DE102013201060A1 - Überwachungsanordnung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Überwachungsanordnung (26) zum Überwachen eines Bordnetzes (2) eines Kraftfahrzeugs, wobei das Bordnetz (2) ein Hochspannungsbordnetz (4) und ein Niederspannungsbordnetz (6) aufweist, die über einen Gleichspannungswandler (8) miteinander verbunden sind, wobei an das Niederspannungsbordnetz (6) mehrere sicherheitskritische Verbraucher (10, 12, 14, 16, 18) angeschlossen sind, wobei die Überwachungsanordnung (26) ein Überwachungssteuergerät (28) und als weitere Komponenten für jeden sicherheitskritischen Verbraucher (10, 12, 14, 16, 18) einen zugeordneten Sensor (32, 34, 36, 38, 40) zum Erfassen eines Werts eines elektrischen Betriebsparameters des Verbrauchers (10, 12, 14, 16, 18) aufweist, wobei das Überwachungssteuergerät (28) dazu ausgebildet ist, mindestens einen Verbraucher (10, 12, 14, 16, 18) unter Berücksichtigung des erfassten Werts für den elektrischen Betriebsparameter zu überwachen.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Überwachungsanordnung und ein Verfahren zum Überwachen eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs.
- Stand der Technik
- In einem Kraftfahrzeug, das konventionell mit einem Verbrennungsmotor angetrieben wird, werden sicherheitskritische Verbraucher, z. B. für eine Fahrdynamikregelung (Elektronisches Stabilitätsprogramm, ESP), oder eine elektromechanische Lenkanlage, üblicherweise eine sogenannte Servolenkung (Electric Power Steering, EPS oder Adaptive Front Steering, AFS) usw., mit elektrischer Energie eines 12-V-Bordnetzes als Kraftfahrzeugbordnetz versorgt. Das Spannungsniveau des Kraftfahrzeugbordnetzes wird lediglich indirekt über den Status der einzelnen Verbraucher und über einen Batteriesensor geprüft. Die Steuerung wird meistens über ein Energiemanagement eines Batteriesteuergeräts durchgeführt. Eine derartige Systemtopologie wird häufig genutzt und hat sich im Sinne der ISO-Norm 26262 für sicherheitsrelevante elektrische und/oder elektronische Systeme in Kraftfahrzeugen bewährt.
- Eventuell auftretende Fehler, wie bspw. eine Überspannung oder Unterspannung, können durch Verwendung von Schmelzsicherungen jedoch nur teilweise abgefangen werden. Üblicherweise sind derartige Schmelzsicherungen schwierig zu dimensionieren und müssen oft mit teilweise großen Toleranzen ausgelegt werden, da eine Stromstärke eines Verbrauchers stark vom Betriebspunkt abhängig ist. Weiterhin sind Reaktionszeiten von Schmelzsicherungen, die bis zu 500 ms betragen können, für hochsicherheitskritische Anwendungen meist unzureichend.
- In einem Hybridfahrzeug, das zum Antreiben neben einem Verbrennungsmotor auch einen Elektromotor aufweist, werden die sicherheitskritischen Verbraucher ebenfalls aus einem 12-V-Bordnetz mit Energie versorgt. Hierbei ist vorgesehen, dass eine Systemarchitektur für das 12-V-Bordnetz weitgehend aus einem konventionellen Kraftfahrzeug übernommen wird. Allerdings ist hier ein Generator (Lichtmaschine) durch einen Gleichspannungswandler (DC/DC Wandler) ersetzt, der dazu ausgebildet ist, das 12-V-Bordnetz aus einem Hochvolttraktionsnetz mit elektrischer Energie zu speisen. Diese modifizierte Systemarchitektur oder eine entsprechende Systemtopologie muss jedoch an die ISO-Norm 26262 für Sicherheitsanforderungen angepasst werden. Daraus ergibt sich, dass das 12-V-Bordnetz des Hybridfahrzeugs die hohen sicherheitstechnischen Anforderungen für sicherheitskritische Verbraucher erfüllen muss, wodurch hohe Anforderungen an die Verfügbarkeit des 12-V-Bordnetzes entstehen. Dies ist jedoch mit herkömmlichen Maßnahmen aus konventionellen Kraftfahrzeugen nicht ohne weiteres möglich.
