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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lokalisieren eines Isolationsfehlers oder einer Isolations-Auffälligkeit in einem Fahrzeugbordnetz eines Kraftfahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Steuereinrichtung.
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Das elektrische Bordnetz eines Kraftfahrzeugs kann aus mehreren Metern Kabeln bestehen und dabei viele Komponenten, beispielsweise einen Motor oder eine Hochvolt-Batterie, angeschlossen haben. Isolationsfehler in einem elektrischen Netz treten auf, wenn die elektrische Isolation beispielsweise zwischen einem oder mehreren elektrischen Leitern eines Systems und der definierten Masse, auch Ground genannt, des Systems oder zwischen den elektrischen Leitern eines Systems nicht mehr ausreichend hergestellt ist. Dies kann beispielsweise durch defekte Isolatoren, beispielsweise durch Materialversagen, aber auch durch Eintritt zusätzlicher, leitender Objekte, wie Staub, Dreck, oder anderer Medien wie zum Beispiel Wasser, Kühlmittel, und so weiter zustande kommen. Die Folge ist, dass der elektrische Widerstand der Isolation nicht mehr den technischen Anforderungen entspricht. Beispielsweise kann der elektrische Isolationswiderstand im Soll-Zustand eines typischen 400 Volt-Hochvolt-Bordnetzes mehrere tausend Kiloohm betragen, aber durch einen Fehler auf unter ein Kiloohm absinken. Die Folge sind Gefahr für Kurzschluss, Stromschläge oder andere Fehlfunktionen.
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Es gibt die Möglichkeit, Isolationsfehler in einem Kraftfahrzeug zu detektieren. Hierzu wird üblicherweise eine Isolationswiderstandsmesseinrichtung verwendet, die auch Isolationswächter oder Iso-Wächter genannt wird, und die den Isolationswiderstand überwacht. Ein detektierter Isolationswiderstandsfehler ist dabei unter Umständen nicht lokalisierbar, das heißt, es kann zwar mit einer solchen Messeinrichtung festgestellt werden, dass ein Isolationsfehler vorliegt, jedoch lässt sich anhand einer solchen Messschaltung nicht ermitteln, wo dieser Isolationsfehler vorliegt beziehungsweise welche Kraftfahrzeugkomponente davon betroffen ist. Eine solche Isolationswiderstandsmesseinrichtung kann zum Beispiel lediglich den Isolationswiderstand zwischen einem Hochvoltpotential, zum Beispiel dem positiven oder negativen Hochvoltpotential, und dem Massepotential oder den Isolationswiderstand zwischen dem positiven und negativen Hochvoltpotential bestimmen beziehungsweise überwachen. Wird ein zu kleiner Isolationswiderstand festgestellt, so kann keine Aussage darüber getroffen werden, ob zum Beispiel ein Kurzschluss in Batteriezellen oder in anderen Bereichen, zum Beispiel in einer anderen Hochvolt-Komponente oder einer Hochvoltleitung vorliegt, da die Hochvoltbatterie mit dem restlichen Hochvolt-Bordnetz verschaltet ist und somit die Hochvoltpotentiale auf jeweils gleichem Potentialniveau liegen.
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Sind in einem System mehrere elektrische Komponenten elektrisch verbunden und es liegt ein Isolationsfehler vor, kann also nicht direkt erkannt werden, wo der Fehler vorliegt beziehungsweise in welcher Komponente der Fehler vorliegt. Im Fahrzeug-Fehlercode oder durch andere Diagnosen kann also keine Information bereitgestellt werden, wo der Fehler genau lokal vorliegt.
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Um einen solchen detektierten Isolationsfehler zu lokalisieren, ist es bislang erforderlich, das System zu demontieren und in separaten Gruppen und Einzelteilen zu vermessen. Dabei wird üblicherweise ein externes Isolationsmessgerät verwendet. Die Fehlersuche durch eine solche Demontage und einzelne Vermessung der Komponenten und Kabel ist daher extrem aufwendig. Es ist nach der Demontage des Bordnetzes schwierig, die Höhe des typischen Isolationsmesswerts für die einzelnen Komponenten oder, bei eingeschränkter Demontierbarkeit, für Teilnetze festzulegen. Darüber hinaus sind bei einer Isolationsmessung in der Werkstatt die Umgebungsbedingungen anders als auf der Straße während der Nutzung des Fahrzeugs. Diese veränderten Umgebungsbedingungen können es unter Umständen schwieriger machen, den Isolationsfehler nachzuvollziehen beziehungsweise nachzustellen. Ein weiteres Problem besteht zudem darin, dass der Isolationswiderstand des Fahrzeugbordnetzes über verschiedene Betriebszustände des Kraftfahrzeugs hinweg betrachtet nicht konstant ist. Der Isolationswiderstand unterliegt also typischerweise starken Schwankungen, die nicht auf einen Isolationsfehler zurückzuführen sind. Der Grenzwert für den Isolationswiederstand muss also ausreichend großzügig gewählt werden, um bei solchen normalen Isolationsschwankungen nicht fälschlicherweise einen Isolationsfehler zu detektieren. Dies erschwert wiederum die Detektion und Lokalisierung von Isolationsfehlern, die sich zum Beispiel nur oder zunächst nur in einer kleinen Erniedrigung des Isolationswiderstands bemerkbar machen, nicht jedoch zu einer Auslösung des Isolationswächters führen. Eine fehlerhafte Komponente führt also nicht zwangsläufig zu den niedrigsten Isolationswiderstandswerten. Eine frühzeitige Erkennung von Isolationsfehlern ist dadurch folglich erschwert.
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Die
DE 10 2016 224 541 A1 beschreibt ein Sicherheitsverfahren zur Verwendung in einem Hochvoltnetz eines Fahrzeugs mit Hochvolt-Komponenten und eine entsprechende Sicherheitsvorrichtung. Um sporadische beziehungsweise dynamisch auftretende Isolationsfehler zu erkennen, führt während des Betriebs des Fahrzeugs ein Isolationswächter Messungen durch, auf deren Basis jeweils aktuelle Isolationswerte ermittelt werden, wobei jeweils aktuelle Betriebszustände beziehungsweise Schalterstellungen innerhalb beteiligter Teile des Hochvoltnetzes zusammen mit den jeweils aktuell ermittelten Isolationswerten für eine Diagnose gespeichert werden.
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Dabei bleibt jedoch das Problem der Detektion oder Lokalisierung von Isolationsfehlern, die nur zu einer kleinen Erniedrigung des Isolationswiderstands führen, weiterhin bestehen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Steuereinrichtung bereitzustellen, die eine möglichst einfache und zuverlässige Lokalisierung von Isolationsfehlern, und insbesondere auch eine frühzeitige Detektion von Isolationsfehlern oder Isolations-Auffälligkeiten, ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Lokalisieren eines Isolationsfehlers oder einer Isolations-Auffälligkeit in einem Fahrzeugbordnetz eines Kraftfahrzeugs ist mindestens ein bestimmter Betriebsmodus dadurch definiert, dass diesem eine bestimmte, in diesem bestimmten Betriebsmodus aktive Verbrauchergruppe zugeordnet ist, die mindestens eine bestimmte elektrische Komponente des Fahrzeugbordnetzes umfasst, wobei eine Steuereinrichtung den Isolationsfehler oder die Isolations-Auffälligkeit in Abhängigkeit von einem im mindestens einen bestimmten Betriebsmodus erfassten, ersten Isolationswiderstandswert des Fahrzeugbordnetzes und in Abhängigkeit vom mindestens einen bestimmten Betriebsmodus, in dem der erste Isolationswiderstandswert erfasst wurde, in der Verbrauchergruppe lokalisiert.
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Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass sich vor allem Isolationsfehler oder Isolations-Auffälligkeiten, die lediglich zu einer geringfügigen Modifikation des Isolationswiderstands führen, sich dann besonders einfach und zuverlässig detektieren lassen, wenn ein solcher erster Isolationswiderstandswert betriebsmodusspezifisch ausgewertet wird.
