专利名称：机动车中电气消耗件的故障检测的制作方法
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。一种包括比较简单的开关的故障检测系统已知于DE 10 2004045 435B4中。在这种情况下，电气消耗件的电流或者功耗受到监控，并且通过与上限阈值、中间阈值和下限阈值相比较而判断是否存在短路，灯泡作为消耗件工作，发光二极管作为消耗件工作，或者是否没有电流流动并因而消耗件已被烧毁。为了这一目的，上限阈值设置在50W，高于该阈值则假定存在短路。中间阈值设置在10W，假定灯泡的工作具有IOW到50W之间的功耗。下限阈值为0. 1W，假定发光二极管的工作具有0. IW到IOW之间的功耗。假定电气消耗件的故障在0. Iff的功耗以下。故障检测的目标是在例如机动车的重复指示灯的发光二极管工作期间以这样的方式连接电阻器使得在从机动车的控制设备的角度看无需改造措施或者具有发光二极管或灯泡的任何可用性的情况下占用足够大量的功率以便假定正常的灯泡工作， 并且仍然检测出由短路或者烧毁或者功能失常所引起的故障。这种故障检测装置的一个相当大的缺点是例如在检测到短路之前的高功耗水平。一种故障检测装置已知于DE 10 2008 042 595B3中，并且也使用发光二极管作为现有机动车中的照明装置，而无需进行任何改造措施。然而，在这种情况下，常规照明装置的功耗不是由简单地空耗掉不需要的功率的电阻器所产生的，相反，功耗是被仿真出来的，操作发光二极管例如相较于灯泡而言所不需要的电功率在一点上从机动车的板载电源输出，并且在另一点上反馈。这种故障检测系统的缺点包括高水平的电流流动连同电气端子连接线的相应地昂贵的尺寸设计。US20040004483A1公开了一种电路，其包括两个开关以及与这两个开关并行布置的分压器。故障检测通过在比较器中比较多个电位而实现。US20040145838A1公开了一种电路，在其中经由多个开关搭接大量电位，用以检测
引擎故障。
发明内容
本发明的一个目的在于开发用于机动车中的任何电气消耗件的故障检测装置，该装置能够检测所有的故障类型并且可以用简单并且成本高效的方式构建和操作。
该目的是通过权利要求1的特征实现的。用于机动车中电气消耗件的故障检测装置因此提供至少一个电气消耗件，其可切换地布置在两个不同电位(即，第一电位和第二电位)之间。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，并且第二开关布置在第二电位与消耗件之间。第一开关和第二开关必须同时闭合以操作消耗件。故障检测在消耗件看起来为关闭时进行。相对于第二开关并行布置有分压器，在所述分压器上搭接出第三电位。该第三电位充当监控变量并且被监控用于故障检测。故障检测是通过监控充当监控变量的第三电位以及第一开关和第二开关的位置来进行的。需要着重指出的是，对于表达形式“第一、第二和第三电位”和“第一开关和第二开关”以及其他一般用途，术语“第一”、“第二”和“第三”不表示序列，而是仅仅用于区分并且可以根据需要进行互换。利用本发明所获得的优点包括可以以低成本生产为这一目的所需的电路布置这
一事实。所述故障检测布置优选地标识出以下不同故障类型a)开路负载；b)第一开关对于第二电位的消耗件端短路或者第一开关与消耗件之间的连接对于第二电位的短路，例如如果流经闭合的第一开关的电流超过预定电流阈值；c)第一开关与第二开关之间的短路或者第一开关与消耗件之间的连接对于第二开关与消耗件之间的连接的短路，例如，如果当第一开关和第二开关闭合时，流经第一开关的电流超过预定电流阈值，或者如果当第一开关闭合而第二开关打开时，第三电位相对于第二电位的电压位于预定第一电压阈值以上，该预定第一电压阈值例如可以对应于第一电位相对于第二电位的电压减去分压器特定电压降；d)第一开关对于第一电位的消耗件端短路或者第一开关与消耗件之间的连接对于第一电位的短路，例如如果第一开关和第二开关打开并且第三电位相对于第二电位的电压位于预定第二电压阈值以上，所述预定第二电压阈值例如可以对应于第一电位相对于第二电位的电压减去消耗件端电压降并减去分压器特定电压降；e)第二开关对于第二电位的消耗件端短路或者第二开关与消耗件之间的连接对于第二电位的短路，例如如果第一开关闭合而第二开关打开并且第三电位相对于第二电位的电压位于预定第三电压阈值以下；f)第二开关对于第一电位的消耗件端短路或者第二开关与消耗件之间的连接对于第一电位的短路，例如如果第一开关和第二开关打开并且第三电位相对于第二电位的电压位于第一电压阈值以上，所述第一电压阈值例如对应于第一电位相对于第二电位的电压减去分压器特定电压降。