- Ein Verfahren zum Betreiben eines Systems für ein Kraftfahrzeug ist in der Druckschrift
DE 10 2010 029 299 A1 beschrieben. Dabei umfasst das System eine Steuerung, ein Hochspannungsbordnetz, ein Niederspannungsbordnetz, einen DC/DC-Wandler, der die beiden genannten Bordnetze verbindet, sowie eine elektrische Maschine. Hier ist vorgesehen, die Funktionsweise des DC/DC-Wandlers durch die Steuerung zu überwachen, wobei eine Niederspannung des Niederspannungsbordnetzes erfasst und ausgewertet wird. - Eine Überwachungsschaltung für eine Niederspannungsquelle mit mehreren in Reihe geschalteten Batterien ist aus der Druckschrift
DE 10 2007 029 156 A1 bekannt. Dabei wird ein Niederspannungsabschnitt eines elektronischen Antriebs, bspw. für ein Hybridfahrzeug, überwacht. Hierbei sind Schaltelemente vorgesehen, mit denen ein Niederspannungsstromfluss innerhalb des Niederspannungsabschnitts gesteuert wird. - Offenbarung der Erfindung
- Vor diesem Hintergrund werden eine Überwachungsanordnung und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgestellt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung.
- Das beschriebene Verfahren und/oder die beschriebene Überwachungsanordnung ist bzw. sind für ein Kraftfahrzeug, bspw. ein Hybridfahrzeug vorgesehen, dass ein Niederspannungsbordnetz (Niedervoltbordnetz, NV) und ein Hochspannungsbordnetz (Hochvoltbordnetz, HV) aufweist, die über einen Gleichspannungswandler miteinander verbunden sind. Mit dem Verfahren kann ein Betrieb des Niederspannungsbordnetzes überwacht werden. Hierbei ist zudem möglich, das Niederspannungsbordnetz vor einem defekten Verbraucher und/oder einem defekten Gleichspannungswandler zu schützen. Weiterhin können im Sinne der ISO-Norm 26262 vorgesehene Sicherheitsanforderungen umgesetzt werden.
- In der Überwachungsanordnung ist innerhalb einer Architektur eines Bordnetzes des Kraftfahrzeugs, wobei das Bordnetz das Niederspannungsbordnetz und das Hochspannungsbordnetz umfasst, ein Überwachungssteuergerät (Central Voltage Unit, CVU) integriert. Dieses Überwachungssteuergerät weist in Ausgestaltung für jeden sicherheitskritischen Verbraucher und das gesamte Niederspannungsbordnetz einen Sensor zum Erfassen mindestens eines elektrischen Betriebsparameters, in der Regel eines Stroms und/oder einer Spannung, des Verbrauchers und des Niederspannungsbordnetzes auf.
- Alternativ oder ergänzend wirkt das Überwachungssteuergerät mit mindestens einem derartigen Sensor, der auch außerhalb des Überwachungssteuergeräts angeordnet sein kann, zusammen, wobei das Überwachungssteuergerät mit dem mindestens einen Sensor verbunden ist. In der Regel sind als Komponenten der Überwachungsanordnung neben dem Überwachungssteuergerät für jeden sicherheitskritischen Verbraucher ein als Stromsensor ausgebildeter Sensor sowie ein als Spannungssensor ausgebildeter Sensor für das Niederspannungsbordnetz einzusetzen. Somit ist eine Absicherung des gesamten Niederspannungsnetzes mit sicherheitskritischen Verbrauchern in einem als Hybridfahrzeug ausgebildeten Kraftfahrzeug möglich.