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Wird beispielsweise ein Isolationswiderstand gemessen, der noch innerhalb der Toleranz liegt, so kann z.B. durch Vergleich mit einem betriebsmodusspezifischen Mittelwert oder Referenzwert auch eine geringfügige Abweichung als Isolations-Auffälligkeit erfasst werden. Tritt eine solche Abweichung, zum Beispiel von einem Durchschnittswert oder Referenzwert, für einen bestimmten Betriebsmodus sehr häufig oder dauerhaft auf, so lässt sich eine solche Isolations-Auffälligkeit oder sogar ein Isolationsfehler noch zuverlässiger detektieren. Auf Basis einer detektierten Isolation-Auffälligkeit kann zudem auch auf das baldige Auftreten eines Isolationsfehlers geschlossen werden oder, wenn ein solcher bereits eingetreten ist, kann dieser auf Basis der zuvor in der bestimmten Verbrauchergruppe lokalisierten Isolations-Auffälligkeit ebenso in dieser Verbrauchergruppe lokalisiert werden. Durch die Betrachtung eines definierten Betriebsmodus, dem eine bestimmte Verbrauchergruppe zugeordnet ist, lässt sich ein Isolationsfehler also auch auf besonders einfache Weise lokalisieren. Beispielsweise kann durch Auswertung des im mindestens einen bestimmten Betriebsmodus erfassten, ersten Isolationswiderstandswerts festgestellt werden, ob bestimmte Isolations-Auffälligkeiten gerade für die Verbrauchergruppe in Bezug auf den Isolationswiderstand sehr häufig auftreten oder überdurchschnittlich häufig oder ähnliches. Die Auswertung des im mindestens einen bestimmten Betriebsmodus erfassten, ersten Isolationswiderstandswerts kann dabei auf der Verwendung historischer Daten, zum Beispiel zuvor erfasster Isolationswiderstandswerte, beruhen oder auch zusätzlich oder alternativ auf Referenzdaten beziehungsweise Schwarmdaten anderer Fahrzeuge. Damit wird eine besonders zuverlässige und effiziente Detektion und Lokalisierung eines Isolationsfehlers oder einer Isolations-Auffälligkeit ermöglicht. Darüber hinaus wird dadurch auch eine sehr frühzeitige Detektion eines Isolationsfehlers oder einer Isolations-Auffälligkeit ermöglicht, da selbst solche Isolationsfehler bzw. Isolations-Auffälligkeiten detektiert werden können, die nur zu einer geringfügigen Änderung des Isolationswiderstands führen.
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Bei dem Fahrzeugbordnetz handelt es sich bevorzugt um ein Hochvolt-Bordnetz des Kraftfahrzeugs. Entsprechend handelt es sich bei der bestimmten elektrischen Komponente des Fahrzeugbordnetzes also vorzugsweise um eine Komponente des Hochvolt-Bordnetzes, zum Beispiel eine Hochvolt-Komponente, insbesondere ein Hochvoltverbraucher, oder auch eine Hochvolt-Batterie, oder allgemein Teil oder eine Funktionseinheit eines solchen Bordnetzes, insbesondere Hochvolt-Bordnetzes. Einer bestimmten Verbrauchergruppe muss dabei nicht notwendigerweise ein einzelner bestimmter elektrischer Verbraucher beziehungsweise eine einzelne bestimmte elektrische Komponente zugeordnet sein, sondern es können dieser Verbrauchergruppe auch mehrere elektrische Komponenten zugeordnet sein. Eine bestimmte elektrische Komponente des Fahrzeugbordnetzes kann dabei auch mehreren, bestimmten, verschiedenen Verbrauchergruppen zugeordnet sein, die unterschiedliche Betriebsmodi definieren. Zwei Verbrauchergruppen unterscheiden sich dabei jedoch in mindestens einer elektrischen Komponente. Unterschiedliche Kombinationen der elektrischen Komponenten des Fahrzeugbordnetzes, insbesondere des Hochvolt-Bordnetzes können entsprechend unterschiedliche Betriebsmodi definieren.
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Die Betrachtung mehrerer solcher Betriebsmodi und der entsprechenden Erfassung des zugeordneten Isolationswiderstandswerts während eines solchen Betriebsmodus erlaubt es zudem auch, zum Beispiel durch Abgleich der Isolationswiderstandswerte untereinander, nicht nur die Verbrauchergruppe zu ermitteln, in der der Isolationsfehler oder die Isolations-Auffälligkeit lokalisiert ist, sondern beispielsweise auch konkret die elektrische Komponente zu bestimmen, die Ursache für den Isolationsfehler oder die Isolations-Auffälligkeit ist. Unterscheiden sich zwei Verbrauchergruppen in nur einer einzigen elektrischen Komponente und wurde ein Isolationsfehler oder eine Isolations-Auffälligkeit jedoch nur für einen der zwei diesen Verbrauchergruppen zugeordneten Betriebsmodi detektiert, so kann nur diejenige Komponente für den Isolationsfehler oder die Isolations-Auffälligkeit ursächlich sein, in der sich die beiden Verbrauchergruppen unterscheiden. Ist zum Beispiel eine bestimmte elektrische Komponente in zwei unterschiedlichen Betriebsmodi des Fahrzeugbordnetzes aktiv und wurde der Isolationsfehler oder die Isolations-Auffälligkeit jedoch nur für einen dieser beiden unterschiedlichen Betriebsmodi detektiert, so kann zumindest die bestimmte elektrische Komponente, die in den zwei unterschiedlichen Betriebsmodi aktiv ist, nicht für den Isolationsfehler oder die Isolations-Auffälligkeit ursächlich sein. Dadurch lässt sich die Lokalisierung des Isolationsfehlers oder der Isolations-Auffälligkeit folglich auch weiter eingrenzen.
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Auch können auf Basis einer erfassten Isolations-Auffälligkeit bereits Defekte erfasst werden, die noch gar nicht zu einem Isolationsfehler geführt haben, aber zum Beispiel ohne weitere Gegenmaßnahmen in naher Zukunft dazu führen würden. Beispielsweise lassen sich bereits kleine Auffälligkeiten hinsichtlich des Isolationswiderstands auf Basis einer solchen Auswertung des im mindestens einen bestimmten Betriebsmodus erfassten, ersten Isolationswiderstandswerts erfassen. Häufen sich solche Isolations-Auffälligkeiten, so lässt dies auf einen möglichen Defekt und/oder auf einen baldigen Isolationsfehler schließen. Dann können beispielsweise Maßnahmen ergriffen werden, zum Beispiel ein Austausch der betreffenden Komponente, die Ausgabe eines Fehlersignals oder ähnliches, wodurch das tatsächliche Auftreten eines solchen Isolationsfehlers gänzlich vermieden werden kann.
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Der erste Isolationswiderstandswert, und insbesondere im Allgemeinen jeder weitere Isolationswiderstandswert, kann dabei zum Beispiel von einer Isolationswiderstandsmessschaltung erfasst werden. Eine solche Isolationswiderstandsmessschaltung kann auch als Isolationswiderstandsmessgerät oder als Isolationsmesseinrichtung oder als Isolationswächter bzw. Isowächter oder ähnliches bezeichnet werden. Ein solcher Isowächter kann dazu ausgelegt sein, mindestens einen Isolationswiderstand zwischen zwei unterschiedlichen Potentialen zu bestimmen, insbesondere zwischen einem der beiden Hochvoltpotentiale des Hochvolt-Bordnetzes und einem definierten Massepotential und/oder zwischen den beiden Hochvoltpotentialen des Hochvolt-Bordnetzes. Das Ergebnis dieser Messung kann in Form eines entsprechenden Isolationswiderstandwerts bereitgestellt werden. Außerdem kann ein solcher Isowächter dazu ausgelegt sein, den erfassten Isolationswiderstandswert mit einem vorbestimmten Schwellwert zu vergleichen und bei Unterschreiten einen Isolationsfehler zu detektieren. Ein solcher detektierter Isolationsfehler kann der Isowächter in Form eines Isolationsfehlersignals an die Steuereinrichtung übermitteln. Der Isowächter selbst ist bevorzugt lediglich dazu ausgelegt, einen solchen allgemeinen Isolationsfehler zu detektieren ohne diesen zu lokalisieren.
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Grundsätzlich ist eine solche Isolationsüberwachung mittels des Isowächters nicht auf ein Hochvolt-Bordnetz des Kraftfahrzeugs beschränkt, sondern kann zusätzlich oder alternativ auch für andere Bordnetze oder Bordnetzteile des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden, zum Beispiel für ein Niedervolt-Bordnetz und/oder ein Mittelvolt-Bordnetz und/oder das gesamte Bordnetz des Kraftfahrzeugs, welches eines oder mehrere der genannten Bordnetzteile umfassen kann.
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Zur Auswertung kann von der Steuereinrichtung dabei der Betriebsmodus und der erste Isolationswiderstandswert empfangen werden. Dass von der von der Steuereinrichtung dabei der Betriebsmodus empfangen wird, ist dabei so zu verstehen, dass die Steuereinrichtung Kenntnis darüber besitzt, in welchem Betriebsmodus der erste Isolationswiderstandswert erfasst wurde beziehungsweise welche Verbrauchergruppe also während der Erfassung des ersten Isolationswiderstandswerts aktiv war. Der zum Zeitpunkt der Erfassung des ersten Isolationswiderstandswerts aktiven elektrischen Komponenten des Fahrzeugbordnetzes können die Verbrauchergruppe definieren, die wiederum den Betriebsmodus definiert. Die Steuereinrichtung kann zum Beispiel auch dazu ausgelegt sein, die entsprechenden Verbraucher beziehungsweise elektrischen Komponenten anzusteuern, um zwischen verschiedenen Betriebsmodi zu wechseln. Dadurch liegen der Steuereinrichtung automatisch auch Kenntnisse darüber vor, welche Komponenten des Bordnetzes aktuell aktiv sind und welche inaktiv und welcher Betriebsmodus vorliegt. Den ersten Isolationswiderstandswert kann die Steuereinrichtung vom Isowächter erhalten.
