DE102012202269B4

DE102012202269B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen des Vorhandenseins einer Sicherheitserdung

Info

Publication number: DE102012202269B4
Application number: DE102012202269.4A
Authority: DE
Inventors: David A. Hein; Ahmad Khalifeh
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: Lear Corp
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2012-02-15
Publication date: 2019-08-08
Anticipated expiration: 2032-02-16
Also published as: CN102645575B; DE102012202269A1; US20120212235A1; CN102645575A; US9662987B2

Abstract

Vorrichtung (10) zum Beurteilen der Qualität einer Sicherheitserdung, wobei die Vorrichtung (10) umfasst:eine Testeinrichtung (14), die konfiguriert ist zum:Empfangen eines Stromsignals von einer Stromquelle (18) zum Laden eines Fahrzeugs,Erzeugen eines ersten Ausgabesignals in Reaktion auf das Stromsignal,Messen einer Eigenschaft des ersten Ausgabesignals,Vorsehen eines Testsignals,Erzeugen eines zweiten Ausgabesignals in Reaktion auf das Vorsehen des Testsignals,Messen einer Eigenschaft des zweiten Ausgabesignals,undBeurteilen der Qualität einer Sicherheitserdung in der Stromquelle (18) und/oder in dem Fahrzeug auf der Basis einer Differenz zwischen der Eigenschaft des ersten Ausgabesignals und der Eigenschaft des zweiten Ausgabesignals, wobei die Testeinrichtung (14) ein Filter (20) enthält, das konfiguriert ist, um das Stromsignal zu filtern und dadurch ein erstes Gleichstrom-basiertes Signal zu erzeugen,wobei die Testeinrichtung (14) einen Verstärker (22) enthält, der konfiguriert ist, um das erste Gleichstrom-basierte Signal zu erhöhen und dadurch das erste Ausgabesignal zu erzeugen;wobei die Testeinrichtung (14) weiterhin konfiguriert ist, um die Spannung des ersten Ausgabesignals zu messen, und um ein Wechselstrom-Testsignal in Reaktion auf das erste Ausgabesignal zu erzeugen,wobei das Filter (20) konfiguriert ist, um das Wechselstrom-Testsignal zu filtern und dadurch ein zweites Gleichstrom-basiertes Signal zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärker (22) weiterhin konfiguriert ist, um das zweite Gleichstrom-basierte Signal zu erhöhen und dadurch das zweite Ausgabesignal zu erzeugen.

Description

Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorteil der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/444,335 vom 18. Februar 2011, deren Offenbarung hier vollständig unter Bezugnahme eingeschlossen ist.
Die Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beurteilen der Qualität einer Sicherheitserdung.
Es ist bekannt, eine Erdungserfassungsvorrichtung vorzusehen, die die Kontinuität einer Sicherheitserdung erfasst. Ein Beispiel für das Erfassen der Kontinuität einer Sicherheitserdung wird im Folgenden erläutert.
US 5 754 114 A (Gnadt) gibt eine Erdungserfassungsvorrichtung an, die automatisch die Kontinuität einer Sicherheitserdung eines Geräts erfasst. Die Erdungserfassungsvorrichtung umfasst einen Testrelaisschaltungsaufbau, der bestimmt, ob eine Erdungsverbindung offen ist. Ein Vergleichslogikschaltungsaufbau wird verwendet, um ein Fehlersignal zu erzeugen, wenn die Erdungsverbindung offen ist, und um in diesem Fall eine Stromversorgung des elektrischen Geräts zu verhindern. Ein Verzögerungsschaltungsaufbau wird verwendet, um Eingangsspannungsmessungen zu stabilisieren und um die Leitungen für eine gewünschte Zeitperiode zu testen. Ein Zwischenspeicherschaltungsaufbau wird verwendet, um die Fehlerbedingung zwischenzuspeichern und um sicherzustellen, dass alle Verzögerungen abgelaufen sind und keine Fehlerbedingung vorhanden ist, bevor das elektrische Gerät mit Strom versorgt wird. Optional kann der Zwischenspeicherschaltungsaufbau verwendet werden, um eine Zwischenspeicherung bei einer Spannungsabfallbedingung zu verhindern. Wenn die Gerätesicherheitserdung nicht vorhanden ist, wird kein Strom zu dem Gerät zugeführt. Dadurch wird verhindert, dass ein Benutzer einen Stromschlag aufgrund des nicht geerdeten Geräts erfährt. Die Erdungserfassungsvorrichtung sieht außerdem eine akustische Warnung vor und kann auch eine Leuchtanzeige vorsehen, um anzugeben, dass keine Erdungsverbindung vorhanden ist.