可以在第三电位与第二电位之间布置电抗。以这样的方式设计分压器的大小使得流经与第二开关并行安置的分压器并且流经可选地布置在第三电位与第二电位之间的电抗的电流至少不足以以明显可辨识的方式操作电气消耗件，该消耗件从由于打开的第一开关和第二开关而存在的空置或关闭状态开始，因而在闭合第一开关或第二开关时仍看起来保持在关闭或空置状态。例如在照明装置 (例如发光二极管)的情况中，这意味着照明装置没有以明显可辨识的方式被点亮。例如在电动机的情况中，这意味着电动机的转子并未转动并且保持静止。分压器的总电阻优选地为50k Ω。分压器的欧姆电阻在这种情况下特别优选地为 50kΩ。像这样的高电阻确保了电气消耗件在通过搭接第三电位的故障检测期间保持空置。 流经分压器的电流因而也限于这样的低值使得损耗几乎不存在。电气消耗件可以是欧姆消耗件或者可以包括这种类型的消耗件。欧姆消耗件是其电阻与电压、电流强度和频率无关的电气消耗件。对于任何电压、电流和频率，欧姆定律都适用于欧姆消耗件。在电流电压图中，施加在流经欧姆消耗件的电流强度上的电压形成通过原点的直线。被配置为欧姆消耗件的电气消耗件例如可以包括串行连接的一个或多个发光二极管。在其中第一开关闭合而第二开关打开的情况下优选地在欧姆消耗件中确认开路负载。如果第三电位相对于第二电位的电压位于预定第三电压阈值以下，那么存在开路负载。如果第三电位相对于第二电位的电压位于预定第二电压阈值以上，那么不存在开路负载并且端子是完好的。备选地或者附加地，电气消耗件可以是电感型消耗件或者可以包括这种类型的消耗件。电感型消耗件具有也被称为自感量、自感性或者自感的电气性质，这使其有可能在流经电感型消耗件的电流中存在变化时产生磁场，该磁场抵消电流中的变化。被配置为电感型消耗件的电气消耗件例如可以包括一个或多个电动机。在电感型消耗件中可以通过当在流经电气消耗件的电流中存在例如通过闭合或打开第一开关或第二开关所造成的变化时，监控在第三电位相对于第二电位的电压中的变化，而检测出开路负载。例如因此如果当第二开关打开时第一开关闭合，并且第三电位相对于第二电位的电压在第一开关于随后打开时保持不变，那么存在开路负载；而相反，如果再次从打开的第二开关开始，第一开关闭合并且第三电位相对于第二电位的电压在第一开关于随后打开时至少暂时地增大，那么端子是完好的并且不存在开路负载。第一开关可以包括电流监控电路。例如第一开关可以是具有电流监控电路的所谓智能开关。还可以想象第一开关作为供应自第一电位的恒定电流源的一部分。电流监控电路可以包括断路器。第一开关对于第二电位的消耗件端短路例如在这种情况下可以在第一开关被致动而第二开关未被致动时由电流监控电路的断路器检测到。第一开关与第二开关之间的短路也可以在第一开关和第二开关闭合时由电流监控电路的断路器检测到。因此， 在这两种情况下电路都优选地在电流阈值被超过时断开。多个电气消耗件可以经由公共第二开关在各自包括第一开关的多个并行支路中可切换地连接到第二电位。在这种情况下，各种故障类型的故障检测在支路间按顺序进行。 因此可以想象，不同的电气消耗件，例如比如欧姆消耗件和电感型消耗件之类的不同类型的电气消耗件，布置在不同的支路当中。不同的电流和/或电压阈值可能因此与单个支路相关。本发明的其他特征将从其他权利要求、描述以及附图中显现。
在下文中将参考附图中所示的实施方式而更为详细地描述本发明。在附图中，相似参考编号用于表示相似或在操作上相似的组件，并且其中图1为故障检测装置的第一实施方式的电路装置的示意图。图2为故障检测装置的第二实施方式的电路装置的示意图。
