DE4004400A1 - Schaltungsanordnung zur funktionsueberwachung von gluehkerzen eines dieselmotors - Google Patents

Description

Bei Dieselmotoren ist vor einem Kaltstart eine Vorwärmung der Verbrennungsräume erforderlich. Dies geschieht üblicherweise mit Glühkerzen, wobei für jeden Zylinder eine eigene vorgese­ hen ist. Da Glühkerzen eine verhältnismäßig hohe Leistungsauf­ nahme aufweisen, fließt beim Betrieb derselben ein entsprechend hoher Strom. Die Stromzuführungen sind daher möglichst wider­ standsarm auszulegen. Im Falle eines an den Glühkerzen auftre­ tenden Kurzschlusses fließen dann jedoch sehr hohe Ströme, die zu einem Kabelbrand und/oder zur Beschädigung des die Spannungs­ versorung der Glühkerzen schaltenden Relais führen können.

Bei einer beispielsweise aus DE-PS-31 23 471 bekannten Anord­ nung befindet sich deshalb in der gemeinsamen Stromzuführung der Glühkerzen eine Schmelzsicherung, die bei Überstrom durch­ brennt und so den Stromkreis aller Glühkerzen unterbricht. Das hat den Nachteil, daß bei Kurzschluß in einem Teil der Strom­ zweige zum einen die gesamte Anordnung außer Funktion gesetzt wird und zum anderen ein Lokalisieren der fehlerhaften Glüh­ kerze aufwendig ist, was ein Beheben des Defektes verzögert.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung anzugeben, mit der Glühkerzen, die einen Kurzschluß aufweisen, schneller lokalisiert werden können.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Schaltungs­ anordnung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentan­ spruchs 1. Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Erfindungs­ gedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Vorteil der Erfindung ist es, daß mit geringem Aufwand ein augenblickliches Feststellen eines oder mehrerer fehlerhafter Stromzweige ermöglicht wird. Darüber hinaus bleibt bei einem Defekt in einem Teil der Anordnung der verbleibende Teil funk­ tionsfähig. Außerdem besteht bei der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung die Möglichkeit, Schmelzsicherungen zu verwenden, wie sie in Kraftfahrzeugen in großer Zahl angewendet werden, während es sich bei der bekannten Anordnung infolge des großen Stroms um eine aufwendige Sonderbauform handelt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von dem in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Gemäß der Zeichnung umfaßt das Ausführungsbeispiel vier Glüh­ kerzen G 1 bis G 4, die einerseits auf Masse M gelegt und anderer­ seits jeweils über eine Schmelzsicherung S 1 bis S 4 auf einen Verzweigungspunkt ZP geführt sind, auf den über den Schaltkon­ takt eines Relais REL das Versorgungspotential U aufschaltbar ist. Den Schmelzsicherungen S 1 bis S 4 sind in Weiterbildung der Erfindung jeweils die Eingänge von Komparatorschaltungen K 1 bis K 4 parallel geschaltet, deren Ausgänge bei Unterschreiten eines gegebenen, in den Komparatorschaltungen K 1 bis K 4 selbst erzeug­ ten Grenzwert Signale abgeben. Die Ausgänge der Komparatorschal­ tungen K 1 bis K 4 sind jeweils mit einem ersten bis vierten Ein­ gang E 1 bis E 4 einer Auswerteschaltung AWS gekoppelt. Die Erfin­ dung weiterbildend sind bei der Auswerteschaltung AWS weitere Eingänge vorgesehen, nämlich ein fünfter bis achter Eingang E 5 bis E 8 mit je einer Verbindung zu einer der Glühkerzen G 1 bis G 4, ein an den Verzweigungspunkt ZP angeschlossener neunter Ein­ gang E 9 und ein dem Steuereingang des Relais REL parallelge­ schalteter zehnter Eingang E 10. Alle Eingänge E 1 bis E 10 der Auswerteschaltung AWS sind mit Spannungsbegrenzern beschaltet, die in ihrem Parallelzweig jeweils eine Zenerdiode D 1 bis D 10 und in ihrem Seriellzweig einen Widerstand R 1 bis R 10 aufwei­ sen. Der Ausgang A 1 der Auswerteschaltung ist in dem vorliegen­ den Ausführungsbeispiel die Erfindung ausgestaltend über ein Bussystem BUS mit einer Motorsteuereinrichtung MS, die auch mit Signalen weiterer Einrichtungen ZD beaufschlagt ist, und mit einer Schnittstelle BS verbunden, an der ein Diagnosesystem DS anschließbar ist.

