DE3706786C1

DE3706786C1 - Device for monitoring at least two electrical loads in motor vehicles

Info

Publication number: DE3706786C1
Application number: DE3706786A
Authority: DE
Inventors: Brigitte Arnold; Peter Nordhaus; Hannes Dipl-Min Pflug; Peter Schmidt; Wolf Ing Wessel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1987-03-03
Filing date: 1987-03-03
Publication date: 1988-05-11
Also published as: FR2611815A1; FR2611815B1; IT1215955B; JP2610640B2; JPS6453045A; IT8819602A0

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Kontrolle von mindestens zwei elektrischen Verbrau chern in Kraftfahrzeugen, insbesondere von in selbstzündenden Brennkraftmaschinen vorgesehenen Glühkerzen nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Aus der DE-OS 35 00 676 ist eine Einrichtung zur Kontrolle von elektrischen Verbrauchern wie etwa Glühkerzen in Kraftfahrzeugen bekannt, bei der zur dynamischen Entkopplung der Verbraucher Induktivitä ten in Reihe zu den Verbrauchern geschaltet sind. Die einzelnen Reihenschaltungen aus Induktivität und Verbrauchern sind parallel zueinander geschal tet und werden mit einer Wechselspannung einer Prüf signalquelle beaufschlagt; eine Überwachungseinrich tung, eine Glühkerzenüberwachung, erfaßt die auftre tenden Spannungen. Nachteil dieser Einrichtung ist es, daß die über die Zuleitung der Glühkerzen ge schobenen Ferritröhrchen eine nur kleine Induktivi tät aufweisen, die überdies stark von der Leitungs länge abhängt. Daher ergeben sich Probleme bei der Auswertung der an den aus Induktivität und Glühker ze bestehenden Reihenschaltungen anliegenden Span nung. Überdies lassen sich mit der beschriebenen Einrichtung Kurzschlüsse der Glühkerzen nicht mit Sicherheit feststellen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kontrolle von mindestens zwei elektrischen Verbrauchern in Kraft fahrzeugen mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat gegenüber dem beschriebenen Stand der Technik den Vorteil, daß zur dynamischen Entkopplung als Doppel lochkerne ausgebildete Induktivitäten verwendet werden. Die Induktivität dieser Doppellochkerne ist wesentlich weniger von der Länge der Zuleitung der Glühkerze abhängig, so daß die Erfassung der auftre tenden Signale verbessert wird. Überdies wird die Wicklung der Doppellochkerne als Meßwiderstand mit der zugehörigen Glühkerze in Reihe geschaltet, so daß ein Spannungsteiler entsteht. Bei der Anlegung der Prüfspannung ergibt sich bei intakten Glühker zen an dem Spannungsteiler ein Meßsignal mit einem definierten Spannungswert, der von der Glühkerzen überwachung erfaßt wird. Besonders vorteilhaft ist es, daß auf diese Weise die Einzelwiderstände der Glühkerzen feststellbar sind.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Prinzip schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der Vor richtung und

Fig. 2 eine Schaltung eines zweiten Ausführungsbei spiels der Vorrichtung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das Prinzipschaltbild des ersten Ausführungsbeispiels der für vier Glühkerzen ausgelegten Kontrollvorrichtung zeigt vier Glühkerzen, die durch ihre Innenwiderstände RK angedeutet und mit Induktivitäten L in Reihe geschal tet sind. Mit L sind hier die in der Zuleitung zu den Glühkerzen angeordneten Doppellochkerne bezeichnet.

Alle Reihenschaltungen aus Glühkerze und Doppellochkern liegen parallel an einer Glühkerzensteuerung, die hier symbolisch durch einen Schalter S dargestellt ist, der von der Glühkerzensteuerung ein- und ausgeschaltet wird. Der Schalter S ist auf seiner den Reihenschaltun gen gegenüberliegenden Seite mit der Spannungsversor gung des Kraftfahrzeugs, beispielsweise mit Klemme 30 verbunden. An der allen Doppellochkernen L gemeinsa men Verbindungsstelle 1 ist ein Widerstand RV ange schlossen, dessen andere Seite an einem Sammelpunkt 3 liegt. An dem Sammelpunkt 3 ist auch eine Prüfsignal quelle angeschlossen, von der nur ein getakteter Schalttransistor 5 dargestellt ist, dessen Kollektor mit dem Widerstand RV in Verbindung steht. Der Emitter des Schalttransistors 5 ist im Betrieb des Kraftfahr zeugs mit dessen Spannungsversorgung, hier beispielswei se mit Klemme 15 verbunden.

