DE102009014531A1

DE102009014531A1 - Gleichspannungswandler für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102009014531A1
Application number: DE102009014531A
Authority: DE
Inventors: Stefan Holzinger; Aurel Vasile Neic
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2009-03-24
Filing date: 2009-03-24
Publication date: 2010-10-07
Also published as: WO2010108899A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gleichspannungswandler, welcher einen Tiefsetzsteller aufweist, welchem eine Verpolschutzschaltung und ein Eingangsfilter vorgeschaltet sind. Des Weiteren ist dem Tiefsetzsteller ein zuschaltbarer Hochsetzsteller vorgeschaltet, um kurzzeitige Einbrüche der Eingangsgleichspannung zu kompensieren. Der Gleichspannungswandler weist vorzugsweise zwei Betriebsarten auf, wobei in der ersten Betriebsart das Eingangsfilter aktiviert und der Hochsetzsteller deaktiviert ist und in der zweiten Betriebsart das Eingangsfilter deaktiviert und der Hochsetzsteller aktiviert ist. Der Hochsetzsteller verwendet Bauteile des Eingangsfilters und der Verpolschutzschaltung mit.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gleichspannungswandler für ein Kraftfahrzeug.
Ein derartiger Gleichspannungswandler kann beispielsweise dazu verwendet werden, aus einer 24 V-Bordnetzspannung eines Kraftfahrzeugs eine 12 V-Hilfsspannung zu generieren, die als Betriebsspannung für ein Steuergerät des Kraftfahrzeugs dient.
Derartige Gleichspannungswandler sind typischerweise reine Buck-Wandler, d. h. Abwärtswandler bzw. Tiefsetzsteller, die aus einer höheren Eingangsgleichspannung eine niedrigere Ausgangsgleichspannung generieren. Buck-Wandler weisen in der Regel einen hohen Wirkungsgrad auf, der 90% und mehr betragen kann. Derartige Buck-Wandler und auch andere Gleichspannungswandler, beispielsweise Boost-Wandler, weisen im Allgemeinen Filter auf, welche durch den Wandelvorgang entstehende Störspitzen ausreichend dämpfen. Des Weiteren enthalten derartige Gleichspannungswandler in vielen Fällen auch eine Verpolschutzschaltung.
Ein Ausführungsbeispiel für einen bekannten Buck-Wandler ist in der 1 gezeigt. Dieser Buck-Wandler weist eine Verpolschutzschaltung 1, ein Eingangsfilter 2 und einen Tiefsetzsteller 3 auf, welche im Sinne einer Reihenschaltung hintereinander angeordnet sind. Der Buck-Wandler ist dazu vorgesehen, eine Eingangsgleichspannung U_E, die beispielsweise 24 V beträgt, in eine Ausgangsgleichspannung U_A umzuwandeln, die beispielsweise 12 V beträgt.
Die Verpolschutzschaltung 1 weist eine Verpolschutzdiode D_V auf, deren Anode mit einem Eingangsspannungsanschluss E1 und deren Kathode mit einem Eingang des nachgeschalteten Ein gangsfilter 2 verbunden ist. Um die Gesamtverlustleistung der Verpolschutzschaltung zu reduzieren, kann in vorteilhafter Weise parallel zur Verpolschutzdiode D_V die Schaltstrecke eines Feldeffekttransistors T_V angeordnet sein, dessen Steuereingang mit einem Schaltungsknoten K verbunden ist. Der Schaltungsknoten K steht über eine Parallelschaltung eines Widerstandes R₁ und einer Zenerdiode D_Z mit dem ersten Eingangsspannungsanschluss E1 und der Anode der Verpolschutzdiode D_V in Verbindung. Des Weiteren ist der Schaltungsknoten K über einen Widerstand R₂ mit einem zweiten Eingangsspannungsanschluss E2 verbunden, an welchem ein Bezugspotential M anliegt. Die Anode der Zenerdiode D_Z ist mit dem Schaltungsknoten K verbunden, deren Kathode mit dem Eingangsspannungsanschluss E1.
