DE4035673A1 - Ausfallerkennung fuer mindestens zwei elektrische verbraucher - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ausfallerkennung für mindestens zwei elektrische Verbraucher, die getrennte Stromzuführungen besitzen.

Es ist wünschenswert, die Verbraucher zu überwachen, wo­ bei mit möglichst geringem Aufwand festgestellt werden soll, welcher der Verbraucher ggf. ausgefallen ist.

Die Aufgabe wird gelöst durch den Hauptanspruch.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß den Stromzuführungen zu den Verbrauchern jeweils ein Sensor zugeordnet ist, der den Ausfall bemerkt und dabei den Widerstand ändert. Die einzelnen Sensoren sind parallel zueinander geschal­ tet und besitzen unterschiedliche Widerstandswerte, die ggf. über Vorwiderstände festzulegen sind. Eine an­ schließende Spannungsauswertungsschaltung, die am ein­ fachsten aus einer üblichen Spannungsteilerschaltung aufgebaut wird, mißt den Gesamtwiderstand des Sensor­ netzwerkes und kann dabei durch den jeweils aktuell er­ faßten Widerstandswert feststellen, ob und welcher der Sensoren ausgefallen ist.

Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

In einfacher Weise kann als Stromsensor ein Reed-Relais eingesetzt werden, das bei Stromdurchfluß in der zu überwachenden Stromzuführung geschlossen ist und dement­ sprechend einen ohmschen Widerstand von etwa 0 hat, wäh­ rend es bei fehlendem Strom in der zu überwachenden Lei­ tung geöffnet ist und damit sein Widerstand unendlich ist. Durch unterschiedliche Vorwiderstände für die Reed- Relais lassen sich die einzelnen Zweige unterscheiden und erfassen.

Eine bevorzugte Anwendung für die beschriebene Ausfal­ lerkennung stellt die Überwachung der Heizung für die Lambda-Sonden im Abgasstrang eines Kraftfahrzeuges dar. Um auch bei einem erst warmzufahrenden Fahrzeug mög­ lichst schnell ein Anspringen der Gasentgiftung zu er­ möglichen, werden Lambda-Sonden geheizt und in ihrer optimalen Betriebstemperatur gehalten. Auch Temperatur­ unterschiede im Dauerbetrieb, z. B. Sommer oder Winter, lassen sich auf diese Weise ausgleichen, um ein einwand­ freies Funktionieren der Lambda-Sonden sicherzustellen.

In Kraftfahrzeugen mit Brennkraftmaschinen, die mehr als eine Abgasleitung haben, z. B. bei V-Motoren, sind dementsprechend in jedem der Abgasstränge eine Lambda- Sonde vorgesehen, deren Beheizung auf die Funktions­ fähigkeit überwacht werden muß. Hier bietet die erfin­ dungsgemäße Ausfallerkennung einen einfachen Weg, zumal die Auswerteschaltung ohne Schwierigkeiten in bereits bestehenden Motorsteuerschaltungen integriert werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung detailliert beschrieben.

Die einzige Figur zeigt die Schaltungsskizze für die er­ findungsgemäße Ausfallerkennung. Dabei wird die erfin­ dungsgemäße Ausfallerkennung dargestellt anhand des Bei­ spiels der Überwachung einer Lambdasondenheizung für die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges.

Mit dem Bezugszeichen 10 ist eine Schalteinheit bezeich­ net, die ein Relais 18 und einen von dem Relais 18 ge­ steuerten Schaltkontakt 20 aufweist. Das Relais 18 wird mit der Versorgungsspannung +U_b, versorgt, wie mit dem Bezugszeichen 14 angedeutet, und ist über Anschluß 16 von der Schalteinheit 50 auf Masse gelegt. Bei Strom­ durchfluß durch das Relais 18 wird der Kontakt 20 ge­ schlossen, so daß die Versorgungsspannung +U_b, wie im Anschluß 12 dargestellt, zu einem Verzweigungspunkt 22 gelangt, von dem aus sie sich auf wie dargestellt zwei Lambdasondenheizungen verteilt. Dazu ist der Verzwei­ gungspunkt 22 über eine Spule 24a bzw. 24b an eine Lamb­ dasondenheizung 28a bzw. 28b gelegt, die auf ihrer ande­ ren Seite im Punkt 30a bzw. 30b mit Masse verbunden ist. Die Lambdasondenheizungen 28a und 28b sind Teil der Lambdasonden 26a und 26b, die mit ihrem Sauerstoffkon­ zentrations-Meßelement 32a und 32b auf den Ausgängen 34a und 36a bzw. 34b und 36b ein entsprechendes Signal an die Motorsteuerung abgeben. Da die Erzeugung und Verar­ beitung dieses Signales mit der vorliegenden Erfindung nicht in Zusammenhang steht, ist auf die Darstellung verzichtet worden.