Die Doppellochkerne L weisen jeweils eine nicht darge stellte Wicklung mit einem Wicklungswiderstand RL auf. Die Wicklungswiderstände RL sind auf ihrer einen Seite mit dem Sammelpunkt 3 und auf ihrer anderen, gegenüber liegenden Seite mit der Verbindungsstelle der Doppel lochkerne L mit den Glühkerzen, also der Verbindungs stelle zwischen L und RK verbunden. Von diesen Verbin dungsstellen führen Meßleitungen zu einer Glühkerzen überwachungsschaltung 7. Diese ist über eine Leitung 9 mit dem Sammelpunkt 3 verbunden. Eine weitere Verbin dung besteht zu einem Spannungsteiler aus R 1 und R 2 und zwar zu dessen zwischen R 1 und R 2 liegenden Verbin dungspunkt 11. Der Spannungsteiler liegt einerseits an der im Betriebszustand spannungsführenden Klemme 15 und anderseits an Masse.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach Fig. 1, bei dem die von den Verbindungspunkten der Doppellochkerne L mit den Innenwiderständen RK der Glühkerzen ausgehenden Meßleitungen über Dioden D an eine gemeinsame Verbindungsleitung 13 geführt werden, die mit einer nur einen Meßeingang aufweisenden Glühkerzenüberwachungsschaltung 17 verbunden ist. In den Fig. 1 und 2 übereinstimmende Teile sind mit identischen Bezugszeichen versehen.

Die Funktion der Vorrichtung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert:

Die Vorrichtung zur Kontrolle von elektrischen Verbrau chern kann grundsätzlich zur Überwachung beliebiger Verbraucher eingesetzt werden. Vorzugsweise wird sie jedoch zur Kontrolle von in selbstzündenden Brennkraft maschinen vorgesehenen Glühkerzen eingesetzt. Sie ist für eine beliebige Anzahl von Glühkerzen verwendbar und soll im folgenden anhand von vier Glühkerzen be schrieben werden.

Die Glühkerzen, von denen zur Vereinfachung in den Figuren nur die Innenwiderstände RK dargestellt sind, werden im Betrieb der Brennkraftmaschine über eine Glühkerzensteuerschaltung GKS angesteuert. Dies wird durch den Schalter S, der von der Glühkerzensteuerschal tung GKS ein- und ausgeschaltet wird, angedeutet.

Durch den Schalter werden die Glühkerzen bei Bedarf, beispielsweise beim Vorglühen, mit der Klemme 30 bzw. mit der Bordnetzspannung des Kraftfahrzeugs verbunden. Dadurch fließt ein Strom über die Verbindungsstelle 1, die mit den Glühkerzen in Reihe geschalteten, als Doppellochkerne L ausgebildeten Induktivitäten und die Innenwiderstände RK der Glühkerzen.

Die Kontrolle bzw. die Überwachung der Glühkerzen fin det in Phasen statt, in denen der Schalter S geöffnet ist. Dazu wird von der Prüfsignalquelle, von der hier zur Vereinfachung lediglich der Schalttransistor 5 dargestellt ist, eine sich ändernde Spannung, vorzugs weise Spannungsimpulse an die Glühkerzen gelegt. Dazu ist der Emitter des Schalttransistors beispielsweise mit der Klemme 15 verbunden, an der im Betriebszustand die Bordnetzspannung des Kraftfahrzeugs anliegt. Der Schalttransistor wird durch an die Basis angelegte, beispielsweise rechteckförmige Impulse ein- und ausge schaltet. Im leitenden, eingeschalteten Zustand fließt von der Klemme 15 ein Strom über den Sammelpunkt 3, den Widerstand RV, die Verbindungsstelle 1 die Doppel lochkerne L und die Innenwiderstände RK der Glühkerzen. Von dem Sammelpunkt 3 fließt parallel zu dem Widerstand RV und den Doppellochkernen L jeweils ein Strom über den Wicklungswiderstand RL der Wicklungen auf den Dop pellochkernen L und den Widerstand RK der Glühkerze.

Unmittelbar nach dem Anlegen des Spannungsimpulses durch den Schalttransistor 5 liegt an den Meßleitungen eine definierte Spannung, die sich durch die zwischen dem Sammelpunkt 3 und Masse liegenden Spannungsteiler aus RL und RK ergibt. Diese wird im ersten Ausführungs beispiel von der Glühkerzenüberwachungsschaltung 7 erfaßt und mit einer hier mittels des Spannungsteilers aus R 1 und R 2 gebildeten Spannung verglichen. Wenn die gemessene Spannung von der vorgegebenen Spannung abweicht, gibt die Glühkerzenüberwachungsschaltung 7 ein Fehlersignal ab, das beispielsweise eine optische und/oder akustische Anzeige auslöst.

Die Glühkerzenüberwachungsschaltung 7 kann auch als Fensterkomparator ausgelegt sein, der dann ein Fehler signal abgibt, wenn die gemessene Spannung außerhalb eines vorbestimmten Intervalls liegt.

