DE19835485A1 - Vorrichtung zur Auslösung von einer Sicherung für elektrische Leiter im Kraftfahrzeug - Google Patents
Vorrichtung zur Auslösung von einer Sicherung für elektrische Leiter im KraftfahrzeugInfo
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Abstract
Bei bisherigen Vorrichtungen wird ein elektrischer Parameter im Leiter mittels Sensor gemessen. Überschreitet der Meßwert einen festen Auslösewert, so erfolgt die Auslösung der Sicherung egal, ob es die jeweilige Situation erfordert oder nicht. Mit dem neuen Verfahren soll eine optimale Auslösung der Sicherung erreicht werden. DOLLAR A Die neue Vorrichtung beinhaltet eine elektrische Schaltung, welche die thermischen Eigenschaften des Leiters wiederspiegelt. Diese Schaltung beinhaltet einfache passive Bauelemente, mit denen der thermische Widerstand bzw. die thermische Kapazität des Leiters nachgebildet wird. DOLLAR A Die Vorrichtung ist kostengünstig und leicht realisierbar und verhindert zum einen eine zu frühe Aktivierung der Sicherung, insbesondere im Falle harmloser, kurzzeitig, hoher Strompeaks, wie sie beim Motorstart auftreten, und zum anderen wird eine zu späte Auslösung, wie sie insbesondere bei gefährlichen Kriechströmen auftritt, verhindert.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Auslösung von einer Sicherung
für elektrische Leiter im Kraftfahrzeug.
Insbesondere in Kraftfahrzeugen werden zur Absicherung von elektri
schen Komponenten in den Leitungen Schmelzsicherungen eingesetzt.
Die Absicherung mit Schmelzsicherungen hat den Nachteil, daß sich mit
diesen Sicherungen kein optimaler Leitungsschutz erreichen läßt. Beim
Auftreten kurzfristig anliegender Überströme kann eine übliche elektrische
Leitung im Fahrzeug wesentlich mehr Strom tragen als die Schmelzsiche
rung, so daß für kurzzeitige Überströme eine übliche Schmelzsicherung
unterdimensioniert ist. Im Bereich länger andauernder Überströme schal
tet die Sicherung dagegen zu spät ab, so daß in diesem Fall eine elektri
sche Leitung und/oder Verbraucher nicht ausreichend geschützt ist. Bei
einem Überstrom von 35% gegenüber dem Auslösestrom der Sicherung
kann es bis zu einer halben Stunde dauern bis sich eine Schmelzsiche
rung tatsächlich auslöst. Bei einem Überstrom von 250% gegenüber dem
Auslösestrom der Sicherung kann es noch 5 Sekunden bis zur Siche
rungsauslösung dauern.
Im Bereich der passiven Schmelzsicherungen gibt es verschiedene Me
thoden, die Auslösecharakteristik zu beeinflussen. Auf der einen Seite
werden verschiedene Materialien (z. B. Cu oder Zn) als Schmelzelemente
eingesetzt. Auf der anderen Seite wird in bestimmte Zonen Zinn aufge
bracht, um die Auslösecharakteristik anzupassen.
Nachteilig hierbei ist jedoch der hohe Aufwand, da für jedes Verkabe
lungssystem dieser Optimierungsprozeß neu durchgeführt werden müßte.
Grund hierfür ist, daß neben den Eigenschaften des Schmelzelements
auch die Randbedingungen, wie angeschlagene Leiterquerschnitte, Um
gebungstemperatur etc. Einfluß auf die Auslösecharakteristik nehmen. Mit
dieser Vorgehensweise ist auch mit hohem Aufwand nur eine begrenzte
Anpassung möglich. Deshalb werden Standardsicherungen eingesetzt,
die zwar kostengünstig sind, aber nur begrenzten Schutz bieten.