Die Spulen 24a und 24b in der Stromzuführung zu den Lambdasondenheizungen 28a und 28b sind vorgesehen, um bei Stromdurchfluß ein Magnetfeld zu erzeugen, das in der Stärke ausreichend ist, um ein neben den Spulen 24a und 24b liegendes Reed-Relais 28a und 28b zu beeinflus­ sen. Die Reed-Relais 28a und 28b sind parallel zueinan­ der geschaltet und liegen mit ihrem einen Punkt über die Leitung 44 an dem einen Eingang 46 eines Motorsteuerge­ rätes 50, der Eingang 46 ist in Punkt 52 mit Masse ver­ bunden. Die andere Seite der Reed-Relais 38a und 38b sind über Vorwiderstände 40a und 40b zusammengeführt und liegen über eine Leitung 42 am Eingang 48 des Motorsteu­ ergerätes 50. Der Eingang 48 des Motorsteuergerätes 50 ist an einen Meßpunkt 58 geführt, der über einen Wider­ stand 56 mit einer Referenzspannung U_ref im Punkt 54 verbunden ist.

Eine Meßwertabnahme 60 führt zum Meßpunkt 58, hier sche­ matisch dargestellt durch einen Analog-Digital-Wandler, der den Spannungsmeßwert in Meßwert 58 digital aufberei­ tet und im weiteren verarbeiten kann.

Wesentlich für die Funktion der Ausfallerkennung ist, daß die Widerstände 40a und 40b unterschiedliche Wider­ standswerte besitzen, so daß der Spannungswert im Meß­ wert 58 unterschiedliche Werte annimmt, je nachdem, ob sowohl Reed-Relais 38a als auch 38b geschlossen sind, ob Reed-Relais 38a und Reed-Relais 38b geschlossen, ob Reed-Relais 38b offen und Reed-Relais 38a geschlossen oder ob beide Reed-Relais 38a und 38b offen sind.

Bei einem Ausfall der Lambdasondenheizungen 38a oder 38b, beispielsweise durch ein beschädigtes Heizelement oder durch einen Kabelbruch, bleibt der zugehörige Stromsensor 38a oder 38b offen, selbst wenn der Kontakt 20 in der Heizungsansteuerung 10 geschlossen ist.

Als Beispielrechnung sollen folgende Bemessungsangaben für die Widerstände 40a, 40b und 56 gemacht werden:
Der Widerstand 40a habe den Wert R, der Widerstand 40b den Wert 2R und der Widerstand 56 den Widerstand R½. Damit ergeben sich folgende Spannungswerte im Meßpunkt 58, bedingt durch die jeweils unterschiedlichen Span­ nungsteilungen in dem ohmschen Netzwerk:

Im vorliegenden Beispiel wurde die Funktion der Schal­ tung anhand von zwei Überwachungszweigen dargestellt, selbstverständlich läßt sich das Prinzip auch auf mehr als zwei Zweige ausdehnen.

Claims (4)

1. Ausfallerkennung für mindestens zwei elektrische Ver­ braucher (28a, 28b) mit getrennten Stromzuführungen (24a, 24b), mit einem jeweils einer Stromzuführung zugeordneten Stromsensor (38a, 38b), der bei Strom­ durchfluß in der überwachten Stromzuführung einen an­ deren Widerstandswert besitzt als im stromlosen Zu­ stand der überwachten Stromzuführung, wobei jedem Stromsensor (38a, 38b) ein unterschiedlicher Wider­ standswert (40a, 40b) im stromdurchflossenen Zustand der überwachten Stromzuführung zugeordnet ist, die Stromsensoren (38a, 38b) mit ihren zugeordneten Wider­ standswerten (40a, 40b) zueinander parallel geschal­ tet sind, die parallelgeschalteten Sensoren (38a, 38b) Teil einer Spannungsteilerschaltung bilden, und der Spannungsmeßwert (58) der Spannungsteilerschal­ tung ausgewertet wird.

2. Ausfallerkennung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Stromsensor ein Reedrelais (38a, 38b) eingesetzt wird, wobei den verschiedenen Reedre­ lais unterschiedliche Vorwiderstände (40a, 40b) zuge­ ordnet sind.

3. Ausfallerkennung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Bildung der Spannungsteiler­ schaltung die Versorgungsspannung (54) über einen Versorgungsspannungswiderstand (56) auf einen Meß­ punkt (58) geführt wird, der über die Parallelschal­ tung der Sensoren mit Masse (52) verbunden ist.

4. Verwendung einer Schaltung zur Ausfallerkennung von mindestens zwei elektrischen Verbrauchern gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 zur Funktions­ überwachung von mindestens zwei Lambdasondenheizungen im Abgasstrang eines Kraftfahrzeuges.