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Bei der Steuereinrichtung kann es sich grundsätzlich um eine teilweise oder vollständig fahrzeuginterne Steuereinrichtung handeln. Es kann sich aber auch um eine teilweise oder vollständig fahrzeugexterne Steuereinrichtung handeln. Mit anderen Worten kann die Auswertung des im mindestens einen bestimmten Betriebsmodus erfassten, ersten Isolationswiderstandswerts, insbesondere statistische Auswertung des im mindestens einen bestimmten Betriebsmodus erfassten, ersten Isolationswiderstandswerts auch teilweise oder vollständig extern, zum Beispiel in einem Fahrzeugbackend, erfolgen. In diesem Fall kann die Steuereinrichtung beispielsweise die Information über den Betriebsmodus, in welchem der erste Isolationswiderstandswert erfasst wurde, von einer fahrzeuginternen Steuereinrichtung erhalten. Diese Informationen können der Steuereinrichtung zusammen mit den entsprechenden ersten Isolationswiderstandswerten übermittelt werden.
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Eine Isolations-Auffälligkeit muss nicht notwendigerweise ein Isolationsfehler sein. Eine Isolations-Auffälligkeit kann z.B. eine Abweichung von einem bestimmten Referenzwert sein. Es kann auch eine Abweichung mit bestimmter Mindesthäufigkeit oder eine vorbestimmt starke Abweichung sein. Ein Isolationsfehler kann z.B. so definiert sein, dass ein vom Isowächter erfasster Isolationswiderstandswert, z.B. der erste Isolationswiderstandswert, einen vorbestimmten Grenzwert, z.B. einen allgemeinen Grenzwert, der für alle Betriebsmodi gilt, oder einen betriebsmodusspezifischen Grenzwert unterschreitet.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung detektiert eine Isolationswächterschaltung des Fahrzeugbordnetzes den Isolationsfehler dadurch, dass ein erfasster zweiter Isolationswiderstandswert einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet. Mit anderen Worten muss die Detektion des Isolationsfehlers selbst nicht auf der Auswertung des im mindestens einen bestimmten Betriebsmodus erfassten, ersten Isolationswiderstandswerts des ersten Isolationswiderstandswerts beruhen.
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Beispielsweise kann die Isolationswächterschaltung einen Isolationsfehler auf herkömmliche Weise detektieren. Zur Lokalisierung des Isolationsfehlers kann dann die Auswertung des im mindestens einen bestimmten Betriebsmodus erfassten, ersten Isolationswiderstandswerts des mindestens einen ersten Isolationswiderstandswerts herangezogen werden. Zeigt die Auswertung beispielsweise Auffälligkeiten des Isolationswiderstands, also Isolations-Auffälligkeiten, in einem bestimmten Betriebsmodus, so ist die Ursache für den nunmehr durch den Isowächter detektierten Isolationsfehler vermutlich in einer elektrischen Komponente zu finden, die Teil der Verbrauchergruppe ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Isolationsfehler oder die Isolations-Auffälligkeit in Abhängigkeit von einer Auswertung, z.B. einer statistischen Auswertung, des im mindestens einen bestimmten Betriebsmodus erfassten, ersten Isolationswiderstandswerts detektiert. Ein solcher Isolationsfehler beziehungsweise eine solche Auffälligkeit kann beispielsweise detektiert werden, noch bevor die Isolationswächterschaltung des Fahrzeugbordnetzes selbst einen Isolationsfehler, gemäß welchem ein Isolationswiderstandswert einen vorbestimmten allgemeinen Grenzwert, der für alle Betriebsmodi gilt, unterschreitet, detektiert. Somit kann auf Grundlage der statistischen Auswertung des im mindestens einen bestimmten Betriebsmodus erfassten, ersten Isolationswiderstandswerts vorteilhafterweise bereits ein Isolationsfehler, genauer gesagt ein sich anbahnender Isolationsfehler erkannt werden. Dies erlaubt es vorteilhafterweise, besonders frühzeitig Gegenmaßnahmen einzuleiten.
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In Abhängigkeit von der Lokalisierung des Isolationsfehlers oder der Isolations-Auffälligkeit kann die Steuereinrichtung zudem ein Signal ausgeben. In Abhängigkeit von dem ausgegebenen Signal kann zum Beispiel eine Warnmeldung an den Fahrer ausgegeben werden oder ein Eintrag in einen Fehlerspeicher erfolgen und/oder eine bestimmte Funktion des Kraftfahrzeugs ausgelöst werden und/oder die elektrische Komponente und/oder die Verbrauchergruppe deaktiviert werden und/oder eine andere Sicherheitsmaßnahme getroffen werden.
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Dabei ist es zum Beispiel besonders vorteilhalft, wenn die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von der Lokalisierung des Isolationsfehlers oder der Isolations-Auffälligkeit ein Signal ausgibt oder bereitstellt, das in Form einer ausgegebenen Information oder Warnmeldung oder in Form eines Eintrags in einen Fehlerspeicher die Verbrauchergruppe und/oder die mindestens eine elektrische Komponente, die für den Isolationsfehler oder die Isolations-Auffälligkeit als ursächlich detektiert wurde, spezifiziert, und/oder einen aktuellen Zustand der Verbrauchergruppe und/oder der mindestens einen elektrischen Komponente spezifiziert; und/oder einen Hinweis auf eine bevorstehende, auszulösende Maßnahme und/oder eine bevorstehende Deaktivierung der Verbrauchergruppe und/oder der mindestens einen elektrischen Komponente, die für den Isolationsfehler oder die Isolations-Auffälligkeit als ursächlich detektiert wurde, umfasst, und/oder eine Information über eine erfolgte Deaktivierung der Verbrauchergruppe und/oder der mindestens einen elektrischen Komponente, die für den Isolationsfehler oder die Isolations-Auffälligkeit als ursächlich detektiert wurde, umfasst.
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Dies erlaubt vorteilhafterweise z.B. eine genauere und gegebenenfalls auch frühzeitigere Benutzerinformation über Isolations-Auffälligkeiten bzw. über eine Verschlechterung des Komponentenzustands in Bezug auf die elektrische Isolation. Außerdem ist es möglich, noch bevor bestimmte Maßnahmen eingeleitet werden, z.B. die betroffene Komponente oder Verbrauchergruppe deaktiviert werden, wie später noch näher erläutert, den Benutzer als Vorstufe und/oder Vorwarnung bereits vorab auf solche bevorstehenden Maßnahmen hinzuweisen. Bevorzugt wird jedoch spätestens eine Benutzerinformation ausgegeben, sobald eine lokalisierte nicht-in-Ordnung Komponente oder Verbrauchergruppe deaktiviert/gesperrt wird.
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Allgemein kann in Abhängigkeit von der Lokalisierung des Isolationsfehlers oder der Isolations-Auffälligkeit eine Fehlerausgabe erfolgen, z.B. durch Fehlercodes und/oder Warnlampen bzw. sonstige Benutzerinformationen. Die an einen Benutzer ausgegebene Information und/oder Warnung kann z.B. über das Infotainment-System des Kraftfahrzeugs und/oder über ein dem Benutzer zugeordnetes mobiles Kommunikationsgerät, z.B. Smartphone, etc., erfolgen.
