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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Vielzahl
elektrischer Verbraucher.
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In
Kraftfahrzeugen werden zur Absicherung von elektrischen Komponenten
in den zuführenden Leitungen
Schmelzsicherungen eingesetzt. Es wird dabei in der Regel eine Schmelzsicherung
für mehrere
Lasten oder mehrere elektrische Verbraucher verwendet. Die Auslöseschwelle
dieser Schmelzsicherung ist größer als
die Summe der Nennströme
aller angeschlossenen Verbraucher. Je weniger der angeschlossenen
Verbraucher aktiv sind, desto größer ist der
nicht durch einen der Verbraucher genutzte Fehlerstrom, der auftreten
muss, um die Auslöseschwelle
der Schmelzsicherung zu überschreiten
und die Schmelzsicherung auszulösen.
Schleichende Fehler werden dadurch häufig erst bei großen Fehlerströmen erkannt
und führen
erst bei großen
Fehlerströmen
zur Auslösung
der Schmelzsicherung. Dies kann beispielsweise zu Leitungsbränden in
weniger belastbaren Leitungsabschnitten führen. Außerdem können dadurch Fehler in einem
unwesentlichen Verbraucher zur Abschaltung des gesamten Bordnetzes führen.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine technische Lehre
zum zuverlässigen Betreiben
eines Kraftfahrzeuges mit einer Vielzahl elektrischer Verbraucher
anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu
entnehmen.
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Ein
erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug
ist mit einer Vielzahl elektrischer Verbraucher, insbesondere mit
unterschiedlichen Nennstromstärken,
mit einer Stromversorgungseinrichtung, wie einer Kraftfahrzeugbatterie,
zur Versorgung der elektrischen Verbraucher mit Strom und mit einer
Vielzahl von Verbraucherschalteinrichtungen, die jeweils einem Verbraucher
zugeordnet sind, zur Herstellung bzw. Unterbrechung der Verbindung
zwischen der Stromversorgungseinrichtung und den einzelnen Verbrauchern
ausgestattet.
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Zudem
ist eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung oder Erkennung eines
kritischen Fahrzeugzustandes, insbesondere von mehreren vorgegebenen
Fahrzeugzuständen,
vorgesehen, und eine mit der Vielzahl von Verbraucherschalteinrichtungen und
der Erfassungseinrichtung zusammen wirkende Steuereinrichtung, die
derart eingerichtet ist, dass bei der Erfassung eines kritischen
Fahrzeugzustandes eine geschlossene Verbraucherschalteinrichtung
geöffnet
wird, und dass bei einer Beendigung des kritischen Fahrzeugzustandes
nach Öffnung
der Verbraucherschalteinrichtung die geöffnete Verbraucherschalteinrichtung
geöffnet
bleibt.
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Denn
in diesem Fall liegt die Ursache für den vorliegenden kritischen
Fahrzeugzustand in dem der Verbraucherschalteinrichtung zugeordneten
Verbraucher oder einer der Verbraucherschalteinrichtung nachgeschalteten
Komponente, so dass durch ein dauerhaftes Öffnen der Verbraucherschalteinrichtung
die Erfassung des vorliegenden kritischen Fahrzeugzustand aufgehoben
werden kann, und in der Regel durch die Erfassungseinrichtung kein
kritischer Fahrzeugzustand mehr erfasst wird. Durch eine Stromversorgungsunterbrechung
nahe an der Ursache für
den kritischen Fahrzeugzustand wird gezielt nur ein möglichst
kleiner Teil des Kraftfahrzeug-Bordnetzes
deaktiviert, so dass der Rest des Kraftfahrzeug-Bordnetzes und damit
das Kraftfahrzeug mit großer
Wahrscheinlichkeit dennoch zuverlässig weiter betrieben werden
kann oder im Wesentlichen funktionsfähig oder fahrfähig bleibt.
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Vorzugsweise
ist eine solche verbleibende Öffnung
einer Verbraucherschalteinrichtung, mit der die Beendigung des kritischen
Fahrzeugzustandes oder die Beendigung der Annahme des kritischen Fahrzeugzustandes
bewirkt wird, mit einer Signalisierung und/oder Speicherung eines
entsprechenden Fehlercodes durch die oder in der Steuereinrichtung verbunden.