Das Eingangsfilter 2 weist eine Spule L_F auf, deren erster Anschluss mit der Kathode der Verpolschutzdiode D_V und deren zweiter Anschluss mit einem Eingang des nachgeschalteten Tiefsetzstellers 3 verbunden ist. Zwischen dem ersten Anschluss der Spule L_F und dem zweiten Eingangsanschluss E2 ist ein Kondensator C₁ vorgesehen. Zwischen dem zweiten Anschluss der Spule L_F und den zweiten Eingangsanschluss E2 ist ein Kondensator C₂ geschaltet. Der Kondensator C₁, die Spule L_F und der Kondensator C₂ bilden ein PI-Filter, welches Störungen, die vom nachfolgenden Tiefsetzsteller 3 erzeugt werden, von den Eingängen der in der 1 gezeigten Vorrichtung fernhalten soll.
Der Tiefsetzsteller 3 weist eine Schaltstrecke T_T und eine in Reihe dazu geschaltete Spule L_T auf, deren zweiter Anschluss einen ersten Ausgangsanschluss A1 des Tiefsetzstellers 3 bildet. Die Kathode der Diode D_t ist an den zweiten Anschluss der Spule L_F des Eingangsfilters 2 angeschlossen, die Anode der Diode D_t an den ersten Anschluss der Spule L_T. Die Anode der Diode D_t und damit auch der erste Anschluss der Spule L_T sind über eine weitere Diode D₂ mit dem zweiten Eingangsspannungsanschluss E2 verbunden, wobei die Kathode der weiteren Diode D₂ mit der Anode der Diode D_t und dem ersten Anschluss der Spule L_T und die Anode der weiteren Diode D₂ mit dem zweiten Eingangsspannungsanschluss E2 verbunden ist. Parallel zur ersten Diode D_t ist die Schaltstrecke eines Feldeffekttransistors T_T geschaltet.
Die Ausgangsspannung U_A des Tiefsetzstellers 3 fällt über einen Kondensator C₃ ab, dessen erster Anschluss mit dem Ausgangsanschluss A1 und dessen zweiter Anschluss mit einem zweiten Ausgangsanschluss A2 verbunden ist, welcher auf Masse liegt. Ebenfalls auf Masse liegen – wie aus der 1 ersichtlich ist – der zweite Eingangsanschluss E2, ein Anschluss des Widerstandes R₂, ein Anschluss des Kondensators C₁, ein Anschluss des Kondensators C₂ und die Anode der Diode D₂.
Ein Ausführungsbeispiel für einen bekannten Hochsetzsteller ist in der 2 gezeigt. Dieser Hochsetzsteller wandelt eine niedrigere Eingangsgleichspannung U1 in eine höhere Ausgangsgleichspannung U2 um. Die Eingangsgleichspannung U1 fällt über einem Kondensator C₄ ab, die Ausgangsgleichspannung U2 über einem Kondensator C₅. Der erste Anschluss des Kondensators C₄ ist über eine Spule L_H und eine Diode D₃ mit dem ersten Anschluss des Kondensators C₅ verbunden. Zwischen dem Verbindungspunkt zwischen der Spule L_H und der Diode D₃ und Masse M ist ein Schalter S1 angeordnet.
Im Betrieb eines Kraftfahrzeugs kann es dazu kommen, dass bei einem Auftreten von Extrembedingungen, zu denen sehr niedrige Außentemperaturen, eine bereits geschwächte Batterie und das Vorliegen eines Startvorganges gehören, Eingangsspannungen eines Buck-Wandlers auftreten können, die kleiner sind als die gewünschte Ausgangsgleichspannung des Buck-Wandlers.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen kostengünstigen Gleichspannungswandler anzugeben, welcher auch in dem Falle, dass dessen Versorgungs- bzw. Eingangsgleichspannung für einen kurzen Zeitraum kleiner ist als die gewünschte Aus gangsgleichspannung, die gewünschte Ausgangsgleichspannung bereitstellt.