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Durch diese Maßnahmen kann einem Benutzer und/oder auch einer Werkstatt z.B. bei einer Inspektion eine frühzeitigere Information und/oder detailliertere Information über einen lokalisierten Insolationsfehler bzw. eine lokalisierte Isolations-Auffälligkeit ausgegeben werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere verschiedene Betriebsmodi durch verschiedene im jeweiligen Betriebsmodus aktive Verbrauchergruppen definiert, die jeweils mindestens eine bestimmte elektrische Komponente des Fahrzeugbordnetzes umfassen. Die verschiedenen Betriebsmodi können dabei den oben genannten bestimmten Betriebsmodus umfassen. Entsprechend können die verschiedenen Verbrauchergruppen die oben definierte bestimmte Verbrauchergruppe umfassen. Weiterhin ist es bevorzugt, dass von der Steuereinrichtung wiederholt ein jeweiliger, erfasster Isolationswiderstandswert und der zugeordnete Betriebsmodus, in dem der jeweilige Isolationswiderstandswert erfasst wurde, empfangen wird und die Steuereinrichtung die Auswertung des im mindestens einen bestimmten Betriebsmodus erfassten, ersten Isolationswiderstandswerts in Abhängigkeit von den erfassten Isolationswiderstandswerten und den zugeordneten Betriebsmodi ausführt und in Abhängigkeit von der Auswertung den Isolationsfehler oder die Isolations-Auffälligkeit lokalisiert und/oder detektiert. Der erste Isolationswiderstandswert stellt dabei einen der Isolationswiderstandswerte dar. Die Definition unterschiedlicher Verbrauchergruppen und entsprechend unterschiedlicher Betriebsmodi erleichtert die Lokalisierung eines Isolationsfehlers oder einer Isolations-Auffälligkeit. Beispielsweise kann es in einem besonders einfachen Fall vorgesehen sein, dass der erste Isolationswiderstandswert mit einem für den Betriebsmodus zugeordneten Referenz-Isolationswiderstandswert verglichen wird und in Abhängigkeit von einem Ergebnis des Vergleichs der Isolationsfehler oder die Isolations-Auffälligkeit in der Verbrauchergruppe lokalisiert wird. Insbesondere kann für jeden Betriebsmodus ein entsprechender Referenz-Isolationswiderstandswert definiert sein. Diese definierten Referenz-Isolationswiderstandswerte können sich voneinander unterscheiden. Dadurch können vorteilhafterweise typische Schwankungen des Isolationswiderstands in unterschiedlichen Betriebsmodi berücksichtigt werden. Der erste Isolationswiderstandswert kann dann speziell mit dem für den bestimmten Betriebsmodus definierten Referenz-Isolationswiderstandswert verglichen werden. Dieser Referenz-Isolationswiderstandswert kann wiederum einen Mittelwert darstellen, zum Beispiel durch historische Daten bereitgestellt und/oder Flottendaten bereitgestellt. Auch dies stellt eine besonders vorteilhafte und einfache Möglichkeit einer Auswertung des im mindestens einen bestimmten Betriebsmodus erfassten, ersten Isolationswiderstandswerts dar.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung führt die Steuereinrichtung die Auswertung des im mindestens einen bestimmten Betriebsmodus erfassten, ersten Isolationswiderstandswerts in Abhängigkeit von historischen Daten, die sich auf zeitlich zuvor erfasste und gespeicherte Isolationswiderstandswerte des Fahrzeugbordnetzes beziehen, und die insbesondere den jeweils zugeordneten Betriebsmodi beziehen, und/oder Fahrzeugreferenzdaten anderer Fahrzeuge durch, die sich auf Isolationswiderstandswerte von Fahrzeugbordnetzen der anderen Fahrzeuge, und insbesondere den jeweils zugeordneten Betriebsmodi beziehen. Somit können beispielsweise historische Daten on Board ausgewertet werden und/oder auch statistisch mit Flottendaten verglichen werden, zum Beispiel unter Verwendung eines Backendservers. Bei den historischen Daten kann es sich also um zeitlich zuvor erfasste Isolationswiderstandswerte handeln. Diese können anhand ihrer zugeordneten Betriebsmodi gruppiert sein. Für eine jeweilige Isolationswiderstandswertegruppe kann zum Beispiel ein Mittelwert, zum Beispiel ein gleitender Mittelwert, über einen vorbestimmten Zeitraum, gebildet werden. Dann können zum Beispiel die für unterschiedliche Betriebsmodi bereitgestellten Mittelwerte untereinander verglichen werden und/oder mit den für die jeweiligen Betriebsmodi definierten Referenz-Mittelwerte, die aus Flottendaten anderer Fahrzeuge ermittelt wurden. Es können also Isolationswiderstandswerte über einen vorgebbaren Zeitraum für jeden Betriebsmodus separat gemittelt werden und die Mittelwerte verglichen werden, entweder mit einem korrespondierenden Referenzwert auf Basis von Flottendaten oder untereinander. Somit können auch besonders vorteilhaft zeitliche Schwankungen und andere Umgebungseinflüsse eliminiert oder zumindest reduziert werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Auswertung des im mindestens einen bestimmten Betriebsmodus erfassten, ersten Isolationswiderstandswerts eine Bereitstellung mindestens eines Mittelwerts unter Verwendung der historischen Daten und/oder Fahrzeugreferenzdaten. Gerade die Bereitstellung eines Mittelwerts, zum Beispiel wie oben bereits beschrieben, ist dabei besonders vorteilhaft, da die oben beschriebenen Schwankungen durch die Mittelwertbildung ausgeglichen werden können. Andere Einflussgrößen werden dadurch automatisch eliminiert oder reduziert. Auf Grundlage eines solchen Mittelwerts können auch kleine Abweichungen, die ab einem bestimmten Zeitpunkt sehr häufig oder sogar dauerhaft auftreten, zuverlässig erkannt werden.
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Es sind aber auch diverse andere Möglichkeiten, insbesondere statistische Auswertungsmöglichkeiten, denkbar, um Isolationswiderstandsauffälligkeiten zu detektieren und/oder einen Isolationsfehler oder eine Isolations-Auffälligkeit zu lokalisieren. Beispiele hierfür sind die Erstellung und Verwendung von Histogrammen, insbesondere auch 2D-Histogrammen beziehungsweise so genannter Heatmap-Funktionen, Ermittlung von absoluten oder relativen Häufigkeiten, Ermittlung von Streuungen, Standardabweichungen und/oder Varianzen, zum Beispiel von einem definierten Erwartungswert oder Mittelwert, und dergleichen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der mindestens eine erste Isolationswiderstandswert oder ein daraus ermittelter Wert an eine fahrzeugexterne zentrale Datenverarbeitungseinrichtung, insbesondere einen Backendserver, übermittelt und insbesondere ein Ergebnis der Auswertung des im mindestens einen bestimmten Betriebsmodus erfassten, ersten Isolationswiderstandswerts von der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung an das Kraftfahrzeug übermittelt.
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Ein aus dem ersten Isolationswiderstandswert ermittelter Wert kann zum Beispiel ein Mittelwert sein oder eine andere daraus abgeleitete statistische Größe, zum Beispiel eine Häufigkeit bestimmter Auffälligkeiten, ein Ausmaß bestimmter Auffälligkeiten, oder ähnliches. Die Steuereinrichtung kann also zumindest teilweise eine fahrzeugexterne zentrale Datenverarbeitungseinrichtung sein. Die Steuereinrichtung kann zum Beispiel auch mehrere räumlich separierte Steuereinheiten umfassen, von denen eine in der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung lokalisiert ist und eine im Fahrzeug. Die Einbindung einer zentralen Datenverarbeitungseinrichtung in das beschriebene Verfahren zum Lokalisieren eines Isolationsfehlers oder einer Isolations-Auffälligkeit ist dabei besonders vorteilhaft, da die Einbindung einer solchen zentralen Datenverarbeitungseinrichtung die Nutzung von zusätzlichen Daten, zum Beispiel Flottendaten anderer Fahrzeuge, erlaubt, und außerdem durch eine solche zentrale Datenverarbeitungseinrichtung deutlich mehr Daten gesammelt und gespeichert werden können, sowie diese auch einfacher ausgewertet werden können. Der in einem Fahrzeug typischerweise zur Verfügung stehende Speicherplatz und die zur Verfügung stehende Rechenkapazität sind gegenüber einer zentralen Datenverarbeitungseinrichtung oftmals deutlich limitiert. Die Übermittlung der Daten zwischen Kraftfahrzeug und der zentralen Datenverarbeitungseinrichtung kann über eine entsprechende Kommunikationsverbindung, zum Beispiel Funk, erfolgen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird bei der Auswertung des im mindestens einen bestimmten Betriebsmodus erfassten, ersten Isolationswiderstandswerts eine Häufigkeit eines Auftretens mindestens einer den ersten Isolationswiderstandswert betreffenden, bestimmten Auffälligkeit und/oder eines Ausmaßes einer bestimmten auftretenden Auffälligkeit ermittelt, insbesondere spezifisch für den Betriebsmodus und/oder spezifisch für die mindestens eine elektrische Komponente. Um ein konkretes Beispiel zu nennen kann zum Beispiel ein Isolationswiderstandswert erfasst werden und mit einem definierten Referenz-Isolationswiderstandswert für den zugehörigen Betriebsmodus verglichen werden. Ist der gemessene Wert kleiner als der Referenzwert, so kann zunächst die Abweichung ermittelt werden und die Abweichung abhängig von ihrer Größe einer von mehreren definierten Klassen zugeordnet werden, zum Beispiel eine Klasse für geringe Abweichungen, eine Klasse für mittlere Abweichungen, eine Klasse für starke Abweichungen. Die Klassen können durch entsprechende Grenzwerte definiert sein. Für einen jeweiligen Betriebsmodus kann im Laufe der Zeit gespeichert beziehungsweise abgelegt werden, wie oft eine bestimmte Abweichungsklasse aufgetreten ist. Gleiches kann auch komponentenspezifisch erfolgen. Mit anderen Worten kann in gleicher Weise auch für jede Komponente gespeichert werden, wie oft unter Beteiligung dieser Komponente eine bestimmte Abweichungsklasse aufgetreten ist. Tritt für eine spezielle Komponente oder einen bestimmten Betriebsmodus eine gewisse Abweichungsklasse, zum Beispiel die Klasse sehr starker Abweichungen, besonders häufig auf, so kann dies als Isolationsfehler oder Isolationswiderstandsauffälligkeit detektiert werden und entsprechend dieser Fehler beziehungsweise die Auffälligkeit in der zugeordneten spezifischen Komponente oder des Betriebsmodus beziehungsweise der dem Betriebsmodus zugeordneten Verbrauchergruppe lokalisiert werden. Isolationswiderstandswerte können also jeweils einem von mehreren Widerstandsbereichen zugeordnet werden und die mehreren Widerstandsbereiche sind jeweils einer von mehreren Auffälligkeitsklassen zugeordnet. Die Häufigkeit des Auftretens einer bestimmten Widerstandsbereichs bzw. Auffälligkeitsklasse kann mit einem bestimmten Referenzwert oder die Häufigkeiten können untereinander verglichen werden, um ein besonders häufiges Auftreten einer Auffälligkeit und dadurch einen Isolationsfehler oder eine Isolations-Auffälligkeit zu detektieren.