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Sollte
nach Öffnung
der Verbraucherschalteinrichtung weiter der kritische Fahrzeugzustand
vorliegen, so wird gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung die geöffnete Verbraucherschalteinrichtung wieder
geschlossen, und nacheinander weitere geschlossene Verbraucherschalteinrichtung
geöffnet und
wieder geschlossen bis zur Beendigung des kritischen Fahrzeugzustandes
nach der Öffnung
einer der weiteren Verbraucherschalteinrichtung. Es werden also
automatisch nacheinander geschlossene Verbraucherschalteinrichtung
geöffnet
und wieder geschlossen bis durch ein Öffnen einer Verbraucherschalteinrichtung
die Erfassung des kritischen Fahrzeugzustandes aufgehoben wird.
In diesem Fall liegt die Ursache für den vorliegenden kritischen
Fahrzeugzustand wieder in dem der gerade geöffneten Verbraucherschalteinrichtung
zugeordneten Verbraucher oder in einer der gerade geöffneten
Verbraucherschalteinrichtung nachgeschalteten Komponente, so dass
ein Öffnen
dieser Verbraucherschalteinrichtung die Detektion eines kritischen
Fahrzeugzustandes beendet. Dadurch kann gezielt und aufgelöst nach
Verbrauchern die Ursache für
den Kritischen Fahrzeugzustand ermittelt und von dem Bordnetz quasi
abgekapselt werden.
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Vorzugsweise
ist eine Zentral-Schalteinrichtung zur Herstellung bzw. Unterbrechung
der Verbindung zwischen der Stromversorgungseinrichtung und der
Vielzahl elektrischer Verbraucher vorgesehen, mit der die Steuereinrichtung
zusammen wirkt. Die Zentral-Schalteinrichtung ist dabei vorzugsweise in
Reihe zu den durch sie versorgten Verbrauchern geschaltet, die vorzugsweise
parallel zueinander geschaltet sind. Die Steuereinrichtung ist dann
derart eingerichtet, dass bei einem weiteren Vorliegen des kritischen
Fahrzeugzustandes nach Öffnung
und Schließung
aller geschlossenen Verbraucherschalteinrichtungen, denen Strom über die
Zentral-Schalteinrichtung
zugeführt
wird, die Zentral-Schalteinrichtung geöffnet wird. Dadurch wird für den Fall,
dass der kritische Fahrzeugzustand nicht durch eine Deaktivierung
der einzelnen Verbraucher behoben werden kann, eine den Verbraucher-Schalteinrichtungen
vorgeschaltete Zentral-Schalteinrichtung geöffnet, um zu überprüfen, ob
der kritische Fahrzeugzustand dadurch behoben werden kann. Dies
ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn die Ursache für den kritischen
Fahrzeugzustand in Verbindungsleitungen oder Komponenten zwischen
der Zentral-Schalteinrichtung und den Verbraucher-Schalteinrichtungen liegt.
Vorzugsweise erfolgt eine Öffnung
der Zentral-Schalteinrichtung erst nach der erfolglosen Überprüfung durch Öffnen und
Schließen
weiterer Verbraucher-Schalteinrichtungen, die nicht über diese Zentral-Schalteinrichtung
mit der Stromversorgungseinrichtung verbunden sind.
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Bei
einer Beendigung des kritischen Fahrzeugzustandes nach Öffnung der
Zentral-Schalteinrichtung bleibt die geöffnete Zentral-Schalteinrichtung
vorzugsweise geöffnet.
Denn in diesem Fall liegt die Ursache für den vorliegenden kritischen
Fahrzeugzustand wieder in den der gerade geöffneten Zentral-Schalteinrichtung
nachgeschalteten Komponenten. So wird wieder gezielt ein größerer, aber
immer noch möglichst
kleiner, Teil des Bordnetzes deaktiviert, um den kritischen Fahrzeugzustand
aufzuheben, aber das Fahrzeug weiter möglichst funktionsfähig zu halten.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
wird bei einem weiteren Vorliegen des kritischen Fahrzeugzustandes
nach Öffnung
der Zentral-Schalteinrichtung die geöffnete Zentral-Schalteinrichtung
wieder geschlossen. Denn in diesem Fall liegt die Ursache für den kritischen
Fahrzeugzustand in anderen Teilen des Bordnetzes oder des Fahrzeuges.
