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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Leistungsschalteinrichtung für Fahrzeuge
nach dem Anspruch 1.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Aus
der
DE 42 41 056 A1 ist
eine Steuerschaltung für
einen Scheibenwischerantrieb bekannt, bei welcher ein Relais vorhanden
ist, das im Ausschaltzustand gegen Erde geschaltet ist.
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Aus
der
DE 696 09 803
T2 ist eine Ansteuerschaltung für einen elektrischen Verbraucher
in einem Kraftfahrzeug bekannt, bei der zwei Relais hintereinander
geschaltet sind.
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Aus
der
DE 42 05 285 A1 ist
eine Spannungsüberwachungsschaltung
bekannt, mit deren Hilfe Fehler in einer Ansteuerschaltung von elektrischen
Verbrauchern in Kraftfahrzeugen ermittelt werden können.
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In
Fahrzeugen, beispielsweise Automobilen, werden verschiedene Leistungsverbrauchergeräte selektiv
durch Leistung betrieben, welche von einer Sammlereinrichtung, beispielsweise
einer Batterie, zugeführt
wird. Beispiele von Leistungsverbrauchereinrichtungen sind Brennstoffeinspritz-Heizstoffeinrichtungen,
welche einen Brennstoff, welcher eingespritzt wird, zu Zeiten des
Kaltstarts einer internen Brennkraftmaschine erhitzen, ein Katalysatorheizer, welcher
einen Katalysator aufheizt, bis sich ein Katalysator zur Reinigung
des Auspuffs aufgewärmt
hat, eine elektrische Pumpe, beispielsweise eine Ölpumpe oder
eine Luftpumpe, und dergleichen. In gegenwärtig verwendeten Fahrzeugen
wird eine Leistungszufuhr zu den leistungsverbrauchenden Einrichtungen
von den Akkumulatoren im Allgemeinen durch eine Leistungsschalteinrichtung
mit einem Relais durchgeführt,
das zwischen einem EIN-Zustand
(leitfähigen
Zustand) und einem AUS-Zustand (Unterbrechungszustand) durch ein
Befehlssignal umgeschaltet wird, das von einem elektrischen Kraftfahrzeugbetriebssteuergerät mit einem
Rechner abgegeben wird.
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Grundsätzlich kann
der Betrieb von leistungsverbrauchenden Geräten, die auf dieser Art von Fahrzeugen
installiert sind, basierend auf einer Steuerentscheidung des elektrischen
Fahrzeugbetriebssteuergerätes
gesteuert werden. Die Betriebsumgebung des leistungsverbrauchenden
Gerätes
kann sich jedoch jenseits der Beurteilung des Fahrzeugbetriebssteuergerätes verändern. Außerdem kann
eine Fehlfunktion in jedem leistungsverbrauchenden Gerät, insbesondere
in einem Heizgerät
und seinem umgebenden Geräten
aufgrund der Erhitzung auftreten. Aufgrund einer Störung kann
auch eine Fehlfunktion in dem Betrieb des elektrischen Fahrzeugbetriebssteuergeräts auftreten.
Unter Berücksichtigung
einer solchen Störung
wird in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 8-326527
der Einsatz eines weiteren Relais in Serienschaltung mit dem genannten
Relais, welches durch das Betriebssteuergerät EIN-AUS- gesteuert wird,
in den Leistungsstromkreis eines elektrischen Heizers in einer Störung der
Stromzuführung
zu dem elektrischen Heizer eines elektrisch beheizten Katalysators
angegeben bzw. offenbart, der in einem Abgaskanal einer internen
Verbrennungsmaschine angeordnet ist. Es wurde vorgeschlagen, daß das weitere
Relais gesondert EIN-AUS- gesteuert wird, indem eine Stromzuführungsbedingung
des elektrischen Heizers detektiert wird.
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Wenn
zwei Relais in Reihe in der Mitte eines Hauptleitungsweges eingesetzt
werden, der einen Strom zu dem leistungsverbrauchenden Gerät beispielsweise
einem elektrischen Heizer eines Katalysators von einem Akkumulator
aus hinführt,
so kann eine Leistungszufuhr des leistungsverbrauchenden Gerätes unabhängig von
den EIN-AUS- Bedingungen
jedes Relais auch dadurch unterbrochen werden, daß irgendeines
der Relais ausgeschaltet wird, wenn das leistungsverbrauchende Gerät nicht
aktiviert werden soll, was eine größere Zuverlässigkeit bezüglich der
Sicherheit des leistungsverbrauchenden Gerätes sicherstellt.