具体实施例方式根据本发明的故障检测装置例如由图1中所示的电路装置01来示例说明。电路装置01对被提供作为光源用以提供机动车的照明功能(未更详细地示出)并且被配置为发光二极管LED的多个照明装置中的故障进行检测。三个发光二极管LED串行连接到支路 02。包含闭锁二极管D和保护电阻器RS的保护电路可以集成到支路02之中。电路装置01 的支路02是电路中任何电气消耗件的典型示例。支路02可以可切换地布置在例如板载电源的第一电位UB与第二电位GND(例如，板载供电单元)之间。支路02可切换地连接到第一电位UB并且连接到第二电位GND。第一开关03布置在第一电位UB与支路02之间，并且第二开关03布置在第二电位GND与支路02之间。第一开关03和第二开关04必须同时闭合或致动，以操作支路02的发光二极管LED。第二开关04可被配置为晶体管T，其基极 B可以加载有例如如图所示意性地示出的脉宽调制开关信号PWM。如果第一开关03是闭合的，那么支路02的发光二极管LED的亮度可以根据脉宽连续调节，从空置状态起直至达到点亮状态中的最大功耗和亮度。故障检测在支路02看起来关闭，发光二极管LED不被以人眼可见的方式或者以可辨识的方式点亮时进行。为了这一目的，与第二开关04并行布置有分压器05。其例如包括串行连接的两个欧姆电阻器Rl和R2。分压器05的从欧姆电阻器Rl和R2的单个电阻产生的欧姆电阻的大小优选地为从IO4到IO5Ω，例如50kΩ。流经第一电位UB与第二电位GND 之间的支路02的电流因此是如此之小，以至于支路02的发光二极管LED不会被以人眼可见的方式或者以可辨识的方式点亮，并且至少看起来停留在关闭状态或者空置状态。在分压器05上搭接第三电位UC。例如由电容器C形成的电抗06可以布置在第三电位UC与第二电位GND之间。第一开关03可以包括具有断路器的电流监控电路I。例如第一开关03可以是智能开关07的一部分，该智能开关07包括具有断路器的电流监控电路I。故障检测是通过监控第三电位UC以及第一开关03和第二开关04的位置来进行的。故障检测可以标识出以下不同故障类型a)开路负载，b)第一开关03对于第二电位GND的消耗件端短路，c)第一开关03与第二开关04之间的短路，d)第一开关03对于第一电位UB的消耗件端短路，e)第二开关04对于第二电位GND的消耗件端短路，以及f)第二开关04对于第一电位UB的消耗件端短路。不论第二开关04的位置如何，如果当第一开关03闭合时，流经第一开关03或者流经其电流监控电路I的电流超过预定电流阈值，那么就例如可以检测到第一开关03对于第二电位GND的消耗件端短路或者第一开关03与支路02之间的连接(由HC+表示)对于第二电位GND的短路。因此，在第二开关04打开和闭合时，由电流监控电路I测量到的电流都超过预定电流阈值。例如因此如果由电流监控电路I测量到的电流超过电流阈值，那么优选地反复打开和闭合第二开关04。如果电流监控电路I所测量到的电流在第二开关 04为打开以及在其为闭合时均保持大于预定电流阈值，那么存在连接HC+对于第二电位的短路。第一开关03对于第二电位GND的消耗件端短路可以在第一开关03被致动而第二开关04未被致动时，由具有断路器的电流监控电路I并且还可以由智能开关07的断路器检测到。如果当第一开关03闭合并且第二开关04也闭合时流经第一开关03或者流经第一开关03的电流监控电路I的电流超过预定电流阈值，那么例如可以检测出第一开关03 与第二开关04之间的短路或者第一开关03与支路02之间的连接(由HC+表示)对于第二开关04与支路之间的连接(由HC-表示)的短路。例如，在第一开关03闭合并且第二开关04也闭合时，第一开关03与第二开关04之间的短路也可以由智能开关07的电流监控电路I的断路器检测到。备选地或者附加地，如果当第一开关03闭合而第二开关04打开时，第三电位UC相对于第二电位GND的电压位于预定第一电压阈值(其例如可以对应于第一电位UB相对于第二电位GND的电压减去消耗件特定最小电压降)以上，那么可以在第一开关03与第二开关04之间检测出短路。例如在发光二极管LED的情况中，对于各发光 LED而言最小电压降为1. 7V，保护二极管具有例如0. 3V到0. 7V的最小电压降。消耗件特定最小电压降例如可以是5V。