US 5 278 512 A offenbart eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur kontinuierlichen Überwachung einer Sicherheitserdung in einem elektrischen Energieübertragungssystem.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Beurteilen einer Qualität einer Sicherheitserdung dahingehend zu verbessern, dass es sich insbesondere auch unter Einfluss von Umweltfaktoren wie Regen, Wasser und Feuchtigkeit zuverlässig bestimmen lässt, ob eine für einen Ladevorgang geeignete Sicherheitserdung zur Verfügung steht.
Diese Aufgabe wird gelöst mittels einer Vorrichtung gemäß dem Anspruch 1, mittels einer Vorrichtung gemäß dem Nebenanspruch 10 sowie mittels eines Verfahrens gemäß dem Nebenanspruch 6. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Es wird eine Vorrichtung einschließlich einer Testeinrichtung zum Beurteilen der Qualität einer Sicherheitserdung angegeben. Die Testeinrichtung ist konfiguriert, um ein Stromsignal von einer Stromquelle zum Laden eines Fahrzeugs zu empfangen und ein erstes Ausgabesignal in Reaktion auf das Stromsignal zu erzeugen. Die Testeinrichtung ist weiterhin konfiguriert, um eine Eigenschaft des ersten Ausgabesignals zu messen und ein Testsignal vorzusehen. Die Testvorrichtung ist weiterhin konfiguriert, um ein zweites Ausgabesignal in Reaktion auf das Vorsehen des Testsignals zu erzeugen und eine Eigenschaft des zweiten Ausgabesignals zu messen. Die Testeinrichtung ist weiterhin konfiguriert, um die Qualität einer Sicherheitserdung in der Stromquelle und/oder in dem Fahrzeug auf der Basis einer Differenz zwischen der Eigenschaft des ersten Ausgabesignals und der Eigenschaft des zweiten Ausgabesignals zu beurteilen.
Es wird ein Verfahren zum Beurteilen der Qualität einer Sicherheitserdung angegeben. Das Verfahren umfasst das Empfangen eines Stromsignals von einer Stromquelle zum Laden eines Fahrzeugs und das Erzeugen eines ersten Ausgabesignals in Reaktion auf das Stromsignal. Das Verfahren umfasst weiterhin das Messen einer Eigenschaft des ersten Ausgabesignals und das Vorsehen eines Testsignals. Das Verfahren umfasst weiterhin das Erzeugen eines zweiten Ausgabesignals in Reaktion auf das Vorsehen des Testsignals und das Messen einer Eigenschaft des zweiten Ausgabesignals. Das Verfahren umfasst weiterhin das Beurteilen der Qualität einer Sicherheitserdung in der Stromquelle und/oder in dem Fahrzeug auf der Basis einer Differenz zwischen der Eigenschaft des ersten Ausgabesignals und der Eigenschaft des zweiten Ausgabesignals.
Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung einschließlich einer Testeinrichtung sowie ein Verfahren zum Beurteilen der Qualität einer Sicherheitserdung angegeben. Die Testeinrichtung ist konfiguriert zum Empfangen eines Stromsignals von einer Stromquelle zum Laden eines Fahrzeugs und zum Erzeugen einer ersten verstärkten, gefilterten Ausgabe in Reaktion auf das Stromsignal. Die Testeinrichtung ist weiterhin konfiguriert zum Messen einer Spannung der ersten verstärkten, gefilterten Ausgabe und zum Vorsehen eines Testsignals. Die Testeinrichtung ist weiterhin konfiguriert zum Erzeugen einer zweiten verstärkten, gefilterten Ausgabe in Reaktion auf das Vorsehen des Testsignals und zum Messen einer Spannung der zweiten verstärkten, gefilterten Ausgabe. Die Testeinrichtung ist weiterhin konfiguriert zum Beurteilen der Qualität einer Sicherheitserdung in der Stromquelle und/oder in dem Fahrzeug auf der Basis der Spannung der ersten verstärkten, gefilterten Ausgabe, der Spannung der zweiten verstärkten, gefilterten Ausgabe und eines Schwellwerts.
