DE2731650B1 - Diagnostic procedure for electrically operated on-board units and circuit arrangement for carrying out the procedure - Google Patents
Diagnostic procedure for electrically operated on-board units and circuit arrangement for carrying out the procedureInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Diagnoseverfahren für elektrisch betriebene Bordaggregate in Fahrzeugen, bei dem eine von einem Prüfling unter Testbedingungen abgeleitete Größe mit vorgegebenen oberen und unteren Toleranzgrenzen verglichen wird und vom Überschreiten der Grenzen ein Fehlersignal abgeleitet ist, sowie auf eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a diagnostic method for electrically operated on-board units in vehicles, in which a variable derived from a test object under test conditions with specified upper and Lower tolerance limits is compared and an error signal is derived from exceeding the limits is, as well as a circuit arrangement for carrying out the method.
FQr die Antriebsmaschinen von Straßen-, Schienen- und anderen Fahrzeugen sind in den letzten Jahren sogenannte Diagnoseverfahren eingeführt worden, mit deren Hilfe auch weitgehend ungeschultes Personal in der Lage ist, den Zustand der Antriebsmaschinen von Fahrzeugen zu überwachen.FQr the prime movers of road, rail and other vehicles are in recent years so-called diagnostic procedures have been introduced, with the help of which even largely untrained personnel in is able to monitor the condition of the prime movers of vehicles.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 25 49 037 ist auch ein einleitend genanntes Diagnoseverfahren bekannt, das zum Erkennen fehlerhafter Kraftfahrzeug-Drehstromgeneratoren mit nachgeschaltetem Gleichrichter dient Bei einem Drehstromgenerator genügt es, die unter Betriebsbedingungen erzeugte Spannung zu kontrollieren, um Fehler in dem Generator, dem damit verbundenen Gleichrichter und auch in einem angeschlossenen Spannungsregler zu erkennen.From the German Offenlegungsschrift 25 49 037 there is also a diagnostic method mentioned in the introduction known to identify faulty three-phase motor vehicle alternators with a downstream rectifier. With a three-phase generator, it is sufficient to to control the voltage generated under operating conditions in order to avoid errors in the generator, which is associated with it connected rectifier and also in a connected voltage regulator.
zieller Art, sind oft mit vielfältigen anderen Hilfsaggregaten ausgerüstet, die zumeist elektrische Antriebsmaschinen aufweisen, die an ein Bordnetz angeschlossen sind. Hilfsaggregate dieser Art sind beispielsweise Pumpen, Lüfter, Kompressoren, Dreheinrichtungen, Winden oder dergleichen.of a civil nature, are often with a variety of other auxiliary units equipped, which mostly have electric drive machines that are connected to an on-board network are. Auxiliary units of this type are, for example, pumps, fans, compressors, rotating devices, Winches or the like.
Vor allem sollen auch Schaden und Fehler erkannt werden, die im nichtelektrischen Teil des Aggregats liegen, der beispielsweise auch Förderwege von Pumpen oder dergleichen umfassen solL Eine einfache Strom- oder Spannungsmessung an der Antriebsmaschine eines solchen Aggregats unter Anschluß an das Bordnetz genügt im allgemeinen nicht, um Fehler des gesamten Aggregats zielsicher erkennen zu können.Above all, damage and faults in the non-electrical part of the unit should also be detected lie, which should also include, for example, delivery paths of pumps or the like. A simple one Current or voltage measurement on the prime mover of such a unit connected to the On-board network is generally not sufficient to be able to accurately identify errors in the entire unit.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein in der Einleitung genanntes Diagnoseverfahren anzugeben, bei dem neben der Betriebstüchtigkeit der elektrischen Antriebsmaschine des Aggregats auch der mechanische, hydraulische oder dergleichen Teil des Aggregats überprüft wird.The invention was based on the object of specifying a diagnostic method mentioned in the introduction, in which, in addition to the serviceability of the electrical drive machine of the unit, the mechanical, hydraulic or the like part of the unit is checked.