- Das Überwachungssteuergerät wertet von den Sensoren erfassten Daten mit gemessenen Werten zu den elektrischen Betriebsparametern aus und vergleicht diese Werte mit applizierbaren Toleranzwertebereichen und/oder Schwellwerten für jeden Verbraucher und/oder das Niederspannungsbordnetz. Sobald ein Verbraucher Strom außerhalb seiner Spezifikationen zieht, wobei der Wert des durch den Verbraucher fließenden Stroms außerhalb eines für den Verbrauch vorgesehenen Toleranzwertebereichs liegt, wird zumindest ein elektrisches Schaltelement, bspw. ein Transistor, Relais usw., von dem Überwachungssteuergerät angesteuert und aktiviert und der Verbraucher vom Bordnetz getrennt. Dabei ist es möglich, dass jeder Sensor den erfassten Wert mit dem vorgesehenen Toleranzwertbereich vergleicht und das Schaltelement direkt ansteuert, wobei das üblicherweise geschlossene Schaltelement geöffnet wird, wenn der erfasste Wert des elektrischen Betriebsparameters von dem Toleranzwertebereich abweicht. Ein Toleranzwertebereich eines elektrischen Betriebsparameters für einen Verbrauch oder das gesamte Niederspannungsbordnetz ist üblicherweise von einem minimalen Toleranzwert, der nicht unterschritten werden sollte, und einem maximalen Toleranzwert, der nicht überschritten werden sollte, begrenzt.
- Außerdem kann der Toleranzwertebereich, bspw. für einen durch den Verbraucher fließenden Strom, in Abhängigkeit eines Betriebszustands des Verbrauchers betriebsbegleitend angepasst, ggf. erhöht und/oder vergrößert werden, um evtl. Anlaufströme beim Betrieb von elektromechanischen Verbrauchern, z. B. von Pumpen, berücksichtigen zu können. Zum Anpassen des Toleranzwertebereichs sind der maximale Toleranzwert und der minimale Toleranzwert betriebszustandsabhängig zu verändern und somit anzupassen. Hierzu sind der Verbraucher und das Überwachungssteuergerät über eine zusätzliche Kommunikationsschnittstelle, z. B. CAN oder Flex-Ray, die zwischen dem Verbraucher und dem Überwachungssteuergerät angeordnet ist, verbunden.
- Über den als Spannungssensor ausgebildeten Sensor wird die Spannung des Niederspannungsbordnetzes überwacht, falls ein Wert der überwachten Spannung von einem applizierbaren Toleranzwertebereich für die Spannung abweicht, können Maßnahmen eingeleitet werden, die zur Reduzierung der zu hohen Spannung, d. h. einer Überspannung, notwendig sind. Durch zusätzliche Berücksichtigung der Werte des erfassten Stroms, der durch die Verbraucher fließt, kann ein defekter Verbraucher identifiziert werden. Dabei kann ein als defekt identifizierter Verbraucher durch Öffnen des ihm zugeordneten Schaltelements von dem Niederspannungsbordnetz getrennt werden. Es ist auch möglich, zur Umsetzung der Maßnahmen eine Funktion des Gleichspannungswandlers anzupassen, d. h. diesen ggf. zu deaktivieren und/oder vom Niederspannungsbordnetz zu trennen.
- Bei Deaktivierung des Gleichspannungswandlers wird die Spannungsversorgung durch eine bspw. als 12-V-Batterie ausgebildete Batterie des Niederspannungsbordnetzes sichergestellt. Diese Batterie kann durch das Überwachungssteuergerät mit einem hierfür vorgesehenen Sensor überwacht werden, als Betriebsparameter können hierbei ein sogenannter Alterungszustand (State of health, SOH) oder ein Ladezustand (State of charge, SOC) der Batterie überwacht werden. Da bei einem nicht erkannten Kurzschluss neben dem Gleichspannungswandler auch Batteriezellen der Batterie des Niederspannungsbordnetzes beschädigt werden können, ist in Ausgestaltung vorgesehen, dass einzelne Batteriezellen in Abhängigkeit ihres Betriebszustands eines Verbrauchers und/oder des gesamten Niederspannungsnetzwerks zu- und abgeschaltet werden können. Somit wird für das Bordnetz ein Notbetrieb und/oder Notfahrbetrieb, der auch als Limp-Home Funktionalität bezeichnet werden kann, sichergestellt.
