ES2254720T3 - Procedimiento y dispositivo para el diagnostico a bordo de una red de a bordo de un vehiculo automovil. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo para el diagnostico a bordo de una red de a bordo de un vehiculo automovil.Info
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Abstract
Procedimiento para el diagnóstico a bordo de una red de a bordo de un vehículo automóvil durante la situación de marcha de dicho vehículo automóvil, en el que se capta y evalúa la tensión de la red de a bordo, caracterizado porque se capta el grado de ondulación de la tensión de la red de a bordo, a cuyo fin, al captar un estado crítico de la red de a bordo, se conecta un ventilador que, al presentarse una irrupción de tensión, hace que, actuando como generador, la energía mecánicamente almacenada sea realimentada a la red de a bordo.
Description
Procedimiento y dispositivo para el diagnóstico a
bordo de una red de a bordo de un vehículo auto-
móvil.
móvil.
La invención concierne a un procedimiento y un
dispositivo para el diagnóstico a bordo de la red de a bordo de un
vehículo automóvil durante la situación de marcha.
Debido al aumento de consumidores eléctricos en
una red de a bordo de un vehículos automóvil, siendo éstos en parte
relevantes para la seguridad, es necesario vigilar continuamente a
bordo el estado de la red de a bordo durante la situación de marcha
y adoptar eventualmente contramedidas adecuadas.
La mayoría de los procedimientos conocidos para
el diagnóstico de la red de a bordo comparan un valor real actual de
la tensión de dicha red de a bordo con un valor nominal prefijable,
aumentándose el numero de revoluciones de marcha en vacío de un
alternador en el caso de una desviación significativa y/o
desconectándose escalonadamente consumidores de confort según
prioridades hasta que se haya mejorado nuevamente el estado de la
red de a bordo.
Se conoce por el documento DE 198 45 562 C1
(preámbulo de la reivindicación 1) un procedimiento para detectar el
estado de la red de a bordo de un vehículo automóvil, en el que,
para valorar el estado de dicha red de a bordo, se comprueba si la
tensión de la batería del vehículo existente en la red de a bordo
alcanza un valor límite crítico que representa un estado crítico de
la red de a bordo, en el que se evalúa como tensión de la batería
un valor de tensión promediado a lo largo de un periodo de tiempo
relativamente largo o un valor de tensión actual del que se ha
eliminado por filtrado variaciones de tensión de corta duración, y
en el que se aprovecha el valor de tensión actual para valorar el
estado de la red de a bordo únicamente cuando no está conectado
ningún consumidor de alta intensidad de corriente durante breve
tiempo y/o cuando, estando conectado un consumidor de alta
intensidad de corriente durante breve tiempo, el valor de tensión
actual es mayor que el valor de tensión promediado a lo largo de un
periodo de tiempo relativamente
largo.
largo.
Se conoce por el documento DE 195 46 553 C1 un
procedimiento para probar consumidores eléctricos en una red de a
bordo de un vehículo, en el que se conectan y desconectan
selectivamente los consumidores alimentados por la batería del
vehículo, en el que se calcula y valora cada vez la absorción de
corriente específica de dichos consumidores en el estado conectado,
y en el que se mide la tensión de la batería, para calcular la
absorción de corriente, inmediatamente antes y un poco después de
desconectar el consumidor previamente conectado, después de la
atenuación de un impulso de conexión, y se calcula a partir de la
diferencia de tensión la absorción de corriente específica del
consumidor.
Se conoce por el documento EP 0 710 931 A2 un
procedimiento para comprobar el aviso que ha de ser registrado por
un aparato de captación de datos de un vehículo y que indica un
accionamiento de un grupo del vehículo, en el que el aparato de
captación de datos del vehículo y el grupo del vehículo cuyo aviso
indicativo de su accionamiento hay que registrar están conectados a
la misma red de a bordo del vehículo, en el que, por un lado, se
captan como señal por el aparato de captación de datos del vehículo
la aparición y/o la supresión del aviso que indica el accionamiento
del grupo del vehículo, y, por otro lado, se capta también como
señal adicional la aparición de puntas de tensión y/o de variaciones
de tensión en la red de a bordo del vehículo, y en el que la
información a registrar es obtenida a partir de una comparación de
los instantes de los eventos de las dos señales captadas.
