SE521256C2 - Förfarande och anordning för övervakning av en strömförbrukares funktionsduglighet - Google Patents

Description

25 35 521 256 Uppfinningens fördelar Genom det uppfinningsmässiga förfaringssättet kan säker skillnad göras mellan faktiska och förmenta kortslutningar.

Fördelaktiga och lämpliga utformningar och vidareutvecklingar av uppfinningen framgår av underkraven.

Ritningar Uppfinningen förklaras härefter med hjälp av de i ritningarna visade utföringsformerna.

Fig. 1 visar ett blockschema av den uppfinningsmässiga anord- ningen, fig. 2 väsentliga element i ändstegen, fig. 3 ett första flödesdiagram och fig. 4 ett andra flödesdiagram för förtydligande av de upp- finningsmässiga förfaringssätten.

Beskrivning av utföringsexemplen I fig. 1 visas den uppfinningsmässiga anordningen grovt schematiskt som blockschema.

Med 100 betecknas en förbrukare, som via en första anslutning 101 och en andra anslutning 102 står i förbindelse med ett ändsteg 110. Ändsteget 110 erhåller via ledningar 111 och 112 styrsignaler från en styrenhet 120. Ändsteget 110 levererar via ledningen 116 en signal till styrenheten 120. Styrenheten 120 bearbetar olika signaler från olika sensorer 130, sär- skilt frân en varvtalssensor.

När det gäller förbrukaren 100 handlar det företrädesvis om en elektromotor till en tomgångsinställningsanordning, sådan som exempelvis beskrives i DE-OS 37 33 623. Det uppfinnings- mässiga arbetssättet är emellertid icke inskränkt till denna användning utan kan även finna användning vid andra förbru- kare. 10 15 20 25 30 35 521 256 3 Ändsteget 110 omvandlar styrenhetens 120 styrsignaler, vilka via de fasta ledningarna 111 och 112 överföres, till styr- signaler. Styrenheten 120 beräknar styrsignalerna utgående från utgångssignalerna från sensorerna 130. Ändsteget 110 har vidare en övervakningsehet 105, vilken vid uppträdande fel avger en felsignal via ledningen 116. I synnerhet övervakar övervakningsanordningen 105 om det före- ligger kortslutning mellan förbrukaren 110 och jordanslut- ningen, kortslutning mellan försörjningsspänningen eller kortslutning mellan förbrukarens båda anslutningar. Detta sker därigenom, att den ström, som flyter genom förbrukaren, avkännes genom lämpliga medel och så till vida utvärderas, huruvida den överstiger ett bestämt tröskelvärde. Strömavkän- ningen kan exempelvis åstadkommas genom att som kopplings- medel användes s.k. Current-Sense-Fet.

I fig. 2 är ändsteget 110 mera detaljerat visat. Element, som redan beskrivits i anslutning till fig. 1, har motsvarande hänvisningssiffror. Ändsteget 110 omfattar i det väsentliga fyra kopplingsmedel 211, 212, 213 och 214. En försörjnings- spänning Ubat står via en polvändningsskyddande diod 220 i förbindelse med en förbindningspunkt 222. Förbindningspunkten 222 står via ett omkopplingsmedel 211 i förbindelse med utgången 102. Vidare står förbindningspunkten 222 via det andra kopplingsmedlet 212 i kontakt med utgången 101.

Utgången 101 står via ett tredje kopplingsmedel 213 i kontakt med en förbindningspunkt 224. Den andra utgången 102 står via ett fjärde kopplingsmedel 214 likaså i kontakt med förbind- ningspunkten 224. Punkten 224 ligger företrädesvis på jordpo- tential. Denna anordning betecknas vanligen som en H-brygga.

Via styrledningen 111 erhåller kopplingsmedlet 211 omedelbart och kopplingsmedlet 214 via en inverterare 216 styrsignaler.

Via styrledningen 112 erhåller kopplingsmedlet 212 omedelbart och kopplingsmedlet 213 via en inverterare 217 styrsignaler. 10 15 20 25 30 35 521 256 ß Företrädesvis är kopplingsmedlen 211-214 förverkligade som transistorer, särskilt fälteffekttransistorer. Genom pålägg- ning av en Hög-signal på ledningen 111 kommer kopplingsmedlet 211 att slutas och kopplingsmedlet 214 att öppnas. Genom pâläggning av en Låg-signal på ledningen 112 kommer kopp- lingsmedlet 212 att öppnas och kopplingsmedlet 213 att slu- tas. Genom denna styrning kommer strömflödet att frigöras i en första riktning genom förbrukaren 100.