Der Erfindungsumfang wird durch die beigefügten Ansprüche definiert. Die Merkmale verschiedener Ausführungsformen werden durch die folgende ausführliche Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.

1 zeigt eine Vorrichtung zum Erfassen des Vorhandenseins einer Sicherheitserdung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
2 ist ein detailliertes Diagramm des Fahrzeugmoduls gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt ein Verfahren zum Erfassen des Vorhandenseins einer Sicherheitserdung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es ist jedoch zu beachten, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen lediglich beispielhaft für die Erfindung sind, die auch durch verschiedene andere Ausführungsformen realisiert werden kann. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, wobei einige Merkmale vergrößert oder verkleinert dargestellt sein können, um Details bestimmter Komponenten zu verdeutlichen. Die hier beschriebenen Details des Aufbaus und der Funktion sind nicht einschränkend aufzufassen, sondern lediglich als repräsentative Basis für den Fachmann, der die vorliegende Erfindung umsetzen möchte.
Allgemein sollte der Erdungswiderstand R_g für eine korrekte Erdungsverbindung kleiner als 10 Ohm sein. Ein herkömmlicher Ansatz kann eine Einrichtung umfassen, die einen Erdungswert nahe R_g unter Verwendung eines minimalen Teststroms erfasst. Weil der Teststrom kleiner als ein Leckstrom (in einem Fahrzeug) vor einem Fehlerstromschutzschalter (in einer Ladestation wie etwa in einem Haushalt, einem Gebäude, an einer Tankstelle usw.) sein kann, sollte ein derartiger Teststrom wesentlich kleiner als der Auslösestrom des Fehlerstromschutzschalters sein. Der Auslösestrom des Fehlerstromschutzschalters kann zwischen 4 und 6 mA betragen. In diesem Fall sollte der Teststrom wesentlich kleiner als der Auslösestrom des Fehlerstromschutzschalters sein. Deshalb kann der in Verbindung mit dem Gerät verwendete Teststrom kleiner als 1 mA sein.
Es hat sich herausgestellt, dass eine galvanische Spannung eine beträchtliche Auswirkung auf die Fähigkeit zum Erfassen des Erdungswiderstands aufweisen kann, wenn ein niedriger Teststrom verwendet wird. Eine galvanische Spannung (V_galvanic ) ist eine Spannung, die allgemein durch ungleiche Materialien gebildet wird und im Bereich von + oder - 700 Millivolt je nach den Typen der einander kontaktierenden Materialien liegt. V_galvanic kann als eine Offsetspannung oder eine additive Spannung für Messungen erscheinen, die zum Testen der Erdungskontinuität durchgeführt werden.
Die Einfluss von V_galvanic auf die Fähigkeit zum Erfassen des Erdungswiderstands kann durch die folgende Gleichung wiedergegeben werden: $V_{test} = V_{galvanic} + I_{test} * R_{ground}$
wobei V_test die Testspannung ist, die die Testeinrichtung empfangen kann, wenn sie den Erdungswiderstand R_ground zu erfassen versucht.
Weil eine gute Erdung erfasst werden muss, wenn eine galvanische Spannung V_galvanic in einer Höhe von + oder - 700 mV vorhanden ist, sollte V_test ungefähr 20% höher sein als die maximal zulässige galvanische Spannung V_galvanic von + 700 mV (d.h. V_test = 840 mV). Für den insgesamt höchsten Genauigkeitsgrad für die Erfassung des Erdungswiderstands R_ground beträgt die Testspannung V_test = 840 mV, beträgt der Teststrom Itest = 1 mA und liegt der minimal mögliche Wert der galvanischen Spannung V_galvanic bei -700 mV. Wenn diese Werte in die Gleichung 1 eingesetzt werden, wird ein Erdungswiderstand R_ground von 1440 Ohm erfasst.
Eine Erfassung eines Erdungswiderstands R_ground mit diesem Wert kann schwierig sein und kann unter Umständen nicht ausreichen, um zu garantieren, dass eine angemessene Erdung vorhanden ist. Andere Umweltfaktoren wie Regen, Wasser und Feuchtigkeit können einen Erdungswiderstand bei diesem Wert simulieren, wenn keine gültige Erdung vorhanden ist. Wenn also der vorstehend beschriebene herkömmliche Ansatz für das Erfassen eines Erdungswiderstands verwendet wird, kann das Produkt unter Umständen nicht in einer Umgebung mit einer guten Erdung und einer hohen galvanischen Spannung verwendet werden oder kann unter Umständen ein Laden der Batterie zugelassen werden, obwohl keine angemessene Erdung vorhanden ist.