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Wenn
jedoch ein Kurzschlußfehler
in der Leistungsschalteinrichtung mit diesen beiden Relais aufgrund
einer Fehlfunktion oder eines Verschweißens auftritt und entweder
eines der Relais oder beide Relais ausgeschaltet sind, so besteht
die Möglichkeit,
daß das
leistungsverbrauchende Gerät
aufgrund der Tatsache beschädigt
wird, daß es
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mit
ungesteuerter Leistung durch die Leistungsquelle beaufschlagt wird,
wobei diese Möglichkeit
nicht vollständig
ausgeschlossen werden kann.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Bezüglich des
Einschaltens und des Ausschaltens der Leistungszufuhr zu einem leistungsverbrauchenden
Gerät in
einem Fahrzeug bei ausgeschalteten Relais ist festzustellen, dass
ein Strom fälschlicherweise
zu dem leistungsverbrauchenden Gerät auf Grund eines Kurzschlussfehlers
geführt werden
kann, der durch ein Verschweißen
oder dergleichen in einem Teil der Leistungsschalteinrichtung auftritt.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Leistungsschalteinrichtung für Fahrzeuge
zu schaffen, mit der eine fälschlicherweise
auftretende Energiezufuhr mit höher
Zuverlässigkeit
verhindert wird, indem nicht nur eine Stromzufuhr zu dem Energie
verbrauchenden Gerät
durch Ausschalten eines Relais unterbrochen wird, sondern das Energie
verbrauchende Gerät
auch sicher in einem ausgeschalteten Zustand gehalten werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
im Anspruch 1 aufgeführten
Merkmale gelöst.
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Besonders
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Leistungsschalteinrichtung
für Fahrzeuge
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Zur
Lösung
der genannten Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Leistungsschalteinrichtung
für Fahrzeuge
gemäß einem
Aspekt der Erfindung zur Steuerung einer selektiven Leistungszufuhr
zu dem Energie verbrauchenden Gerät von einem Akkumulator her
geschaffen. Das Gerät
ist mit einem Hauptleitungspfad versehen, der Relais enthält, die
zwischen einem EIN-Zustand und einem AUS-Zustand geschaltet werden
können,
und einen Strom zu dem leistungsverbrauchenden Gerät von einer
Leistungsquelle leiten, und ferner mit einem Erdungsteil zur Erdung
eines Abschnittes des Hauptleitungspfades, welcher näher an dem
leistungsverbrauchenden Gerät
liegt, als das Relais, wenn sich das Relais im Ausschaltzustand
befindet.
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Zur
Lösung
des oben erwähnten
zusätzlichen
Problems enthält
außerdem
gemäß der Erfindung
die Relaisanordnung ein erstes Relais und ein zweites Relais in
Serienschaltung bezüglich
des Fortschrittes von der Leistungszuführungseinrichtung oder der
Leistungsquelle zu dem leistungsverbrauchenden Gerät, und der
Erdungsteil erdet eine ausgangsseitige Hälfte des Hauptleitungsweges, welche
näher an
dem leistungsverbrauchenden Gerät
als das zweite Relais gelegen ist, wenn das zweite Relais sich im
Ausschaltzustand befindet. Außerdem schlägt die Erfindung
vor, einen Spannungsüberwachungsteil
vorzusehen, um zu bestimmen, ob ein Kurzschlußfehler oder ein Abtrennungsfehler
in der Leistungsschalteinrichtung für Fahrzeuge aufgetreten ist,
basierend auf dem Einschaltzustand oder dem Ausschaltzustand des
ersten und des zweiten Relais, und einem Spannungspegel der ausgangsseitigen
Hälfte
des Hauptleistungspfades.
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Der
Spannungsüberwachungsteil
kann feststellen, daß ein
Abteiltrennungsfehler in dem Erdungsteil vorliegt, was aufgrund
der Tatsache geschieht, daß eine
Spannung der ausgangsseitigen Hälfte
des Hauptleitungsweges gleich oder größer als ein vorbestimmter erster
Schwellwert ist, wenn sich das zweite Relais im Ausschaltzustand
befindet, und eine vorbestimmte Überwachungsspannung
an die ausgangsseitige Hälfte
des Hauptleitungsweges gelegt wird.