Se conoce por el documento DE 38 42 921 A1 una
disposición de circuito para vigilar la corriente de consumidores
eléctricos que presentan en su alimentación de corriente un miembro
amperimétrico cuya tensión de medida dependiente de la corriente es
alimentada a un circuito de evaluación con un microordenador que, a
través de salidas de control, controla los medios de mando para la
conexión y desconexión de los consumidores a vigilar, en la que, en
caso de una corriente anormal de los consumidores, el circuito de
evaluación genera una señal de perturbación por comparación con
valores límite de corriente prefijados, y en la que el potencial
variable en función de la corriente del miembro amperimétrico se
aplica a una entrada de un comparador cuya otra entrada está
conectada a la salida de un convertidor
digital-analógico que está unido por el lado de
entrada, a través de una línea de bus, con una salida del
microordenador en la que aparece cada vez que se conecta uno de los
consumidores a vigilar un valor límite asociado a éste y controlado
de forma escalonada en el tiempo, y, al presentarse en la salida
del comparador una desviación de una cuantía prefijada de la
corriente instantánea del consumidor respecto del valor límite
instantáneo, aparece la señal de pertur-
bación.
bación.
Por tanto, la invención se basa en el problema
técnico de crear un procedimiento y un dispositivo para el
diagnóstico de la red de a bordo de un vehículo automóvil que
mejoren aún más el diagnóstico del estado de dicha red de a
bordo.
La solución del problema técnico se obtiene por
medio de los objetos con las características de las reivindicaciones
1 y 8. Otras ejecuciones ventajosas de la invención se desprenden de
las reivindicaciones subordinadas.
A este fin, se capta y evalúa el grado de
ondulación de la tensión de a bordo, ya que, partiendo del grado de
ondulación de la tensión de a bordo, es posible sacar conclusiones
sobre la presencia o la funcionalidad de la batería. La idea básica
consiste aquí en que normalmente la tensión ondulada del alternador
es alisada por la batería. Por el contrario, cuando la batería es
defectuosa o no está ya disponible a consecuencia de la rotura de un
cable, esto ha de hacerse entonces perceptible no en el grado de
ondulación, sino ineludiblemente en el valor de la tensión de la red
de a bordo. Al captarse un estado crítico de la red de a bordo se
conecta un ventilador, preferiblemente el ventilador del motor de
combustión, que, al producirse una irrupción de tensión, hace que,
actuando como generador, la potencia mecánicamente almacenada sea
realimentada eléctricamente a la red de a bordo.
En una forma de realización preferida se asignan
para ello a la tensión de la red de a bordo unos valores límite
superior e inferior y se calcula el número de veces que se
sobrepasan y/o no se alcanzan los valores límite por unidad de
tiempo. Se impide así que se clasifiquen como defecto de la batería
eventos de mando o controles singulares que conduzcan a
fluctuaciones de la red de a bordo. Por tanto, sobre la base de los
dos valores límite se define una ventana de tolerancia, siendo el
número de desviaciones respecto de la ventana de tolerancia una
medida del grado de ondulación.
Por el contrario, en una forma de realización
alternativa se detecta continuamente tan sólo si se sobrepasa o no
se alcanza el valor límite o bien se capta continuamente el valor
absoluto de la desviación y se compara éste con un valor límite.
Esta desviación es diagnosticada entonces como defecto de la
ba-
tería.
tería.
En otro paso preferido del procedimiento se capta
y evalúa entonces el gradiente a partir del valor medio de la
desviación. Se puede hacer así una manifestación acerca de si la
desviaciones basa en un proceso de mando. Rige entonces la
consideración de que se hacen perceptibles procesos de mando en un
gradiente grande, mientras que el gradiente es más bien pequeño en
el caso de un relé del cable de la batería o de un defecto de ésta.
Por tanto, el gradiente derivado del valor medio de la desviación
proporciona un criterio de comprobación para el diagnóstico de
defecto de la batería.
En otro paso del procedimiento se filtra en paso
bajo la tensión de la red de a bordo y se determina el
desplazamiento respecto de una tensión intacta de la red de a bordo.