第一电压阈值可以通过对板载电源电压(其对应于第一电位 UB相对于第二电位GND的电压)进行监控而动态地适应板载电源中的波动。如果当第一开关03打开并且第二开关04也打开时，第三电位UC相对于第二电位 GND的电压位于预定第二电压阈值(其例如对应于第一电位UB相对于第二电位GND的电压减去消耗件特定电压降并减去分压器特定电压降)以上，那么可以检测出第一开关03对于第一电位UB的消耗件端短路或者第一开关03与支路02之间的连接HC+对于第一电位UB 的短路。在机动车应用中，第二电压阈值的典型值例如为3. 5V，并且该值在商用车辆应用中可以更高。第二电压阈值还可以通过监控板载电源电压而动态地适应板载电源中的波动。如果第一开关03闭合并且第二开关04打开，而第三电位UC相对于第二电位GND 的电压位于预定第三电压阈值以下，那么例如可以检测出第二开关04对于第二电位GND的消耗件端短路或者第二开关04与支路02之间的连接HC-对于第二电位GND的短路。在机动车应用中第三电压阈值的典型值例如为1.0V，并且同样地，该值在商用车辆应用中可以更高。在这种情况下第一开关的电流监控电路I既不指示开路负载状态，也不测量超过预定电流阈值的电流。无论第二开关04是打开的还是关闭的，如果电气消耗件是完好的或者支路02中的发光二极管LED是完好的，那么当闭合第一开关时，消耗件将会进入工作状态或者发光二极管LED将会点亮。如果第一开关03和第二开关04 二者均打开，并且第三电位UC相对于第二电位 GND的电压位于第一电压阈值以上，那么可以检测出第二开关04相对于第一电位UB的消耗件端短路或者第二开关04与支路02之间的连接HC-对于第一电位UB的短路。由于发光二极管LED、保护二极管D以及包含保护电阻器RS的支路02为欧姆消耗件，或者由于支路02包括欧姆消耗件，因此如果闭合第一开关03并打开第二开关04，则可以检测开路负载。如果第三电位UC相对于第二电位GND的电压位于预定第三电压阈值以下，则存在开路负载。如果第三电位UC相对于第二电位GND的电压位于预定第二电压阈值以上，则不存在开路负载，并且包含形成电路中的电气消耗件的支路02的连接HC+和 HC-的端子是完好的。需要着重指出的是，在开路负载的情况下，布置于第一开关03之中的电流监控电路I既不测量超过预定电流阈值的电流，也不测量流经分压器05的电流。可选地配备有电流监控电路I并因此也可被表示为智能开关的第一开关03在开路负载的情况下可以发出信号，该信号例如可以由评估电路以传输意义或者用电路装置01 的实际配置来进行评估，该信号例如充当所谓的标符。该标符优选地在存在开路负载之时产生，并且如果不存在开路负载则不被发布。备选地或者附加地，可以想象到如果由电流监控电路I所测量到的电流超过预定电流阈值，则智能第一开关03发出另一信号来充当另一标符。图2中所示电路装置11以颇为类似的方式起作用，并且也可以用于执行根据本发明的故障检测过程。在电路装置11中，多个由电动机M构成的电气消耗件可以经由公共第二开关14， 在各自包括第一开关13的多个并行支路12中可切换地连接到例如板载电源的第一电位UB 并且连接到例如板载供电单元的第二电位GND。第一开关13各自为多路开关，其可以各自产生到第一电位UB或者到第二电位GND 的连接。公共第二开关14也是多路开关，其可以可选地产生到第二电位GND或者到第一电位UB的连接。因此可以逆转单个支路12中电动机M的运转方向。相应支路12的第一开关13和第二开关14必须同时闭合或致动，以操作单个支路 12的电动机M。因此，根据电动机M的期望的运转方向，相应的第一开关13产生到两个电位UB或GND中之一的连接并且第二开关14产生到相应的另一电位GND或UB的连接。故障检测在相应支路12中的电动机M看起来处于关闭状态或者空置状态中时进行。因此，在空置状态中电动机M的转子不旋转并保持静止。分压器15也与电路装置11中的第二开关14并行布置。如图所示意性地示出，其也可以包括串行连接的两个欧姆电阻器Rl和R2。通过累加欧姆电阻器Rl和R2的单个电阻产生的分压器15的欧姆电阻的大小同样可以从IO4到IO5 Ω，例如50k Ω。