Aus der DE 195 27 997 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem der Strom
durch die Sicherung gemessen wird. Überschreitet der Strom einen vor
gegebenen Auslösewert, so wird eine aktive Auslösung der Sicherung
durchgeführt. Nachteilig hierbei ist, daß der Auslösewert fix vorgegeben
wird und somit die Leistungsreserven des Leiters nicht ausgenützt werden
können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit geringem Aufwand
und Kosten eine Vorrichtung für Sicherungen aufzuzeigen, welche das
thermische Verhalten eines Leiters optimal ausnutzt, so daß die Siche
rung immer zum richtigen Zeitpunkt aktiviert wird, bevor eine Zerstörung
wichtiger Komponenten erfolgt.
Die Lösung dieser Aufgabe ist mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Patentanspruchs 1 gegeben. Demnach beinhaltet die Vorrichtung eine
elektrische Schaltung, welche die thermischen Eigenschaften des Leiters
widerspiegelt.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen praktisch darin, daß ei
ne vorschnelle Auslösung der Sicherung bei kurzzeitig hohen, aber
schnell abklingenden Strömen, wie sie beim Starten des Motors auftreten,
und ein Kabelbrand, der bereits durch geringe Kriechströme verursacht
wird, verhindert wird wobei die thermischen Eigenschaften des Leiters
optimal ausgenützt werden können.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hierbei ist die elektrische Schaltung mit einfachsten Mitteln aufgebaut.
Beispielsweise werden einfache passive Bauelemente, insbesondere Wi
derstände zur Nachbildung der thermischen Widerstände des Leiters und
Kondensatoren zur Nachbildung der thermischen Kapazitäten des Leiters
verwendet. Am Ausgang einer solchen elektrischen Schaltung entsteht
dann ein temperaturabhängiges Signal. Die Größe dieses temperaturab
hängigen Signals kann dann in einem Komparator mit einem Auslösewert
verglichen werden. Auch ist der Komparator mit der Auslöseeinheit ver
bunden, wobei das Ausgangssignal am Komparator die Auslöseeinheit
steuert.
Im folgenden soll die Erfindung anhand von einem Ausführungsbeispiel im
Zusammenhang mit einer Zeichnung dargestellt und erläutert werden.
Die einzige Figur zeigt eine Vorrichtung zur Auslösung einer Sicherung 2.
Der Leiter 1 beinhaltet eine Sicherung 2. Parallel zu dieser Sicherung 2 ist
ein Stromsensor 3 angeordnet, mit dem der Strom durch die Leitung 1
oder ein anderer elektrischer Parameter erfaßt oder zumindest weiterge
leitet wird. Am Ausgang des Stromsensors 3 wird ein vom gemessenen
Strom abhängiges Ausgangssignal abgegriffen. Das Ausgangssignal ist
demnach abhängig vom Stromfluß durch den Leiter. Das Ausgangssignal
des Stromsensors 3 wird an den Eingang einer elektrischen Schaltung 6
angelegt. Die elektrische Schaltung 6 besteht aus Kostengründen aus
einfachen passiven Bauelementen 9, 10, 11. Die Bauelemente 9, 10, 11
sind so gewählt und angeordnet, daß sie ein thermisches Ersatzschaltbild
des Leiters 1 darstellen. Voraussetzung hierfür ist, daß die thermischen
bzw. elektrischen Eigenschaften des Leiters 1 vorab einmalig bestimmt
werden. In diesem Fall besteht die elektrische thermische Ersatzschaltung
6 aus einem seriellen 9 und einem parallelen Widerstand 11. Diese passi
ven, elektrischen Widerstände 9, 11 stellen den thermischen Widerstand
des Leiters 1 dar. Des weiteren beinhaltet die Schaltung einen parallel
geschalteten, passiven, elektrischen Kondensator 10. Dieser Kondensator
stellt die thermische Kapazität des Leiters 1 dar. In diesem Ausführungs
beispiel bewirkt die Anordnung, daß das stromabhängige Signal am Ein
gang der Schaltung 6 in ein temperaturabhängiges Signal umgewandelt
wird, welches am Ausgang der Schaltung 6 zur Weiterverarbeitung in ei
nem Komparator 7 zur Verfügung gestellt wird. Im Komparator 7 wird das
temperaturabhängige Signal mit einem Auslösewert verglichen. Dieser
Wert ist entweder als fester Wert im Komparator 7 abgespeichert oder
aber er kann von einer Speicher- oder Rechnereinheit 8 abgerufen wer
den. Überschreitet der temperaturabhängige Wert im Komparator 7 den
Auslösewert, so wird die Auslöseeinheit 5 aktiviert, die mit dem Kompara
tor 7 in Verbindung steht. Die Auslöseeinheit 5 dient zur aktiven Auslö
sung der Sicherung 2, so daß der Leiter 1 unterbrochen wird, wenn die
thermische Belastung zu hoch wird.