Se puede determinar a partir de esto si la red de a bordo está
fuertemente cargada o no, por ejemplo a consecuencia de un gran
número de consumidores activos. En el caso de un desplazamiento
mayor se parte del supuesto de que están activos muchos consumidores
cuya demanda de potencia puede conducir a fluctuaciones de la
tensión. Por tanto, el desplazamiento de la tensión alisada de la
red de a bordo con respecto a una tensión intacta de dicha red de a
bordo proporciona otro criterio de comprobación para el diagnóstico
de defecto de la batería.
Estos tres pasos del procedimiento pueden ser
realizados ahora en paralelo, combinándose los resultados
individuales, en forma ponderada, en una manifestación global. Se
puede recurrir aquí también a la lógica difusa conocida.
Como alternativa, los distintos pasos del
procedimiento pueden realizarse también en serie, realizándose el
paso siguiente del procedimiento únicamente cuando el paso
precedente del procedimiento sea negativo.
Se explica seguidamente la invención con más
detalle ayudándose de un ejemplo de realización preferido. Las
figuras muestran:
La figura 1, una evolución esquemática de la
tensión de una red de a bordo intacta con puntas de conexión,
La figura 2, una evolución esquemática de la
tensión de una red de a bordo con batería defectuosa,
La figura 3, un gradiente calculado a partir del
valor medio de una desviación según la figura 1,
La figura 4, un gradiente calculado a partir del
valor medio de una desviación según la figura 2,
La figura 5, una representación de un
desplazamiento de una tensión actual de la red de a bordo con
respecto a una tensión intacta de la red de a bordo bajo una carga
más pequeña de dicha red de a bordo, y
La figura 6, una representación de un
desplazamiento de una tensión actual de la red de a bordo con
respecto a una tensión intacta de la red de a bordo bajo una fuerte
carga de dicha red de a bordo.
En la figura 1 se representa una evolución
esquemática de la tensión de una red de a bordo intacta con puntas
de conexión, por ejemplo a consecuencia de cargas inductivas. La
tensión U de la red de a bordo tiene asignados aquí un valor límite
superior U_{o} y un valor límite inferior U_{u}. La tensión U de
la red de a bordo presenta un grado de ondulación muy pequeño, de
modo que dicha tensión U de la red de a bordo, con excepción de las
puntas de conexión, permanece siempre entre los dos valores límite
U_{o} y U_{u}. Este grado de ondulación mínimo es un indicio
típico de una batería intacta que alisa la ondulación de la tensión
del alternador. En contraste con esto, un tensión U de la red de a
bordo según la figura 2 presente un alto grado de ondulación, lo que
es un indicio típico de una batería defectuosa. Como puede
apreciarse, la simple superación por arriba o por abajo del valor
límite superior U_{o} o del valor límite inferior U_{u},
respectivamente, no es por sí sola un medio adecuado para captar un
defecto de la batería. No obstante, sobre la base de la frecuencia,
es decir, del número de superaciones por arriba o por abajo de los
valores límite superior o inferior, respectivamente, se puede
deducir la medida del grado de ondulación. A este fin, se puede
emplear, por ejemplo, un contador que se ajusta a nivel alto uno
cada vez que se produce una superación por arriba o por abajo.
En lugar de los límites superior e inferior se
puede captar también la excursión absoluta de la tensión y se puede
comparar ésta con un valor límite. Resulta así una independencia
respecto del nivel de la porción de tensión continua de la tensión U
de la red de a
bordo.
bordo.
Como alternativa al contador, se puede vigilar
también continuamente la tensión de la red de a bordo, efectuándose
la captación del grado de ondulación a través de una comparación
mín-máx de la tensión captada de la red de a bordo.
Cuando el grado de ondulación sobrepasa un calor límite prefijado,
se establece el diagnóstico de defecto de la batería.
Para reducir los diagnósticos erróneos se estudia
ahora con más detalle la tensión de la red de a bordo en el área del
grado de ondulación a fin de sacar así conclusiones sobre la causa
del grado de ondulación.
Una posibilidad consiste en determinar el
gradiente a partir del valor medio U_{M} de la desviación, lo que
se ha representado para dos fluctuaciones en las figuras 3 y 4.
Cuando el gradiente es muy grande, como se representa en la figura
3, la fluctuación puede atribuirse entonces con toda probabilidad a
un proceso de conexión, mientras que un gradiente pequeño habla más
bien a favor de un defecto de la batería.