Gemäß einem oder mehreren Aspekten der Erfindung kann die Erfassung der Qualität einer guten/schlechten Erdungsverbindung für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug während des Ladens des Fahrzeugs verbessert werden. Der Ladevorgang kann unterbrochen werden, um das Laden des Fahrzeugs beim Vorhandensein einer schlechten Erdung zu verhindern. Eine Testeinrichtung gemäß der Erfindung kann eine erste verstärkte, gefilterte Ausgabe aus dem Ausgang eines Filters und eines Verstärkers messen und aufzeichnen. Die Testeinrichtung kann dann einen Teststrom anlegen, nachdem die erste verstärkte, gefilterte Ausgabe aufgezeichnet wurde. Die Testeinrichtung kann dann eine zweite verstärkte, gefilterte Ausgabe aus dem Ausgang des Filters und des Verstärkers messen und aufzeichnen. Es wird ein Vergleich zwischen einem Schwellwert und einer Spannungsdifferenz zwischen der ersten verstärkten, gefilterten Ausgabe und der zweiten verstärkten, gefilterten Ausgabe vorgenommen. Wenn die Spannungsdifferenz kleiner als der Schwellwert ist, dann kann die Testeinrichtung bestimmen, dass die Erdungsverbindung für das Fahrzeug gut ist. Wenn die Spannungsdifferenz größer als der Schwellwert ist, dann kann die Testeinrichtung bestimmen, dass die Erdungsverbindung für das Fahrzeug schlecht ist, wobei in diesem Fall der Ladevorgang des Fahrzeugs deaktiviert wird. Indem die Spannungsdifferenz wie hier erläutert berechnet wird, kann eine Bestimmung von R_ground mit einem derartig niedrigen Wert vermieden werden.
Die hier beschriebenen Ausführungsformen eines Verfahrens zum Erfassen des Vorhandenseins einer Sicherheitserdungsverbindung können eine hohe Immunität gegenüber verschiedenen Konfigurationen von Haushaltsstromversorgungen aufweisen und können eine marginale Erdung von einer guten Erdung unterscheiden. Die Ausführungsformen können auch galvanische Spannungen berücksichtigen, wenn die erste und die zweite verstärkte, gefilterte Ausgabe gemessen und aufgezeichnet werden.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen eine Vielzahl von Schaltungen oder anderen elektrischen Komponenten. Die Bezugnahmen auf Schaltungen und andere elektrische Komponenten und die dadurch erfüllten Funktionen sind nicht einschränkend aufzufassen. Die Bezeichnungen der verschiedenen Schaltungen oder anderen elektrischen Komponenten schränken die Betriebsmöglichkeiten der Schaltungen oder anderen elektrischen Komponenten nicht ein. Außerdem können die Schaltungen oder anderen elektrischen Komponenten je nach der gewünschten elektrischen Implementierung auf verschiedene Weise miteinander kombiniert oder voneinander getrennt werden. Es ist zu beachten, dass jede beliebige hier genannte Schaltung oder andere elektrische Komponente aus Mikroprozessoren, integrierten Schaltungen, Speichereinrichtungen (z.B. FLASH, RAM, ROM, EPROM, EEPROM oder anderen Varianten) und Software bestehen können, die zusammenarbeiten können, um die hier beschriebenen Operationen auszuführen.
1 zeigt eine Vorrichtung 10 zum Erfassen des Vorhandenseins einer Sicherheitserdung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Ladestation 12, eine Testeinrichtung 14 und ein Fahrzeugmodul 16. Die Ladestation 12 umfasst eine Stromquelle 18 mit einer Anordnung zum Ausgeben eines Wechselstroms. In einem Beispiel kann die Ladestation 12 eine Steckdose (nicht gezeigt) umfassen, die operativ mit der Stromquelle 18 verbunden ist, um einen Wechselstrom auszugeben. Die Testeinrichtung 14 kann in der Ladestation, in einem tragbaren Ladekabelsatz oder in dem Fahrzeug angeordnet sein. Auch das Fahrzeugmodul 16 kann in der Ladestation, in dem tragbaren Ladekabelsatz oder in dem Fahrzeug angeordnet sein. Das Fahrzeug kann eine oder mehrere Batterien (nicht gezeigt) enthalten, die den Wechselstrom empfangen, wobei ein Batterieladegerät oder eine andere geeignete Einrichtung den Wechselstrom zu einem Gleichstrom für das Laden der einen oder mehreren Batterien (nicht gezeigt) wandelt.
