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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Detektieren einer ordnungsgemäßen Verbindung zumindest eines Energiespeichers mit einem Bordnetz nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs. Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist beispielsweise aus der
DE 10 2004 035 513 A1 bekannt. Hierbei werden Batteriestrom und Generatorstrom im Wesentlichen zeitsynchron ermittelt. Bei einer Änderung des Generatorstroms während einer Übergangszeit wird der mindestens eine Energiespeicher auf den Wert des Batteriestroms zur Detektion eines kompensierenden Effekts in Form einer Stromabgabe oder einer Stromaufnahme untersucht.
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Aus der
DE 10 2004 004 173 B4 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zur Erkennung einer abgetrennten Batterie bekannt. Hierbei wird aus vorgebbaren Charakteristiken der Frequenz erkannt, ob die Batterie abgetrennt oder defekt ist oder ein Kabelbruch vorliegt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, noch weitere Fehlerfälle zuverlässig ohne großen Mehraufwand zu erkennen. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.
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Vorteile der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat dem gegenüber den Vorteil, dass lediglich ohnehin vorhandene Hardware verwendet wird, die in geeigneter Weise angesteuert wird. Erfindungsgemäß ist hierzu ein Sensor, insbesondere ein elektrischer Batteriesensor vorgesehen, der in an sich bekannter Weise charakteristische Kenngrößen eines Energiespeichers, vorzugsweise eine Batterie, erfasst. Hierbei handelt es sich um die Batteriespannung, den Batteriestrom und Ähnliches. Darüber hinaus können weitere charakteristische Kenngrößen des Energiespeichers wie der Ladezustand SOC, Alterung oder Ähnliches ermittelt werden. Erfindungsgemäß werden Spannungsanpassungsmittel wie beispielsweise Gleichspannungswandler und/oder Generator so angesteuert, dass sich die Bordnetzspannung in einer bestimmten Weise ändert. So soll die Bordnetzspannung beispielsweise einen bestimmten unteren Spannungsgrenzwert unterschreiten, der beispielsweise durch die Ruhespannung des Energiespeichers definiert wird. Oder aber es wird die Bordnetzspannung gezielt erhöht über einen oberen Spannungsgrenzwert, der beispielsweise durch die Gasungsspannung des Energiespeichers, beispielhaft eine Blei-Säure-Batterie, definiert wird. In diesen zwei unterschiedlichen Betriebszuständen können charakteristische Größen des Energiespeichers wie Strom und/oder Spannung ermittelt werden, welche hinreichend über verschiedenste Fehlerfälle Auskunft geben können. Hierbei werden fünf Fälle der Leitungsunterbrechung im Umfeld des Energiespeichers unterschieden. Zum einen kann die Unterbrechung zwischen dem Anschluss der Versorgungsleitung des Sensors und des Energiespeichers detektiert werden. Als weiteres ist auch die Unterbrechung der Versorgungsleitung des Sensors ermittelbar. Außerdem kann eine Unterbrechung des Massebandes zwischen Energiespeicher bzw. Sensor und Karosserie detektiert werden. Auch ein Abfall des Sensors von der Klemme des Minuspols kann erkannt werden. Weiterhin ist auch eine Detektion der Unterbrechung der Versorgungsleitung zum Bordnetz möglich. Eine zuverlässige Fehlererkennung ist gerade für Fahrzeuge mit sicherheitsrelevanten Fahrfunktionen von besonderer Bedeutung, wie sie beispielsweise bei sogenannten Plug-In-Hybridfahrzeugen auftreten. Tritt beispielsweise bei laufendem Betrieb eine Unterbrechung des Massebandes zwischen Batterie und Karosserie auf, wird nun erfindungsgemäß der Fehler erkannt. Ohne die erfindungsgemäße Lösung jedoch würde bei einem Start des Verbrennungsmotors während der Fahrt der hohe Strombedarf des Startermotors nicht mehr durch den Gleichspannungswandler gedeckt werden können. Da dann auch der Energiespeicher nicht als Puffer zur Verfügung stünde, bricht die Bordnetzspannung weit über das zulässige Maß ein und das elektrische Bordnetz könnte ausfallen. Dies wird durch die vorliegende Erfindung unterbunden, indem auf mögliche Fehlerzustände rechtzeitig aufmerksam gemacht wird.