Das Grundprinzip dieser Vorrichtung besteht darin, daß der thermische
Zustand des Leiters 1 anhand eines elektrischen Parameters beschrieben
wird. Dieser elektrische Parameter wird abgegriffen und in eine elektrische
Schaltung 6 eingespeist, die ein Signal erzeugt, welches die tatsächlichen
thermischen Verhältnisse im Leiter 1 widerspiegelt. Dieses Signal ist
dann dafür verantwortlich, ob eine Auslösung der Sicherung 2 erfolgt oder
nicht.
Der Stromsensor 3, die elektrische Ersatzschaltung 6 und der Komparator
7 mit dem relevanten Auslösewert bilden eine Auswerteschaltung 4, mit
welcher der thermische Zustand des Leiters 1 bestimmt wird.
Claims (6)
1. Vorrichtung zur Auslösung einer Sicherung (2) für elektrische Leiter (1)
im Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine
elektrische Schaltung (6) beinhaltet, welche die thermische Ersatz
schaltung des Leiters (1) ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elek
trische Schaltung (6) passive Bauelemente, insbesondere Widerstände
(9, 11) zur Nachbildung der thermischen Widerstände im Leiter und
Kondensatoren (10) zur Nachbildung der thermischen Kapazitäten im
Leiter (1) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor
richtung einen Komparator (7) beinhaltet, dessen Eingang mit dem
Ausgang der elektrischen Schaltung (6) verbunden ist, um das tempe
raturabhängige Ausgangssignal der elektrischen Schaltung (6) mit ei
nem Auslösewert (8) zu vergleichen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor
richtung eine Auslöseeinheit (5) aufweist, die dann den Leiter (1) unter
bricht, wenn im Komparator (7) das Ausgangssignal der elektrischen
Schaltung (6) den Auslösewert (8) überschreitet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor
richtung einen Stromsensor (3) beinhaltet, der als elektrischer Parame
ter den Strom durch den Leiter (1) erfaßt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Aus
gang des Stromsensors (3) mit dem Eingang der elektrischen Schal
tung (6) in Verbindung steht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998135485 DE19835485A1 (de) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | Vorrichtung zur Auslösung von einer Sicherung für elektrische Leiter im Kraftfahrzeug |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998135485 DE19835485A1 (de) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | Vorrichtung zur Auslösung von einer Sicherung für elektrische Leiter im Kraftfahrzeug |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19835485A1 true DE19835485A1 (de) | 2000-02-10 |
Family
ID=7876618
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1998135485 Ceased DE19835485A1 (de) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | Vorrichtung zur Auslösung von einer Sicherung für elektrische Leiter im Kraftfahrzeug |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19835485A1 (de) |
Cited By (4)
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WO2007009675A1 (de) * | 2005-07-16 | 2007-01-25 | Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Coburg | Vorrichtung zum überlastschutz einer versorgungsleitung für eine elektrische last in einem kraftfahrzeug |
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1998
- 1998-08-07 DE DE1998135485 patent/DE19835485A1/de not_active Ceased
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