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Beispielsweise kann eine negative Abweichung des gemessenen Isolationswiderstandswerts vom Referenzwert als Auffälligkeit, d.h. Isolations-Auffälligkeit, definiert sein. Diese Auffälligkeiten können ebenso wie zu den Abweichungsklassen definiert in unterschiedliche Auffälligkeitsklassen gruppiert sein. Somit kann auf einfache Weise statistisch ausgewertet werden, in welchen Betriebsmodi oder bei der Aktivierung welcher elektrischer Komponenten bestimmte Auffälligkeiten besonders stark oder besonders häufig auftreten.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird in Abhängigkeit von der Lokalisierung des Isolationsfehlers oder der Isolations-Auffälligkeit zumindest die bestimmte elektrische Komponente der Verbrauchergruppe oder die gesamte Verbrauchergruppe zumindest temporär deaktiviert oder eine Aktivierung zumindest temporär gesperrt. Dies ermöglicht es beispielsweise, trotz eines Isolationsfehlers oder einer Isolations-Auffälligkeit andere, davon nicht betroffene Fahrzeugfunktionen weiter zu nutzen beziehungsweise grundsätzlich den Betrieb des Fahrzeugs aufrechterhalten zu können. Dies ist zumindest dann auf einfache Weise möglich, wenn es sich bei der deaktivierten Komponente oder Verbrauchergruppe um eine nicht sicherheitsrelevante Komponente oder Verbrauchergruppe handelt oder eine Komponente oder Verbrauchergruppe, die für den Fahrbetrieb nicht zwingend erforderlich ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird von der Steuereinrichtung zusammen mit dem ersten Isolationswiderstandswert und dem Betriebsmodus mindestens ein erster Randbedingungsparameter, insbesondere eine Temperatur und/oder Luftfeuchtigkeit, empfangen und die Auswertung des im mindestens einen bestimmten Betriebsmodus erfassten, ersten Isolationswiderstandswerts wird zusätzlich in Abhängigkeit von dem empfangenen ersten Randbedingungsparameter durchgeführt. Dies hat den großen Vorteil, dass auch andere Einflussgrößen wie Temperatur und/oder Luftfeuchtigkeit bei der Auswertung des im mindestens einen bestimmten Betriebsmodus erfassten, ersten Isolationswiderstandswerts berücksichtigt werden können. Schwankungen des Isolationswiderstands, die auf solche Einflüsse zurückzuführen sind, können einfacher als solche erkannt werden, und eine Fehlinterpretation der Daten kann effizienter vermieden werden. Die Betrachtung erfasster Isolationswiderstandswerte kann also nicht nur speziell für bestimmte Verbrauchergruppen erfolgen, das heißt für die verschiedenen definierten Betriebsmodi, sondern auch speziell für bestimmte Werte oder Wertebereiche definierter Randbedingungsparameter bzw. Umgebungsparameter.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Steuereinrichtung, die dazu ausgelegt ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren oder eine seiner Ausführungsformen durchzuführen.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Steuereinrichtung.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung mit einer solchen erfindungsgemäßen Steuereinrichtung oder eine ihrer Ausführungsformen.
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Die Steuereinrichtung kann dabei eine bauliche Einheit sein und zum Beispiel in Form eines Steuergeräts vorliegen. Die Steuereinrichtung kann aber auch mehrere separate Steuereinheiten, optional als separate bauliche Einheiten, umfassen, die räumlich verteilt angeordnet sein können. Diese Steuereinheiten können kommunikativ miteinander verbunden sein.
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Die Steuereinrichtung kann eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Als Mikroprozessor kann insbesondere jeweils eine CPU (Central Processing Unit), eine GPU (Graphical Processing Unit) oder eine NPU (Neural Processing Unit) verwendet werden. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein. Die Prozessoreinrichtung kann z. B. auf zumindest einer Schaltungsplatine und/oder auf zumindest einem SoC (System on Chip) basieren.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
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Als eine weitere Lösung umfasst die Erfindung auch ein computerlesbares Speichermedium, umfassend Programmcode, der bei der Ausführung durch einen Computer oder einen Computerverbund, insbesondere der Steuereinrichtung, diesen veranlasst, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Das Speichermedium kann zumindest teilweise als ein nicht-flüchtiger Datenspeicher (z. B. als eine Flash-Speicher und/oder als SSD - solid state drive) und/oder zumindest teilweise als ein flüchtiger Datenspeicher (z. B. als ein RAM - random access memory) bereitgestellt sein. Das Speichermedium kann in dem Computer oder Computerverbund angeordnet sein. Das Speichermedium kann aber auch beispielsweise als sogenannter Appstore-Server und/oder Cloud-Server im Internet betrieben sein. Durch den Computer oder Computerverbund kann eine Prozessorschaltung mit beispielsweise zumindest einem Mikroprozessor bereitgestellt sein. Der Programmcode kann als Binärcode und/oder als Assembler-Code und/oder als Quellcode einer Programmiersprache (z. B. C) und/oder als Programmskript (z. B. Python) bereitgestellt sein.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung des zeitlichen Verlaufs des Isolationswiderstands eines Hochvolt-Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs für verschiedene Betriebsmodi des Bordnetzes gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Lokalisieren eines Isolationsfehlers oder einer Isolations-Auffälligkeit gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 3 eine schematische Darstellung eines Systems zur Lokalisierung eines Isolationsfehlers oder einer Isolations-Auffälligkeit gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 4 eine graphische Darstellung einer Möglichkeit zur statistischen Auswertung von Isolationswiderstandswerten zur Fehlerdetektion und Lokalisation gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 5 eine graphische Darstellung einer Möglichkeit zur Auswertung von Isolationswiderstandswerten zur Lokalisierung eines Isolationsfehlers oder einer Isolations-Auffälligkeit gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
- 6 eine graphische Darstellung einer weiteren Möglichkeit zur statistischen Auswertung von Isolationswiderstandswerten zur Lokalisierung eines Isolationsfehlers oder einer Isolations-Auffälligkeit gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Isolationswiderstands Riso im Verlauf der Zeit t, insbesondere der Nutzungszeit des Kraftfahrzeugs durch einen Benutzer, für verschiedene Betriebsmodi B0, B1, B21, B22, B3, B4 des Bordnetzes des Kraftfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Beispiel sind verschiedene Betriebsmodi dargestellt, die im zeitlichen Verlauf wechseln, zum Beispiel durch sukzessives Zu- und Wegschalten verschiedener elektrischer Komponenten und Verbrauchern des Hochvolt-Bordnetzes. Der Betriebsmodus B0 stellt einen Betriebsmodus bei abgeschaltetem Hochvolt-Bordnetz des Kraftfahrzeugs dar. Der Betriebsmodus B0 kann insbesondere ein Parken mit inaktivem Hochvoltsystem darstellen. Im zeitlichen Verlauf wird ausgehend von diesem initialen Betriebsmodus B0 das Hochvoltsystem aktiviert und ein erster Nebenverbraucher, zum Beispiel eine Klimaanlage, zugeschaltet. Dieses Ereignis ist mit E1 bezeichnet. Dadurch wird in einen weiteren Betriebsmodus B1 gewechselt, nämlich einen Betriebsmodus mit aktivem Hochvolt-Bordnetz, insbesondere aktiver Klimatisierung. Im weiteren zeitlichen Verlauf wird ein erster Elektroantrieb zugeschaltet, was mit E2 bezeichnet ist, wodurch in einen weiteren Betriebsmodus B21 gewechselt wird, nämlich dem Fahren, insbesondere Beschleunigen. In diesem Betriebsmodus B21 wird zudem ein weiterer zweiter Elektroantrieb zugeschaltet, was mit E3 bezeichnet ist. Der Betriebsmodus B21 kann infolge dessen nochmal in Unterbetriebsmodi untergliedert werden, was aus Gründen der Übersichtlichkeit jedoch vorliegend nicht explizit dargestellt ist. Im weiteren zeitlichen Verlauf erfolgt ein Abschalten des ersten Elektroantriebs, zum Beispiel bei einem Ausrollen des Kraftfahrzeugs, was mit E2' bezeichnet ist. Hierdurch wird in den Betriebsmodus B22 übergegangen, was entsprechend ein Fahren, insbesondere Segeln, darstellt. Weiterhin wird auch der zweite Elektroantrieb abgeschaltet, was mit E3' bezeichnet ist, wodurch in den Betriebsmodus B1 übergegangen wird, der einen Modus mit aktivem Hochvoltsystem, insbesondere aktiver Klimatisierung, darstellt, wie bereits beschrieben. Weiterhin erfolgt ein Abschalten der Nebenverbraucher und eine Deaktivierung des Hochvoltsystems, was mit E1' bezeichnet ist. Dadurch wird wieder in den Betriebsmodus B0 übergegangen. In diesem Betriebsmodus erfolgt dann wieder ein Zuschalten eines zweiten Nebenverbrauchers, zum Beispiel eines Heizers, was mit E4 bezeichnet ist. Dadurch wird in einen Betriebsmodus B3 übergegangen.