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Vorzugsweise
werden nacheinander weitere geschlossene Zentral-Schalteinrichtungen geöffnet und
wieder geschlossen bis zur Beendigung des kritischen Fahrzeugzustandes
nach der Öffnung
einer der weiteren Zentral-Schalteinrichtungen, die dann vorteilhafterweise
geöffnet
bleibt.
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Besonders
bevorzugt ist eine Speichereinrichtung vorgesehen zur Speicherung
von Nennstromstärken
oder Maximalstromstärken,
die jeweils den entsprechenden elektrischen Verbrauchern zugeordnet
sind. Die Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines kritischen Fahrzeugzustandes
umfasst eine Stromerfassungseinrichtung, wobei die Steuereinrichtung
derart eingerichtet ist, dass ein kritischer Fahrzeugzustand vorliegt
oder erfasst wird, wenn die erfasste (Gesamt-)Stromstärke (gegebenenfalls
korrigiert um einen Korrekturwert, Toleranzwert oder Trägheitswert)
größer ist
als die Summe (gegebenenfalls korrigiert um einen Korrekturwert,
Toleranzwert oder Trägheitswert)
der Nennstromstärken
oder Maximalstromstärken
der aktiven elektrischen Verbraucher, die beispielsweise jeweils über eine
Verbraucherschalteinrichtung mit der Stromversorgungseinrichtung
verbunden sind, oder die sich in einem aktiven Betriebszustand befinden,
oder die angeschaltet sind, und die insbesondere über die
Zentral-Schalteinrichtung
mit Strom versorgt werden. Die Stromerfassungseinrichtung erfasst
die (Gesamt-)Stromstärke,
die der Vielzahl elektrischer Verbraucher, insbesondere über die
Zentral-Schalteinrichtung, insgesamt zugeführt wird.
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Durch
den Korrekturwert, Toleranzwert oder Trägheitswert kann erreicht werden,
dass ein kritischer Fahrzeugzustand erst dann erfasst oder angenommen
wird, wenn die erfasste (Gesamt-)Stromstärke um eben diesen Korrekturwert,
Toleranzwert oder Trägheitswert
größer ist
als die Summe der Nennstromstärken
der aktiven elektrischen Verbraucher. Dadurch können geringe Fehlerströme oder
Erfassungsungenauigkeiten toleriert werden.
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Vorteilhafterweise
ist die Steuereinrichtung zur Aktivierung (zugeordnete Verbraucherschalteinrichtung
geschlossen) bzw. Deaktivierung (zugeordnete Verbraucherschalteinrichtung
geöffnet)
der einzelnen elektrischen Verbraucher und zur Speicherung von Informationen,
die den Betriebszustand ("aktiv" oder "nicht aktiv" ...) der elektrischen
Verbraucher beschreiben, in einer oder der Speichereinrichtung eingerichtet.
Dadurch wird die dynamische an die aktuellen Betriebszustände der
elektrischen Verbraucher angepasste Bestimmung der Auslöseschwelle
ermöglicht.
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Alternativ
oder ergänzend
dazu ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung zum Empfang, beispielsweise über geeignete
Signalleitungen, und zur Speicherung von Informationen, die den
Betriebszustand der elektrischen Verbraucher beschreiben, in einer
oder der Speichereinrichtung eingerichtet ist.
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Vorzugsweise
sind die Steuereinrichtung, die Erfassungseinrichtung, insbesondere
die Stromerfassungseinrichtung, und/oder die Speichereinrichtung
in einer Mikroprozessoreinrichtung oder einem Mikrocontroller integriert
oder dadurch realisiert.
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Alternativ
dazu ist die Steuereinrichtung, die Erfassungseinrichtung zur Erfassung
eines kritischen Fahrzeugzustandes und/oder die Speichereinrichtung
durch einen Verbund von intelligenten Steuereinrichtungen realisiert
sind (dezentrale Steuereinrichtung, virtuelle Mikroprozessoreinrichtung).
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen unter Bezugnahme
auf die folgenden Figuren näher
erläutert:
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1 zeigt
ein vereinfachtes Prinzipschaltbild eines Ausschnittes eines Kraftfahrzeugbordnetzes;
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2 zeigt
schematisch den hierarchischen Aufbau eines Bordnetzes.
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Die
Figuren beschränken
sich auf die für
das Verständnis
der Erfindung erforderlichen Komponenten. Selbstverständlich kann
das Bordnetz alle weiteren für
ein Kraftfahrzeugbordnetz typischen Komponenten aufweisen.