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In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Sensor und/oder ein Energiemanagement aktiv eine Änderung der Bordnetzspannung triggern bzw. bewirken. Diese Änderungen werden dann beispielsweise durch den Generator bzw. den DC/DC- bzw. Gleichspannungs-Wandler umgesetzt. Dadurch können die oben beschriebenen Betriebszustände flexibel, beispielsweise zu Beginn der Fahrt, in regelmäßigen Abständen oder anhand eines Fehlerverdachts gezielt erreicht werden. Alternativ könnten auch passive Änderungen in der Bordnetzspannung und/oder des Batteriestroms während der unterschiedlichen Bordnetz-Zustände (Normalbetrieb, passive Unterstützung, Rekuperation, Desulphasion) beobachtet werden.
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Weitere zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.
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Zeichnung
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Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Detektieren der Verbindung zwischen einem Energiespeicher und dem Bordnetz, vorzugsweise eines Kraftfahrzeugs, sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben.
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Es zeigen:
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1 ein Blockschaltbild eines vereinfachten Bordnetzes mit einem Sensor mit unterschiedlichen Fehlerfällen sowie
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2 ein alternatives Ausführungsbeispiel mit Energiemanagementsystem und zugehörigen Messgrößen.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In einem Bordnetz 11 mit einer Bordnetzspannung U1 sind beispielhaft ein Verbraucher 24 sowie ein Generator 26 gegen Masse 20 verschaltet. Deren positives Versorgungspotenzial ist mit demjenigen eines Energiespeichers 10 über einen Anschlusspunkt 16 verbunden. Das positive Versorgungspotenzial ist in dem Verbindungpunkt 16 abgegriffen zur Versorgung eines Sensors 12. Ein anderer Eingang des Sensors 12 ist über einen weiteren Anschlusspunkt 18 mit dem Minus-Potenzial des Energiespeichers 10 verbunden.
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Als Teil des Sensors 12 ist ein Shunt 14 vorgesehen, der gegen Masse 20 verschaltet wird und dessen anderer Anschluss mit dem Verbindungpunkt 18 kontaktiert ist. Dieser Shunt 14 dient zur Ermittlung des Stroms Is durch den Energiespeicher 10. Mit dem Anschlusspunkt 18 ist ein weiteres elektronisches Bauteil 13, beispielsweise eine Auwerteelektronik, des Sensors 12 verbunden, das ebenso mit dem Anschlusspunkt 16 kontaktiert ist. Der Sensor 12 ermittelt charakteristische Größen des Energiespeichers 10 wie beispielsweise den Strom Is, der durch den Energiespeicher 10 fließt, und/oder die Spannung Us, die am Energiespeicher 10 abfällt, und/oder einen charakteristischen Wert für die Temperatur T des Energiespeichers 10. Aus den erfassten Größen ermittelt der Sensor 12 weitere charakteristische Größen des Energiespeichers 10 wie beispielsweise den Innenwiderstand Ri und/oder den Ladezustand SOC, Alterungszustand (SOH), Energiereserve oder Ähnliches. Gerade der Innenwiderstand Ri ist als Indikator für einen ordnungsgemäßen Betrieb bzw. eine ordnungsgemäße Verschaltung des Energiespeichers 10 gut geeignet. Der Sensor 12 ist hierzu beispielsweise in einer Polnische einer Batterie als möglicher Energiespeicher 10 angeordnet. Der Sensor 12 ist besonders vorteilhaft als Batteriesensor ausgeführt. Der Sensor 12 weist hierzu Auswertemittel auf wie beispielsweise einen Mikrocontroller oder einen sonstigen Schaltkreis, der die entsprechenden Ermittlungen der charakteristischen Größen des Energiespeichers 10 wie beispielsweise Innenwiderstand Ri und/oder Ladezustand SOC etc. Außerdem umfasst der Sensor 12 Kommunikationsmittel, um Ein- und/oder Ausgangssignale beispielsweise über ein Bussystem mit weiteren Steuergeräten wie beispielsweise einem Energiemanagement 28 auszutauschen. Außerdem ist auch eine Kommunikationsverbindung mit Spannungsanpassungsmitteln zur Anpassung der Bordnetzspannung U1 wie beispielsweise ein Gleichspannungswandler 22 und/oder der Generator 26 vorgesehen. Damit ist der Sensor 12 in der Lage, die Spannungsanpassungsmittel mit geeigneten Sollwerten zur gezielten Veränderung der Bordnetzspannung U1 zu beaufschlagen. Auch die weiter unter beschriebenen Fehlerauswertungen können im Sensor 12 selbst, in einem Steuergerät für ein Energiemanagement 28 oder im Gleichspannungswandler 22 erfolgen.