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Der
Spannungsüberwachungsteil
kann feststellen, daß in
der ausgangsseitigen Hälfte
des Hauptleitungsweges ein Erdschluß aufgetreten ist, was auf
der Tatsache basiert, daß eine
Spannung der ausgangsseitigen Hälfte
des Hauptleitungsweges im wesentlichen gleich null ist, wenn sich
das erste Relais im Ausschaltzustand befindet und sich das zweite
Relais im Einschaltzustand befindet und eine vorbestimmte Überwachungsspannung
an die ausgangsseitige Hälfte
des Hauptleitungsweges gelegt ist.
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Weiterhin
kann der Spannungsüberwachungsteil
feststellen, daß ein
Abtrennungsfehler mindestens entweder in der ausgangsseitigen Hälfte des
Hauptleitungsweges oder in der leistungsverbrauchenden Einrichtung
vorliegt, was auf der Tatsache basiert, daß eine Spannung der ausgangsseitigen
Hälfte
gleich oder größer als
ein vorbestimmter zweiter Schwellwert ist, wenn sich das erste Relais im
Ausschaltzustand befindet, und sich das zweite Relais im Einschaltzustand
befindet und eine vorbestimmte Überwachungsspannung
an die ausgangsseitige Hälfte
des Hauptleitungsweges gelegt ist.
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Weiterhin
kann die Leistungsschalteinrichtung für Fahrzeuge so konstruiert
sein, daß das
erste Relais vom Ausschaltzustand in den Einschaltzustand geschaltet
wird, nachdem das zweite Relais von dem Ausschaltzustand in den
Einschaltzustand geschaltet ist, wenn eine Leistungszufuhr von dem Akkumulator
oder der Batterie zu dem leistungsverbrauchenden Gerät begonnen
wird, und das erste Relais von dem Einschaltzustand in den Ausschaltzustand
gestellt wird, nachdem das zweite Relais von dem Einschaltzustand
in den Ausschaltzustand geschaltet worden ist, wenn eine Leistungszufuhr
von dem Akkumulator oder der Batterie zu dem leistungsverbrauchenden
Gerät unterbrochen
wird.
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Wenn
die Leistungschalteinrichtung für
Fahrzeuge, welche eine selektive Leistungszufuhr von dem Akkumulator
oder der Batterie zu dem leistungsverbrauchenden Gerät steuert,
so ausgelegt ist, daß sie
eine Stromzufuhr oder eine Abtrennung des Hauptleitungsweges zur
Speisung des leistungsverbrauchenden Gerätes mit einem Strom von der
Leistungsquelle unter Verwendung des Relais steuert, das zwischen
dem Einschaltzustand und dem Ausschaltzustand umgeschaltet wird,
dann wird das leistungsverbrauchende Gerät automatisch durch den Erdungsteil
geerdet, wenn die Stromzufuhr von der Stromquelle zum leistungsverbrauchenden
Gerät unterbrochen
werden soll, vorausgesetzt, daß die
Leistungsschalteinrichtung für
Fahrzeuge einen Erdungsteil enthält,
der die ausgangsseitige Hälfte,
welche näher
am leistungsverbrauchenden Gerät
gelegen ist als das Relais des Hauptleitungsweges, erdet, wenn das
Relais in den Ausschaltzustand gestellt wird. Aus diesem Grunde
ist das leistungsverbrauchende Gerät gegen unerwünschte Strombeaufschlagung
zuverlässig
geschützt.
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Wenn
weiter die Relaisanordnung das erste Relais und das zweite Relais
enthält,
die mit Bezug auf einen Fortschritt von der Leistungsquelle zu dem leistungsverbrauchenden
Gerät in
Serie geschaltet sind, und der Erdungsteil die ausgangsseitige Hälfte im
Hauptleitungsweg, welche näher
an dem leistungsverbrauchenden Gerät gelegen ist, als das zweite
Relais, erdet, wenn das zweite Relais sich im Ausschaltzustand befindet,
so wird das zweite Relais von der Leistungsquelle abgetrennt, da
das erste Relais in den Ausschaltzustand gestellt ist. Dies bietet somit
eine breitere Option bei der Betriebssteuerung und bei der Fehlerprüfung.