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1 zeigt
in einem Kraftfahrzeug eine Vielzahl parallel zueinander geschalteter
elektrischer Verbraucher V1, V2, V3, wie beispielsweise Leuchten,
Elektromotoren etc. Diese Verbraucher V1, V2, V3 werden über eine
Stromversorgungseinrichtung SV mit Strom versorgt. Ein elektrischer
Verbraucher V1, V2, V3 kann dabei auch eine Gruppe von Verbrauchern
umfassen.
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Es
ist eine in Reihe zu den elektrischen Verbrauchern V1, V2, V3 geschaltete
Zentral-Schalteinrichtung ZS zur Herstellung bzw. Unterbrechung
der Verbindung zwischen der Stromversorgungseinrichtung SV und der
Vielzahl elektrischer Verbraucher V1, V2, V3 vorgesehen, welche
als steuerbare Halbleiterschaltung ausgeführt ist.
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Zudem
ist eine Vielzahl von Verbraucherschalteinrichtungen S1, S2, S3,
die jeweils einem Verbraucher V1, V2, V3 zugeordnet sind, zur Herstellung
bzw. Unterbrechung der Verbindung zwischen der Stromversorgungseinrichtung
SV und den einzelnen Verbrauchern V1, V2, V3 vorgesehen. Die Verbraucherschalteinrichtungen
S1, S2, S3 sind jeweils zu der Zentral-Schalteinrichtung ZS und zu dem der Verbraucherschalteinrichtung
S1, S2, S3 zugeordneten Verbraucher V1, V2, V3 in Reihe und zueinander parallel
geschaltet.
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Durch
eine Stromerfassungseinrichtung, die in diesem Beispiel zumindest
teilweise durch einen Mikroprozessor MP realisiert ist, wird die
Gesamt-Stromstärke Iges,
die der Vielzahl elektrischer Verbraucher V1, V2, V3 insgesamt zugeführt wird,
erfasst. Zu diesem Zweck wird die Stromstärke, ein die Stromstärke repräsentierendes
Signal oder ein mit der Stromstärke
korrelierendes Signal i vor der Zentral-Schalteinrichtung ZS abgegriffen
und dem Mikroprozessor MP zugeführt.
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Es
ist eine Speichereinrichtung zur Speicherung von Nennstromstärken I1,
I2, I3, die jeweils den entsprechenden Verbraucherschalteinrichtungen
S1, S2, S3 bzw. elektrischen Verbrauchern V1, V2, V3 zugeordnet
sind, vorgesehen, die ebenfalls zumindest teilweise durch den Mikroprozessor
MP realisiert ist.
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In
der Speichereinrichtung sind zusätzlich die
aktuellen Betriebszustände
("aktiv" oder "nicht aktiv") der einzelnen elektrischen
Verbraucher V1, V2, V3 oder analog dazu die Schaltzustände der
einzelnen Verbraucherschalteinrichtung S1, S2, S3 abgespeichert.
Die entsprechenden Informationen bezüglich dieser Betriebszustände bzw.
Schaltzustände werden
entweder über
entsprechende Signalleitungen zwischen dem Mikroprozessor MP und
den einzelnen Verbrauchern V1, V2, V3 oder Verbraucherschalteinrichtungen
S1, S2, S3 übertragen,
insbesondere von dem Mikroprozessor MP empfangen, oder basieren
auf Schaltbefehlen a1, a2, a3, die von dem Mikroprozessor MP selbst
an die einzelnen Verbraucher V1, V2, V3 oder Verbraucherschalteinrichtungen
S1, S2, S3 signalisiert wurden.
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Eine
mit den Verbraucherschalteinrichtung S1, S2, S3 und der Zentral-Schalteinrichtung
ZS zusammen wirkende Steuereinrichtung, die ebenfalls zumindest
teilweise durch den Mikroprozessor MP realisiert ist, ist programmtechnisch
derart eingerichtet, dass in Abhängigkeit
von den Schaltzuständen der
Verbraucherschalteinrichtungen V1, V2, V3 und der erfassten Gesamt-Stromstärke Iges
ein kritischer Fahrzeugzustand erfasst wird. Die Steuereinrichtung ist
derart eingerichtet, dass parallel zur Erfassung der Gesamt-Stromstärke Iges
aus der Speichereinrichtung die Nennstromstärken I1, I2, I3 der aktiven
Verbraucher ausgelesen und addiert werden.