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Das Bordnetz 11 kann über einen Gleichspannungswandler 22 mit einem weiteren Bordnetz 15 mit einer insbesondere höheren Spannung U2 gekoppelt sein. Der Gleichspannungswandler 22 ist ebenfalls gegen Masse geschaltet. Der Gleichspannungswandler 22 dient als Spannungsanpassungsmittel und kann die Bordnetzspannung U1 auf ein gewünschtes Niveau regeln. Hierzu werden dem Spannungsanpassungsmittel geeignete Sollwerte wie die Spannung Usoll und/oder wie der Strom Isoll vorgegeben. Diese Vorgabe der geeigneten Sollwerte könnte durch unterschiedliche Komponenten erfolgen. Im Ausführungsbeispiel kann der Sensor 12 mit dem Gleichspannungswandler 22 und/oder einem Generator 26 kommunizieren. Hierbei kann der Sensor 12 die gewünschten Sollwerte Usoll, Isoll vorgeben. Alternativ könnte dies durch das Energiemanagement 28 oder aber durch weitere, nicht dargestellte Steuergeräte erfolgen. Alternativ könnte der Sensor 12 Strom Is und/oder Spannung Us auch mithilfe anderer Messprinzipien ermitteln wie beispielsweise die Auswertung eines Magnetfelds, das der zu messende Strom Is erzeugt oder weitere, für sich genommen bekannte Messprinzipien.
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In dem Blockschaltbild gemäß 1 sind nun fünf Fehlerfälle 31–35 gezeigt. Im ersten Fehlerfall 31 ist eine Unterbrechung zwischen dem (positiven) Anschlusspunkt 16 und den Zellen des Energiespeichers 10 durch einen Blitz angedeutet. Der zweite Fehlerfall 32 besteht darin, dass die Versorgungsleitung des Sensors 12 unterbrochen ist, also eine Unterbrechung zwischen dem Anschlusspunkt 16 und dem Eingang des Sensors 12 erfolgt. Aufgrund der unterbrochenen Versorgungsleitung ist der Sensor 12 außer Betrieb. Der Status des Energiespeichers 10 ist daher beispielsweise dem Energiemanagement 28 nicht mehr bekannt. Der dritte Fehlerfall 33 liegt vor bei einer Unterbrechung des masseseitigen Ausgangs des Sensors 12 und dem Anschluss der Masse 20, also bei einer Unterbrechung des Massebands bzw. Masseanschlusses zwischen Sensor 12 und insbesondere der Karosserie eines Kraftfahrzeugs. In diesem Fehlerfall ist der Sensor 12 weiterhin in Betrieb, da er weiterhin durch den Energiespeicher 10 (positives Versorgungspotenzial sowie Masse 20) versorgt wird. Der Energiespeicher 10 jedoch ist vom Bordnetz 11 getrennt, da das Masseband unterbrochen ist. Bislang ist ein solcher Fehlerfall 33 durch den Sensor 12 nicht zu erkennen, da der Sensor 12 die Spannung Us des Energiespeichers 10 und den Innenwiderstand Ri des Energiespeichers 10 weiterhin ordnungsgemäß messen würde. Für die Erkennung eines entsprechenden Fehlers sind vielmehr wie nachfolgend beschrieben andere Auswertungsmethoden heranzuziehen. Ein vierter Fehlerfall 34 besteht darin, dass der Sensor 12 nicht mehr ordnungsgemäß mit der Minuspol-Klemme bzw. den Anschlusspunkt 18 des Energiespeichers 10 verbunden ist. Der Sensor 12 jedoch ist weiterhin in Betrieb, da dieser über den Gleichspannungswandler 22 weiterhin mit Energie versorgt wird. Die Masseanbindung des Sensors 12 erfolgt über den eigentlich für den Energiespeicher 10 