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Wenn
außerdem
ein Spannungsüberwachungsteil
vorgesehen ist, welcher bestimmt, ob ein Kurzschlußfehler
oder ein Abtrennungsfehler in der Leistungsschalteinrichtung für Fahrzeuge
vorliegt, wobei die Prüfung
basierend auf dem Einschaltzustand und Ausschaltzustand des ersten
Relais und des zweiten Relais und einem Spannungspegel der ausgangsseitigen
Hälfte
des Hauptleitungsweges durchgeführt
wird, so ermöglicht
der Spannungsüberwachungsteil
eine unmittelbare Detektierung, wobei der Spannungsüberwachungsteil
eingesetzt wird, wenn ein Kurzschlußfehler oder ein Abtrennungsfehler
in der Leistungsschalteinrichtung oder in dem leistungsverbrauchenden
Gerät auftritt,
was unten beispielsweise ausgeführt
wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Abbildung, welche eine Ausführungsform einer Leistungsschalteinrichtung
für Fahrzeuge
gemäß der Erfindung
wiedergibt.
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2 ist
ein schematisches Schaltbild eines Beispiels für eine Modifikation bezüglich eines
Teiles der Leistungsschalteinrichtung für Fahrzeuge gemäß 1.
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3 ist
ein Diagramm, welches ein Beispiel für Fehlererkennungsvorgänge beim
Betrieb der Leistungsschalteinrichtung für Fahrzeuge gemäß 1 zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Nachfolgend
werden Ausführungsformen der
Erfindung im einzelnen und in Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren
beschrieben.
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1 ist
eine schematische Ansicht, welche ein Leistungsschaltgerät für Fahrzeuge
gemäß der Erfindung
zum selektiven Zuführen
eines Stromes von einem Akkumulator 10 zu einem leistungsverbrauchenden
Gerät 20 in
einem Fahrzeug als Ausführungsbeispiel
zeigt. Das leistungsverbrauchende Gerät 20 ist in Form einer
Heizung für
die Brennstoffeinspritzung, eines Abgaskatalysatorheizers, einer Ölpumpe oder
einer Luftpumpe gegeben.
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Gemäß der in
der Zeichnung gezeigten Ausführungsform
wird ein erster Anker 32, der sich um einen ersten Relaisausgangsanschluß 31 verschwenkend
nach aufwärts
und nach abwärts
bewegt, auf eine erste Spule 33 hingezogen und in eine
Schließposition
gebracht, in der er an einem ersten Relaiseingangsanschluß 34 ansteht,
wenn ein Strom zu der ersten Spule 33 geführt wird.
In entsprechender Weise wird ein zweiter Anker 42, welcher
sich um einen zweiten Relaisausgangsanschluß 42 des zweiten Relais 40 nach
aufwärts
und nach abwärts
bewegt, gegen eine zweite Spule 42 angezogen und in einer
Schließposition
gebracht, in der er an einem zweiten Relaiseingangsanschluß 44 ansteht,
wenn ein Strom zu der zweiten Spule 43 geführt wird.
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Dies
führt zu
einem Einschaltzustand, bei dem der erste Relaisausgangsanschluß 31 und
der ersten Relaiseingangsanschluß 34, sowie der zweite Relaisausgangsanschluß 41 und
der zweite Relaiseingangsanschluß 44 jeweils elektrisch
verbunden sind.
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Wenn,
wie in der Zeichnungsfigur gezeigt, ein Strom nicht zu der ersten
Spule 33 und zu der zweiten Spule 43 geführt wird,
dann werden der erste Anker 32 und der zweite Anker 42 in
die Offenstellungen gedrängt,
in welchen sie von dem ersten Relaiseingangsanschluß 34 bzw.
dem zweiten Relaiseingangsanschluß 44 entfernt sind,
was durch in der Zeichnung nicht gezeigte Federmittel geschieht.
Es entsteht dann ein Ausschaltzustand, in welchem der erste Relaisausgangsanschluß 31 und
der erste Relaiseingangsanschluß 34 sowie
der zweite Relaisausgangsanschluß 41 und der zweite
Relaiseingangsanschluß 44 jeweils
elektrisch voneinander isoliert sind.
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In
dem zweiten Relais 40 liegt ferner, wenn der zweite Anker 42 in
die Offenstellung gebracht wird, dieser zweite Anker 42 an
einem erdungsseitigen Anschluß 45 an.