Diese Aufgabe wird durch einen Gleichspannungswandler mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass ein herkömmlicher Gleichspannungswandler mit nur geringem zusätzlichen Schaltungsaufwand dazu in die Lage versetzt werden kann, auch im Falle kurzzeitiger starker Einbrüche der Versorgungs- bzw. Eingangsgleichspannung die gewünschte Ausgangsgleichspannung bereitzustellen. Dies wird im Wesentlichen dadurch erreicht, dass dem Tiefsetzsteller des Gleichspannungswandlers ein zuschaltbarer Hochsetzsteller vorgeschaltet wird, wobei vorzugsweise Bauteile einer Verpolschutzschaltung und eines Eingangsfilters mitverwendet werden. Als zusätzliches Bauteil bedarf es lediglich eines Schaltelementes, mittels dessen das Zuschalten des Hochsetzstellers durchgeführt werden kann, sobald dies notwendig ist.
Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren nachfolgender beispielhafter Erläuterung anhand der 3. Diese zeigt ein Schaltbild, welches die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Bauteile eines Gleichspannungswandlers enthält. Der dargestellte Gleichspannungswandler ist dazu vorgesehen, eine höhere Eingangsgleichspannung U_E, die zwischen einem ersten Eingangsanschluss E1 und einem zweiten Eingangsanschluss E2 anliegt, umzuwandeln in eine Ausgangsgleichspannung U_A, die zwischen einem ersten Ausgangsanschluss A1 und einem zweiten Ausgangsanschluss A2 anliegt. Am zweiten Eingangsanschluss E2 und am zweiten Ausgangsanschluss A2 liegt jeweils ein Bezugspotential, insbesondere Massepotential, an. Die höhere Eingangsgleichspannung beträgt beispielsweise 24 V. Die niedrigere Ausgangsgleichspannung beträgt beispielsweise 12 V. Ein derartiger Anwendungsfall ist bei Kraftfahrzeugen gegeben, um eine 24 V- Bordnetzspannung in eine 12 V-Hilfsspannung umzuwandeln, die für ein Steuergerät des Kraftfahrzeugs als Versorgungsspannung benötigt wird.
Diese Spannungswandlung wird beim gezeigten Ausführungsbeispiel von einem Tiefsetzsteller 3 vorgenommen, dessen Aufbau mit dem Aufbau des in der 1 gezeigten Tiefsetzstellers 3 übereinstimmt. Diesem Tiefsetzsteller 3 ist gemäß der 3 ein gestrichelt umrahmter Block vorgeschaltet, der mit 1 + 2 + 4 bezeichnet ist. Dieser Block enthält eine Verpolschutzschaltung 1, ein Eingangsfilter 2 und einen Hochsetzsteller 4, wobei der Hochsetzsteller 4 zuschaltbar ist und Bauteile der Verpolschutzschaltung 1 und des Eingangsfilters 2 mitverwendet.
Zum Eingangsfilter 2 gehören Kondensatoren C₁ und C₂ sowie ein Spule L_F.
Die Verpolschutzschaltung 1 weist eine Verpolschutzdiode D_V auf, deren Anode mit einem Anschluss der Spule L_F verbunden ist. Um die Gesamtverlustleistung der Verpolschutzschaltung zu reduzieren, kann in vorteilhafter Weise parallel zur Verpolschutzdiode die Schaltstrecke eines Feldeffekttransistors T_V angeordnet sein, dessen Steuereingang mit einem Schaltungsknoten K verbunden ist. Der Schaltungsknoten K steht über eine Parallelschaltung eines Widerstandes R₁ und einer Zenerdiode D_Z mit der Anode der Verpolschutzdiode D_V und einem Anschluss der Spule L_F in Verbindung. Des Weiteren ist der Schaltungsknoten K über einen Widerstand R₂ und einen Schalter S2 mit einem zweiten Eingangsspannungsanschluss E2 verbunden, an welchem ein Bezugspotential M anliegt. Die Anode der Zenerdiode D_Z ist mit dem Schaltungsknoten K verbunden, deren Kathode mit der Anode der Verpolschutzdiode D.