vorgesehenen Masseanschluss. Der Energiespeicher 10 ist jedoch vom Bordnetz 11 getrennt, da beispielsweise eine Polklemme vom Minuspol bzw. Versorgungpunkt 18 abgefallen ist. Dieser vierte Fehlerfall 34 könnte prinzipiell von dem Sensor 12 weiterhin über den Innenwiderstand Ri ermittelt werden. Allerdings funktioniert diese Diagnose nicht in allen Fällen zuverlässig. Im fünften Fehlerfall 35 ist die Versorgungsleitung zwischen dem Verbindungpunkt 16 für das Plus-Potenzial des Energiespeichers 10 und Bordnetz 11 unterbrochen. Dieser Fehlerfall kann bislang nicht vom Sensor 12 erkannt werden. Hierzu sind vielmehr nachfolgend beschriebene Vorgehensweisen möglich.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist noch zusätzlich ein Energiemanagement 28 vorgesehen. Das Energiemanagement 28 kann mit dem Gleichspannungswandler 22 und/oder dem Generator 26 kommunizieren und beispielsweise Sollwerte hinsichtlich Strom Isoll und/oder Spannung Usoll vorgeben. Entsprechend dem Spannungssollwert Usoll regelt dann der Gleichspannungswandler 22 und/oder Generator 26 die Bordnetzspannung U1 auf die Sollspannung Usoll. Außerdem kommuniziert das Energiemanagement 28 mit dem Sensor 12. Hierbei können dem Energiemanagement 28 Ausgangswerte des Sensors 12 wie beispielsweise der von dem Shunt 14 gemessene Strom Is und/oder die von dem Sensor 12 gemessene Spannung Us und/oder der Innenwiderstand Ri zugeführt werden. Der gemessene Strom Is entspricht dem Strom, der durch den Energiespeicher 10 fließt. Die Spannung Us entspricht der Spannung, die am Energiespeicher 10 abfällt.
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Dem Energiemanagement 28 ist außerdem wie strichliniert angedeutet das Potenzial der sogenannten Klemme 15 Ukl15 zugeführt als Maß für die Bordnetzspannung U1. Außerdem könnte das Energiemanagement 28 mit dem Lastwiderstand 24 kommunizieren, um ein gezieltes Lastmanagement vorzunehmen bzw. die entsprechende Leistung der Verbraucher 24 zu ermitteln.
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Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt. Abhängig von bestimmten Betriebszuständen erfolgt der Beginn der Überprüfungsroutine, ob Leitungsunterbrechungen im Bereich des Energiespeichers 10 vorliegen. Bei diesen Betriebszuständen kann es sich beispielsweise um den Fahrtbeginn eines Kraftfahrzeugs, eine Überprüfung in regelmäßigen Abständen oder ein Fehlerverdacht handeln. Ein Fehlerverdacht wird beispielsweise durch eine entsprechende Auswertung des Innenwiderstands Ri ermittelt, den der Sensor 12 aus bestimmten Messgrößen Us, Is, T unter Verwendung eines bestimmten Algorithmus bestimmt.
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Es sind nun unterschiedliche Varianten mit jeweils zwei Prüfkriterien denkbar. Eine Prüfung wird gestartet, wenn die Bordnetzspannung U1 bestimmte Spannungsgrenzwerte U0, Ug wie nachfolgend beschrieben erreicht bzw. über- bzw. unterschreitet. Hierzu könnten diese Betriebszustände gezielt erreicht werden durch entsprechende Sollwertvorgaben Usoll oder aber darauf gewartet werden, dass diese Betriebszustände im Normalbetrieb erreicht werden.
