SE525783C2 - Detektering av kortanslutningar i ett fordon - Google Patents

Description

lïÖl' \i a.. kortvariga och/eller intermittenta kortslutningar i elsystemet i ett fordon, lämpligtvis en lastbil, pà ett snabbt och tillförlitligt sätt.

Detta ändamål uppnås genom en metod för detektering av kortslutningar i elsystemet i ett fordon försett med ett batteri, vilken metod innefattar uppmätning och lagring av batterispänningens värde vid en första tidpunkt, uppmätning av batterispänningens värde vid en andra tidpunkt, samt jämförelse av batterispänningens värden vid nämnda första och andra tidpunkter.

Om batterispänningen vid nämnda tvâ tidpunkter skiljer sig från varandra mer än ett förutbestämt värde kontrolleras om ett eller flera av vissa fördefinierade system i fordonet har kopplats in under tidsintervallet mellan den första och den andra tidpunkten, varvid en kortslutning anses föreligga om inget av nämnda system i bilen har kopplats in under nämnda tidsintervall.

Uppfinningen avser även en anordning för genomförande av de metodsteg som beskrivits ovan.

Lämpligtvis genomförs metoden kontinuerligt under drift av fordonet, och pà samma sätt kan en anordning enligt uppfinningen vara igång och genomföra mätningar och jämförelser kontinuerligt under drift.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen kommer att beskrivas i mer detalj i det följande, med hänvisning till de bifogade ritningarna där Fig 1 visar spänningsnivàn i en bil vid en kortvarig kortslutning, Fig 2 visar en jämförelse enligt uppfinningen, och Fig 3 visar en ytterligare jämförelse enligt uppfinningen.

UTFÖRINGSFORMER 10 15 20 25 30 (Q-"l »ä -, v f' v ~ ff . Û (du | Fig 1 visar schematiskt batterispänningsnivàn i ett fordon vid en tillfällig kortslutning i elsystemet i fordonet. Vid tidpunkten tj när kortslutningen inträffar sjunker batterispänningen frän en normalnivä Vnom, till en lägre nivå V1, där skillnaden mellan de två nivåerna kan betecknas AV. Efter ett tag har kortslutningen upphört, vilket gör att batterispänningen vid tidpunkten tg återgår till normalnívån Vmfm. Att batterispänningen återgår till sitt normalvärde kan även bero på att bilens generator klarar av att kompensera för spänningsfallet AV vid en långvarigare kortslutning.

Denna tillfälliga nedgång i batterispånning vid en kortvarig kortslutning används enligt uppfinningen för att detektera kortslutningar som är så kortvariga att bilens säkringar och/eller övriga system i bilen inte hinner reagera på dem.

Att batterispänningen i bilen sjunker under ett kort tidsintervall kan även ha andra orsaker, vilket måste tas i beaktande så att inte felaktiga detekteringar av kortslutningar sker: den alternativt mest sannolika orsaken till en nedgång i batterispänning likt den som orsakas av en tillfällig kortslutning är att en elförbrukare, med andra ord ett delsystem i bilen har luftkonditionering, kopplats in. Exempel på sådana delsystem är klimatsystem, belysning, stereo mm.

Vid inkoppling av ett elförbrukande delsystem kommer batterispänningen att sjunka momentant, varefter bilens generator griper in och återställer batterispänningen till dess normala nivå, Vnom. Detta förlopp är mycket likt det som uppträder vid en kortvarig kortslutning. Hur man enligt uppfinningen kan skilja på dessa två olika orsaker till spänningsfall kommer att beskrivas utförligt längre fram i denna beskrivning.

I fig 2 visas en principiell skiss över en grundtanke bakom uppfinningen: en styrenhet, en ECU (Electronic Control Unit), i ett fordon mäter upp, eller får från separat mätutrustning i fordonet, värdet V(t1) på batterispänningen i 10 15 20 25 30 (It b) (f: \ 2 C 3 'LN fordonet vid en första tidpunkt t1. Detta värde pà batterispänningen lagras och jämförs sedan med värdet V(t2) pá batterispänningen vid en andra senare tidpunkt tg. Lämpligtvis är värdet vid tidpunkten tg det aktuella värdet på fordonets batterispänning vid tidpunkten för jämförelsen, men det kan även vara ett lagrat värde frán en annan tidpunkt som skiljer sig i tiden från t1_ Om V(t2) skiljer sig fràn V(t1) med ett visst förutbestämt minsta värde kommer ECU:n att anse att en kortslutning har ägt rum. Storleken pà detta minsta skillnadsvärde kan givetvis variera mellan olika typer av fordon och olika ligger i storleksordningen 200 mV eller mer för ett fordon med en systemspänning pà 28 volt. Tiden mellan de två mätvärden V(t1) och V(t2) som jämförs med fordonsmodeller, men ett lämpligt värde pà skillnaden varandra kan givetvis också variera beroende på tillämpningen, men kan lämpligtvis ligga i storleksordningen 1-10 ms, vilket således blir den frekvens med vilken en jämförelse görs. Som tidigare nämnts kan jämförelsen lämpligen göras löpande under fordonets drift.

