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EP4240608A1 - Überwachungsvorrichtung für ein elektrisches bordnetz eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen kraftfahrzeugs, sowie verfahren - Google Patents

Überwachungsvorrichtung für ein elektrisches bordnetz eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen kraftfahrzeugs, sowie verfahren

Info

Publication number
EP4240608A1
EP4240608A1 EP21805907.9A EP21805907A EP4240608A1 EP 4240608 A1 EP4240608 A1 EP 4240608A1 EP 21805907 A EP21805907 A EP 21805907A EP 4240608 A1 EP4240608 A1 EP 4240608A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control line
voltage
switching device
monitoring device
electrical system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21805907.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tobias Aurand
Soeren Schoerle
Markus Zimmer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daimler Truck Holding AG
Original Assignee
Daimler Truck AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler Truck AG filed Critical Daimler Truck AG
Publication of EP4240608A1 publication Critical patent/EP4240608A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04—Cutting off the power supply under fault conditions

Definitions

  • Monitoring device for an on-board electrical system of an at least partially electrically operated motor vehicle and method
  • the invention relates to a monitoring device for an on-board electrical system of an at least partially electrically operated motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.
  • the invention also relates to a method.
  • a high-voltage vehicle electrical system of an at least partially electrically operated motor vehicle which can also be referred to as a hybrid, in particular in a fully electrically operated motor vehicle
  • components feeding in, in particular an electrical energy store, in particular a battery have a special control line, which is also referred to as terminal 30C (KL30C).
  • KL30C terminal 30C
  • the main contactors of the electrical energy storage devices are supplied with energy via this line, so that a shutdown, as occurs during service, or an opening of this line, as occurs when a pyrofuse is triggered by an airbag control unit, inevitably shuts down the electrical on-board network, in particular the high-voltage components, leads.
  • Other components, such as the drive inverter or any fuel cell that may be present also have hardware and/or software precautions to initiate safety-related measures as soon as the voltage on the KL30C drops.
  • DE 102009 036672 A1 discloses a shutdown procedure for a high-voltage system in a motor vehicle.
  • a switching device is provided with a first switch for isolating a first connection from a second connection and a second switch for isolating a third connection from a fourth connection.
  • the switching device has an actuating element for triggering the first switch.
  • a delay device is provided in order to automatically trigger the second switch after a predetermined period of time after the first switch has been triggered.
  • the object of the present invention is to create a monitoring device and a method by means of which safe operation of an on-board electrical system for an at least partially electrically operated motor vehicle can be implemented.
  • One aspect of the invention relates to a monitoring device for an electrical system of an at least partially electrically operated motor vehicle, with a switching device which is designed to switch a high-voltage positive path and a high-voltage negative path of an electrical energy store of the electrical system, the switching device having a control line, which is coupled to a pyrotechnic safety device, with an interruption in the control line, the switching device opens the high-voltage plus path and the high-voltage minus path.
  • a switching device can be, for example, the contactors of a high-voltage battery, which can be opened if necessary via a control line of the so-called terminal 30C, so that the high-voltage battery is disconnected from the vehicle electrical system and the system.
  • a control line switching device is coupled in series with the pyrotechnic safety device in the control line, the control line switching device being able to interrupt the control line as a function of a control signal from an electronic computing device of the monitoring device.
  • a so-called relay is connected in series with the pyrotechnic safety device as a control line switching device.
  • the backup line is also referred to in particular as a KL30C line.
  • This relay is controlled by the control unit, i.e. the electronic computing device.
  • this also enables the potential within the KL30C line to be checked, for example before the voltage is switched on, that is to say in particular as part of a so-called run-up sequence of the on-board electrical system. If there is a voltage on the KL30C line when the relay is open, this can be detected by the components connected to the KL30C line.