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Ein
kritischer Fahrzeugzustand wird erkannt, erfasst oder angenommen,
wenn die aktuelle Gesamt-Stromstärke
Iges größer ist,
als die Summe der Nennstromstärken
I1, I2, I3 der elektrischen Verbraucher V1, V2, V3, die momentan über eine
Verbraucherschalteinrichtung S1, S2, S3 mit der Stromversorgungseinrichtung
SV verbunden sind oder aktiv (Betriebszustand "aktiv") sind bzw. mit Strom versorgt werden.
Denn in diesem Fall wird an zumindest einer Stelle des Bordnetzes
Strom unkontrolliert und ungewollt verbraucht.
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In
diesem Fall werden der Reihe nach die geschlossenen Verbraucherschalteinrichtungen
S1, S2, S3 geöffnet
und wieder geschlossen und die Reaktion der aktuellen Gesamt-Stromstärke Iges
während der
einzelnen Öffnungsdauern
gemessen.
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Es
wird im Folgenden angenommen, alle drei Verbraucherschalteinrichtungen
S1, S2, S3 und die Zentral-Schalteinrichtung seien geschlossen und
die Gesamt-Stromstärke
Iges sei größer, als
die Summe der Nennstromstärken
I1, I2, I3 der aktiven elektrischen Verbraucher V1, V2, V3. Es wird
dann die erste geschlossene Verbraucherschalteinrichtung S1 geöffnet.
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Bei
einer Beendigung des kritischen Fahrzeugzustandes nach Öffnung der
ersten Verbraucherschalteinrichtung S1, also dann, wenn die Gesamt-Stromstärke Iges
nicht größer ist
als die Summe der Nennstromstärken
I2, I3 der übrigen
aktiven elektrischen Verbraucher V2, V3 bleibt die geöffnete Verbraucherschalteinrichtung
S1 geöffnet,
da dann ein Fehler oder die Ursache für den erhöhten Stromverbrauch im Umfeld
des ersten Verbrauchers V1 liegt.
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Bei
einem weiteren Vorliegen des kritischen Fahrzeugzustandes nach Öffnung der
Verbraucherschalteinrichtung S1, also dann, wenn die Gesamt-Stromstärke Iges
weiter größer ist
als die Summe der Nennstromstärken
I2, I3 der übrigen
aktiven elektrischen Verbraucher V2, V3 wird die geöffnete Verbraucherschalteinrichtung
S1 wieder geschlossen, da dann der Fehler nicht im Umfeld des ersten Verbrauchers
V1 liegt. Es wird dann die zweite geschlossene Verbraucherschalteinrichtung
S2 geöffnet.
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Bei
einer Beendigung des kritischen Fahrzeugzustandes nach Öffnung der
zweiten Verbraucherschalteinrichtung S2, also dann, wenn die Gesamt-Stromstärke Iges
nicht größer ist
als die Summe der Nennstromstärken
I1, I3 der übrigen
aktiven elektrischen Verbraucher V1, V3 bleibt die geöffnete Verbraucherschalteinrichtung
S2 geöffnet,
da dann ein Fehler oder die Ursache für den erhöhten Stromverbrauch im Umfeld
des zweiten Verbrauchers V2 liegt.
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Bei
einem weiteren Vorliegen des kritischen Fahrzeugzustandes nach Öffnung der
zweiten Verbraucherschalteinrichtung S2, also dann, wenn die Gesamt-Stromstärke Iges
weiter größer ist
als die Summe der Nennstromstärken
I1, I3 der übrigen
aktiven elektrischen Verbraucher V1, V3 wird die geöffnete Verbraucherschalteinrichtung
S2 wieder geschlossen, da dann der Fehler nicht im Umfeld des zweiten
Verbrauchers V2 liegt. Es wird dann die dritte geschlossene Verbraucherschalteinrichtung
S3 geöffnet.
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Bei
einer Beendigung des kritischen Fahrzeugzustandes nach Öffnung der
dritten Verbraucherschalteinrichtung S3, also dann, wenn die Gesamt-Stromstärke Iges
nicht größer ist
als die Summe der Nennstromstärken
I1, I2 der übrigen
aktiven elektrischen Verbraucher V1, V2 bleibt die geöffnete Verbraucherschalteinrichtung
S3 geöffnet,
da dann ein Fehler oder die Ursache für den erhöhten Stromverbrauch im Umfeld
des dritten Verbrauchers V3 liegt.
