[发明专利]机动车中电气消耗件的故障检测

说明书

技术领域

本发明涉及用于机动车中电气消耗件的故障检测的故障检测装置。

背景技术

本发明所涉及的用于机动车中电气消耗件的故障检测的故障检测装置，包括：至少一个可切换地布置在第一电位与第二电位之间的电气消耗件，所述电气消耗件可切换地连接到第一电位并且连接到第二电位；第一开关布置在第一电位与消耗件之间；以及第二开关布置在第二电位与消耗件之间，并且第一开关和第二开关需要同时闭合以操作消耗件，其特征在于第一开关包括电流监控电路，并且故障检测在消耗件看起来关闭时执行；其特征在于与第二开关并行布置有用于搭接第三电位的分压器，并且故障检测是通过评估第三电位以及第一开关和第二开关的位置而确定的。

在电路中，例如仅列举几个可以想象的变形，在提供于机动车中用于操作照明设备(例如，灯光单元、头灯和照明灯)；用于操作致动器(例如，电动可调外部后视镜、电动车窗升降机、电动座椅调节装置以及电动或电子锁定机构)；以及用于操作驱动马达(例如，泵、风扇和压缩机)的这些电路中，布置有一个或多个电气消耗件，其功能或未注意到的功能失常或者其意外故障可能关乎安全。

因此人们期望监控电路中电气消耗件的功能和/或功能失常和/或故障，以便例如当预计到功能失常时，当存在无法直接靠视觉检测到的故障时，或者当功能受限时，向例如机动车驾驶员提供警告。这种类型的监控一般被称为故障检测。

在这种情况下，故障检测装置除了运行监控系统以外，还越来越多地包括空置监控系统，其在消耗件不工作并且在空置中时检测预期的功能或者功能失常或者故障。除了短路和烧毁以外，还应当越来越多地考虑到电气消耗件可能不仅由于其自身的故障，还可能由于到端子连接线(也被简称为端子)的中断而失效，这种类型的故障被称为开路负载。因此，开路负载与由开关实现的端子的有意中断不同，因为消耗件由开关主动地与电源分离并从其断开，而当端子被中断时则存在电气消耗件的无意的并因而不可预见的功能失常。

电气消耗件的故障检测已知于US 7,280,333B2中。故障检测装置首先确定欧姆消耗件或者其端子是在正常工作还是存在故障。如果确定为有故障的状态，那么故障检测装置随后判明情况是开路负载、对地短路还是对于电源电压或相位的短路。故障检测装置还提供在确定了有故障的状态时会发生改变的电气消耗件参数，以便避开有故障的状态。例如，改变流入或流出欧姆消耗件的电流的方向和/或强度。为了这一目的，故障检测装置包括连接到测量点的检测电路。被提供用以监控故障检测的电气消耗件在测量点上连接到地电位。检测电路具有两个比较器、开关、两个可变电源以及到测量点的连接线。两个可变电源连接到连接线，电源中的一个关于地电位可变，而另一个关于电源电压可变。开关在一侧上连接到连接线。在每种情况下，比较器的一个输出以如下方式连接在开关的另一侧上，该方式使得两个比较器经由一个输入相互连接，并且可以可选地经由连接线由开关连接到测量点。一个比较器的剩余的可用输入连接到地电位，而另一比较器的可用输入连接到电源电压。为了确定欧姆消耗件或者其端子是在正常工作还是存在故障而将开关闭合，以使比较器连接到测量点。比较器因而监控测量点的电压是否位于下限阈值以下或者上限阈值以上。输出被读取，如果两个比较器的输出均为低或0，则表示无故障正常工作状态；并且如果输出中的一个为高或1，则表示有故障的状态。如果确定为有故障的状态，则通过由可变电源所造成的对于流入或流出测量点的电流的预定方向和预定强度的改变而判明其情况为开路负载、对地短路还是对于电源电压或相位的短路。如果开关闭合，那么比较器因此再次监控测量点的电压是否位于下限阈值以下或者上限阈值以上。如果电压位于下限阈值以下，那么欧姆消耗件为对地短路。如果电压位于上限阈值以上，那么则尝试允许电流流入测量点，以便允许测量点的电压下降至上限阈值以下。如果这样起作用，那么情况为开路负载。如果这样不起作用并且电压仍高于上限阈值，那么消耗件对于电源电压短路。

这样做的一个缺点是具有许多复杂和昂贵的组件的检测电路以及对检测电路中的组件和用于执行和评估两步故障检测过程的询问算法的时间和逻辑控制的高成本。