstand des Massebandes zum Massepunktfault resistance of earth bond to earth point
- MP1MP1
- Massepunkt 1ground point 1
- MP2MP2
- Massepunkt 2ground point 2
- L1L1
- Last 1 von SG1 angesteuertload 1 driven by SG1
- L2L2
- Last 2 von SG2 angesteuertload 2 driven by SG2
- L3L3
- Last 3 von SG3 angesteuertload 3 driven by SG3
- Ubub
- Betriebsspannungoperating voltage
- USG1-3 U SG1-3
- Versorgungsspannung der Steuergeräte SG1-3 gegen densupply voltage the control units SG1-3 against the
- Massepunkt des Steuergerätes gemessenground point of the control unit measured
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