Die Ladestation 12 umfasst eine Schutzerdung (PEG) und eine Sicherheitserdung (SG) für eine Erdung der Stromquelle 18. Die Schutzerdung ist allgemein der natürliche Erdungspfad zu der Erde. Dabei ist die Testeinrichtung 14 konfiguriert, um die Gesamtqualität einer Erdungsverbindung (z.B. der Sicherheitserdung) zu erfassen, während das Fahrzeug durch die Ladestation 12 geladen wird. Das Fahrzeugmodul 16 kann unterbrochen werden und ein Laden des Fahrzeugs verhindern, wenn das Vorhandensein einer schlechten Erdung erfasst wird. Ein Widerstand (R_g ) kann angeben, ob eine gute oder eine schlechte Erdung vorhanden ist. Ein hoher Erdungswiderstand kann auf eine schlechte Erdungsverbindung (oder eine offene Erdung) für die Sicherheitserdung hinweisen. Ein niedriger Erdungswiderstand kann auf eine gute Erdung für die Sicherheitserdung hinweisen. In einem Beispiel kann eine gute Erdungsverbindung einem Widerstand R_g von weniger als 100 Ohm entsprechen, während eine schlechte Erdungsverbindung einem Widerstand R_g von mehr als 100 Ohm entsprechen kann.
Die Testeinrichtung 14 umfasst allgemein ein Filter 20, eine Verstärkerschaltung 22, eine Stromschaltung 24 und eine Steuereinrichtung 26. Wie gezeigt, ist eine Eingangsleitung 1 (z.B. die stromführende Leitung von der Ladestation 12) zu dem Fahrzeugmodul 16 und dem Filter 20 geführt. Die Testeinrichtung 14 kann den Sicherheitserdungstest wie folgt durchführen. Der Wechselstrom auf der Eingangsleitung 1 wird zu dem Filter 20 geführt. Eine erste Ausgabe (z.B. ein erster durchschnittlicher Gleichstromwert) aus dem Filter 20 wird zu der Verstärkerschaltung 22 geführt. Die Verstärkerschaltung 22 verstärkt die Ausgabe aus dem Filter 20 und erzeugt eine erste verstärkte, gefilterte Ausgabe. Die Steuereinrichtung 26 empfängt die erste verstärkte, gefilterte Ausgabe und misst die Spannung derselben. Die Steuereinrichtung 26 misst und speichert die Spannung der ersten verstärkten, gefilterten Ausgabe.
Die Steuereinrichtung 26 legt einen versetzten Testwechselstrom an der Leitung 1 und an der Neutralleitung an. Wenn der versetzte Testwechselstrom an der Leitung 1 und der Neutralleitung angelegt wird, ist eine einfache Umkehrung der Polarität möglich. Zum Beispiel enthält die Steuereinrichtung 26 eine Strombegrenzungsdiode (nicht gezeigt) zum Erzeugen des versetzten Testwechselstroms, um den Durchgang eines Stroms auf einer negativen Hälfte des Wechselstromzyklus zu begrenzen. Die Steuereinrichtung 26 steuert die Stromquelle 24, um zusätzlichen Strom auf die Leitung 1 und die Neutralleitung zu injizieren. Der zusätzlich zu der Leitung 1 und der Neutralleitung hinzugefügte Strom erhöht das Signal/Rausch-Verhältnis. Der versetzte Testwechselstrom wird zu dem Filter 20 geführt. Das Filter 20 erzeugt eine zweite Ausgabe (z.B. einen zweiten durchschnittlichen Gleichstromwert) auf der Basis des versetzten Testwechselstroms. Die Verstärkerschaltung 22 verstärkt die zweite Ausgabe und erzeugt eine zweite verstärkte, gefilterte Ausgabe. Die Steuereinrichtung 26 misst und speichert die Spannung der zweiten verstärkten, gefilterten Ausgabe.