- Mit einem im Rahmen des Verfahrens realisierbaren Konzept wird ein Niederspannungsbordnetz überwacht, wodurch dieses hohen Verfügbarkeitsanforderungen gerecht wird. Durch die Überwachung des Niederspannungsbordnetzes kann vermieden werden, dass der Gleichspannungswandler in das Niederspannungsbordnetz eine ungewollte Überspannung einspeist und Schaden verursacht. Falls bei Durchführung des Verfahrens festgestellt wird, dass für einen Verbraucher im Niederspannungsbordnetz ein Kurzschluss vorliegt, kann eine Gegenmaßnahme ergriffen und dieser Verbraucher bspw. vom Niederspannungsbordnetz getrennt werden. Somit kann ein Spannungsniveau des Niederspannungsbordnetzes aufrecht gehalten werden, so dass dieses nicht absinkt, wodurch die Verfügbarkeit des Niederspannungsbordnetzes sichergestellt ist. Folglich kann auf die hierfür ansonsten eingesetzten Schmelzsicherungen verzichtet werden.
- Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
- Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
- Kurze Beschreibung der Zeichnung
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1 zeigt in schematischer Darstellung ein Beispiel eines Bordnetzes und eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Überwachungsanordnung. - Ausführungsform der Erfindung
- Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
-
1 zeigt in schematischer Darstellung ein Bordnetz2 eines Kraftfahrzeugs, hier eines Hybridfahrzeugs, wobei dieses Bordnetz2 ein Hochspannungsbordnetz4 und ein Niederspannungsbordnetz6 aufweist, die über einen Gleichspannungswandler8 des Bordnetzes2 miteinander verbunden sind. - An das Niederspannungsbordnetz
6 sind mehrere sicherheitskritische Verbraucher10 ,12 ,14 ,16 ,18 angeschlossen. Dabei sind ein erster sicherheitskritischer Verbraucher10 als elektrische Fahrdynamikregelung (ESP), ein zweiter sicherheitskritischer Verbraucher12 als elektromechanische Lenkanlage (EPS), ein dritter sicherheitskritischer Verbraucher14 als Airbag (Luftsack), ein vierter sicherheitskritischer Verbraucher16 als Lichtanlage und ein fünfter sicherheitskritischer Verbraucher18 als Komfortanlage, die bspw. eine Sitzheizung und/oder ein Radio umfasst, ausgebildet. - Außerdem weist das Niederspannungsbordnetz
6 zur Versorgung der Verbraucher10 ,12 ,14 ,16 ,18 mit elektrischer Energie eine Batterie20 auf, die mehrere zu- und abschaltbare Batteriezellen22 ,24 umfasst, wobei eine erste Batteriezelle22 auf einer Arbeitsseite angeordnet und bei einem Dauerbetrieb zugeschaltet ist. Eine zweite Batteriezelle24 ist für einen Notbetrieb vorgesehen und im Notbetrieb zuzuschalten. - Das hier als Hybridfahrzeug ausgebildete Kraftfahrzeug weist neben einem Verbrennungsmotor eine elektrische Maschine auf, die je nach Betriebssituation des Kraftfahrzeugs motorisch und somit zum Antreiben des Kraftfahrzeugs oder generatorisch betrieben wird. Im generatorischen Betrieb wird mit der elektrischen Maschine mechanische Energie, die sich bspw. bei einer Rekuperation ergibt, in elektrische Energie umgewandelt und in einer hier nicht gezeigten Antriebsbatterie, die dem Hochspannungsbordnetz
4 zugeordnet ist, gespeichert. Dabei ist ein Spannungsniveau des Hochspannungsbordnetzes4 höher als ein Spannungsniveau des Niederspannungsbordnetzes6 , dessen Spannungsniveau bspw. ca. 12 Volt betragen kann. Mit dem Gleichspannungswandler8 kann zwischen dem Hochspannungsbordnetz4 und dem Niederspannungsbordnetz6 elektrische Energie übertragen werden. - Außerdem zeigt