Die Funktionsweise des in der Zeichnung dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels beruht darauf, daß bei Kurzschluß an einer oder mehreren Glühkerzen G 1 bis G 4 die entsprechende Schmelzsiche­ rung S 1 bis S 4 durchbrennt und den jeweiligen Stromkreis unter­ bricht. Bei eingeschaltetem Relais REL liegt an den funktions­ fähigen Glühkerzen und damit an den entsprechenden Eingängen der Auswerteschaltung in etwa die gesamte zwischen Masse M und Versorgungspotential U auftretende Versorgungsspannung an, während die defekten Glühkerzen die jeweiligen Eingänge gegen Masse M kurzschließen. Je nach Belegung der Eingänge E 5 bis E 8 mit einem hohen Signalpegel ( Versorgungspotential U) oder einem niedrigen Signalpegel ( Masse M) erscheint am Ausgang A ein Signal, das in codierter Form die Information enthält, ob eine Glühkerze und wenn ja, welche defekt ist. Dieses Signal wird nun zur weiteren Verarbeitung an eine Motorsteuereinrich­ tung MS und/oder ein Diagnosesystem DS weitergeleitet.

Desweiteren sind bei der im Ausführungsbeispiel gezeigten Aus­ werteschaltung AWS vier Eingänge E 1 bis E 4 mit den Ausgängen von vier Komparatorschaltungen K 1 bis K 4 gekoppelt, welche die an den Schmelzsicherungen S 1 bis S 4 abfallenden Spannungen mit dem Grenzwert vergleichen. Beim Unterschreiten des Grenzwertes wird ein Signal an die Auswerteschaltung abgegeben. Damit ste­ hen nun vorteilhafterweise über die Auswerteschaltung AWS den nachgeschalteten Einrichtungen Informationen zur Verfügung, ob alle Glühkerzen G 1 bis G 4 den erforderlichen Mindeststrom erhal­ ten oder welche beispielsweise in Folge von Kontaktschwierig­ keiten oder Leitungsbruch nicht funktionsfähig sind. Die Strom­ messung erfolgt hierbei über eine Spannungsmessung an einem sich in den betreffenden Stromkreis befindlichen Meßwiderstand. Erfindungsgemäß werden als Meßwiderstände die Schmelzsiche­ rungen S 1 bis S 4 vorgesehen, deren Widerstandswert zwar gering ist, in Verbindung mit den hohen Strömen jedoch einen verwert­ baren Spannungsabfall ergibt.

Zwei weitere Eingänge E 9 und E 10 der Auswerteschaltung AWS sind dazu vorgesehen, den Soll- und den Ist-Schaltzustand des Relais REL zu überwachen und an nachgeschaltete Einrichtungen in co­ dierter Form weiterzugeben. Die Überwachung erfolgt durch Ver­ gleich des Ansteuersignals des Relais REL und des am Verzwei­ gungspunkt ZP anliegenden Signals. Darüber hinaus dient das An­ steuersignal des Relais REL gleichzeitig auch zur Aktivierung der Auswerteschaltung AWS.