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Bei einer ersten Diagnosemöglichkeit A senden entweder der Sensor 12 oder das Energiemanagement 28 oder weitere Steuergeräte einen Stellbefehl an die Spannungsanpassungsmittel wie Gleichspannungswandler 22 und/oder Generator 26. Hierbei wird die Sollspannung Usoll so gewählt, dass sie unterhalb einer Ruhespannung U0 des Energiespeichers 10 liegt. Ist als Energiespeicher 10 eine Batterie wie beispielsweise eine Blei-Säure-Batterie verwendet, so liegt die Ruhespannung U0 typischerweise zwischen 12 V und 13 V. Usoll ist somit kleiner als U0 zu wählen. Alternativ zu einer aktiven Vorgabe eines verringerten Sollwerts Usoll können auch solche Betriebszustände abgewartet werden, bei der die Bordnetzspannung U1 auf bzw. unter die Ruhespannung U0 sinkt. Hierbei wäre die entsprechende Bordnetzspannung U1 mit der Ruhespannung U0 zu vergleichen.
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In einem weiteren Schritt wird überprüft, ob anschließend tatsächlich die Bordnetzspannung U1 auf Sollwert U soll, der kleiner ist als die Ruhespannung U0, abgefallen ist. Ist dies der Fall, so werden weitere Prüfkriterien erfasst.
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Als erstes Prüfkriterium dient die Spannung am Sensor 12 Us bzw. die Spannung an der sogenannten Klemme 15 (Zündung ein) Ukl15, Diagnose A1. Die erfasste Spannung Us bzw. Ukl15 wird mit einem Grenzwert verglichen, nämlich die Ruhespannung U0. Sinkt die Spannung Us bzw. Ukl15 nicht tiefer als die Ruhespannung U0 des Energiespeichers 10, dann liegt keine Unterbrechung vor. Die Spannung Us bzw. Ukl15 entspricht im Wesentlichen der Ruhespannung U0 (Us = U0). Sinkt die Spannung Us bzw. Ukl15 unterhalb der Ruhespannung U0 (U < U0), und zwar bis auf die eingestellte Spannung Usoll des Spannungsanpassungmittels (Gleichspannungswandler 22 und/oder Generator 26), so deutet dies auf einen nicht ordnungsgemäßen Betriebszustand hin. Sämtliche Fehlerfälle 31–35 können über diese Art der Diagnose erkannt werden.
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In einem nächsten oder zum ersten parallel verlaufenden Schritt wird ein weiteres Prüfkriterium herangezogen, wenn die Bordnetzspannung U1 unter die Ruhespannung U0 abgesenkt wurde. Hierzu wird der Strom Is, der durch den Energiespeicher 10 fließt, erfasst, Diagnose A2. Diesen Strom Is ermittelt der Sensor 12. Wurde die Bordnetzspannung U1 unterhalb der Ruhespannung U0 abgesenkt, wird das Bordnetz 11 im ordnungsgemäßen bzw. fehlerfreien Betrieb aus dem Energiespeicher 10 versorgt, d.h. Is ist sehr viel größer als Null (Is >> 0). Bleibt jedoch der Strom Is in etwa bei Null (Is = 0), so deutet dies auf einen Fehlerfall hin, da nämlich der Stromfluss unterbrochen ist. Über diese Art der Diagnose A2 können erster, dritter und vierter Fehlerfall 31, 33, 34 detektiert werden. Die anderen Fehlerfälle 32, 35 lassen sich über diese Art nicht ermitteln.