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Ein
positiver Anschluß 52 des
Akkumulators 10, der mit seinem negativen Anschluß 50 geerdet ist,
ist über
eine vordere Abschnittshälfte 56 des Hauptleitungsweges
mit dem ersten Relaiseingangsanschluß 34 verbunden, wobei
dieser Abschnitt eine Akkumulatorbatterie 54 enthält. Der
erste Relaisausgangsanschluß 31 ist
mit dem zweiten Relaiseingangsanschluß 44 über einen
mittleren Abschnitt 58 des Hauptleitungsweges verbunden.
Der zweite Relaisausgangsanschluß 41 ist mit einem
positiven Anschluß 62 für das leistungsverbrauchende
Gerät über eine
ausgangsseitige Hälfte 60 des
Hauptleitungsweges verbunden. Ein negativer Anschluß 64 des
leistungsverbrauchenden Gerätes
ist geerdet.
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Die
erste Spule 33 wird durch einen Erregerstrom beaufschlagt,
der von einer ersten Relaistreiberschaltung zugeführt wird,
die in einem elektrischen Fahrzeugbetriebssteuergerät 66 mit
eingebautem Rechner enthalten ist, wobei die Strombeaufschlagung über einen
ersten Relaistreiberausgangsanschluß 68 und einen ersten
Relaisleiterweg 70 erfolgt. In entsprechender Weise wird
die zweite Spule 43 mit einem Erregerstrom beaufschlagt,
der von einer zweiten Relaistreiberschaltung zugeführt wird, die
in dem elektrischen Fahrzeugbetriebssteuergerät 66 enthalten ist,
wobei die Strombaufschlagung über einen
zweiten Relaistreiberausgangsanschluß 72 und einen zweiten
Relais leitungsweg 74 erfolgt. Die jeweils anderen Enden
der ersten Spule 33 und der zweiten Spule 43 sind
zusammen mit dem erdungsseitigen Anschluß 45 geerdet.
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Eine
Spannungsüberwachungsschaltung
ist ebenfalls in dem elektrischen Fahrzeugbetriebssteuergerät 66 enthalten.
Ein Ausgangsanschluß 76 für die Spannungsüberwachungsschaltung,
welcher ein Ausgangsanschluß des
elektrischen Fahrzeugbetriebssteuergerätes ist, ist mit der ausgangsseitigen Hälfte 60 des
Hauptleitungsweges über
einen Spannungsüberwachungs-Leiterweg 80 verbunden,
der eine Spannungsüberwachungs-Sicherung 78 enthält.
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Die
Spannungsüberwachungsschaltung
ist eine Einrichtung zum Zuführen
einer konstanten Spannung von annähernd 5 Volt zu dem Anschluß 76 über ein
Widerstandselement mit einem geeigneten Widerstandswert, sowie zur
Messung eines Spannungspegels am Ausgangsanschluß 76 für die Spannungsüberwachungsschaltung.
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Die
Spannungsüberwachungsschaltung prüft einen
Erdungszustand der ausgangsseitigen Hälfte 60 des Hauptleitungsweges,
wenn eine Spannung von dem Akkumulator 10 nicht zu der
ausgangsseitigen Hälfte 60 des
Hauptleitungsweges geführt
wird. Außerdem
detektiert die Spannungsüberwachungsschaltung
eine Isolation oder einen Erdungskurzschluß, wenn sie im ausgangsseitigen Hälfteteil 60 des
Hauptleitungsweges oder in dem leistungsverbrauchenden Gerät 20 auftreten.
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Die
Spannungsüberwachungsschaltung prüft auch,
ob ein Spannungspegel an der ausgangsseitigen Hälfte 60 des Hauptleitungsweges
normal ist, wenn eine Spannung von dem Akkumulator 10 zu der
ausgangsseitigen Hälfte 60 des
Hauptleitungsweges geführt
wird. Einzelheiten der Wirkungsweise werden später unter Bezugnahme auf 3 erläutert.