Zum zuschaltbaren Hochsetzsteller 4 gehören die Kondensatoren C₁ und C₂, die Spule L_F, der Schalter S1 und die Diode D_V. Bei dem Schalter S1 handelt es sich vorzugsweise um einen Bipolartransistor, da ein Bipolartransistor bei einer eventuellen Verpolung weniger kritisch reagiert als ein Feldeffekttransistor. Zwischen dem Emitter dieses Bipolartransistors und Masse und/oder in Reihe zum Widerstand R₅ kann eine Diode eingesetzt werden, um den Verpolschutz zu verbessern.
Folglich verwendet der Hochsetzsteller 4 die Kondensatoren C₁ und C₂ und die Spule L_F des Eingangsfilters und die Diode D_V der Verpolschutzschaltung. Es bedarf lediglich des zusätzlichen Schalters S1, um das Eingangsfilter und die Verpolschutzdiode zu einem Hochsetzsteller umzubilden.
Des Weiteren weist der in der 3 gezeigte Gleichspannungswandler eine Steuereinheit SE auf, deren Ausgangssignal über einen Widerstand R₃ der Basis des Bipolartransistors S1 zugeführt wird. Die Basis des Bipolartransistors S1 ist über einen Widerstand R₄ und eine Zenerdiode D_Z2 mit der Spule L_F verbunden. Des Weiteren ist die Basis des Bipolartransistors S1 über einen Widerstand R₅ mit dem Eingangsanschluss E2 und damit mit Masse verbunden. Durch eine geeignete Ansteuerung der Basis des Bipolartransistors S1 ist der Hochsetzsteller 4 schaltbar.
Der in der 3 dargestellte Gleichspannungswandler weist zwei Betriebsarten auf. In der ersten Betriebsart sind das Eingangsfilter 2 und die Verpolschutzschaltung 1 aktiviert und der Hochsetzsteller 4 deaktiviert. In dieser ersten Betriebsart ist der Bipolartransistor S1 gesperrt und damit inaktiv. Dies hat den Vorteil, dass der Bipolartransistor S1 in der ersten Betriebsart keine Verluste verursacht, wie es dann der Fall wäre, wenn der Hochsetzsteller 4 ständig aktiv wäre. Folglich treten in der genannten ersten Betriebsart dieselben Verluste auf, wie sie bei einer alleinigen Verwendung eines Tiefsetzstellers 3 mit vorgeschalteter Verpolschutzschaltung 1 und vorgeschaltetem Eingangsfilter 2 auftreten würden. Diese erste Betriebsart ist der Normalfall, in welchem die Funktion des PI-Filters 2 nicht beeinträchtigt ist. Dieser Normalfall liegt vor, solange die Eingangsgleichspannung U_E größer ist als die gewünschte Ausgangsgleichspannung U_A. In die ser ersten Betriebsart arbeitet die in der 3 gezeigte Schaltung ebenso wie die in der 1 gezeigte Schaltung, gemäß welcher dem Tiefsetzsteller 3 eine Verpolschutzschaltung 1 und ein Eingangsfilter 2 vorgeschaltet sind. In dieser ersten Betriebsart ist die Verpolschutzdiode D_V im Flussfall durch die Schaltstrecke des Transistors T_V überbrückt, um die entstehende Verlustleistung zu verringern.
Sinkt die Eingangsgleichspannung U_E aber auf einen Spannungswert ab, der kleiner ist als die gewünschte Ausgangsgleichspannung U_A, dann steuert die Steuereinheit SE die Basis des Bipolartransistors S1 derart an, dass der Hochsetzsteller 4 aktiviert wird und die unerwünscht niedrige Eingangsgleichspannung U_E auf einen Gleichspannungswert hochsetzt, der größer oder gleich der gewünschten Ausgangsgleichspannung U_A ist. In dieser zweiten Betriebsart ist folglich der Hochsetzsteller 4 zugeschaltet bzw. aktiviert. Die Verpolschutzschaltung 1 und das Eingangsfilter 2 sind in dieser zweiten Betriebsart deaktiviert.