对于电动机Μ， 特别是对于高功率电动机M而言，分压器15的欧姆电阻的大小可能相对较小。因此确保了流经第一电位UB与第二电位GND之间的支路12的电流如此之小，以至于即使在第一开关 14闭合到第一电位UB而第二开关14打开时，单个支路12的电动机M仍然保持在空置状态。同时在图2中所示的电路装置11的情况中，如图1中的电路装置01中那样，在分压器15上搭接第三电位UC。在第三电位UC与第二电位GND之间还可以布置例如由电容器 C形成的电抗16。优选地配置为电容器C的电抗16充当滤波元件，在本实施方式中作为低通滤波器元件。一般而言优选地提供滤波器元件，其优选地起低通滤波器元件的作用，并且例如如在图1和图2的实施方式中那样，可被配置为布置在第三电位UC与第二电位GND之间的电容器C，例如作为布置于分压器05、15之前或者分压器05、15与第三电位之间的电感器， 或者例如作为此处所述之物的组合。故障检测像在图1中的电路装置01中那样，也在图2中的电路装置11中通过监控第三电位UC以及第一开关13和第二开关14的位置来进行。在这种情况下，各种故障类型的故障检测在支路12间按顺序进行。由电路装置11进行的故障检测也可以标识出以下故障类型a)开路负载，b)第一开关03对于第二电位GND的消耗件端短路，c)第一开关03与第二开关04之间的短路，d)第一开关03对于第一电位UB的消耗件端短路，e)第二开关04对于第二电位GND的消耗件端短路，以及f)第二开关04对于第一电位UB的消耗件端短路。由于图1和图2中所示的电路装置01和11的故障检测原理的相似性，所以不需要对用于在电路装置11中检测各种故障类型的过程进行详细描述。由图2中所示的电路装置所进行的故障检测相对于图1中所示的电路装置01的明显区别归因于由电动机M形成的电气消耗件为电感型消耗件这一事实。在具有由布置在并行支路12中的电动机M所形成的电感型消耗件的电路装置11 中，通过当在流经电气消耗件(在这一情况中为支路12的电动机M)的电流中存在变化时监控第三电位UC相对于第二电位GND的电压中的变化而检测开路负载。流经支路12的电动机M的电流中的变化可以例如在第二开关14打开并且如果第二开关14既不产生到第一电位UB的连接也不产生到第二电位GND的连接时，通过闭合支路12的第一开关13(并产生到第一电位UB的连接)并于随后将其打开而造成。在这种情况下，如果当第二开关14打开时，闭合第一开关13以产生到第一电位UB 的连接并且第三电位UC相对于第二电位GND的电压在第一开关13于随后被打开时保持不变，那么存在开路负载。如果再次从打开的第二开关14开始，闭合第一开关13以产生到第一电位UB的连接，并且第三电位UC相对于第二电位GND的电压在第一开关13于随后被打开时至少暂时增大，那么同一支路12的端子是完好的并且不存在开路负载。为了与被配置为多路开关的第一开关13的致动方向无关地检测开路负载，可以在第二开关14与第一电位UB之间的消耗件端上布置欧姆电阻器。第三开关可以优选地与该欧姆电阻器串行布置，以便避免空置状态功率损耗。如果提供并闭合了这种类型的第三开关，那么布置在第二开关14与第一电位UB之间的消耗件端上的欧姆电阻器在第一开关 13关闭并且第二开关14也关闭时，将广布于第二开关14的消耗件端上的静止电位增高到第一电位UB与第二电位GND之间的值。欧姆电阻优选地对应于分压器15的总电阻。因此， 电位中的增高大约对应于第一电位UB与第二电位GND之间电压的一半。作为这一措施的结果，可以例如与被配置为多路开关的第一开关13的致动方向无关地检测开路负载。没有布置于第二开关14与第一电位UB之间的消耗件端上的电阻器的话，广布于第二开关14的消耗件端上的静止电位将会对应于第二电位，或者如果第三开关打开的话，一定对应于第二电位，因为在这些情况下分压器15将第二电位强制作为第二开关14的消耗件端上的静止电位。应当着重指出的是，在所有实施方式中第三电位UC都可以连接到微控制器的模拟-数字(AD)输入。还应当着重指出的是，除了第一开关03、13，第二开关04、14也可以被配置为智能开关，各自具有带有断路器的电流监控电路I。