Ein derartiges Verfahren ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Antriebsmaschine eines Aggregats vom Bordnetz getrennt und an eine steuerbare elektrische Energiequelle gelegt, danach mehrere Wertepaare einer Stromspannungskennlinie der Antriebsmaschine aufgenommen und diese mit der Leerlaufkennlinie der Antriebsmaschine einerseits und ihrer Kennlinie im festgebremsten Zustand andererseits verglichen werden. Arbeitet das Aggregat fehlerfrei, so werden die gemessenen Wertepaare eine Kennlinie ergeben, die zwischen den Leerlaufkennlinien und der Kennlinie im blockierten Zustand liegt Aus einer Annäherung der gemessenen Wertepaare an eine der beiden extremen KennlinienSuch a method is characterized according to the invention in that an electric drive machine a unit separated from the on-board network and connected to a controllable electrical energy source, then several pairs of values of a current-voltage characteristic of the prime mover recorded and this with the idling characteristic of the drive machine on the one hand and its characteristic in the locked position State on the other hand can be compared. If the unit works without errors, the measured Pairs of values result in a characteristic that is between the idle characteristic and the characteristic in the blocked State is from an approximation of the measured value pairs to one of the two extreme characteristics
:=> kann auf einen Schaden oder Fehler im Aggregat geschlossen werden. So wird z. B. eine elektrisch angetriebene Kreiselpumpe bei einem Verschluß des Ansaug- oder Förderweges eine Kennlinie liefern, die praktisch der Leerlaufkennlinie entspricht : => it can be concluded that there is damage or a fault in the unit. So z. B. provide an electrically driven centrifugal pump with a closure of the suction or delivery path a characteristic that corresponds practically to the idle characteristic
Es sind auch Fälle denkbar, in denen das Nachmessen des Normalbetriebes durch Bestimmen von Wertepaaren der Stromspannungskennlinie nicht genügt weil die Belastung des Aggregats beispielsweise durch ein zu förderndes Medium starken Schwankungen ausgesetzt ist In solchen Fällen ist es zweckmäßig, durch Aufnahme von Kommutatorspannungsimpulsen die Drehzahl der Antriebsmaschine zu bestimmen und sie mit den gleichzeitig ermittelten Werten für die Spannung und die Stromstärke zu einer Drehzahl-Leistungscharakteristik zu verarbeiten.Cases are also conceivable in which the normal operation can be remeasured by determining pairs of values the voltage characteristic curve is not sufficient because the load on the unit, for example, by an conveying medium is exposed to strong fluctuations In such cases it is advisable to carry through Recording of commutator voltage pulses to determine the speed of the prime mover and use them with the values determined at the same time for the voltage and the current strength to a speed-performance characteristic to process.
Zweckmäßig wird als programmierbare elektrische Energiequelle eine Stromquelle gewähltA current source is expediently chosen as the programmable electrical energy source
Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Diagnoseverfahrens ist dadurch gekennzeichnet daß eine programmierbare Stromquelle an den Klemmen der elektrischen Antriebsmaschine angeschlossen ist und ein digitaler Spannungsmesser sowie ein Impulsaufnehmer für die Kommutatorspannungsimpulse an den gleichen Klemmen liegen und Signalausgänge für digitale Signale des Impulsaufnehmers, des Spannungsmessers und eines Programmwerkes der Stromquelle mit einer Verarbeitungseinheit verbunden sind.A circuit arrangement for carrying out the diagnostic method is characterized in that a programmable power source is connected to the terminals of the electric prime mover and a digital voltmeter and a pickup for the commutator voltage pulses to the The same terminals are located and signal outputs for digital signals from the pickup, voltmeter and a program of the power source are connected to a processing unit.
Die Erfindung wird anhand von zwei Figuren erläutertThe invention is explained with the aid of two figures
Fig. 1 stellt ein Stromspannungsdiagramm eines elektrisch angetriebenen Lüfters dar.Fig. 1 shows a voltage diagram of an electrically driven fan.
In F i g. 2 ist eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens als Blockschaltbild dargestelltIn Fig. 2 shows a circuit arrangement for carrying out the method as a block diagram
Im Diagramm nach F i g. 1 ist in der Abszissenrichtung der Strom und in der Ordinatenrichtung die Spannung angetragen. Die Betriebsspannung wird durch eine strichpunktierte Parallele zur Abszisse markiert Im Diagramm sind drei Kennlinien gezeigt; eine Kennlinie ist ausgezogen. Es ist die Kennlinie beim Betrieb des Aggregates unter Normallast Die beiden anderen Kennlinien sind durch gestrichelte Linien dargestellt Bis zu dem Wertepaar Lk, k decken sich die drei Kennlinien. Bei diesem Wertepaar steigt die Leerlaufkennlinie steil an, bis zum Wert der Betriebsspannung. Die Kennlinie für die festgebremste Antriebsmaschine verläuft als eine Gerade weiter in der Richtung des gemeinsamen Anlaufastes aller drei Kennlinien. Die Kennlinie unter Normallast liegt als leicht gekrümmte Kurve zwischen den beiden anderen Kennlinien.In the diagram according to FIG. 1 the current is plotted in the abscissa direction and the voltage is plotted in the ordinate direction. The operating voltage is marked by a dash-dotted line parallel to the abscissa. The diagram shows three characteristics; a characteristic is drawn out. It is the characteristic when the unit is operated under normal load. The other two characteristics are shown by dashed lines. The three characteristics are identical up to the value pair Lk, k. With this pair of values, the no-load characteristic rises steeply up to the value of the operating voltage. The characteristic curve for the braked drive machine continues as a straight line in the direction of the common start-up branch of all three characteristic curves. The characteristic curve under normal load is a slightly curved curve between the two other characteristics.