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Anschließend wird dieser zweite Nebenverbraucher wieder abgeschaltet, was mit E4' bezeichnet ist, und wieder in den Zustand B0 übergegangen. Durch Aktivierung des Hochvoltsystems zum Zwecke des Hochvoltladens und durch Anstecken eines externen Ladegeräts, was mit E5 bezeichnet ist, wird in den Modus B4 übergegangen, welcher einen Hochvolt-Lademodus darstellt, in dem das Fahrzeug beziehungsweise Bordnetz, insbesondere die Hochvolt-Batterie, geladen wird. Dieser Modus dauert bis zum Ereignis E5' an, gemäß welchem das Abstecken des externen Ladegeräts und die Deaktivierung des Hochvoltsystems erfolgt. Dadurch geht das Bordnetz wieder in den Betriebsmodus B0 über.
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Im vorliegenden Beispiel tritt ein Isolationsfehler F beziehungsweise eine Auffälligkeit F des Isolationswiderstands Riso während des Einsatzes einer speziellen Fahrzeugfunktion, nämlich des Einsatzes des zweiten Nebenverbrauchers auf, der während des dritten Betriebsmodus B3 aktiv ist. Hierbei kommt es zu einem verstärkten Abfall des Isolationswiderstands Riso während dieses Betriebsmodus B3. Wie in diesem Beispiel zu sehen ist, ist der Isolationswiderstand Riso in diesem Betriebsmodus B3 dennoch höher als in manch anderen Betriebsmodi ohne Isolationsfehler F. Dies ist dadurch bedingt, dass es sich bei manchen Isolationsfehlern F, wie dem vorliegenden, um Defekte handelt, die lediglich mit leicht erniedrigten Isolationswiderstandswerten einhergehen. Aufgrund der typischerweise starken Schwankungen des Isolationswiderstands Riso und der Vielzahl an Komponenten ist eine Lokalisierung oder gar eine bloße Detektion einer solchen Auffälligkeit F bislang nicht möglich, da insbesondere eine fehlerhafte Komponente, wie in 1 zu sehen, nicht zwangsläufig zu den niedrigsten Isolationswiderstandswerten führt, da es auf das Gesamtsystem und auf die restlichen zugeschalteten Funktionen beziehungsweise Komponenten ankommt.
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Die Erfindung und ihre Ausgestaltungen ermöglichen es nun vorteilhafterweise, insbesondere durch Aggregation von Isolationsmesswerten und der Betriebsmodi, derartige Isolationsfehler F beziehungsweise leicht auffällige Messwerte des Isolationswiderstands Riso, also Isolations-Auffälligkeiten F, zu detektieren und sogar zu lokalisieren. Die aggregierten Daten können dabei statistisch ausgewertet werden, so dass es vorteilhafterweise möglich ist, auch kleinere Auffälligkeiten als solche zuverlässig zu erfassen und zur Lokalisierung zu verwenden.
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2 zeigt dabei ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Lokalisierung eines Isolationsfehlers oder einer Isolations-Auffälligkeit gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gemäß diesem Beispiel treten zunächst in den jeweiligen Schritten S10, S12, S14, S16, S18 aufeinanderfolgend verschiedene Betriebsmodi B0, B2, B3', B4, B0 ein. Beispielsweise befindet sich das Bordnetz in Schritt S10 im Modus B0, gemäß welchem das Fahrzeug parkt und das Hochvolt-Bordnetz ausgeschaltet ist. Durch einen nachfolgenden Fahrzeugstart, der ebenfalls als Teil von Schritt S10 angesehen werden kann, wechselt der Betriebsmodus des Bordnetzes gemäß Schritt S12 in den Betriebsmodus B2, der ein Losfahren oder allgemein einen Betriebsmodus „Fahren“ darstellt. Anschließend wechselt das Bordnetz in den Betriebsmodus B3' in Schritt S14, der einen Betriebsmodus „Parken“ des Kraftfahrzeugs mit angeschaltetem Hochvolt-Bordnetz darstellt. In diesen Betriebsmodus wird übergegangen, wenn das Fahrzeug zum Beispiel ankommt und geparkt wird. Der Betriebsmodus B4, in welchen in Schritt S16 gewechselt wird, stellt den Betriebsmodus „Laden“ dar, in dem ein Hochvoltladen der Hochvolt-Batterie des Kraftfahrzeugs stattfindet. In Schritt S18 ist das Laden abgeschlossen und es wird in den Betriebsmodus B0 gewechselt, gemäß welchem das Fahrzeug parkt und das Hochvoltsystem ausgeschaltet ist. Es können nun im zeitlichen Verlauf noch beliebig viele weitere gleiche und/oder andere Betriebsmodi folgen. In jedem dieser Betriebsmodi beziehungsweise der Schritte S10, S12, S14, S16, S18 wird zudem eine Messung eines Isolationswiderstands, zum Beispiel durch einen Isolationswächter des Fahrzeugbordnetzes, insbesondere des Hochvolt-Bordnetzes, durchgeführt. Außerdem werden diese Messwerte den entsprechenden Betriebsmodi B0, B2, B3', B4, B0 zugeordnet. Die Isolationswiderstandsmessungen sind dabei durch den Schritt S20 veranschaulicht. Optional können in Schritt S22 zudem auch weitere Daten für einen jeweiligen Betriebsmodus B0, B2, B3', B4, B0 erfasst werden, zum Beispiel eine Umgebungstemperatur, eine Feuchtigkeit, und so weiter. Die Isolationswiderstandsmessungen, die optionalen weiteren Daten, die insbesondere Randbedingungsparameter P darstellen, können mit den zugeordneten Betriebsmodi B0, B2, B3', B4, B0 in Schritt S24 aggregiert und aufgezeichnet werden. Die Aggregation beziehungsweise Aufzeichnung der gemessenen Isolationswiderstände und optionaler weiterer Daten erfolgt in diesem Schritt je Betriebsmodus B0, B2, B3', B4, B0, und so weiter. Diese aggregierten und aufgezeichneten Daten werden in Schritt S26 ausgewertet und eventuell fehlerhafte Komponenten durch eine solche Auswertung lokalisiert. Diese Auswertung kann dabei on Board, das heißt im Kraftfahrzeug, oder off Board, in einem Backend, erfolgen. Die Auswertung kann dabei die Bildung von Mittelwerten, die Verwendung von Histogrammen, die Ermittlung von Häufigkeiten bestimmter Auffälligkeiten, und so weiter umfassen. Anschließend wird bei Detektion und Lokalisierung eines Isolationsfehlers F oder einer Isolations-Auffälligkeit F in Schritt S28 die ermittelte Fehlerposition ausgegeben und im optionalen Schritt S30 Systemfunktionen mit Bezug zur als nicht in Ordnung klassifizierten elektrischen Komponente eingeschränkt oder deaktiviert, insbesondere zur Wiederherstellung des restlichen Systems.
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Daten aus den Betriebsmodi B0, B2, B3', B4, B0 können zusammen mit Messungen des Isolationswiderstands und außerdem zusammen mit optional weiteren erfassten Daten, zum Beispiel Umgebungsbedingungen wie Temperatur oder Feuchtigkeit, aggregiert werden. Damit kann dann der fehlerhafte Betriebsmodus und damit die fehlerhafte Komponente lokalisiert werden. Die Erkennung auf Basis der aggregierten Daten kann on Board mittels lokaler Informationen erfolgen oder auch off Board verbessert durch statistische Vergleiche mit der gesamten Modellfahrzeugflotte. Dazu können sowohl Daten vom Fahrzeug ins Backend gesendet werden, als auch ins Fahrzeug zurückgesendet werden. Optional kann auch Einfluss auf Systemfunktionen genommen werden nach der Lokalisierung des Fehlers. Beispielsweise kann eine Komponente zusammen mit ihrer Funktion deaktiviert werden, zum Beispiel ein elektrisches Heizelement, wenn dieses als fehlerhafte, den Isolationsfehler F oder die Isolations-Auffälligkeit F verursachende Komponente identifiziert wurde. Damit kann ein fortwährender Einfluss des Fehlers auf die Fahrzeugfunktionen reduziert werden.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 10 zur Lokalisierung eines Isolationsfehlers F oder einer Isolations-Auffälligkeit F gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das System 10 umfasst in diesem Beispiel ein Fahrzeug 12 und eine fahrzeugexterne zentrale Datenverarbeitungseinrichtung in Form eines Backendservers 14. Das Fahrzeug 12 umfasst zudem ein Hochvoltsystem 16, das auch als Hochvolt-Bordnetz inklusive aller Hochvolt-Komponenten aufgefasst werden kann. Außerdem umfasst das Fahrzeug 12 ein Isolationswiderstandsmessgerät 18. Dieses kann wiederholt Isolationswiderstandsmessungen durchführen. Bei diesen Messungen wird also der Isolationswiderstand Riso gemessen. Dabei kann sowohl der Isolationswiderstand zwischen einem positiven Hochvoltpotential und einem definierten Massepotential gemessen werden, als auch der Isolationswiderstand zwischen dem negativen Hochvoltpotential und der definierten Masse, und optional auch der Isolationswiderstand zwischen den beiden Hochvoltpotentialen. Die Beschreibungen, wie sie zuvor und nachfolgend zur Ermittlung und Verwendung des beziehungsweise der gemessenen Isolationswiderstandswerte beschrieben wurden und noch beschrieben werden, können für diese drei möglichen Isolationswiderstände in gleicher Weise gelten. Im elektrischen Netz ist also eine Isolationsmessung und/oder Isolationsüberwachung installiert, zum Beispiel in Form des Isowächters 18, der permanent den Isolationswiderstand Riso des gesamten elektrischen Netzes misst. Unterschreitet der Messwert einen Schwellwert, kann ein Fehlercode oder eine Warnung ausgegeben werden.