Die zweite Betriebsart kann im Betrieb eines Kraftfahrzeugs beispielsweise dann auftreten, wenn Extrembedingungen vorliegen. Eine Extrembedingung liegt beispielsweise dann vor, wenn bei einer sehr niedrigen Außentemperatur bei bereits schwacher Batterie ein Startvorgang des Kraftfahrzeugs in die Wege geleitet wird. Diese zweite Betriebsart liegt in der Praxis nur für eine kurze Zeitspanne vor, die typischer Weise zwischen 200 ms und 500 ms liegt. Für die Dauer dieser kurzen Zeitspanne wird in Kauf genommen, dass das Eingangsfilter seine gewünschten Wirkungen nicht erfüllen kann.
Des Weiteren ist in dieser zweiten Betriebsart der Transistor T_V abgeschaltet. Die Diode D_V wirkt deshalb wie eine herkömmliche Diode. Die dabei entstehenden Verluste können für die kurze Zeitspanne, in welcher die zweite Betriebsart aktiv ist, toleriert werden. Das Abschalten des Transistors T_V erfolgt über den Schalter S2, der von der Steuereinheit SE entsprechend angesteuert wird.
Zur Ansteuerung des Bipolartransistors S1 stellt die Steuereinheit SE im einfachsten Fall ein Rechtecksignal konstanter Frequenz mit konstantem Tastverhältnis zur Verfügung. Ein Regeln kann entfallen, da ohnehin eine Regelung des nachgeschalteten Tiefsetzstellers 3 erfolgt.
Wird dem Hochsetzsteller 4 ausgangsseitig zu wenig Strom entnommen, dann steigt die Spannung am Kondensator C₂ solange, bis die Energiebilanz wieder ausgeglichen ist. Ein derartiger Anstieg kann auf einfache Weise beispielsweise durch eine mit der Basis des Bipolartransistors S1 über den Widerstand R₄ verbundene Zenerdiode D_Z2 verhindert werden. Über diese Zenerdiode D_Z2 wird der Bipolartransistor S1 beim Vorliegen einer Überspannung eingeschaltet und dadurch überschüssige Energie nach Masse M abgeleitet. Alternativ dazu kann ein Anstieg der Ausgangsspannung auch durch eine Reduktion des Tastverhältnisses der Ansteuersignale des Bipolartransistors S1 verhindert werden.
Eine weitere Alternative besteht darin, unter Verwendung der Steuereinheit SE eine Regelschleife zu bilden, wobei die Spannung am Kondensator C₂ gemessen wird und das zur Ansteuerung des Schalters S1 verwendete Tastverhältnis nachgeregelt wird. In diesem Falle kann gegebenenfalls auf den Widerstand R₄ und die Zenerdiode D_Z2 verzichtet werden.
Eine weitere Alternative besteht darin, dass die Steuereinheit SE dauerhaft ein Rechtecksignal zur Verfügung stellt und dieses Rechtecksignal über eine Zusatzschaltung, beispielsweise einen Komparator, der die Spannung am Kondensator C₂ überwacht, an die Basis des Schalters S1 durchschaltet.
Die Steuereinheit SE ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie nach einer Einleitung der zweiten Betriebsart deren Dauer überwacht und die zweite Betriebsart nach Ablauf einer vorgegebenen Maximaldauer beendet, um eine Zerstörung der Vorrichtung zu verhindern. Diese Maximaldauer liegt beispielsweise im Bereich einiger 500 ms.