Wird mit Hilfe der programmierbaren Stromquelle der Strom kontinuierlich oder in festen Schritten erhöht so folgt bis zu einem Wert / = k die Spannung der Charakterisitik bei festgebremster Maschine. Das Wertepaar I0, k ergibt als Produkt die Leistung, die erforderlich ist um die Stillstandsreibung zu überwinden. Der Wert h kann außerdem durch den Umstand erkannt werden, daß sich die Antriebsmaschine zum erstenmal dreht Dieser Drehbeginn kann mit einer Auswerteschaltung für induzierte Rückwirkungsspannungsspitzen festgestellt werden. Die Größe des Produktes Uo · k ist ein Wert der unter Umständen auch auf einen Verschleiß im Motor deutet und ist deshalb mit vorgegebenen Grenzen zu vergleichen. Wird der Strom durch das Programmsteuerwerk der Stromquelle weiter erhöht und die sich einstellende Spannung gemessen, so muß der sich einstellende Verlauf der U-I- Kennlinie der ausgezogenen Kurve entsprechen. Weicht die Kurve in Richtung der beiden gestrichelten Kennlinien ab, so liegt entweder ein erhöhter Verlust im Motor vor, wenn sich die gemessene Kennlinie der Kennlinie für festgebremste Maschinen nähert oder es liegt ein Defekt im Medientransport vor, wenn die Kurve in RichtungIf the current is increased continuously or in fixed steps with the help of the programmable current source, the voltage follows the characteristics with the machine braked up to a value / = k. The value pair I 0 , k is the product of the power that is required to overcome the standstill friction. The value h can also be recognized by the fact that the drive machine is rotating for the first time. This start of rotation can be determined with an evaluation circuit for induced reaction voltage peaks. The size of the product Uo · k is a value which, under certain circumstances, also indicates wear in the engine and must therefore be compared with specified limits. If the current through the program control unit of the power source is increased further and the resulting voltage is measured, the resulting course of the UI characteristic must correspond to the curve drawn. If the curve deviates in the direction of the two dashed characteristics, there is either an increased loss in the motor if the measured characteristic approaches the characteristic for locked machines or there is a defect in the media transport if the curve goes in the direction of
:c Leerlaufkennlinie abweicht.: c idle characteristic deviates.
In Fig.2 ist eine Antriebsmaschine 1 eines elektrischen Bordaggregates gezeigt Der mechanische Teil des Aggregats ist durch ein Flügelrad eines Lüfters 2 angedeutet. Durch einen Schalter 3 ist die Maschine 1In Fig.2 is a drive machine 1 of an electric On-board unit shown The mechanical part of the unit is through an impeller of a fan 2 indicated. The machine 1 is activated by a switch 3
ι -. über eine Sicherung 4 an ein Bordnetz 5 anschließbar, dessen Energiequelle durch eine Batterie 6 gebildet ist. Der negative Pol der Batterie 6 ist geerdet. Zwei Klemmen 7 und 8 der Antriebsmaschine 1 sind für die Diagnose mit einer programmierbaren Stromquelle 9 verbunden. Bestandteil der Stromquelle 9 ist ein Programmwerk 10. Parallel zu den Stromausgängen der Stromquelle 9 liegt ein digitaler Spannungsmesser 11. An die nicht geerdete Klemme der Maschine 1 ist ein Impulsaufnehmer 12 für Kommutatorspannungsimpulseι -. Can be connected via a fuse 4 to an on-board network 5, the energy source of which is formed by a battery 6. The negative pole of the battery 6 is grounded. Two terminals 7 and 8 of the prime mover 1 are for the Diagnosis connected to a programmable current source 9. Part of the power source 9 is a Program unit 10. A digital voltmeter 11 is located parallel to the current outputs of the current source 9. A pulse pick-up 12 for commutator voltage pulses is attached to the ungrounded terminal of machine 1
■~> angeschlossen. Er umschließt einen Imulsformer und einen entsprechend gewählten Impulsuntersetzer, so daß die Ausgangssignale des Impulsaufnehmers 12 der Drehzahl der Maschine 1 entsprechen. Digitale Signalausgänge 13,14,15 des Impulsaufnehmers 12 bzw.■ ~> connected. It encloses a pulse shaper and an appropriately selected pulse reducer, see above that the output signals of the pickup 12 correspond to the speed of the machine 1. Digital Signal outputs 13,14,15 of the pickup 12 resp.
w des Programmwerkes 10 und des Digitalvoltmeters 11 sind mit entsprechenden Eingängen einer Verarbeitungseinheit 16 verbunden. w of the program unit 10 and of the digital voltmeter 11 are connected to corresponding inputs of a processing unit 16.
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| IT7825589A0 (en) | 1978-07-12 |
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Legal Events
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| 8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
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