Genom påläggning av en signal Hög på ledningen 112 kommer kopplingsmedlet 212 att överföras till sitt slutna tillstånd och kopplingsmedlet 213 till sitt öppna tillstånd. Genom påläggning av en signal Låg på ledningen 111 kommer kopp- lingsmedlet 214 att överföras till sitt slutna tillstånd och kopplingsmedlet 211 till sitt öppna tillstånd. Genom detta slag av styrning kommer strömflödet att frigöras i en andra strömriktning genom förbrukaren.

Felövervakning sker såsom visas i fig. 3. Under bestämda tidsintervall, företrädesvis varje 10 ms, startas ett under- program, som schematiskt visas i fig. 3, i steget 300. Ett första frågesteg 310 prövar huruvida diagnosen från ändsteget 110 föreligger. Frågesteget prövar huruvida definierade driftstillstånd föreligger, vid vilka ingen diagnos genom- föres. Härvid handlar det om driftstillstånd, där strömmen antar större värden än vid normaldrift. Om detta ej är fal- let, så fortsätter programmet med steget 350, där underpro- grammet slutar och återgår till huvudprogrammet för styrning av förbränningsmaskinen.

Genom detta förfaringssätt förhindras att vid bestämda driftstillstånd, där möjligen en större ström flyter än vid normaldrift, avkännes som fel. Ett dylikt driftstillstånd föreligger exempelvis när styrenheten avger sådana styrsigna- ler, att tomgångsinställaren antar en föredragen inställning, såsom exempelvis dess ändanslag. Vidare är förhöjda strömvär- den möjliga även vid extrema omgivningsförhållanden, såsom exempelvis låga temperaturer. 10 15 20 25 30 35 521 256 5 Den ovan beskrivna effekten kan också åstadkommas genom ett högre tröskelvärde vid strömövervakningen. Vid ett högre tröskelvärde kan emellertid vid normaldrift icke alla fel säkert igenkännas. Genom det uppfinningsmässiga handlings- sättet, där tröskelvärdet för strömmen väljes så att ström- värden, vilka icke uppträder vid normaldrift, medför felmed- delande och utanför normaldriften vid föreliggandet av be- stämda driftstillstånd, där högre strömvärden är möjliga, även vid en felsignals föreliggande ej något fel igenkännes, kan fel säkrare igenkännas.

Om diagnosen ger frisignal, följer frågesteget 320, som prövar huruvida ledningen 116 överfört felsignal från änd- steget. Om så ej är fallet, följer också steget 350. Före- trädesvis är frågesteget 320 så utfört, att med 1,25 ms intervall avkännes huruvida det ligger en felsignal på led- ningen 116, som utvisar ett fel. Om så är fallet, sättes en felbit. Frågesteget 320 avfrågas då under ett längre tids- intervall. Först efter det ett fel avkänns sker en frånkopp- ling av ändsteget.

Om så är fallet, följer frågesteget 330, som prövar huruvida en s.k. förvissningstid ET löpt ut. Om så ej är fallet, följer likaså steget 350. Om så är fallet, vilket betyder att signalen 116 på ledningen 116 ligger längre än ett förutbe- stämt tidsintervall TS, så följer steget 340. I steget 340 frånkopplas ändsteget 110. Detta betyder att alla utgångs- signaler ligger på Låg-nivå.

Medelst detta förfaringssätt kan särfall, vid vilka ändsteget 110 avkänt en kortslutning, utan att äkta kortslutning före- ligger, skiljas från sådana tillstånd, där ingen kortslutning föreligger, fastän strömmen kort tid överskridit tröskelvär- det. Medelst detta förfaringssätt är det möjligt att igen- känna de särfall, där ändsteget på grund av den vid bestämda driftstillstånd flytande, förhöjda strömmen visar ett fel.

I dessa fall undvikes genom ett tidsmässigt filtersteg den skadliga verkan av den från ändsteget avgivna felsignalen. 10 15 20 25 30 3,5 521 256 6 Först när den i förväg definierade väntetiden utlöpt igenkän- nes en kortslutning. Medelst en lämplig tidsövervakning av felsignalen kan därmed alla relevanta feltillstånd för in- ställningsdonet säkert diagnostiseras och en lämplig reaktion inledas.