1 die Ausführungsform der Überwachungsanordnung26 , die ein Überwachungssteuergerät28 aufweist. Die Überwachungsanordnung26 sowie das Überwachungssteuergerät28 sind hier zwischen dem Gleichstromwandler8 und den Verbrauchern10 ,12 ,14 ,16 ,18 sowie der Batterie20 des Niederspannungsbordnetzes6 angeordnet. - Die Überwachungsanordnung
26 umfasst als weitere Komponente einen ersten, als Batteriesensor ausgebildeten Sensor30 , der der Batterie20 zugeordnet und dazu ausgebildet ist, einen Alterungszustand sowie einen Ladezustand als Betriebsparameter der Batterie20 zu erfassen. Außerdem umfasst die Überwachungsanordnung26 als weitere Komponenten für jeden Verbraucher10 ,12 ,14 ,16 ,18 des Niederspannungsbordnetzes6 einen als Stromsensor ausgebildeten Sensor32 ,34 ,36 ,38 ,40 , der mit dem jeweiligen Verbraucher10 ,12 ,14 ,16 ,18 verbunden und dazu ausgebildet ist, einen Wert eines durch den Verbraucher10 ,12 ,14 ,16 ,18 fließenden Stroms als elektrischen Betriebsparameter zu messen und somit zu erfassen. - Jeder Verbraucher
10 ,12 ,14 ,16 ,18 des Niederspannungsbordnetzes6 ist zudem über den im zugeordneten Sensor32 ,34 ,36 ,38 ,40 mit einem Schaltelement42 ,44 ,46 ,48 ,50 verbunden, das wiederum an ein Netzwerk52 der Überwachungsanordnung26 angeschlossen ist, wobei an dieses Netzwerk52 auch der Sensor30 , der der Batterie20 zugeordnet ist, angeschlossen ist. Ferner ist jeder Verbraucher10 ,12 ,14 ,16 ,18 mit einer ihm zugeordneten Kommunikationsschnittstelle54 ,56 ,58 ,60 ,62 verbunden, die ebenfalls als Komponente der Überwachungsanordnung26 ausgebildet ist. - Als weitere Komponente umfasst die Überwachungsanordnung
26 einen als Spannungssensor ausgebildeten Sensor64 , der einerseits mit dem Gleichspannungswandler8 und andererseits mit dem Netzwerk52 verbunden und dazu ausgebildet ist, einen Wert einer am Niederspannungsbordnetz6 und somit an den Verbrauchern10 ,12 ,14 ,16 ,18 und der Batterie20 anliegenden Spannung als elektrischen Betriebsparameter zu messen und folglich zu erfassen. Der Gleichspannungswandler8 ist außerdem mit einer Kommunikationsschnittstelle66 der Überwachungsanordnung26 verbunden. - Die hier vorgestellte Ausführungsform der Überwachungsanordnung
26 umfasst als zusätzliche, optionale Komponente eine Steuereinheit68 , die ebenfalls an das Netzwerk52 angeschlossen und über dieses Netzwerk52 mit den anderen vorgestellten Komponenten der Überwachungsanordnung26 verbunden ist. - Die Überwachungsanordnung
26 ist zum Überwachen des Bordnetzes4 und somit auch des Niederspannungsbordnetzes6 ausgebildet und umfasst das Überwachungssteuergerät28 sowie für jeden sicherheitskritischen Verbraucher10 ,12 ,14 ,16 ,18 einen diesem Verbraucher10 ,12 ,14 ,16 ,18 zugeordneten Sensor32 ,34 ,36 ,38 ,40 zum Erfassen eines Werts eines elektrischen Betriebsparameters des Verbrauchers10 ,12 ,14 ,16 ,18 . Das Überwachungssteuergerät28 ist dazu ausgebildet, mindestens einen sicherheitskritischen Verbraucher10 ,12 ,14 ,16 ,18 unter Berücksichtigung des erfassten Werts für den elektrischen Betriebsparameter des mindestens einen Verbrauchers10 ,12 ,14 ,16 ,18 zu kontrollieren und somit zu steuern und/oder zu regeln, wobei der mindestens eine Verbraucher10 ,12 ,14 ,16 ,18 von dem Überwachungssteuergerät26 zu überwachen ist. In der Regel sind alle Verbraucher10 ,12 ,14 ,16 ,18 und das gesamte Niederspannungsbordnetz6 von dem Überwachungssteuergerät28 zu überwachen. - Jeder Sensor