Ein Gleichspannungswandler gemäß der Erfindung hat nach alledem den Vorteil, dass er kurzzeitige Einbrüche der Eingangsgleichspannung U_E kompensieren kann und auch für die Dauer dieser Eingangsspannungseinbrüche die gewünschte Ausgangsgleichspannung U_A bereitstellt. Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, dass dem Tiefsetzsteller ein schaltbarer Hochsetzsteller vorgeschaltet wird, der lediglich für die kurze Zeitdauer eines Eingangsspannungseinbruches aktiviert wird. Vorzugsweise verwendet der Hochsetzsteller Bauteile des Eingangsfilters und der Verpolschutzschaltung des Gleichspannungswandlers. Dies hat zur Folge, dass das Eingangsfilter während der Dauer eines Eingangsspannungseinbruches seine Funktionen nicht erfüllen kann, sondern sogar zu einer Störquelle wird. Dies verursacht in der Praxis wegen der Kürze der Zeitdauer eines Eingangsspannungseinbruches keine Probleme, da es weniger Nachteile hat als ein eventueller Ausfall des Gesamtsystems.
Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung erfolgt bei Kraftfahrzeugen. Dort kann ein Gleichspannungswandler gemäß der Erfindung zur Umsetzung einer Eingangsgleichspannung von beispielsweise 24 V in eine Ausgangsgleichspannung von beispielsweise 12 V verwendet werden.

Claims

Gleichspannungswandler, welcher einen Tiefsetzsteller (3) aufweist, welchem eine Verpolschutzschaltung (1) und ein Eingangsfilter (2) vorgeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass dem Tiefsetzsteller (3) des Weiteren ein zuschaltbarer Hochsetzsteller (4) vorgeschaltet ist.
Gleichspannungswandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er zwei Betriebsarten aufweist, wobei in der ersten Betriebsart das Eingangsfilter (2) aktiviert und der Hochsetzsteller (4) deaktiviert ist und in der zweiten Betriebsart das Eingangsfilter (2) deaktiviert und der Hochsetzsteller (4) aktiviert ist.
Gleichspannungswandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochsetzsteller (4) Bauteile des Eingangsfilters (2) und der Verpolschutzschaltung (1) mitverwendet.
Gleichspannungswandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsfilter (2) Kondensatoren (C₁, C₂) aufweist und der Hochsetzsteller (4) die Kondensatoren (C₁, C₂) des Eingangsfilters (2) mitverwendet.
Gleichspannungswandler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsfilter (2) eine Spule (L_F) aufweist und der Hochsetzsteller (4) die Spule (L_F) des Eingangsfilters (2) mitverwendet.
Gleichspannungswandler nach einem der Ansprüche 3–5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpolschutzschaltung (1) eine Verpolschutzdiode (D_V) aufweist und der Hochsetzsteller die Verpolschutzdiode (D_V) mitverwendet.
Gleichspannungswandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verpolschutzdiode (D_V) die Schaltstrecke eines Schalters (T_V) parallel geschaltet ist und dieser Schalter (T_V) in der zweiten Betriebsart deaktiviert ist.
Gleichspannungswandler nach einem der Ansprüche 2–7, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Steuereinheit (SE) aufweist, durch deren Ausgangssignal eine der beiden Betriebsarten auswählbar ist.
Gleichspannungswandler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochsetzsteller einen Schalter (S1) aufweist und das Ausgangssignal der Steuereinheit (SE) dem Steuereingang des Schalters (S1) zugeführt wird.
Gleichspannungswandler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (S1) ein Bipolartransistor ist.
Gleichspannungswandler nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuereingang des Schalters (S1) über eine Zenerdiode (D_Z2) mit der Spule (L_F) des Eingangsfilters (2) verbunden ist.
Gleichspannungswandler nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung der Steuereinheit (SE) eine Regelschleife gebildet und die Spannung am Ausgangskondensator (C₂) des Hochsetzstellers gemessen und das Tastverhältnis des Ausgangssignals der Steuereinheit in Abhängigkeit von der gemessenen Spannung am Ausgangskondenstor (C₂) nachgeregelt wird.
Gleichspannungswandler nach einem der Ansprüche 9–12 dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (S1) des Hochsetzstellers (4) in der ersten Betriebsart deaktiviert ist.
Gleichspannungswandler nach einem der Ansprüche 8–13 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (SE) die Dauer der zweiten Betriebsart überwacht und die zweite Betriebsart nach Ablauf einer vorgegebenen Maximaldauer beendet.