Otra posibilidad de estudio detallado de la
fluctuación es el cálculo del desplazamiento de la tensión actual
U_{act} de la red de a bordo con respecto a una tensión de
referencia intacta U_{ref} de dicha red de a bordo. A este fin, se
filtra en paso bajo la tensión U de la red de a bordo, de modo que
se eliminan por filtrado fluctuaciones de alta frecuencia. Por
tanto, la diferencia U_{ref}-U_{act} reproduce
el desplazamiento de la tensión continua, pudiendo deducirse la
carga de la red de a bordo sobre la base de la magnitud del
desplazamiento. Así, un desplazamiento pequeño, como se representa
en la figura 5, habla a favor de una carga pequeña de la red de a
bordo y un desplazamiento grande, como se representa en la figura 6,
habla a favor de una fuerte carga de dicha red de a
bordo.
bordo.
Si se capta ahora una ondulación de la tensión de
la red de a bordo, siendo bajo el gradiente y pequeño el
desplazamiento, esto habla entonces a favor de un diagnóstico
correcto de batería defectuosa, de modo que se deberán adoptar
contramedidas correspondientes, como, por ejemplo, conexión de un
ventilador y/o información del conductor. Por supuesto, en la forma
de realización con el contador se pueden utilizar adicionalmente
también los pasos de comprobación gradiente y determinación del
desplazamiento.
Claims (11)
1. Procedimiento para el diagnóstico a bordo de
una red de a bordo de un vehículo automóvil durante la situación de
marcha de dicho vehículo automóvil, en el que se capta y evalúa la
tensión de la red de a bordo, caracterizado porque se capta
el grado de ondulación de la tensión de la red de a bordo, a cuyo
fin, al captar un estado crítico de la red de a bordo, se conecta un
ventilador que, al presentarse una irrupción de tensión, hace que,
actuando como generador, la energía mecánicamente almacenada sea
realimentada a la red de a bordo.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se asignan a la tensión de la red de a
bordo unos valores límite superior e inferior (U_{o}, U_{u}) y
se detecta el número de superaciones por arriba y/o por abajo de los
valores límite por unidad de tiempo.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se capta una amplitud de fluctuación
absoluta o relativa de la tensión de la red de a bordo.
4. Procedimiento según la reivindicación 2 o 3,
caracterizado porque se capta el gradiente a partir del valor
medio de la desviación.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque se filtra en
paso bajo la tensión de la red de a bordo y se determina el
desplazamiento con respecto a la tensión intacta de dicha red de a
bordo.
6. Procedimiento según la reivindicación 4 o 5,
caracterizado porque se realizan en paralelo los pasos del
procedimiento y se combinan en forma ponderada los resultados
individuales.
7. Procedimiento según la reivindicación 4 o 5,
caracterizado porque se realizan sucesivamente los pasos del
procedimiento, a cuyo fin se realiza el paso siguiente del
procedimiento únicamente en caso de sea negativo el paso precedente
del procedimiento.
8. Dispositivo para el diagnóstico a bordo de una
red de a bordo de un vehículo automóvil durante la situación de
marcha de dicho vehículo automóvil, que comprende un sistema para
captar y evaluar la tensión de la red de a bordo,
caracterizado porque se puede detectar a través de dicho
sistema el grado de ondulación de la tensión de la red de a bordo y
porque el sistema lleva asociado un ventilador que se puede conectar
en función del diagnóstico de la red de a bordo.
9. Dispositivo según la reivindicación 8,
caracterizado porque se puede captar la amplitud de
fluctuación de la tensión de la red de a bordo.
10. Dispositivo según la reivindicación 9,
caracterizado porque se pueden determinar la amplitud de
fluctuación de la tensión de la red de a bordo, el gradiente
derivado del valor medio de la desviación y/o un desplazamiento
absoluto de la tensión de la red de a bordo filtrada en paso bajo y
se pueden combinar estos valores en el sistema formando un
resultado.
11. Dispositivo según la reivindicación 8,
caracterizado porque se puede captar el número de veces que
la tensión de la red de a bordo supera por arriba o por abajo unos
valores límite superior e inferior asignables por unidad de
tiempo.
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