32 ,34 ,36 ,38 ,40 , der einem sicherheitskritischen Verbraucher10 ,12 ,14 ,16 ,18 zugeordnet ist, ist zum Erfassen eines durch den sicherheitskritischen Verbraucher10 ,12 ,14 ,16 ,18 fließenden Stroms als elektrischer Betriebsparameter10 ,12 ,14 ,16 ,18 ausgebildet. - Außerdem ist dem gesamten Niederspannungsbordnetz
6 und somit auch sämtlichen Verbrauchern10 ,12 ,14 ,16 ,18 ein Sensor64 zugeordnet, der zum Erfassen eines Werts eines elektrischen Betriebsparameters des Niederspannungsbordnetzes6 , hier zum Erfassen einer an dem Niederspannungsbordnetz6 anliegenden Spannung, ausgebildet ist. - Außerdem ist jeder sicherheitskritische Verbraucher
10 ,12 ,14 ,16 ,18 über das ihm zugeordnete Schaltelement42 ,44 ,46 ,48 ,50 an dem Niederspannungsbordnetz6 angeschlossen. Falls ein Schaltelement42 ,44 ,46 ,48 ,50 , das einem der Verbraucher10 ,12 ,14 ,16 ,18 zugeordnet ist, geschlossen ist, ist dieser Verbraucher10 ,12 ,14 ,16 ,18 mit dem Niederspannungsbordnetz6 verbunden. Falls das Schaltelement42 ,44 ,46 ,48 ,50 geöffnet ist, ist der Verbraucher10 ,12 ,14 ,16 ,18 von dem Niederspannungsbordnetz6 getrennt. - Als weitere Komponenten weist die Überwachungsanordnung
28 für jeden sicherheitskritischen Verbraucher10 ,12 ,14 ,16 ,18 und den Gleichspannungswandler8 eine zugeordnete Kommunikationsschnittstelle54 ,56 ,58 ,60 ,62 ,66 auf. - Üblicherweise ist mindestens eine Komponente der Überwachungsanordnung
26 , d. h. mindestens ein Sensor30 ,32 ,34 ,36 ,38 ,40 ,64 , mindestens ein Schalter42 ,44 ,46 ,48 ,40 , die Steuereinheit68 und/oder mindestens eine Kommunikationsschnittstelle54 ,56 ,58 ,60 ,62 ,60 in dem Überwachungssteuergerät28 angeordnet. In Ausgestaltung sind alle vorgestellten weiteren Komponenten der Überwachungsanordnung26 , hier die Sensoren30 ,32 ,34 ,36 ,38 ,40 ,64 , die Schaltelemente42 ,44 ,46 ,48 ,50 , die Kommunikationsschnittstelle54 ,56 ,58 ,60 ,62 und die Steuereinheit68 in dem Überwachungssteuergerät28 angeordnet. - Das Verfahren zum Überwachen des Bordnetzes
2 des Kraftfahrzeugs ist mit der Überwachungsanordnung26 durchführbar. Dabei wird für mindestens einen sicherheitskritischen Verbraucher10 ,12 ,14 ,16 ,18 mit dem ihm zugeordneten Sensor30 ,32 ,34 ,36 ,38 ,40 ein Wert eines elektrischen Betriebsparameters des sicherheitskritischen Verbrauchers10 ,12 ,14 ,16 ,18 erfasst. Der mindestens eine Verbraucher10 ,12 ,14 ,16 ,18 sowie das gesamte Niederspannungsbordnetz6 werden von dem Überwachungssteuergerät6 unter Berücksichtigung des erfassten Werts des elektrischen Betriebsparameters überwacht und/oder kontrolliert. - Dabei wird jeder erfasste Wert eines elektrischen Betriebsparameters jedes Verbrauchers
10 ,12 ,14 ,16 ,18 des Niederspannungsbordnetzes6 mit einem Toleranzwertebereich für den elektrischen Betriebsparameter des jeweiligen Verbrauchers10 ,12 ,14 ,16 ,18 verglichen. Dies bedeutet auch, dass der erfasste Wert eines elektrischen Betriebsparameters des gesamten Niederspannungsbordnetzes6 mit einem hierfür vorgesehenen Toleranzwertebereich verglichen wird. - Ein Verbraucher
10 ,12 ,14 ,16 ,18 wird von dem Niederspannungsbordnetz6 getrennt, wenn der für diesen Verbraucher10 ,12 ,14 ,16 ,18 erfasste Wert des elektrischen Betriebsparameters den Toleranzwertebereich überschreitet. - Hierbei ist es auch möglich, den Toleranzwertebereich für den elektrischen Betriebsparameter des Verbrauchers
