DE102011108229A1

DE102011108229A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Überprüfung von Kfz-Steckdosen, insbesondere bei der Montage von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE102011108229A1
Application number: DE102011108229A
Authority: DE
Inventors: Werner Mayer
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2011-07-22
Filing date: 2011-07-22
Publication date: 2013-01-24
Anticipated expiration: 2031-07-23
Also published as: DE102011108229B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überprüfung von Kfz-Steckdosen, insbesondere bei der Kraftfahrzeugmontage. Erfindungsgemäß ist ein mit Bordspannung beaufschlagbarer Spannungsteiler (2) durch einen ersten Spannungsteiler-Widerstand (R1) als Pullup-Widerstand in einem Steuergerät (3) und durch einen zweiten Spannungsteiler-Widerstand (R_2gesamt) gebildet. Der zweite Spannungsteiler-Widerstand (R_2gesamt) ist ein Steckdosen-Widerstand (R2) als Pulldown-Widerstand oder eine Widerstandskombination einer Parallelschaltung von jeweils einem Steckdosen-Widerstand (R2) in jeder von in Parallelschaltung angeordneten mehreren Steckdosen (S1, S2, S3). Am ersten Spannungsteiler-Widerstand (R1) ist eine Spannungsmesseinrichtung (7) anschließbar oder angeschlossen, mit der ein der Anzahl korrekt verbauter Steckdosen (S1, S2, S3) zugeordneter Spannungspegel (8) erfassbar und auswertbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überprüfung von Kfz-Steckdosen, insbesondere bei deren Montage in einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren unter Verwendung einer solchen Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
In modernen Kraftfahrzeugen werden heutzutage wenigstens eine, meist mehrere Steckdosen für Zigarettenanzünder und/oder andere elektrische steckbare Geräte verbaut. In der Fahrzeugproduktion wird derzeit die Funktion jeder einzelnen Steckdose von einem Werker geprüft. Dazu wird vom Werker ein Testgerät in der Art eines Spannungsmessgeräts in jede einzelne Steckdose eingesteckt. Bei korrekter Funktion der Steckdose zeigt das Testgerät eine entsprechende Anzeige, worauf der Werker dies im Testsystem handisch quittieren muss. Ersichtlich sind diese Tests nachteilig zeitaufwendig und kostenintensiv.
Weiter ist es bereits bekannt ( DE 10 2006 013 911 A1 ; DE 41 30 978 A1 ), bei der Fahrzeugproduktion einen gesteckten elektrischen Verbraucher über einen Spannungsabfall am Batterieinnenwiderstand zu erkennen, welcher durch den Laststrom des Verbrauchers entsteht. Dieses bekannte Verfahren ist für die Überprüfung von verbauten Kfz-Steckdosen nicht geeignet, da eine unbenutzte Steckdose kein elektrischer Verbraucher ist, so dass durch die Steckdose selbst kein Laststrom entsteht.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überprüfung von verbauten Kfz-Steckdosen, insbesondere bei der Montage von Kraftfahrzeugen vorzuschlagen, mit dem eine solche Überprüfung einfacher, schneller und kostengünstiger möglich sowie automatisierbar ist.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung dadurch gelöst, dass ein mit Bordspannung beaufschlagbarer Spannungsteiler durch einen ersten Spannungsteiler-Widerstand R1 als Pullup-Widerstand in einem Steuergerät und einem zweiten Spannungsteiler-Widerstand R_2gesamt gebildet ist. Der zweite Spannungsteiler-Widerstand R_2gesamt ist bei nur einer verbauten Steckdose ein dieser zugeordneter Steckdosen-Widerstand R2 als Pulldown-Widerstand. Bei mehreren verbauten Steckdosen ist der zweite Spannungsteiler-Widerstand R_2gesamt eine Widerstandskombination einer Parallelschaltung von jeweils einem Steckdosenwiderstand R2 in jeder der in Parallelschaltung angeordneten mehreren Steckdosen. Der Steckdosenwiderstand R2 überbrückt jeweils hochohmig die Steckfassung der jeweiligen Steckdose.