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Bei
einem weiteren Vorliegen des kritischen Fahrzeugzustandes nach Öffnung der
dritten Verbraucherschalteinrichtung S3, also dann, wenn die Gesamt-Stromstärke Iges
weiter größer ist
als die Summe der Nennstromstärken
I1, I2 der übrigen
aktiven elektrischen Verbraucher V1, V2 wird die geöffnete Verbraucherschalteinrichtung
S3 wieder geschlossen, da dann der Fehler nicht im Umfeld des ersten
Verbrauchers V3 liegt. Es wird dann die Zentral-Schalteinrichtung
ZS geöffnet,
da dann ein Fehler oder die Ursache für den erhöhten Stromverbrauch im Umfeld
Zentral-Schalteinrichtung ZS oder bereits nahe der Stromversorgungseinrichtung
SV liegen wird.
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Es
wird im Folgenden anhand von 2 die Anwendung
der Erfindung im Rahmen eines vereinfacht dargestellten größeren hierarchisch
aufgebauten Bordnetzes erläutert.
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Das
Bordnetz umfasst eine Vielzahl elektrischer Verbraucher V1, V2,
V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, die über
eine Stromversorgungseinrichtung SV mit Strom versorgt werden. Ein
elektrischer Verbraucher V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9 kann
dabei auch eine Gruppe von Verbrauchern umfassen.
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Zudem
ist eine Vielzahl von Verbraucherschalteinrichtungen S1, S2, S3,
S4, S5, S6, S7, S8, S9 vorgesehen, die jeweils einem Verbraucher
V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9 zugeordnet sind, zur Herstellung
bzw. Unterbrechung der Verbindung zwischen der Stromversorgungseinrichtung
SV und den einzelnen Verbrauchern V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8,
V9. Die elektrischen Verbraucher können sich dabei auf der gleichen
Hierarchiestufe des hierarchisch aufgebauten Bordnetzes befinden,
können
sich aber auch auf verschiedenen Hierarchiestufen befinden. Neben
den gezeigten Verbrauchern V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9 können weitere
nicht dargestellte Verbraucher Bestandteile des Bordnetzes sein.
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Mehrere
Verbraucher werden jeweils samt zugeordneter Verbraucherschalteinrichtung
zu einer Gruppe von Verbrauchern (V1, V2, V3 und V4, V5, V6 und
V7, V8, V9) zusammengefasst. Jede Gruppe ist dann über eine
der Gruppe zugeordnete Zentralschalteinrichtung ZS, ZS2, ZS3 mit
der Stromversorgungseinrichtung SV verbindbar.
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Mehrere
solche Gruppen samt zugeordneter Zentralschalteinrichtung ZS, ZS2
können
wieder zusammengefasst werden und über eine diesen zusammengefassten
Gruppen samt zugeordneter Zentralschalteinrichtung ZS, ZS2 zugeordnete
weitere Zentralschalteinrichtung ZS4 mit der Stromversorgungseinrichtung
SV verbindbar ausgeführt
sein.
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Diese
Zusammenfassung von Gruppen und Zentralschalteinrichtungen im Sinne
eines hierarchischen Prinzips oder einer Baumstruktur kann beliebig
ausgeführt
und fortgesetzt werden.
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Am
Ende der Baumstruktur steht in diesem Fall eine Zentralschalteinrichtung
ZS5, welche letztlich alle elektrischen Verbraucher V1, V2, V3,
V4, V5, V6, V7, V8, V9 des Bordnetzes mit der Stromversorgungseinrichtung
SV verbindet oder nicht, und die als Batterietrennschalter oder
absprengbarer Batteriepol ausgeführt
sein kann, um die Stromversorgungseinrichtung SV gegebenenfalls
galvanisch von allen elektrischen Verbrauchern V1, V2, V3, V4, V5,
V6, V7, V8, V9 trennen zu können.
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Als
Erfassungseinrichtung für
eine kritische Fahrzeugsituation (nicht dargestellt) kann wider
eine schon anhand von 1 erläuterte Stromerfassungseinrichtung
im Zusammenwirken mit einer entsprechend eingerichteten und mit
den Schalteinrichtungen V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, ZS,
ZS2, ZS3, ZS4, ZS5 zusammenwirkenden Steuereinrichtung (nicht dargestellt)
eingesetzt werden.