10 ,12 ,14 ,16 ,18 an eine Betriebssituation des Verbrauchers10 ,12 ,14 ,16 ,18 ggf. dynamisch anzupassen. - In weiterer Ausgestaltung wird von dem Sensor
64 , der dem Niederspannungsbordnetz6 zugeordnet ist, ein Wert einer an dem Niederspannungsbordnetz6 anliegenden Spannung als elektrischer Betriebsparameter erfasst und mit einem Toleranzwertebereich verglichen. Dabei kann der Gleichspannungswandler8 in Abhängigkeit einer Abweichung des erfassten Werts für die Spannung von dem Toleranzwertebereich von dem Überwachungssteuergerät28 überwacht und/oder kontrolliert werden. Dabei ist es möglich, den Gleichspannungswandler8 von dem Niederspannungsbordnetz6 zu trennen, falls der Wert der erfassten Spannung des Niederspannungsbordnetzes6 von dem Toleranzwertebereich abweicht. - Eine Trennung eines Verbrauchers
10 ,12 ,14 ,16 ,18 und/oder des Gleichspannungswandlers8 von dem Niederspannungsnetz6 wird somit in Abhängigkeit von der Höhe des Werts des jeweils erfassten Betriebsparameters durchgeführt. Ein Vergleich eines erfassten Werts eines Betriebsparameters mit einem hierfür vorgesehenen Toleranzwertebereich kann durch einen Sensor32 ,34 ,36 ,38 ,40 ,64 und/oder die Steuereinheit68 durchgeführt werden, die mit den Sensoren32 ,34 ,36 ,38 ,40 ,64 über das Netzwerk52 verbunden ist. Falls ein Wert eines erfassten Betriebsparameters für einen Verbraucher10 ,12 ,14 ,16 ,18 von dem vorgesehenen Toleranzwertebereich abweicht und somit außerhalb des Toleranzwertebereichs liegt, ist vorgesehen, jenes Schaltelement42 ,44 ,46 ,48 ,50 , das dem Verbraucher10 ,12 ,14 ,16 ,18 mit abweichendem Wert zugeordnet ist und diesen Verbraucher10 ,12 ,14 ,16 ,18 mit dem Niederspannungsnetzwerk6 verbindet, zu öffnen und somit den Verbraucher10 ,12 ,14 ,16 ,18 vom Niederspannungsnetzwerk6 zu trennen. Ein Öffnen eines Schaltelements42 ,44 ,46 ,48 ,50 , das einem Verbraucher10 ,12 ,14 ,16 ,18 zugeordnet ist, kann von dem Sensor32 ,34 ,36 ,38 ,40 , der dem Verbraucher10 ,12 ,14 ,16 ,18 zugeordnet ist, bspw. durch ein Signal veranlasst werden. Alternativ oder ergänzend kann ein derartiges Schaltelement42 ,44 ,46 ,48 ,50 auch durch ein von der Steuereinheit68 bereitgestelltes Signal geöffnet werden. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010029299 A1 [0005]
- DE 102007029156 A1 [0006]
- Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- ISO-Norm 26262 [0002]
- ISO-Norm 26262 [0004]
- ISO-Norm 26262 [0008]
Claims (10)
- Überwachungsanordnung zum Überwachen eines Bordnetzes (
2 ) eines Kraftfahrzeugs, wobei das Bordnetz (2 ) ein Hochspannungsbordnetz (4 ) und ein Niederspannungsbordnetz (6 ) aufweist, die über einen Gleichspannungswandler (8 ) miteinander verbunden sind, wobei an das Niederspannungsbordnetz (6 ) mehrere sicherheitskritische Verbraucher (10 ,12 ,14 ,16 ,18 ) angeschlossen sind, wobei die Überwachungsanordnung (26 ) ein Überwachungssteuergerät (28 ) und als weitere Komponenten für jeden sicherheitskritischen Verbraucher (10 ,12 ,14 ,16 ,18 ) einen zugeordneten Sensor (32 ,34 ,36 ,38 ,40 ) zum Erfassen eines Werts eines elektrischen Betriebsparameters des Verbrauchers (10 ,12 ,14 ,16 ,18 ) aufweist, wobei das Überwachungssteuergerät (28 ) dazu ausgebildet ist, mindestens einen Verbraucher (10 ,12 ,14 ,16 ,18 ) unter Berücksichtigung des erfassten Werts für den elektrischen Betriebsparameter zu überwachen. - Überwachungsanordnung nach Anspruch 1, bei der jeder Sensor (