Das Intervall wird so gewählt, daß der Fensterkompara tor bei intakten Glühkerzen kein Fehlersignal abgibt. Um Widerstandsabweichungen von Glühkerzen auszuglei chen, kann in jeder Zuleitung von der Prüfsignalquelle zu den Glühkerzen, beispielsweise zwischen dem Sammel punkt 3 und dem Wicklungswiderstand RL ein veränderba rer Widerstand vorgesehen werden.

Mit dieser Schaltungsanordnung können nicht nur Kurz schlüsse oder Unterbrechungen der Glühkerzen, sondern auch schon Widerstandsabweichungen erfaßt werden, die den Betrieb der Brennkraftmaschine möglicherweise beein trächtigen.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist so ausgelegt, daß innerhalb der Glühkerzenüberwachung 7 ein Einzelver gleich aller an den Meßleitungen liegenden Spannungen mit einem Schwellenwert bzw. mit einem Spannungsbereich durchgeführt wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird eine vereinfachte Glühkerzenüberwachungsschaltung 17 verwen det, die nur einen Eingang aufweist.

An diesen ist eine Verbindungsleitung 13 angeschlossen, mit der alle Meßleitungen über Dioden D verbunden sind, die so gepolt sind, daß ihre Kathoden der Verbindungs leitung 13 zugewandt sind.

Es findet bei diesem Ausführungsbeispiel lediglich ein Spannungsvergleich statt. Es wird die an der Verbin dungsleitung 13 liegende Spannung mit der mittels des Spannungsteilers aus R 1 und R 2 gewonnenen Spannung verglichen und bei einer Abweichung ein Fehlersignal erzeugt, das, wie oben, zur optischen und/oder akusti schen Fehleranzeige verwendet werden kann.

Auch hier kann die Glühkerzenüberwachungsschaltung 17 als Fensterkomparator ausgelegt werden, so daß nur dann ein Fehlersignal ausgelöst wird, wenn die an der Verbindungsleitung 13 anliegende Spannung außerhalb eines gegebenen Spannungsbereichs liegt.

Um zu verhindern, daß Störsignale den Spannungsver gleich in den Glühkerzenüberwachungsschaltungen 7 und 17 beeinträchtigen und zu unrichtigen Fehleranzeigen führen, sind die Glühkerzenüberwachungsschaltungen 7, 17 über die Leitung 9 mit der Prüfsignalquelle ver bunden. Die Glühkerzenüberwachungsschaltungen 7, 17 werden vorzugsweise jeweils nur für eine kurze vorbe stimmte Zeit nach Eintreffen eines vom Schalttransistor 5 abgegebenen Prüfsignals aktiviert. Außerhalb dieser Aktivierungsphase eintreffende Störimpulse werden nicht berücksichtigt.

Um zu verhindern, daß sich die Innenwiderstände der Glühkerzen bei der Widerstandsmessung gegenseitig beein trächtigen, sind die als Doppellochkerne L ausgelegten Induktivitäten vorgesehen. Während im statischen Be trieb, d. h. bei einer länger andauernden Ansteuerung über eine an der Klemme 30 oder 15 liegende Spannung die Reihenschaltungen aus L und RK parallel geschaltet sind, findet unmittelbar nach Ansteuerung durch einen Prüfimpuls eine dynamische Entkopplung der Glühkerzen dadurch statt, daß nach Anlegen des Prüfimpulses zu nächst praktisch kein Strom durch die Induktivitäten fließt. Durch die Wahl von Doppellochkernen als Entkopp lungsinduktivitäten ist gewährleistet, daß Einflüsse aufgrund verschiedener Leitungslängen praktisch vernach lässigbar sind.

Claims

1. Vorrichtung zur Kontrolle von mindestens zwei elek trischen Verbrauchern in Kraftfahrzeugen, insbesondere von in selbstzündenden Brennkraftmaschinen vorgesehenen Glühkerzen, die untereinander mittels in Reihe zu den Glühkerzen liegenden Induktivitäten dynamisch entkop pelt sind, wobei mittels einer Überwachungseinrichtung die an den von einer Prüfsignalquelle zur Abgabe einer sich ändernden Spannung angesteuerten Verbrauchern anliegende Spannung erfaßt wird, dadurch gekennzeich net, daß die Induktivitäten jeweils als Doppellochkerne (L) ausgebildet sind, daß die Doppellochkerne min destens eine Wicklung aufweisen und daß die Wicklung als Meßwiderstand (RL) jeweils in Reihe zu den Glühker zen (RK) geschaltet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung aus Meßwiderstand (RL) und Glühkerze (RK) mit der Prüfsignalquelle (5) verbindbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfsignalquelle (5) als Impulsgenerator ausge bildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (7) die an der aus Meßwiderstand (RL) und Glühkerze (RK) bestehenden Reihenschaltung abfallende Spannung erfaßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (7) eine ODER-Schaltung aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (7) und die Prüfsignalquelle (5) in eine Motorsteuerschal tung integrierbar sind.