Am ersten Spannungsteiler-Widerstand R1 ist eine Spannungsmesseinrichtung anschließbar oder angeschlossen, mit der der Spannungsabfall am Spannungsteiler-Widerstand R1 erfassbar ist. Dieser Spannungsabfall entsprechend einem bestimmten Spannungspegel ändert sich stufenweise entsprechend der Anzahl korrekt verbauter Steckdosen beziehungsweise entsprechend der Anzahl deren parallel liegenden Steckdosen-Widerständen R2. Somit besteht eine definierte Beziehung zwischen der Höhe eines gemessenen Spannungspegels und der Anzahl korrekt verbauter Steckdosen. Durch Erfassung und Auswertung eines solchen Spannungspegels kann einfach und exakt erkannt werden, ob die Anzahl der eingebauten Steckdosen korrekt ist und alle Steckdosen-Steckungen in Ordnung sind. Die Soll-Anzahl der zu verbauenden Steckenden ist unter anderem in einem Produktionssystem abgelegt. Durch Verbindung des Steuergeräts mit dem Produktionssystem kann eine Abweichung von der Soll-Anzahl automatisch erkannt und eine Warnung ausgegeben werden. Zudem ist die Soll-Anzahl der Steckdosen auch über eine dem jeweiligen Kraftfahrzeug zugeordnete Ausstattungsliste bekannt und das Testergebnis kann auch damit verglichen werden. Vorteilhaft können mit der vorstehenden Prüfvorrichtung Fertigungszeit und Personalkosten eingespart werden.
Zweckmäßig ist die Größe des Steckdosen-Widerstands R2 in jeder Steckdose gleich.
Der Spannungsteiler-Widerstand R1 und der/die Steckdosen-Widerstände R2 sind hochohmig, vorzugsweise im K Ohm-Bereich auszulegen. Ein geeigneter Widerstandswert für den Spannungsteiler-Widerstand R1 ist 4,7 K Ohm und ein geeigneter Widerstandswert für einen Steckdosen-Widerstand liegt bei 10 K Ohm.
Für die erfindungsgemäße Vorrichtung ist im Vergleich zum Stand der Technik als Zusatzaufwand jeweils ein Steckdosen-Widerstand erforderlich, der jedoch durch einen leitfähigen Kunststoff oder eine Widerstandsfolie oder einen bedrahteten Widerstand sehr kostengünstig ausgebildet werden kann. Entsprechend kann auch der Pullup-Widerstand R1 im Steuergerät ebenfalls sehr kostengünstig ausgeführt werden. Der erzielbare Vorteil und Nutzen der erfindungsgemäßen Vorrichtung übersteigt jedenfalls den erforderlichen Zusatzaufwand.
In einer konkretisierten Ausführungsform der Vorrichtung sind eine oder mehrere in Parallelschaltung angeordnete Steckdosen an ein Steuergerät des Kraftfahrzeugs zur Versorgung mit der Bordspannung angeschlossen. Im Steuergerät ist eine Verzweigung der Anschlussleitung für die Bordspannung enthalten dergestalt, dass in einem Teil ein Schalter, vorzugsweise ein Steckdosenrelais im Steuergerät zur testweisen Abschaltung der direkten Spannungszufuhr enthalten ist. Im anderen Zweig liegt der erste Spannungsteiler-Widerstand R1 als Pullup-Widerstand mit einem vorgeschalteten Schalter, vorzugsweise einem steuerbaren Schalttransistor zur testweisen Aufschaltung der Bordspannung bzw. zur Aktivierung des Spannungsteilers.
Damit ist das Verfahren zur Überprüfung der Kfz-Steckdosen bei der Fahrzeugmontage unter Verwendung der vorstehenden Vorrichtung folgendermaßen durchführbar:
Durch einen Test-Steuerbefehl wird die direkte Spannungszufuhr zu den Steckdosen, insbesondere durch Öffnen des Steckdosenrelaiskontakts unterbrochen und zugleich der Spannungsteiler insbesondere durch eine Schaltungsfreigabe des Schalttransistors aktiviert. Der Spannungsabfall am ersten Spannungsteiler-Widerstand R1 beziehungsweise Pullup-Widerstand wird im Steuergerät erfasst und im Verhältnis zur Bordspannung über einen Analog/Digital-Wandler an ein Produktionssystem ausgegeben. Bei einer vom Produktionssystem erkannten Abweichung zu einer dort hinterlegten Soll-Steckdosenanzahl liegt ein Fehlbau durch zu viele oder zu wenige Steckdosen vor und es wird automatisch eine Warnung generiert.
Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung weiter erläutert.
In der einzigen Figur ist eine Vorrichtung 1 zur automatischen Überprüfung des korrekten Einbaus von Kfz-Steckdosen, insbesondere bei der Montage in einem Kraftfahrzeug gezeigt. Dazu ist ein Spannungsteiler 2 verwendet, der durch einen ersten Spannungsteiler-Widerstand R1 als Pullup-Widerstand und einen zweiten Spannungsteiler-Widerstand R_2gesamt als Pulldown-Widerstand gebildet ist.
Der erste Spannungsteiler-Widerstand R1 ist in einem Steuergerät 3 enthalten. Der zweite Spannungsteiler-Widerstand R_2gesamt ist durch eine Widerstandskombination einer Parallelschaltung von jeweils einem Steckdosen-Widerstand R2 gebildet. Die Steckdosen-Widerstände R2 sind jeweils in den hier verbauten drei Steckdosen S1, S2, S3 enthalten, wobei jeweils der Steckdosen-Widerstand R2 die Steckfassung hochohmig mit einem Widerstandswert von 10 K Ohm überbrückt. Die Anzahl der Steckdosen S1, S2, S3 kann je nach Soll-Ausstattung des jeweiligen Kraftfahrzeugs variieren (mit der unbestimmten Anzahl S_n angegeben), wodurch sich ersichtlich der Gesamtwiderstand R_2gesamt gestuft entsprechend der Anzahl der Steckdosen ändert.
Die parallel geschalteten Steckdosen S1, S2, S3 beziehungsweise die parallel liegenden drei Widerstände R2 sind über eine Anschlussleitung 4 mit dem Steuergerät 3 und im Steuergerät 3 unmittelbar oder mittelbar mit Klemme 30 (Kl 30) entsprechend der Bord- und Batteriespannung des Fahrzeugs verbunden. Dazu ist im Steuergerät 3 eine Verzweigung der Anschlussleitung 4 enthalten, wobei in einem ersten Zweig 5 ein steuerbares Steckdosenrelais SR liegt, mit dem die direkte Spannungszufuhr von Kl 30 über die Sicherung F bei der Steckdosenüberprüfung abgeschaltet werden kann.
Im zweiten Zweig 6 liegt in der Verbindung zu Kl 30 der erste hochohmige Spannungsteiler-Widerstand als Pullup-Widerstand mit einem Widerstandswert von 4,7 K Ohm. Diesem Spannungsteiler-Widerstand R1 ist ein steuerbarer Schalttransistor zur Aktivierung des Spannungsteilers 2 vorgeschaltet. Mit der schematisch dargestellten Messanordnung 7 kann im Steuergerät 3 ein Spannungsabfall im Spannungsteiler 2 am ersten Spannungsteiler-Widerstand R1 als Spannungspegel 8 analog gemessen werden, wobei dieser Spannungspegel 8 entsprechend der Anzahl der verbauten Steckdosen S variiert. Der Spannungspegel 8 wird einem Analog/Digital-Wandler A/D zugeführt und von dort digital in ein Produktionssystem zur Auswertung eingegeben.