32 ,34 ,36 ,38 ,40 ), der einem sicherheitskritischen Verbraucher (10 ,12 ,14 ,16 ,18 ) zugeordnet ist, zum Erfassen eines durch den sicherheitskritischen Verbraucher (10 ,12 ,14 ,16 ,18 ) fließenden Stroms ausgebildet ist. - Überwachungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der dem Niederspannungsbordnetz (
6 ) ein Sensor (64 ) zugeordnet ist, der zum Erfassen eines Werts eines elektrischen Betriebsparameters des Niederspannungsbordnetzes (6 ) ausgebildet ist. - Überwachungsanordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, die als weitere Komponenten für jeden sicherheitskritischen Verbraucher (
10 ,12 ,14 ,16 ,18 ) ein Schaltelement (42 ,44 ,46 ,48 ,50 ) aufweist, über das der jeweilige sicherheitskritische Verbraucher (10 ,12 ,14 ,16 ,18 ) an dem Niederspannungsbordnetz (6 ) angeschlossen ist. - Überwachungsanordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei der sämtliche weiteren Komponenten in dem Überwachungssteuergerät (
28 ) angeordnet sind. - Verfahren zum Überwachen eines Bordnetzes (
2 ) eines Kraftfahrzeugs, wobei das Bordnetz (2 ) ein Hochspannungsbordnetz (4 ) und ein Niederspannungsbordnetz (6 ) aufweist, die über einen Gleichspannungswandler (8 ) miteinander verbunden sind, wobei an das Niederspannungsbordnetz (6 ) mehrere sicherheitskritische Verbraucher (10 ,12 ,14 ,16 ,18 ) angeschlossen sind, wobei bei Durchführung des Verfahrens für jeden sicherheitskritischen Verbraucher (10 ,12 ,14 ,16 ,18 ) mit einem Sensor (32 ,34 ,36 ,38 ,40 ), der diesem sicherheitskritischen Verbraucher (10 ,12 ,14 ,16 ,18 ) zugeordnet ist, ein Wert eines elektrischen Betriebsparameters des sicherheitskritischen Verbrauchers (10 ,12 ,14 ,16 ,18 ) erfasst wird, und wobei mindestens ein Verbraucher (10 ,12 ,14 ,16 ,18 ) unter Berücksichtigung des erfassten Werts für den elektrischen Betriebsparameter von einem Überwachungssteuergerät (28 ) überwacht wird. - Verfahren nach Anspruch 6, bei dem von dem Überwachungssteuergerät (
28 ) jeder erfasste Wert des elektrischen Betriebsparameters eines Verbrauchers (10 ,12 ,14 ,16 ,18 ) mit einem Toleranzwertebereich für den elektrischen Betriebsparameter des jeweiligen Teilnehmers verglichen wird, wobei ein Verbraucher (10 ,12 ,14 ,16 ,18 ) von dem Niederspannungsbordnetz (6 ) getrennt wird, wenn der für diesen Verbraucher (10 ,12 ,14 ,16 ,18 ) erfasste Wert des elektrischen Betriebsparameters von dem Toleranzwertebereich abweicht. - Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Toleranzwertebereich für den elektrischen Betriebsparameter des Verbrauchers (
10 ,12 ,14 ,16 ,18 ) an eine Betriebssituation des Verbrauchers (10 ,12 ,14 ,16 ,18 ) angepasst wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem von einem Sensor (
64 ), der dem Niederspannungsbordnetz (6 ) zugeordnet ist, ein Wert einer an dem Niederspannungsbordnetz (6 ) anliegenden Spannung als elektrischer Betriebsparameter erfasst und mit einem Toleranzwertebereich verglichen wird. - Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Gleichspannungswandler (
8 ) in Abhängigkeit einer Abweichung des erfassten Werts für die Spannung von dem Toleranzwertebereich von dem Überwachungssteuergerät (28 ) überwacht wird.
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- 2013-01-23 DE DE201310201060 patent/DE102013201060A1/de active Pending
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