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Bei einer zweiten Diagnosemöglichkeit B erfolgt eine Auswertung bestimmter Messgrößen, wenn die Bordnetzspannung U1 über einen Spannungsgrenzwert Ug steigt. Hierzu wird als eine Alternative gezielt die Bordnetzspannung U1 verändert. Die Spannungsanpassungsmittel (Gleichspannungswandler 22 und/oder Generator 26) erhalten einen neuen Sollwert Usoll. Der Sollwert Usoll wird nun so gewählt, dass dieser oberhalb einer charakteristischen Größe des Energiespeichers 10 liegt. Bei der Verwendung einer Batterie bzw. einer Blei-Säure-Batterie als Energiespeicher 10 ist dies beispielsweise die Gasungsspannung Ug. Usoll wird beispielsweise für eine Blei-Säure-Batterie oberhalb von ca. 15–16 V gewählt. Hierzu können der Sensor 12 und/oder das Energiemanagement 28 den Sollwert Usoll aktiv an die Spannungsbeeinflussungsmittel senden (Usoll > Ug). Alternativ wäre es möglich, dass solche Betriebszustände abgewartet werden, in denen die Bordnetzspannung U1 ohnehin oberhalb der Gasungsspannung Ug liegt. Dies könnte beispielsweise bei einer Rekuperationsphase auftreten, bei der Energie in den Energiespeicher 10 rekuperiert wird. Auch hier liegt dann die Sollspannung Usoll im Bereich oberhalb der Gasungsspannung Ug, beispielsweise im Bereich von 15–16 V.
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Nachdem die Bordnetzspannung U1 die Sollspannung Usoll > Ug erreicht hat, werden vorzugsweise zwei unterschiedliche Prüfkriterien ermittelt. Als erstes Prüfkriterium wird der durch den Energiespeicher 10 fließende Strom Is mit Hilfe des Sensors 12 erfasst, Diagnose B1. Sofern der Sensor 12 noch zur Verfügung steht bzw. ordnungsgemäß mit dem Bordnetz 11 und/oder dem Energiespeicher 10 verbunden ist, kann der durch den Energiespeicher 10 fließende Strom Is für Diagnosezwecke genutzt werden. Wird die Sollspannung Usoll oberhalb der Gasungsspannung Ug eingeregelt, wird sich ein Ladestrom in den Energiespeicher 10 einstellen. Somit fließt ein Strom Is sehr viel größer als Null (Is >> 0). Dies deutet dann auf einen ordnungsgemäßen Betriebszustand ohne einen der Fehlerfälle 31–35 hin. Bleibt jedoch der Strom Is nahe Null (Is = 0), so ist der Stromfluss unterbrochen, was auf eine Leitungsunterbrechung hindeutet. Über die Diagnose des Stroms Is lassen sich erster, dritter und vierter Fehlerfall 31, 33, 34 detektieren.
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Im Rahmen der zweiten Diagnosemöglichkeit B wird nun ein weiteres Prüfkriterium B2 ausgewertet, wenn die Bordnetzspannung U1 oberhalb der Gasungsspannung Ug liegt. Bei dem Prüfkriterium B2 handelt es sich um die Spannung Us, die am Energiespeicher 10 abfällt und die vom Sensor 12 ermittelt wird. Entspricht die Spannung Us in etwa der Sollspannung U soll (Us = Usoll), deutet dies auf einen ordnungsgemäßen Betrieb ohne Fehler bzw. Leitungsunterbrechungen hin. Entspricht die Spannung Us jedoch der Ruhespannung U0 des Energiespeichers 10 (Us = U0), deutet dies auf einen Fehler hin. Hierbei handelt es sich um den fünften Fehlerfall 35. Über das Prüfkriterium B2 können der dritte und fünfte Fehlerfall 33, 35 detektiert werden.
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Nachstehende Tabelle fasst die verschiedenen Diagnosemöglichkeiten A, B und hierzu zugeordnete Prüfkriterien A1, A2, B1, B2 und damit prinzipiell zu detektieren Fehlerfälle
31–
35 zusammen:
| Erkennung möglich? | Erkennung über Sensor 12 | Diagnose A1 | Diagnose A2 | Diagnose B1 | Diagnose B2 |
| Erster Fehlerfall 31 | Ja | Ja | Ja | Ja | Nein |
| Zweiter Fehlerfall 32 | Nein | Ja | Nein | Nein | Nein |
| Dritter Fehlerfall 33 | Nein | Ja | Ja | Ja | Ja |
| Vierter Fehlerfall 34 | Ja | Ja | Ja | Ja | Nein |
| Fünfter Fehlerfall 35 | Nein | Ja | Nein | Nein | Ja |
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Wobei
Erkennung über Sensor 12: z.B. über Auswertung des Innenwiderstands Ri
Diagnose A1: Absenkung Usoll auf kleiner U0, Prüfung Ukl15 über Us.