Für die Prüfung, ob die Anzahl der eingebauten Steckdosen korrekt ist und alle Steckdosen-Steckungen in Ordnung sind, wird folgendermaßen verfahren:
Durch Ansteuerung des Steckdosenrelais SR und des Transistors TR werden die Leitung 5 unterbrochen und der Spannungsteiler 2 aktiviert. Dadurch ergeben sich folgende Beziehungen
Durch Umstellung dieser Beziehungen ergibt sich ein Soll-Spannungspegel beziehungsweise Soll-Spannungsabfall nach dem ersten Spannungsteiler-Widerstand R1 welcher durch die Sollanzahl der verbauten Steckdosen S1 bestimmt ist. Während der Prüfung wird der Ist-Spannungspegel U_R1 beziehungsweise Ist-Spannungsabfall nach dem ersten Spannungsteiler-Widerstand R1 mit der Messanordnung 7 erfasst und im (nicht dargestellten) Produktionssystem mit den dort abgelegten Soll-Daten verglichen. Bei einer Abweichung wird automatisch ein Fehlverbau, insbesondere bei zu wenig oder zu viel verbauten Steckdosen S signalisiert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102006013911 A1 [0003]
DE 4130978 A1 [0003]

Claims

Vorrichtung zur Überprüfung von Kfz-Steckdosen, insbesondere bei deren Montage in einem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit Bordspannung beaufschlagbarer Spannungsteiler (2) durch einen ersten Spannungsteiler-Widerstand (R1) als Pullup-Widerstand in einem Steuergerät (3) und durch einen zweiten Spannungsteiler-Widerstand (R_2gesamt) gebildet ist, dass der zweite Spannungsteiler-Widerstand (R_2gesamt) ein Steckdosen-Widerstand (R2) als Pulldown-Widerstand oder eine Widerstandskombination einer Parallelschaltung von jeweils einem Steckdosen-Widerstand (R2) in jeder von in Parallelschaltung angeordneten mehreren Steckdosen (S1, S2, S3) ist, und dass am ersten Spannungsteiler-Widerstand (R1) eine Spannungsmesseinrichtung (7) anschließbar oder angeschlossen ist, mit der ein der Anzahl korrekt verbauter Steckdosen (S1, S2, S3) zugeordneter Spannungsabfall als Spannungspegel (8) erfassbar und auswertbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren Steckdosen (S1, S2, S3) jeder Steckdosen-Widerstand (R2) gleich ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsteiler-Widerstand (R1) und der/die Steckdosen-Widerstände (R2) im K Ohm-Bereich liegen, vorzugsweise der Spannungsteiler-Widerstand (R1) einen Widerstandswert von 4,7 K Ohm und der/die Steckdosen-Widerstände von 10 K Ohm aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsteiler-Widerstand (R1) und/oder der oder die Steckdosen-Widerstände (R2) als bedrahtete Widerstände und/oder durch einen leitfähigen Kunststoff und/oder durch eine Widerstandsfolie ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere in Parallelschaltung angeordnete Steckdosen (S1, S2, S3) an ein Steuergerät (3) des Kraftfahrzeugs zur Versorgung mit der Bordspannung (Kl 30) angeschlossen sind, dass im Steuergerät (3) eine Verzweigung der Anschlussleitung (4) für die Bordspannung (Kl 30) enthalten ist, dergestalt dass in einem Zweig (5) ein steuerbarer Schalter, vorzugsweise ein Steckdosenrelais (SR) im Steuergerät zur testweisen Abschaltung der direkten Spannungszufuhr enthalten ist, und dass im anderen Zweig (6) der erste Spannungsteiler-Widerstand (R1) mit einem vorgeschalteten Schalter, vorzugsweise einem steuerbaren Schalttransistor (TR) zur testweisen Aktivierung des Spannungsteilers (2) angeordnet ist.
Verfahren zur Überprüfung von Kfz-Steckdosen (S1, S2, S3) bei der Montage von Kraftfahrzeugen unter Verwendung der Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Überprüfung der Spannungsteiler (2) aktiviert wird und der Spannungsabfall als Spannungspegel (8) am ersten Spannungsteiler-Widerstand (R1) erfasst und im Verhältnis zur Bordspannung (Kl 30) entsprechend der Batteriespannung über einen Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) an ein Produktionssystem ausgegeben wird, dass im Produktionssystem Logistikbeziehungen betreffend die jeweils zu verbauende Soll-Anzahl von Steckdosen (S1, S2, S3) mit zugeordneten Spannungspegelwerten hinterlegt sind, und dass bei erkannten Abweichungen eine automatische Warnung vom Produktionssystem generiert wird, falls ein Fehlbau durch zu viele oder zu wenige Steckdosen (S1, S2, S3) vorliegt.