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Exemplarisch ist in 3 eine Hochvolt-Komponente K als Teil einer definierten Verbrauchergruppe V illustriert. Für jeden möglichen Betriebsmodus des Hochvolt-Bordnetzes 16 kann eine entsprechende Verbrauchergruppe V definiert sein, insbesondere dadurch, dass sie genau diejenigen Verbraucher beziehungsweise elektrischen Komponenten K umfasst, die während des zugeordneten Betriebsmodus aktiv sind. Eine einzelne Komponente K kann somit auch Teil verschiedener Verbrauchergruppen V sein. Mit anderen Worten können verschiedene Verbrauchergruppen auch überlappende Komponenten K aufweisen. Außerdem umfasst das Fahrzeug 12 eine Steuereinheit 20, die für die Hochvoltsystemsteuerung der Betriebsmodi zuständig ist. Für jeden eingenommenen Betriebsmodus kann eine Isolationswiderstandsmessung durch das Messgerät 18 durchgeführt werden und an eine weitere Steuereinrichtung 22 des Kraftfahrzeugs 12 übermittelt werden. Diese erhält nicht nur die Isolationswiderstandsmesswerte, sondern auch die zugeordneten Betriebsmodi von der Steuereinheit 20. Die Steuereinrichtung 22 kann ein Modul 22a zur Datenaggregation umfassen, sowie ein Modul 22b, durch das ein Algorithmus zur Fehlerlokalisierung umgesetzt sein kann. Durch statistische Auswertung der aggregierten Daten können entsprechend Fehler erkannt und diese entsprechend auch lokalisiert werden, da sie einem jeweiligen Betriebsmodus zugeordnet werden können, der wiederum durch eine entsprechende Verbrauchergruppe V mit entsprechenden Komponenten K definiert ist. Somit kann ein detektierter Isolationsfehler zumindest in einer Verbrauchergruppe lokalisiert werden, und durch optionale weitere Maßnahmen, sofern eine solche Verbrauchergruppe mehr als nur eine Komponente K umfasst, sogar die den Fehler verursachende Komponente K dieser Verbrauchergruppe V selbst lokalisiert werden. Auch kann die Steuereinrichtung 22 infolge der Fehlerlokalisierung eine Fehlerausgabe durch eine Fehlerausgabeeinheit 24 auslösen. Dabei kann es sich zum Beispiel um eine Anzeigeeinrichtung des Kraftfahrzeugs 12 handeln, um eine Warnmeldung oder Information an einen Benutzer auszugeben. Auch kann ein Eintrag in einen Fehlerspeicher des Kraftfahrzeugs 12 erfolgen. Optional kann die Steuereinrichtung außerdem auch eine Funktionseinschränkung bewirken, was durch das Funktionseinschränkungsmodul 26 veranschaulicht sein soll.
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Die Auswertung der aggregierten Daten oder die Aggregation der Daten selbst muss nicht notwendigerweise ausschließlich durch die Steuereinrichtung 22 des Kraftfahrzeugs 12 erfolgen, sondern kann zusätzlich oder alternativ auch unter Einbindung des Backendservers 14 erfolgen. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn zwischen Fahrzeug 12 und dem Backend 14 eine entsprechende Over-the-air-Schnittstelle bereitgestellt ist, die einen drahtlosen Datenaustausch zwischen dem Kraftfahrzeug 12 und dem Backend 14 ermöglicht. Beispielsweise können die aggregierten Daten an den Backendserver 14 übermittelt werden, mit weiteren dort bereitgestellten Daten verglichen und/oder statistisch ausgewertet werden, und Teilergebnisse oder Ergebnisse dieser Auswertung wieder an das Fahrzeug 12 übermittelt werden. Auch kann der Backendserver 14 beispielsweise Daten einer Fahrzeugflotte, zum Beispiel entsprechende Mittelwerte des Isolationswiderstands Riso für jeweilige Betriebsmodi als Referenzwerte an das Kraftfahrzeug 12 übermitteln, die von der Steuereinrichtung 22 dann zur Auswertung der aggregierten Daten zur Fehlerlokalisation verwendet werden können. Denkbar ist es aber auch, dass die Fehlerlokalisation ausschließlich durch die Steuereinrichtung 22 des Kraftfahrzeugs 12 durchgeführt wird. Alternativ können die Funktionalitäten, die im Zusammenhang mit der Steuereinrichtung 22 des Kraftfahrzeugs 12 beschrieben wurden, auch komplett in den Backendserver 14 ausgelagert sein.
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Durch das System 10 ist also eine Isolationsmessung durch das Isolationswiderstandsmessgerät 18 des Hochvoltsystems 16 implementiert, eine durch das Modul 22a bereitgestellte Aggregation der Betriebsmodi-Daten, die von der Steuereinheit 20 bereitgestellt werden können, und der Messwerte aus dem Isolationswiderstandsmessgerät 18. Weiterhin wird durch das System eine Implementierung einer Datenschnittstelle zur Übertragung der aggregierten Daten ins Backend für statische Algorithmen mittels Flottendaten implementiert, sowie ein Auswertealgorithmus durch das Modul 22b zur Lokalisierung des Fehlers F aus den aggregierten Daten, wobei die Daten on Board ausgewertet werden, aber auch statistisch mit Flottendaten verglichen werden können. Weiterhin ist durch das System 10 eine Ausgabe des lokalisierten Isolationsfehlers durch Fehlercodes und/oder Warnlampen implementiert, wie durch die Einheit 24 veranschaulicht, sowie optional eine Funktionseinschränkung, veranschaulicht durch das Modul 26, der lokalisierten nicht in Ordnung-Komponenten und Unterfunktionen zur Wiederherstellung der restlichen Systemfunktionalität.
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4 zeigt eine graphische Darstellung einer Möglichkeit zur statistischen Auswertung der erfassten Daten zur Lokalisierung des Isolationsfehlers F bzw. der Isolations-Auffälligkeit F innerhalb eines Betriebsmodus gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, in diesem Beispiel mittels Histogrammfunktionen. Zu diesem Zweck können auffällige Isolationsmessungen je nach Betriebsmodus aggregiert werden. Als Betriebsmodi sind in diesem Beispiel die folgenden vorgesehen: Ein Modus des deaktivierten Hochvolt-Bordnetzes B0, AC (Wechselstrom)-Laden B41, DC (Gleichstrom)-Laden B42, Fahren mit Beschleunigung B21, Fahren mit Rekuperation B23, Fahren mit Segeln B22, Balancing B5, Standklimatisierung B6, Standheizung B7, Nachladen des 12 Volt-Systems B8, und bidirektionales Einspeisen B9. Über einen bestimmten Zeitraum kann dabei für einen jeweiligen Betriebsmodus die Häufigkeit H des Eintretens auffälliger Isolationsmessungen ermittelt werden. Eine Isolationsmessung kann nach unterschiedlichen Kriterien als auffällig klassifiziert werden. Beispielsweise kann eine Isolationsmessung, das heißt ein Isolationswiderstandswert, als auffällig klassifiziert werden, wenn dieser einen bestimmten Grenzwert unterschreitet. Der Grenzwert kann zum Beispiel durch einen Mittelwert bereitgestellt sein, zum Beispiel den Mittelwert aller Isolationswiderstandsmesswerte über einen definierten Zeitraum für einen gleichen Betriebsmodus oder für alle Betriebsmodi oder alle übrigen Betriebsmodi außer dem betrachteten Betriebsmodus, dessen Isolationswiderstandsauffälligkeit beurteilt werden soll. Der Mittelwert kann auch auf Flottendaten basieren, das heißt, einen mittleren Isolationswiderstand für den betreffenden Betriebsmodus darstellen, wie er auf Basis von Daten anderer Fahrzeuge messtechnisch ermittelt wurde. Dabei handelt es sich insbesondere um typgleiche oder modellgleiche oder baugleiche Fahrzeuge. Bei dem Grenzwert kann es sich aber auch um einen vorab definierten Grenzwert handeln. Ein einmaliges Unterschreiten eines solchen Grenzwerts muss nicht notwendigerweise einen Isolationsfehler oder eine Isolations-Auffälligkeit oder eine fehlerhafte Komponente implizieren, da wie zu 1 beschrieben ohnehin mitunter starke Schwankungen des Isolationswiderstands Riso auftreten können, selbst ohne Defekte oder Isolationsfehler oder die Isolations-Auffälligkeit. Durch die Betrachtung der Häufigkeit H des Auftretens solcher auffälligen Messungen lässt sich, wie in dem in 4 illustrierten Beispiel, eine defekte oder auffällige Komponente beziehungsweise der Betriebsmodus mit dem Defekt sehr zuverlässig und eindeutig identifizieren, wie dies vorliegend exemplarisch für den Betriebsmodus B6 der Standklimatisierung der Fall ist. Selbst bei kleinen Auffälligkeiten, die bei einmaligem Auftreten zu wenig signifikant sind, um auf einen Fehler schließen zu können, können über die beschriebene Datenaggregation und statistische Auswertung über längere Zeiten Fehler zuverlässig detektiert und lokalisiert werden. Selbst wenn diese Isolationswiderstandsauffälligkeiten nicht zur Ausgabe eines Isolationsfehlers durch den Isolationswächter 18 des Fahrzeugs 12 führen, so kann beispielsweise, wenn nachfolgend ein solcher Isolationsfehler durch den Isolationswächter 18 detektiert wird, durch die zuvor ermittelten Auffälligkeiten z.B. der Standklimatisierung B6 in der Verbrauchergruppe V der Standklimatisierung B6 lokalisiert werden.