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Die
Schalteinrichtungen V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, ZS, ZS2,
ZS3, ZS4, ZS5 können
als elektromechanische und/oder elektronische Schalter ausgebildet
sein, beispielsweise als Trennschalter, Relais oder Leistungshalbleiter.
Da elektronische Schalter keine galvanische Trennung bewirken und im
Defektfall stromleitend sein können
bzw. durch eigene Verlustleistung eine eigene Gefahrenquelle bilden,
sind zur Verbindung mit der Stromversorgungseinrichtung SV beispielsweise
in Reihe mit den elektronischen Schaltern elektromechanische Trenner, wie
Relais oder absprengbare Batteriepole, vorgesehen.
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Je
nach Ausführungsvariante
der Erfindung kann eine Stromerfassungseinrichtung der Zentralschalteinrichtung
ZS5 zugeordnet werden, oder kann jeweils einer Zentralschalteinrichtung
ZS, ZS2, ZS3, ZS4, ZS5 eine Stromerfassungseinrichtung zugeordnet
werden, die jeweils entsprechend der anhand von 1 erläuterten
Stromerfassungseinrichtung funktioniert.
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Ein
kritischer Fahrzeugzustand wird dann angenommen, wenn die durch
eine Stromerfassungseinrichtung gemessene Gesamt-Stromstärke Iges
größer ist
als die Summe der Nennstromstärken der
aktiven Verbraucher, denen diese Gesamt-Stromstärke Iges zugeführt wird.
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Beispielsweise
werden im Falle eines erfassten kritischen Fahrzeugzustandes zuerst
der Reihe nach die Verbraucher-Schalteinrichtungen V1, V2, V3, V4,
V5, V6, V7, V8, V9 geöffnet
und wieder geschlossen, sofern sie im aktuellen Fahrzeugzustand eigentlich
geschlossen sind. Sollte während
keiner Öffnungsphase
einer Verbraucher-Schalteinrichtungen V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7,
V8, V9 der kritische Fahrzeugzustand beendet werden können, werden in
einem nächsten
Schritt die Zentralschalteinrichtung ZS, ZS2, ZS3 der nächsten Hierarchiestufe
der Reihe nach geöffnet
und wieder geschlossen. Sollte während
keiner Öffnungsphase
einer Zentralschalteinrichtung ZS, ZS2, ZS3 der nächsten Hierarchiestufe
der kritische Fahrzeugzustand beendet werden können, wird in einem nächsten Schritt
die Zentralschalteinrichtung ZS4 der nächsten Hierarchiestufe geöffnet und
wieder geschlossen. Sollte während
der Öffnungsphase
der Zentralschalteinrichtung ZS4 der nächsten Hierarchiestufe der
kritische Fahrzeugzustand nicht beendet werden können, wird in einem nächsten Schritt
die Zentralschalteinrichtung ZS5 der nächsten Hierarchiestufe geöffnet.
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Alternativ
oder ergänzend
zur Erfassung eines kritischen Fahrzeugzustandes aufgrund der gemessenen
Gesamt-Stromstärke
Iges kann die Erfassung eines kritischen Fahrzeugzustandes auf einem oder
mehreren der folgenden Kriterien oder Ereignisse basieren:
- – Umgekehrte
Polarität;
- – Kurzschluss
im Bordnetz gegen Ubat oder Ground;
- – Kurzschluss
zwischen Bordnetzen wie 12V- und 42V-Bordnetz;
- – Langsam
sich verändernder
Strom durch schleichenden Kurzschluss;
- – Jumpstart
zu lange;
- – Kurzschluss über Last;
- – Hoher
Ruhestrom mit Entladung der Batterie;
- – Kurzschluss
in einer Baugruppe;
- – Kurzschluss
des Leistungshalbleiters;
- – Nebenschluss
im Leistungshalbleiter;
- – Leere
Batterie durch unzulässigen
Ruhestrom;
- – Lichtbogen
zwischen Kontakten;
- – Bordnetzabschaltung
beim Transport;
- – Unfall;
- – Nicht
plausible Stromänderung;
Beispiel: Durch laufende Überwachung
des Ruhestromes kann im Ruhezustand des Fahrzeuges ein schleichender Kurzschluss
durch den allmählichen
Anstieg des Stromes detektiert werden und ein entsprechendes Teilnetz
abgeschaltet werden.