Die Steuereinrichtung 26 vergleicht die erste verstärkte, gefilterte Ausgabe mit der zweiten verstärkten, gefilterten Ausgabe. Wenn die Differenz zwischen der ersten verstärkten, gefilterten Ausgabe und der zweiten verstärkten, gefilterten Ausgabe unter einem Schwellwert liegt, dann bestimmt die Steuereinrichtung 26, dass eine gute Erdungsverbindung vorhanden ist (d.h. der Widerstand R_g niedrig ist). Wenn die Differenz zwischen der ersten verstärkten, gefilterten Ausgabe und der zweiten verstärkten, gefilterten Ausgabe über dem Schwellwert (z.B. 300 V) liegt, dann bestimmt die Steuereinrichtung 26, dass eine schlechte Verbindung vorhanden ist (d.h. der Widerstand R_g hoch ist). Wenn zum Beispiel die Spannungsdifferenz zwischen der ersten verstärkten, gefilterten Ausgabe und der zweiten verstärkten, gefilterten Ausgabe kleiner als 300 mV ist, dann bestimmt die Steuereinrichtung 26, dass eine gute Erdungsbedingung (z.B. der Sicherheitserdung) vorhanden ist. Falls die Steuereinrichtung 26 bestimmt, dass die Spannungsdifferenz zwischen der ersten verstärkten, gefilterten Ausgabe und der zweiten verstärkten, gefilterten Ausgabe über dem Schwellwert liegt, dann steuert die Steuereinrichtung 26 das Fahrzeugmodul 16 mittels eines Signals CTR, um die Wechselstromzufuhr zu dem Fahrzeug zu deaktivieren.
2 ist ein detailliertes Diagramm des Fahrzeugmoduls 16 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Fahrzeugmodul 16 kann einen ersten Schalter 32 enthalten, der mit der Leitung 1 verbunden ist, und einen zweiten Schalter 34, der mit der Neutralleitung verbunden ist. Wie gezeigt, steuert die Steuereinrichtung 26 das Fahrzeugmodul 16, um die darin enthaltenen Schalter 32, 34 zu öffnen und dadurch einen Fluss des Wechselstroms von der Ladestation 12 zu dem Fahrzeugmodul 16 in Reaktion darauf zu verhindern, dass die Differenz zwischen der ersten und der zweiten verstärkten, gefilterten Ausgabe größer als der Schwellwert ist.
3 zeigt ein Verfahren 60 zum Erfassen des Vorhandenseins einer Sicherheitserdung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es ist zu beachten, dass die in Verbindung mit dem Verfahren 60 genannten Operationen auch in einer anderen Abfolge ausgeführt werden können und dass die Operationen nicht in der hier beschriebenen Weise ausgeführt werden müssen.
In der Operation 61 bestimmt die Steuereinrichtung 26, dass das Fahrzeug geladen wird, wenn sie die erste verstärkte, gefilterte Ausgabe empfängt.
In der Operation 62 kann die Steuereinrichtung 26 eine erste Verzögerung vorsehen, damit sich die erste verstärkte, gefilterte Ausgabe aus dem Filter 20 stabilisieren kann. Die Steuereinrichtung 26 kann die erste Verzögerung vorsehen und darauf warten, dass die Werte der ersten verstärkten, gefilterten Ausgabe innerhalb eines annehmbaren Bereichs liegen, bevor Messungen vorgenommen werden. In einem Beispiel kann die erste Verzögerung 3 Sekunden betragen.
In der Operation 64 misst die Steuereinrichtung 26 die Spannung der ersten verstärkten, gefilterten Ausgabe bei ausgeschaltetem Teststrom (während die Steuereinrichtung 26 keinen versetzten Testwechselstrom anlegt), nachdem die Verzögerung abgelaufen ist.
In der Operation 66 speichert die Steuereinrichtung 26 die Spannung der ersten verstärkten, gefilterten Ausgabe bei ausgeschaltetem Teststrom.
In der Operation 68 legt die Steuereinrichtung 26 den versetzten Testwechselstrom an der Leitung 1 und an der Neutralleitung an.
In der Operation 70 löst die Steuereinrichtung 26 eine zweite Verzögerung in Reaktion darauf aus, dass der versetzte Testwechselstrom angelegt wird. Die Steuereinrichtung 26 sieht die zweite Verzögerung derart vor, dass sich die zweite verstärkte, gefilterte Ausgabe aus dem Filter 20 stabilisieren kann. Die Steuereinrichtung 26 wartet darauf, dass die Werte der zweiten verstärkten, gefilterten Ausgabe innerhalb eines annehmbaren Bereichs liegen, bevor Messungen vorgenommen werden.