Da bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Auswerteschaltung AWS mit einem gegenüber dem Versorgungspotential U niedrigeren Betriebspotential V betrieben wird, sind die Eingänge vorteil­ hafterweise jeweils mit Spannungsbegrenzern zur Spannungspegel­ anpassung beschaltet. Die Spannungsbegrenzern bestehen jeweils aus einer Zenerdiode D 1 bis D 10, die zwischen den jeweiligen Eingang E 1 bis E 10 und Masse M geschaltet ist, dem Eingang E 1 bis E 10 also parallel liegen, und einem in die Zuführung des jeweiligen Eingangs geschalteten, also seriell liegenden Wider­ stand R 1 bis R 10. Beim Auftreten des niedrigeren Spannungspe­ gels wird der jeweilige Eingang über den zugehörigen Widerstand auf Masse gelegt, während bei einem hohen Spannungspegel die Eingangsspannung auf den Wert der Zenerspannung der Zenerdiode begrenzt wird. Die Zenerspannung wird dabei so gewählt, daß ein einwandfreies Funktionieren der Auswerteschaltung AWS gewähr­ leistet ist. Bei einigen Eingängen können die Spannungsbegren­ zer entfallen, wenn - etwa bei entsprechender Ausbildung der Komperatoren K 1 bis K 4 - die dann an den Eingängen auftretenden Spannungen entsprechend klein sind.

Die der Auswerteschaltung AWS nachgeschalteten Einrichtungen Motorsteuerung MS und Diagnosesystem DS erhalten die im vor­ liegenden Falle digitalcodierten Informationen. Der Motorsteue­ rung MS dienen diese Informationen zusammen mit Informationen weiterer Einrichtungen ZD zur Steuerung verschiedener Funktio­ nen, darunter die Ansteuerung des Relais REL. Das Diagnose­ system DS umfaßt beispielsweise eine Anzeigeeinrichtung, welche das Auftreten, die Art und die Lage des Fehlers zur Anzeige bringt. Das Diagnosesystem DS kann dabei fest installiert oder wie gezeigt über eine Schnittstelle WS an die Auswerteschaltung AWS bedarfsweise angekoppelt werden.

Claims (8)

1. Schaltungsanordnung zur Funktionsüberwachung von Glühkerzen eines Dieselmotors, gekennzeichnet durch je eine Schmelzsicherung (S 1 bis S 4) in den Stromzufüh­ rungen der Glühkerzen (G 1 bis G 4).

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Komparatorschaltungen (K 1 bis K 4), deren Eingänge jeweils mit den an den Schmelzsicherungen (S 1 bis S 4) abfallenden Span­ nungen beaufschlagt sind und an deren Ausgänge bei Unterschrei­ ten eines gegebenen Grenzwertes ein Signal auftritt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Auswerteschaltung (AWS) , deren Eingänge (E 1 bis E 4) jeweils mit den Ausgängen der Komparatorschaltungen (K 1 bis K 4) gekoppelt sind und an deren Ausgang (A) beim Anliegen eines Signals an mindestens einem der Eingänge (E 1 bis E 4) ein von der Signalbelegung der Eingänge (E 1 bis E 4) abhängig codiertes Signal auftritt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch weitere Eingänge (E 5 bis E 8) der Auswerteschaltung (AWS), die jeweils mit den an den Glühkerzen (G 1 bis G 4) anliegenden Spannungen beaufschlagt sind.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Eingang (E 9) der Auswerteschaltung (AWS), der mit der an einem Verzweigungspunkt (ZP) der Stromzu­ führungen der Glühkerzen (G 1 bis G 4) anliegenden Spannung be­ aufschlagt ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet,
durch einen zusätzlichen Eingang (E 10), der mit einem zur Ansteuerung eines das gemeinsame Versorgungspotential (U) der Glühkerzen (G 1 bis G 4) aufschaltenden Relais (REL) vorge­ sehenen Signal beaufschlagt ist.

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Auswerteschaltung (AWS) mit einer Motor­ steuereinrichtung (MS) und/oder einem Diagnosesystem (DS) ver­ bunden ist.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einem der Eingänge (E 1 bis E 10) ein Spannungs­ begrenzer (R 1 bis R 10, D 1 bis D 10) vorgeschaltet ist.