Diagnose A2: Absenkung Usoll auf kleiner U0, Prüfung Is.
Diagnose B1: Anhebung Usoll auf größer Ug, Prüfung Is.
Diagnose B1: Anhebung Usoll auf größer Ug, Prüfung Us.
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Zunächst wird gezielt die Bordnetzspannung U1 verändert. Dies erfolgt durch eine gezielte Sollwertvorgabe Usoll und/oder ein Abwarten der entsprechenden gewünschten Spannungsverhältnisse im Bordnetz 11. Ist die gewünschte Bordnetzspannung U1 erreicht, werden entsprechende Prüfkriterien, insbesondere Us bzw. Spannung an Klemme 15 Ukl15 sowie Is am Sensor 12 erfasst und entsprechend mit bestimmten Grenzwerten verglichen. Die entsprechenden Fehlerfälle 31–35 können wie in der Tabelle zusammengestellt durch geeignete Auswertungen zuverlässig erkannt werden. So können der erste und vierte Fehlerfall 31, 34 herkömmlich bereits über den Innenwiderstand Ri mithilfe des Sensors 12 erkannt werden. Jedoch ist die Erkennung auch des zweiten, dritten und fünften Fehlerfalls 32, 33, 35 durch die beschriebene Auswertung erfindungsgemäß möglich.
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Das Energiemanagement 28 kann hierbei in einem eigenen Steuergerät untergebracht sein. Alternativ könnte es auch funktional in den Gleichspannungswandler 22 oder in ein anderes Steuergerät wie beispielsweise ein sogenanntes Body Computer-Steuergerät zur Steuerung entsprechender Komfortfunktionen des Kraftfahrzeugs integriert sein. Das Energiemanagement 28 übernimmt gegebenenfalls eine entsprechende Ansteuerung unterschiedlicher Lasten 24, um gegebenenfalls priorisiert eine zuverlässige Versorgung besonders wichtiger Verbraucher 24 im Bordnetz 11 sicherzustellen. Dies kann gegebenenfalls im Zusammenspiel mit dem Sensor 12 erfolgen, der dem Energiemanagement 28 Hinweise darüber gibt, welche elektrische Versorgung mit Blick auf den ermittelten Ladezustand SOC des Energiespeichers 10 noch möglich wäre.
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In Mehrspannungsbordnetzen 11, 15 kommen üblicher Weise Gleichspannungswandler 22 bzw. Multiphasenwandler zum Einsatz, die den Energietransfer zwischen verschiedenen Bordnetzen 11, 15 mit bevorzugt unterschiedlicher Spannungslage U1, U2 sicherstellen. In der Regel stellt der Gleichspannungswandler 22 die Schnittstelle dar zwischen einem klassischen Verbraucherbordnetz (erstes Bordnetz 11) mit einer ersten Bordnetzspannung U1, üblicherweise 12V bzw. 14V, sowie einem zweiten Bordnetzkreis (zweites Bordnetz 15) mit einer gegenüber der ersten Bordnetzspannung U1 höheren zweiten Bordnetzspannung U2, beispielsweise 48V oder 60V oder aber im Hochvoltbereich von beispielsweise 200–400 V. Das zweite Bordnetz 15 könnte beispielsweise einen Elektromotor umfassen, der den Verbrennungsmotor unterstützt oder ersetzt.
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Beschriebene Vorrichtung und Verfahren eignen sich insbesondere für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug-Bordnetz, die Verwendung ist jedoch hierauf nicht eingeschränkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004035513 A1 [0001]
- DE 102004004173 B4 [0002]