因此，尤其可以在高功率电气消耗件(例如电动机M)中更好地标识各种故障类型。电气消耗件一般可以被配置为电容型消耗件或者可以包括这种类型的消耗件。这样做在例如由电容器所形成的电容型消耗件尚未满载时尤其适用。这样做的例子包括由电路中的电容器和/或蓄电池所形成的功率缓冲器。这些也可以集成在电气消耗件中。本发明相对于现有技术的尤其的优点从以下事实中显现在具有功率驱动器的可用驱动器组件的情况中，可以避开为各种用途所需的应用的最小电流，以安全地检测开路负载。利用本发明，可以在无需在不同故障类型的检测中施加限制的情况下减低到这种类型的最小电流值以下。本发明易用于工业应用，特别是用于对机动车中的电气消耗件进行监控的检查电路的生产领域。
权利要求
1.一种用于机动车中电气消耗件的故障检测的装置，其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所述第一电位并且连接到所述第二电位；第一开关布置在所述第一电位与所述消耗件之间；以及第二开关布置在所述第二电位与所述消耗件之间，并且所述第一开关和所述第二开关必须同时闭合以操作所述消耗件，其特征在于所述第一开关包括电流监控电路并且故障检测是在所述消耗件看起来关闭时进行的；其特征在于用于搭接第三电位的分压器与所述第二开关并行布置，并且故障检测是通过评估所述第三电位以及所述第一开关和所述第二开关的位置来确定的。
2.根据权利要求1的用于故障检测的装置，其特征在于在所述第三电位与所述第二电位之间布置有电抗。
3.根据权利要求1的用于故障检测的装置，其特征在于所述故障检测装置区分以下不同故障类型开路负载；所述第一开关对于所述第二电位的电气消耗件端短路；所述第一开关与所述第二开关之间的短路；所述第一开关对于所述第一电位的电气消耗件端短路；所述第二开关对于所述第二电位的电气消耗件端短路；所述第二开关对于所述第一电位的电气消耗件端短路。
4.根据权利要求2的用于故障检测的装置，其特征在于以这样的方式设计所述分压器的大小使得流经其并且流经可选地布置于所述第三电位与所述第二电位之间的电抗的电流如此之小，以至于所述电气消耗件从在所述第一开关和所述第二开关打开时存在的空置状态开始，在闭合了所述第一开关或者所述第二开关时仍然至少看起来保持空置。
5.根据权利要求4的用于故障检测的装置，其特征在于至少所述分压器的欧姆电阻被配置为50k Ω。
6.根据任一前述权利要求的用于故障检测的装置，其特征在于所述电气消耗件为欧姆消耗件或者包括这种类型的消耗件。
7.根据权利要求6的用于故障检测的装置，其特征在于，为了检测开路负载，闭合所述第一开关并且打开所述第二开关，如果所述第三电位相对于所述第二电位的电压低于预定第三电压阈值，那么存在开路负载；如果所述电压位于预定第二电压阈值以上，那么所述端子是完好的。
8.根据任一前述权利要求的用于故障检测的装置，其特征在于所述电气消耗件为电感型消耗件或者包括这种类型的消耗件。
9.根据权利要求8的用于故障检测的装置，其特征在于，为了检测开路负载，当在流经所述电气消耗件的电流中存在变化时，对所述第三电位相对于所述第二电位的电压中的变化进行监控。
10.根据任一前述权利要求的用于故障检测的装置，其特征在于多个电气消耗件经由公共第二开关，在各自包括第一开关的多个并行支路中可切换地连接到所述第二电位。
全文摘要
本发明涉及机动车中电气消耗件的故障检测，其包括至少一个可切换地布置于第一电位与第二电位之间的电气消耗件。根据本发明，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。在第一电位与电气消耗件之间布置有第一开关，并且在第二电位与电气消耗件之间布置有第二开关。第一开关和第二开关必须同时闭合以操作该消耗件。故障检测在消耗件看起来关闭时进行，其中在与第二开关并行布置的分压器上搭接第三电位。故障检测通过监控第三电位以及第一开关和第二开关的位置来进行。
文档编号B60Q11/00GK102180124SQ201110009960
公开日2011年9月14日 申请日期2011年1月13日 优先权日2010年1月14日
发明者U·弗里德 申请人:Smr专利责任有限公司