  • the result of this check can be transmitted to the central control unit and compared there with the target value. If the result is not correct, the energy store is prevented from being connected to the on-board electrical system. If there is no voltage on the line when the relay is open, the relay is closed and the consumers are supplied with a corresponding voltage on the control line and a positive test is carried out. If the desired voltage is then present at the KL30C inputs of all affected components, then the system is OK and the electrical energy storage device can be started up safely.
  • control line switching device in series with the pyrotechnic safety device, which can also be referred to as a pyrofuse, at terminal 30C for safety shutdown of the voltage connection in order to guarantee and expand safety conditions even better.
  • the control line switching device can advantageously be arranged in series in front of the pyrotechnic safety device, in order to also enable this area of the control line to be checked at the same time.
  • the relay connected in series as a control line switching device can thus enable disconnection even in the event of a fault in the area of the control line up to the pyrofuse.
  • the voltage in the control line can be separated with the relay even in the event of a crash without an airbag deployment, in which case the pyrofuse normally separates the control line.
  • other states of the motor vehicle are conceivable in which a reversible disconnection of the control line and thus switching off the high-voltage components can make sense and is made possible with the present invention without having to resort to irreversible disconnection by the pyrofuse due to safety concerns.
  • the relay is connected in series with the pyrofuse, whereby this serves as an additional safety trip even in the event of a fault in the pyrofuse itself, and/or can be controlled separately in order to separate the voltage in the control line here and thus through the downstream switching device to also switch the high-voltage components free of voltage.
  • the electronic arithmetic unit is designed to check a voltage potential in the control line via the control line switching device before the electrical energy store is connected to the on-board electrical system.
  • control line has a service interface, with the service interface being designed to interrupt the control line as a function of an actuation.
  • This is also often referred to as a "service disconnect", since the high-voltage components can be safely switched off from the power supply by manually activating the service interface, especially when working on the vehicle in a workshop, by disconnecting the control line and thus working safely is allowed on the motor vehicle.
  • the monitoring device has a further safety device within the control line, with the further safety device being coupled to at least one electronic power take-off.
  • the additional safety device has a diode, which serves as feedback protection from the electronic power take-off back into the control line. This is to prevent voltage from being generated by the electronic power take-off is applied back to the control line and thus the control line can no longer function properly.
  • the further safety device can also advantageously have a fuse in order to provide short-circuit protection for the control line. This prevents the entire on-board electrical system from having to be forced to shut down due to a short circuit in the electronic power take-off.
  • a further aspect of the invention relates to an on-board electrical system with a monitoring device according to the preceding aspect. Furthermore, yet another aspect of the invention relates to a motor vehicle with an on-board electrical system.
  • Yet another aspect of the invention relates to a method for operating a monitoring device for an on-board electrical system of an at least partially electrically operated motor vehicle, in which a high-voltage positive path and a high-voltage negative path of an electrical energy store of the on-board electrical system are switched by means of a switching device, the switching device has a control line which is coupled to a pyrotechnic safety device, with an interruption in the control line, the switching device is opened and the high-voltage plus path and the high-voltage minus path are opened.
  • a control line switching device is coupled in series with the pyrotechnic safety device in the control line, the control line being interrupted by the control line switching device as a function of a control signal from an electronic computing device of the monitoring device.
  • Advantageous configurations of the monitoring device are to be regarded as advantageous configurations of the on-board electrical system, of the motor vehicle and of the method.
  • the monitoring device, the on-board electrical system and the motor vehicle have physical features that enable the method or an advantageous embodiment thereof to be carried out
  • the only figure shows a schematic block diagram of an embodiment of a motor vehicle with an embodiment of an electrical system with an embodiment of a monitoring device.
  • the only figure shows a schematic block diagram of an embodiment of a motor vehicle 10.
  • the motor vehicle 10 is shown purely schematically in the present case.
  • Motor vehicle 10 is at least partially electrically operated.
  • the motor vehicle 10 is operated fully electrically.