Vid kortvarigt överskridande av tröskelvärdet för den tillåt- na strömmen, som vanligen svarar emot en kortslutning, sker ingen felreaktion. Först efter det felsignalen uppträtt under en längre tid, vilket tyder på faktisk kortslutning, igenkän- nes ett fel och motsvarande åtgärder inledes. Exempelvis kan vid fastställt fel slutsteget frånkopplas.

För att möjliggöra återdrift av förbränningsmotorn vid igen- känt fel kopplas under större tidsintervall ändsteget 110 efter varandra till tre skilda tillstånd för att pröva om kortslutningen ännu föreligger. Om ingen kortslutning längre fastställes, frigöres ändsteget för normal styrning. Detta sker enligt ett i fig. 4 visat underprogram.

Detta underprogram startas i ett bestämt tidsraster med steget 400. Frågesteget 410 prövar om ändsteget är frånkopp- lat. Om detta ej är fallet, följer steget 490, där underpro- grammet slutar och hopp sker till huvudprogrammet.

Om frågesteget 410 fastställer att slutsteget 110 är från- kopplat, kommer i steget 420 på ledningen 111 en Hög-signal H1 och på ledningen 112 en Hög-signal H2. Det påföljande frågesteget 430 prövar om på ledningen 116 uppträder ett felmeddelande. Ett felmeddelande skulle komma att uppträda om förbrukaren har kortslutning mot jord. Om ett fel uppträder, följer åter steget 490. ' Om inget fel uppträder, så matas i steg 440 ledningen 111 med en Låg-signal L1 och ledningen 112 med en Låg-signal L2. Det därpå följande frågesteget 450 prövar huruvida på ledningen 116 föreligger någon felsignal. Om så är fallet, följer likaså steget 490. Om frågesteget 450 finner att en felsignal föreligger, så är detta ett indicium på att det uppkommit en 10 521 256 7 kørtslutning mellan förbrukaren cch försörjningsspänningen Ubat° Därefter sändes på styrledningen 111 en Låg-signal L1 och på ledningen 112 en Hög-signal H2. Det är också möjligt att via ledningen 111 en Hög-signal och via ledningen 112 en Låg-sig- nal avges. Det anslutande frågesteget 470 prövar huruvida på ledningen 116 ligger en felsignal. Medelst detta frågesteg kan ytterligare feltillstånd, särskilt en lindningskortslut- ning fastställas. Om så är fallet, så följer steget 490. Är så ej fallet, d.v.s. frågestegen 430, 450 och 470 fann att ingen signal förelåg på ledningen 116, så blir i steget 480 ändsteget 110 åter inkopplat.

Claims (5)

10 15 20 25 30 521 256 Patentkrav

1. Förfarande för övervakning av funktionsdugligheten hos en förbrukare, särskilt en tomgångsinställare till en förbränningsmaskin, varvid strömflödet genom förbrukaren är påverkbart genom minst ett omkopplingsmedel och att utgående från ett strömvärde avkänns en påverkan av förbrukarens funktionsduglighet och tillhandahålles en felsignal, kännetecknat av att ett fel identifieras och motsvarande åtgärder inleds endast efter överprövning om, utöver felsignalen, ett driftstillstånd föreligger hos förbränningsmaskinen i vilket en diagnos är möjlig genom att ett bestämt tröskelvärde överskridande strömvärden ej föreligger.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att fel igenkänns endast när felsignalen föreligger under ett förutbestämbart tidsintervall.

3. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att efier ett igenkänt fel överprövas under förutbestämda tidsavstånd huruvida felsignalen fortfarande föreligger.

4. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att för igenkänning av ett avbräck i funktionsdugligheten, nämnda kopplingsmedel matas med bestärnda styrsignaler och i beroende av reaktionen i genkännes ett avbräck i fimktionsdugligheten.

5. Anordning för övervakning av funktionsdugligheten hos en förbrukare, särskilt ett tomgångsställdon, varvid strömflödet genom förbrukaren är påverkbart med minst ett kopplingsmedel, med medel, vilka utgående från ett strömvärde avkänner ett avbräck i för- brukarens funktionsduglighet och tillhandahåller en felsignal, kännetecknad av medel, vilka är anordnade att identifiera fel och överpröva om, utöver felsignalen, ett driftstillstånd föreligger hos förbränningsmaskinen i vilket en diagnos är möjlig genom att ett bestämt tröskelvärde överskridande strömvärden ej föreligger och att endast då inleda motsvarande åtgärder. 1.»