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Dabei gibt es noch vielzählige weitere statistische Auswertungsmöglichkeiten, um derartige Auffälligkeiten, insbesondere auch kleinere Auffälligkeiten des Isolationswiderstands in einem bestimmten Betriebsmodus zu detektieren und zu lokalisieren, von welchen im Folgenden noch weitere Möglichkeiten aufgezeigt werden sollen, die jedoch nicht als abschließende Aufzählung verstanden werden sollen.
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5 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Möglichkeit zur statistischen Auswertung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Beispiel sind für den Isolationswiderstand Riso verschiedene Wertebereiche W1, W2, W3, W4, W5 definiert. Der erste Wertebereich W1 umfasst alle Isolationswiderstandswerte kleiner oder gleich 200 Kiloohm, der zweite Wertebereich W2 alle Isolationswiderstandswerte größer als 200 Kiloohm und kleiner oder gleich 500 Kiloohm, der dritte Wertebereich W3 alle Isolationswiderstandswerte größer als 500 Kiloohm und kleiner oder gleich 1.000 Kiloohm, der vierte Wertebereich W4 alle Isolationswiderstandswerte größer als 1.000 Kiloohm und kleiner oder gleich 2.000 Kiloohm, und der fünfte Wertebereich W5 alle Isolationswiderstandswerte größer als 2.000 Kiloohm. In jedem auftretenden Betriebsmodus des Fahrbetriebs wird mindestens eine Isolationswiderstandsmessung des Isolationswiderstands Riso ausgeführt und der gemessene Isolationswiderstandswert Riso einem dieser definierten Wertebereiche W1 bis W5 zugeordnet und entsprechend der Zähler für diesen Betriebsmodus und dem zugeordneten Wertebereich um Eins erhöht. In den jeweiligen Feldern der Tabelle gemäß 5 ist also die Anzahl der Isolationsmesswerte in den bestimmten Wertebereichen W1 bis W5 zu den jeweiligen Betriebsmodi eingetragen. Im folgenden Beispiel sind als Betriebsmodi B0, B41, B42, B21, B23, B22, B5, B6, B7, B8, B9 wiederum die bereits zu 4 definierten Betriebsmodi vorgesehen. Es können aber auch beliebig viele weitere oder auch weniger Betriebsmodi definiert sein. Auch hierbei kann der Betrachtungszeitraum wiederum frei gewählt sein. Dieser kann sich zum Beispiel auf die letzten X Tage oder X Wochen beziehen. Diese Tabelle kann als 2D-Histogramm beziehungsweise Heatmap-Funktion aufgefasst werden. Gerade für den Betriebsmodus B6 der Standklimatisierung treten sehr häufig sehr niedrige Isolationswiderstandswerte im ersten und zweiten Wertebereich W1, W2 auf, insbesondere im Vergleich zu den anderen übrigen Betriebsmodi. Hierdurch lässt sich also auf eine deutliche Auffälligkeit während der Nutzung der Standklimatisierung im Betriebsmodus B6 schließen, und hierdurch ein entsprechender Fehler F, das heißt Isolationsfehler oder Isolationswiderstandsauffälligkeit detektieren und in der Standklimatisierung B6 beziehungsweise der zugeordneten Verbrauchergruppe V lokalisieren.
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6 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Möglichkeit zur Auswertung der Isolationswiderstandsmesswerte. Die Isolationswiderstandsmesswerte Riso beziehen sich wiederum auf die zu 4 und 5 bereits definierten Betriebsmodi B0, B41, B42, B21, B23, B22, B5, B6, B7, B8, B9. Dargestellt sind zwei Kurven K1 und K2, wobei die erste Kurve K1 sich auf durchschnittliche Isolationswiderstandswerte in den jeweiligen Betriebsmodi einer Referenz-Fahrzeugflotte mit anderen Fahrzeugen, vorzugsweise des gleichen Modells beziehungsweise Fahrzeugtyps, bezieht, und die zweite Kurve K2 sich auf die im Fahrzeug 12 erfassten Isolationswiderstandsmesswerte beziehungsweise deren Mittelwerte für die jeweiligen Betriebsmodi beziehen. Für einen jeweiligen Betriebsmodus wird also bevorzugt der gleitende Mittelwert der Isolationsmesswerte Riso über einen vorbestimmten Zeitraum, zum Beispiel 30 Tage, ermittelt. Die Verbindung dieser ermittelten gleitenden Mittelwerte für die jeweiligen Betriebsmodi liefert für das Fahrzeug 12 die Kurve K2 und für die Flottenfahrzeuge die Kurve K1. Auch hierdurch können die Auffälligkeiten der Isolationswiderstandswerte im Betriebsmodus B6 der Standklimatisierung deutlich und zuverlässig erkannt und entsprechend lokalisiert werden. Die gleitenden Mittelwerte der Isolationsmesswerte Riso für die Standklimatisierung weichen deutlich zum einen von den gleitenden Mittelwerten in den anderen Betriebsmodi, sowie auch vom gleitenden Mittelwert des gleichen Betriebsmodi der Fahrzeugflotte ab.
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Durch die beschriebenen Verfahren zur statistischen Auswertung der erfassten Isolationsmesswerte für die jeweiligen Betriebsmodi ist es vorteilhafterweise möglich, selbst kleine Abweichungen des Isolationswiderstands, bedingt durch einen Fehler einer Komponente des Hochvoltsystems, im Laufe der Zeit durch die aggregierten Daten zuverlässig zu erkennen, selbst wenn die Abweichungen der Isolationswiderstandswerte in diesem fehlerhaften Betriebsmodus derart klein ausfallen, dass dies nicht zum Auslösen des Isowächters führt, das heißt, ein für den Isolationswiderstand Riso vorgegebener Grenzwert nicht unterschritten wird.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine datenbasierte Lokalisierung von Isolationsfehlern in elektrischen Netzen mittels Auswertung der Systemnutzungsmodi bereitgestellt werden kann.
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Durch Datenlogging, d.h. Erfassen und Speichern von Daten, über längere Betriebszeiträume und die Aggregation der Messungen des Isolationswiderstandsmessgeräts mit den Betriebszustandsinformationen des Fahrzeugs werden Isolationsfehler oder Isolations-Auffälligkeiten lokalisiert. Die datenbasierte Lokalisierung des Isolationsfehlers oder der Isolations-Auffälligkeiten im Fahrzeug reduziert Zeit und/oder Kosten der herkömmlichen Fehlersuche durch Demontage. Die Fahrzeugfunktion wird nicht durch spezielle Diagnosemodi abgeändert. Die Diagnose funktioniert im Hintergrund und berücksichtigt die momentanen Umgebungsbedingungen während der Fahrzeugnutzung optional. Weiterhin kann der Fehlercode genauer auf Baugruppen eingegrenzt werden. Weiterhin kann die Information über die Lokalisierung des Fehlers für genaue Kundeninformationen genutzt werden. Zudem kann die Information über die Lokalisierung des Fehlers für Ersatzteilbestellungen genutzt werden. Weiterhin kann eine genaue Lokalisierung zu einer Einschränkung von Funktionen und/oder Komponenten oder Abtrennung fehlerhafter Komponenten mittels Schaltern und/oder Halbleitern genutzt werden, um die Integrität des restlichen Netzes wieder herzustellen. Je nach Fehlerposition und/oder Ursache kann somit die Fahrbereitschaft erhalten werden und Funktionseinbußen minimiert werden. Weiterhin kann der Zustand der Komponente, die die Isolations-Auffälligkeit zeigt, abgeschätzt und bei Verschlechterung prädiktiv getauscht werden, zum Beispiel im Rahmen einer prädiktiven Wartung, auch predictive maintenance genannt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10 2016 224 541 A1 [0006]