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Wenn
ferner das leistungsverbrauchende Gerät 20 ein Brennstofferhitzer
zur Erhitzung des einzuspritzenden Brennstoffes ist, wird dieses
Gerät im allgemeinen
für jeden
Zylinder einer inneren Verbrennungsmaschine vorgesehen. Bezüglich einer
mehr zylindrigen inneren Verbrennungsmaschine ist daher die in 1 gezeigte
Schaltung für
jeden Zylinder vorgesehen, ausgenommen, was den Akkumulator 10 und
einen Hauptteil des Fahrzeugbetriebssteuergerätes 66 betrifft. In
einem solchen Falle ist auch annehmbar, das Relais 30 als
gemeinsames Relais für sämtliche
Zylinder vorzusehen und alle Teile stromab von dem Relais 40 für jeden
Zylinder vorzusehen.
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In
der Ausführungsform,
welche in 1 gezeigt ist, bewegt sich der
Anker 42 unter Verschwenkung um den zweiten Relaisausgangsanschluß 42 nach
aufwärts
und nach abwärts.
Wenn jedoch das zweite Relais 40 in den Ausschaltzustand
gestellt wird, ist es auch zweckmäßig, wenn der zweite Anker 42a sich
sowohl von dem zweiten Relaiseingangsanschluß 44 als auch von
dem zweiten Relaisausgangsanschluß 41 abhebt, wobei
diese Anschlüsse auf
der Einschaltseite gelegen sind, und sich gegen die erdungsseitigen
Anschlüsse 45 und 46 auf
der Ausschaltseite anlegt, welche gegenüberliegend den Anschlüssen auf
der Einschaltseite gelegen sind. Wenn in diesem Falle der erdungsseitige
Anschluß 45 in ähnlicher
Weise wie in 1 gezeigt geerdet ist, ist es
zweckmäßig, den
erdungsseitigen Anschluß 46 mit
der ausgangsseitigen Hälfte 60 des Hauptleitungsweges
zu verbinden.
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Wenn
in beiden oben beschriebenen Strukturen das zweite Relais 40 in
den Ausschaltzustand gestellt ist, wird nicht nur die ausgangsseitige
Hälfte 60 des
Hauptleitungsweges, welche näher
an dem leistungsverbrauchenden Gerät 20 liegt als das
zweite Relais 40, von dem Akkumulator 10 abgetrennt, sondern
es wird auch die ausgangsseitige Hälfte 60 des Hauptleitungsweges
durch das Relais 40 geerdet, welches in den Ausschaltzustand
gestellt ist. Selbst wenn daher ein Kurzschlußfehler in irgendeinem Leitungsweg
von dem Akkumulator 10 zu der ausgansseitigen Hälfte 60 des
Hauptleitungsweges auftritt, kann vermieden werden, daß das leistungsverbrauchende
Gerät 20 durch
einen solchen Kurzschlußstrom
beschädigt
wird.
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3 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel von Vorgängen zeigt, um die Leistungsschaltung
für Fahrzeuge
gemäß 1 durch
das Fahrzeugbetriebssteuergerät 66 zu
steuern, um selektiv einen Strom von dem Akkumulator 10 zu
dem leistungsverbrau chenden Gerät 20 zu
führen
und dann festzustellen, ob die Leistungsschaltung ordnungsgemäß arbeitet,
was unter Verwendung der Spannungsüberwachungsschaltung geschieht.
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Wenn
das leistungsverbrauchende Gerät nicht
betrieben wird, d.h. wenn sowohl das erste Relais 30 als
auch das zweite Relais 40 sich im Ausschaltzustand (Abschaltzustand)
befinden, ist zuerst die ausgangsseitige Hälfte 60 des Hauptleitungsweges über den
erdungsseitigen Anschluß 45 des
zweiten Relais 40 geerdet. Es ist daher davon auszugehen,
daß ein
durch die Spannungsüberwachungsschaltung
detektierter Spannungspegel null ist.
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Ein
Schwellwert für
einen Spannungspegel, der durch die Spannungsüberwachungsschaltung in einem
Zustand detektiert wird, in welchem sowohl das erste Relais 30 als
auch das zweite Relais 40 sich im Ausschaltzustand befinden
(oder mindestens dann, wenn sich das zweite Relais 40 im
Ausschaltzustand befindet) wird auf einen entsprechend geringen
positiven Wert, beispielsweise nahe null, eingestellt.