In der Operation 72 misst und speichert die Steuereinrichtung 26 die Spannung der zweiten verstärkten, gefilterten Ausgabe, während der Teststrom angelegt wird.
In der Operation 74 vergleicht die Steuereinrichtung 26 eine Spannungsdifferenz zwischen der ersten und der zweiten verstärkten, gefilterten Ausgabe mit dem Schwellwert. Wenn die Spannungsdifferenz kleiner als der Schwellwert ist, dann schreitet das Verfahren zu der Operation 76. Wenn die Spannungsdifferenz größer als der Schwellwert ist, dann schreitet das Verfahren zu der Operation 78. Der Schwellwert kann auf 300 mV oder einen anderen geeigneten Wert gesetzt werden. Allgemein kann das System 10 bei einer niedrigeren Differenz (oder einem niedrigeren Schwellwert) die Angemessenheit der Erdungsverbindung genauer bestimmen. Bei Verwendung eines größeren Differenzwerts sind die Messungen immuner gegenüber einem Rauschen.
In der Operation 76 bestimmt die Steuereinrichtung 26, dass eine gute oder angemessene Erdungsverbindung hergestellt wurde. Die Steuereinrichtung 26 steuert das Fahrzeugmodul 16, um eine Stromzuführung zu dem Fahrzeug zu gestatten.
In der Operation 78 bestimmt die Steuereinrichtung 26, dass eine schlechte Erdungsverbindung hergestellt wurde. Die Steuereinrichtung 26 steuert das Fahrzeugmodul 16, um eine Stromzufuhr zu dem Fahrzeug zu unterbinden.
Vorstehend wurden beispielhafte Ausführungsformen beschrieben, wobei die Erfindung nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist. Die Beschreibung ist beispielhaft und nicht einschränkend aufzufassen, wobei zu beachten ist, dass verschiedene Änderungen an den beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne dass deshalb der Erfindungsumfang verlassen wird. Außerdem können Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden.

Claims

Vorrichtung (10) zum Beurteilen der Qualität einer Sicherheitserdung, wobei die Vorrichtung (10) umfasst: eine Testeinrichtung (14), die konfiguriert ist zum: Empfangen eines Stromsignals von einer Stromquelle (18) zum Laden eines Fahrzeugs, Erzeugen eines ersten Ausgabesignals in Reaktion auf das Stromsignal, Messen einer Eigenschaft des ersten Ausgabesignals, Vorsehen eines Testsignals, Erzeugen eines zweiten Ausgabesignals in Reaktion auf das Vorsehen des Testsignals, Messen einer Eigenschaft des zweiten Ausgabesignals, und Beurteilen der Qualität einer Sicherheitserdung in der Stromquelle (18) und/oder in dem Fahrzeug auf der Basis einer Differenz zwischen der Eigenschaft des ersten Ausgabesignals und der Eigenschaft des zweiten Ausgabesignals, wobei die Testeinrichtung (14) ein Filter (20) enthält, das konfiguriert ist, um das Stromsignal zu filtern und dadurch ein erstes Gleichstrom-basiertes Signal zu erzeugen, wobei die Testeinrichtung (14) einen Verstärker (22) enthält, der konfiguriert ist, um das erste Gleichstrom-basierte Signal zu erhöhen und dadurch das erste Ausgabesignal zu erzeugen; wobei die Testeinrichtung (14) weiterhin konfiguriert ist, um die Spannung des ersten Ausgabesignals zu messen, und um ein Wechselstrom-Testsignal in Reaktion auf das erste Ausgabesignal zu erzeugen, wobei das Filter (20) konfiguriert ist, um das Wechselstrom-Testsignal zu filtern und dadurch ein zweites Gleichstrom-basiertes Signal zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärker (22) weiterhin konfiguriert ist, um das zweite Gleichstrom-basierte Signal zu erhöhen und dadurch das zweite Ausgabesignal zu erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Testeinrichtung (14) weiterhin konfiguriert ist zum Vergleichen der Differenz zwischen der Eigenschaft des ersten Ausgabesignals und der Eigenschaft des zweiten Ausgabesignals mit einem Schwellwert, um die Qualität der Sicherheitserdung zu beurteilen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Testeinrichtung (14) weiterhin konfiguriert ist zum Bestimmen, dass die Sicherheitserdung fehlerhaft ist, wenn die Differenz zwischen der Eigenschaft des ersten Ausgabesignals und der Eigenschaft des zweiten Ausgabesignals größer ist als der Schwellwert.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Testeinrichtung (14) weiterhin konfiguriert ist zum Bestimmen, dass die Sicherheitserde annehmbar ist, wenn die Differenz zwischen der Eigenschaft des ersten Ausgabesignals und der Eigenschaft des zweiten Ausgabesignals kleiner ist als der Schwellwert.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaft des ersten Ausgabesignals und die Eigenschaft des zweiten Ausgabesignals jeweils die Spannung ist.