Kortslutningar som är av den varaktighet som har nämnts, med andra ord i storleksordningen bràkdelar av en sekund kommer knappast att märkas av föraren, men kan ändå vara viktig information för en färddator, eftersom kortslutningar orsakade av exempelvis skadad isolering kring kablar tenderar att bli värre med tiden. Färddatorn, ECU:n, eller någon annan funktion i fordonet som får information från ECU:n kan utnyttja sig av informationen om kortvariga och/eller intermittenta kortslutningar för att undersöka om antalet sådana kortslutningar ökar. En sàdan ökning kan i sin tur användas av färddatorn eller annan liknande funktion i fordonet för att larma föraren eller ge föraren en rekommendation om att felsökning bör ske.

I fig 3 visas ett mer utförligt principiellt blockschema över en anordning enligt uppfinningen: i likhet med anordningen i fig 2 är en färddator, ECU, eller liknande i fordonet försedd med möjlighet att inhämta värdet V1 på batterispänningen vid en första tidpunkt tj, vilket värde har mätts upp vid 10 15 20 L-'i \ I k., tidpunkten t1, och lagrats, och att även inhämta värdet på batterispänningen V2 vid en andra senare tidpunkt tg.

Som nämnts ovan kan inkoppling av olika elförbrukande delsystem i fordonet orsaka spänningsfall liknande det som orsakas av en kortslutning.

Om ECU:n således detekterar en skillnad mellan V1 och V2 avseende amplitud och utsträckning i tid som tyder på en kortslutning utför ECU:n en statuskontroll på vissa fördefinierade delsystem i fordonet. Exempel pà sådana delsystem har angetts ovan, exempelvis belysning, stereo, AC, klimatsystem etc. Dessa delsystem är sådana att de drar mycket ström och därför åstadkommer ett spänningsfall som liknar en tillfällig kortslutning.

Den statuskontroll som ECU:n utför är att den i ett minne lagrar vilka av de fördefinierade delsystemen som kopplas in respektive från. Om ECU:n har information om att ett eller flera av de nämnda delsystemen har kopplats in vid en tidpunkt som ligger mellan t1 och tg anses ingen kortslutning föreligga.

Uppfinningen är inte begränsad till de ovan beskrivna utföringsexemplen, utan kan fritt varieras inom ramen för de bifogade patentkraven.

Claims (5)

-nsvn 10 15 20 25 30 110953 usN Ä» 55 f 0 2003-00-12 PATENTKRAV

1. Metod för att detektera kortslutningar i elsystemet i ett fordon försett med ett batteri, kännetecknad av att metoden innefattar: - uppmätning och lagring av batterispänningens värde "vid en första tidpunkt, - uppmätning av batterispänningens värde vid en andra tidpunkt, - jämförelse av batterispänningens värden vid nämnda första och andra tidpunkter, - generering av ett meddelande om batterispänningen vid nämnda två tidpunkter skiljer sig fràn varandra med mer än ett förutbestämt värde, generera ett meddelande.

2. Metod enligt krav 1, innefattandes steget: att, om batterispänningen vid nämnda två tidpunkter skiljer sig från varandra med mer än ett förutbestämt värde, kontrollera om ett eller flera av vissa fördefinierade system i fordonet har kopplats ln under tidsintervallet mellan den första och den andra tidpunkten, varvid en kortslutning anses föreligga om inget av nämnda system i bilen har kopplats in under nämnda tidsintervall.

3. Metod enligt krav 1 eller 2, vilken metod genomförs kontinuerligt under drift av fordonet.

4. Anordning för att detektera kortslutningar i elsystemet i ett fordon försett med ett batteri, kännetecknad av att anordningen innefattar: medel för uppmätning och lagring av batterispänningens värde vid en första tidpunkt, medel för uppmätning av batterispänningens värde vid en andra tidpunkt, medel för jämförelse av batterispänningens värden vid nämnda första och andra tidpunkter, och medel för att, om batterispänningen vid nämnda tvâ tidpunkter skiljer sig från varandra mer än ett förutbestämt värde, generera ett meddelande.

5. Anordning enligt krav 4, kännetecknad av att anordningen innefattar: medel för att, om batterispänningen vid nämnda två tidpunkter skiljer sig från varandra mer än ett förutbestämt värde, kontrollera om ett eller flera av vissa fördefinierade system i fordonet har kopplats in under tidsintervallet mellan den första och den andra tidpunkten, varvid en signal för kortslutning ges om inget av nämnda system i bilen har kopplats in under nämnda tidsintervall.