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Wenn
dann das zweite Relais im Ausschaltzustand ist und ein Abtrennungsfehler
oder ein Stromzuführungsfehler
(beispielsweise ein Kontaktfehler zwischen dem zweiten Anker 42 und
dem erdungsseitigen Anschuß 45)
in der Erdungsschaltung zur Erdung des leistungsverbrauchenden Gerätes 20 auftritt,
dann kann der Abtrennungsfehler oder der Stromzuführungsfehler
basierend auf der Tatsache detektiert werden, daß der durch die Spannungsüberwachungsschaltung
detektierte Spannungspegel den Schwellwert VO überschreitet.
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Wenn
zum zweiten das Fahrzeugbetriebssteuergerät 66 bestimmt, daß das leistungsverbrauchende
Gerät 20 neuerlich
aktiviert werden sollte, dann wird anfänglich die zweite Spule 43 durch
die zweite Relaistreiberschaltung zu der Zeit t1 erregt. Wenn die
zweite Relaisspule 43 energiebeaufschlagt wird, dann wird
der zweite Anker 43 durch die zweite Spule 43 angezogen,
so daß der
Anker sich von dem erdungsseitigen Anschluß 45 ablöst und an
dem zweiten Relaiseingangsanschluß 44 ansteht.
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Wenn
sich der zweite Anker von dem erdungsseitgen Anschluß 45 löst, wird
die Erdung der ausgangsseitigen Hälfte 60 des Hauptleitungsweges rückgängig gemacht
und eine von der Spannungsüberwachungsschaltung
an die ausgangsseitige Hälfte 60 des
Hauptleitungsweges angelegte Spannung wird zu dem leistungsverbrauchenden
Gerät 20 geführt. Wenn
die Schalteinrichtung und das leistungsverbrauchende Gerät 20 sich
im Normalzustand befinden, hat eine Überwachungsspannung einen vorbestimmten
Spannungspegel Vm in Entsprechung zu einer Größe eines Überwachungsstromes, der über das
leistungsverbrauchende Gerät 20 fließt. Wenn also
ein durch die Spannungsüberwachungsschaltung
detektierter Spannungspegel während
der Zeitdauer null ist, während
welcher sich das erste Relais 30 immer noch im Ausschaltzustand
befindet, während
sich nur das zweite Relais 40 im Einschaltzustand befindet,
so kann festgestellt werden, daß ein Erdungskurzschluß (beispielsweise
ein Verschweißen
des zweiten Ankers 42 mit dem erdungsseitigen Anschluß 45 in
der ausgangsseitigen Hälfte 60 des Hauptleitungsweges
aufgetreten ist.
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Wenn
die ausgangsseitige Hälfte 60 des Hauptleitungsweges
und das leistungsverbrauchende Gerät 20 sich im Normalzustand
befinden, wird ein Strom von der Spannungsüberwachungsschaltung durch
das leistungsverbrauchende Gerät
geleitet. Aus diesem Grunde muß die
oben erwähnte
Spannung Vm kleiner als die oben erwähnte konstante Spannung von
annähernd
5 Volt sein, mit welcher die Spannungsüberwachung arbeitet. Während dieser Zeitdauer
sollte also ein geeigneter Schwellwert, welcher Vm überschreitet,
beispielsweise also Vs, für den
Spannungspegel eingestellt werden, der durch die Spannungsüberwachungsschaltung
detektiert wird. Hierdurch ist es möglich, festzustellen, daß eine Abtrennung
irgendwo auf dem Leitungsweg aufgetreten ist, der sich von der ausgangsseitigen
Hälfte 60 des
Hauptleitungsweges zu der Erdung über das leistungsverbrauchende
Gerät erstreckt,
wenn die Spannungsüberwachungsschaltung
einen Spannungspegel detektiert, der größer als der Schwellwert ist. Selbstverständlich kann
auch, wenn ein Spannungspegel der ausgangsseitigen Hälfte 60 des
Hauptleitungsweges abnormal bis nahe an den Spannungspegel der Leistungsquelle
während
dieser Zeit ansteigt, wenn sich das erste Relais 30 immer
noch im Ausschaltzu stand befindet, festgestellt werden, daß ein Kurzschlußfehler
mit Bezug auf das erste Relais 30 vorhanden ist.