Verfahren zum Beurteilen der Qualität einer Sicherheitserdung, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen eines Stromsignals von einer Stromquelle (18) zum Laden eines Fahrzeugs, Erzeugen eines ersten verstärkten, gefilterten Ausgabesignals in Reaktion auf das Stromsignal, Messen einer Eigenschaft des ersten verstärkten, gefilterten Ausgabesignals, Vorsehen eines Testsignals, Erzeugen eines zweiten verstärkten, gefilterten Ausgabesignals in Reaktion auf das Vorsehen des Testsignals, Messen einer Eigenschaft des zweiten verstärkten, gefilterten Ausgabesignals, und Beurteilen der Qualität einer Sicherheitserdung in der Stromquelle und/oder in dem Fahrzeug auf der Basis einer Differenz zwischen der Eigenschaft des ersten verstärkten, gefilterten Ausgabesignals und der Eigenschaft des zweiten verstärkten, gefilterten Ausgabesignals.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Beurteilen der Qualität der Sicherheitserdung weiterhin das Vergleichen der Differenz zwischen der Eigenschaft des ersten verstärkten, gefilterten Ausgabesignals und der Eigenschaft des zweiten verstärkten, gefilterten Ausgabesignals mit einem Schwellwert umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, weiterhin gekennzeichnet durch das Bestimmen, dass die Sicherheitserdung fehlerhaft ist, wenn die Differenz zwischen der Eigenschaft des ersten verstärkten, gefilterten Ausgabesignals und der Eigenschaft des zweiten verstärkten, gefilterten Ausgabesignals größer ist als der Schwellwert.
Verfahren nach Anspruch 7, weiterhin gekennzeichnet durch das Bestimmen, dass die Sicherheitserdung annehmbar ist, wenn stärkten, gefilterten Ausgabesignals und der Eigenschaft des zweiten verstärkten, gefilterten Ausgabesignals kleiner ist als der Schwellwert.
Vorrichtung zum Beurteilen der Qualität einer Sicherheitserdung, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Testeinrichtung (14), die konfiguriert ist zum: Empfangen eines Stromsignals von einer Stromquelle (18) zum Laden eines Fahrzeugs, Erzeugen einer ersten verstärkten, gefilterten Ausgabe in Reaktion auf das Stromsignal, Messen der Spannung der ersten verstärkten, gefilterten Ausgabe, Vorsehen eines Testsignals, Erzeugen einer zweiten verstärkten, gefilterten Ausgabe in Reaktion auf das Vorsehen des Testsignals, Messen der Spannung der zweiten verstärkten, gefilterten Ausgabe, und Beurteilen der Qualität einer Sicherheitserdung in der Stromquelle und/oder in dem Fahrzeug auf der Basis der Spannung der ersten verstärkten, gefilterten Ausgabe, der Spannung der zweiten verstärkten, gefilterten Ausgabe und eines Schwellwerts.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Testeinrichtung (14) weiterhin konfiguriert ist zum Vergleichen einer Differenz zwischen der Spannung der ersten verstärkten, gefilterten Ausgabe und der Spannung der zweiten verstärkten, gefilterten Ausgabe mit dem Schwellwert, um die Qualität der Sicherheitserdung zu beurteilen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Testeinrichtung (14) weiterhin konfiguriert ist zum Bestimmen, dass die Sicherheitserdung fehlerhaft ist, wenn die Differenz zwischen der Spannung der ersten verstärkten, gefilterten Ausgabe und der Spannung der zweiten verstärkten, gefilterten Ausgabe größer ist als der Schwellwert.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Testeinrichtung (14) weiterhin konfiguriert ist zum Bestimmen, dass die Sicherheitserdung annehmbar ist, wenn die Differenz zwischen der Spannung der ersten verstärkten, gefilterten Ausgabe und der Spannung der zweiten verstärkten, gefilterten Ausgabe kleiner ist als der Schwellwert.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Testsignal ein Wechselstrom-Testsignal ist.