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Als
nächstes
wird zu der Zeit t2 das erste Relais 30 eingeschaltet (in
den Leistungszustand gebracht), wobei die Zeit t2 eine Zeitverzögerung von beispielsweise
annähernd
100 ms gegenüber
der Zeit t1 aufweist. Dies ermöglicht
dem Akkumulator 10, zu dem leistungsverbrauchenden Gerät über die Hauptleitungswege 56, 58 und 60 eine
reguläre
Leistungszufuhr zu bewirken, vorausgesetzt, daß die Schalteinrichtung und
das leistungsverbrauchende Gerät
ordnungsgemäß arbeiten.
Wenn sowohl das erste Relais 30 als auch das zweite Relais 40 in
den Einschaltzustand gestellt sind, dann muß ein durch die Spannungsüberwachungsschaltung
detektierter Spannungspegel Vb sein, was eine umgerechnete Ausgangsspannung
des Akkumulators 10 ist. Wenn daher ein durch die Spannungsüberwachungsschaltung
detektierter Spannungspegel 30 unter Vb abfällt, so
bedeutet dies, daß ein
Erdungskurzschluß irgendwo
im Hauptleitungsweg aufgetreten ist. Ein solcher Erdungskurzschluß kann detektiert
werden, indem ein geeigneter vorbestimmter Schwellwert Vt für eine Überwachungsspannung
eingestellt wird.
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Wenn
der Betrieb des leistungsverbrauchenden Gerätes beendet werden soll, dann
wird zu der Zeit t3 das zweite Relais 40 zunächst in
den Ausschaltzustand gestellt. Ist das zweite Relais 40 in
den Ausschaltzustand gestellt, dann ist davon auszugehen, daß ein Spannungspegel
an der ausgangsseitigen Hälfte 60 des
Hauptleitungsweges auf null abfällt.
Ist der Überwachungsspannungspegel
gleich groß wie
oder größer als
Vo zu dieser Zeit, dann kann festgestellt werden, daß eine Verbindung
für das Wiedererden
des ausgangsseitigen Hälfteteiles 60 des
Hauptleitungsweges durch das Ausschalten des zweiten Relais 40 nicht
ordnungsgemäß hergestellt wurde,
wodurch ermöglicht
wird, unmittelbar einen Betriebsfehler zum Zeitpunkt der Wiedererdung
der Schaltung zu detektieren.
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Wenn
ein Betrieb des leistungsverbrauchenden Gerätes beendet werden soll, so
ist es auch zweckmäßig, das
erste Relais 30 und das zweite Relais 40 gleichzeitig
in den Ausschaltzustand zu stellen. Die Zeichnung zeigt jedoch ein
Beispiel, bei welchem zu einem Zeitpunkt t4, wenn das erste Relais 30 in
den Ausschaltzustand gestellt wird, gegenüber dem Zeitpunkt t3 um annähernd 100
ms verzögert
ist. Wie in der Zeichnung gezeigt kann, wenn ein Zeitunterschied
zwischen den Zeitpunkten vorgesehen wird, zu denen die beiden Relais
in den Ausschaltzustand gestellt werden, ein Fehler durch jede der Spannungsüberwachungsschaltkreise
detektiert werden, wenn ein Fehler bezüglich der Ein- bzw. Ausschaltoperation
jedes der Relais auftritt. In diesem Falle zeigt das Einschalten
des zweiten Relais 40 vor dem Einschalten des ersten Relais 30 zu
der Zeit einer Aktivierung des leistungsverbrauchenden Gerätes beachtliche
Effekte wie oben beschrieben wurde. Es ist daher möglich, eine
Fähigkeit
einer individuellen Prüfung
mit Bezug auf die Einschalt- bzw. Ausschaltoperationen der Relais
durch Ausschalten des ersten Relais 30 nach dem zweiten
Relais 40 auszudehnen, wie in der Zeichnungsfigur deutlich gemacht
ist, so daß eine
Ein-/Aus-Beziehung zwischen dem ersten Relais 30 und dem
zweiten Relais 40 zu der Zeit einer Betriebsbeendigung
des leistungsverbrauchenden Gerätes
das Umgekehrte der Beziehung zu der Zeit einer Aktivierung des leistungsverbrauchenden
Gerätes
ist.
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Die
Erfindung wurde vorstehend im Einzelnen mit Bezug auf eine Ausführungsform
beschrieben. Es wird für
den Fachmann deutlich, daß die
Erfindung nicht nur auf ein solches Ausführungsbeispiel beschränkt ist,
sondern daß vielerlei
Ausführungsformen
innerhalb des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens verwirklicht
werden können.