  • Motor vehicle 10 has an on-board electrical system 12 .
  • the vehicle electrical system 12 has in particular a monitoring device 14 .
  • Monitoring device 14 has a switching device 16, which is designed to switch a high-voltage positive path 18 and a high-voltage negative path 20 of an electrical energy store 22 of electrical system 12, wherein switching device 16 has a control line 24, 24a, 24b, 24c, which is coupled to a pyrotechnic safety device 26, wherein the switching device 16 opens the high-voltage positive path 18 and the high-voltage negative path 20 when the control line 24, 24a, 24b, 24c is interrupted.
  • the control line 24, 24a, 24b, 24c can in particular also be referred to as a KL30C line, with the different areas of the control line 24a, 24b, 24c being provided with their own reference symbols for a better description of the control line 24, but always referring to the same control line, so that the control line 24, 24a, 24b, 24c as a whole is referred to below with the reference symbol for the control line 24.
  • a control line switching device 28 to be coupled in series with the pyrotechnic safety device 26 in the control line 24, with the control line switching device 28 being able to interrupt the control line 24 as a function of a control signal 30 from an electronic computing device 32 of the monitoring device 14.
  • the control line switching device 28 is designed as a relay. Is through the control line switching device 28 the control line 24 interrupted, the areas of the control line 24a, 24b, 24c after the control line switching device 28 are de-energized without a fault.
  • control line 24 is always described in relation to control via a voltage or via its absence of voltage.
  • currents naturally also flow which should not go unmentioned and also should not go unnoticed and, depending on the switching devices 16, 38a, 46 to be switched, can also be large.
  • the current must of course also have a minimum strength, but this is clearly evident and known to a person skilled in the art in relation to the control. For this reason, this aspect is not discussed in more detail below and it is left to the design of the system to provide the corresponding sizes and dimensions here.
  • the absence of voltage in the control line is also to be understood as meaning that the voltage in the control line has dropped in such a way that switching or closing of the switching devices 16, 38a, 46 is not possible and therefore does not exceed the voltage threshold required for switching.
  • the pyrotechnic safety device 26 can be triggered, for example, by an airbag control unit (not shown) or other control units, in order to enable the vehicle electrical system 12 or at least parts of the vehicle electrical system to be switched off quickly and safely in the event of damage or a fault.
  • Such pyrotechnic safety devices 26 are also referred to as pyrofuse and represent an irreversible separation of the control line 24.
  • the control line switching device 28 is designed as a reversible switching device, so that the control line 24 can be electrically connected and also disconnected again and again.
  • the control line switching device 28 in the illustrated embodiment is arranged in series in front of the pyrotechnical safety device 26, so that the area of the control line 24a between the control line switching device 28 and the pyrotechnical safety device 26 can be switched off from the voltage by the control line switching device 28 and not by the pyrotechnic safety device 26. In this way, it is also possible for the monitoring device 14 to check the area of the control line 24a.
  • the area of the control line 24b downstream of the pyrotechnic safety device 26 can then be reversibly de-energized both by the control line switching device 28 and irreversibly by the pyrotechnic safety device 26 .
  • control line 24 has a service interface 34, which is also referred to as a service disconnect, the service interface 34 being designed to interrupt the control line 24 as a function of an actuation. It is thus possible, in particular by manual actuation of the service interface 34, in particular when working on the motor vehicle 10 in a workshop, to disconnect the control line 24, so that the high-voltage components 48 can be safely switched off and thus safe working on the motor vehicle 10 is enabled.
  • the control line 24 By actuating the service interface 34, the control line 24 is separated in such a way that the area of the control line 24c is voltage-free and the switching device 16 thus opens the high-voltage plus path 18 and the high-voltage minus path 20.
  • the service interface 34 when the service interface 34 is actuated, the area of the control line 24c is de-energized and the contactors of the electrical energy store 22 are therefore open, which also de-energizes the high-voltage components 48 .
  • Other switching devices which are connected to the area of the control line 24c and are controlled via it, are also opened when the service interface 34 is actuated, and the areas and/or components connected as a result are separated.
  • the service interface 34 is arranged in series in the area of the control line 24b after the pyrotechnic safety device 26, so that the area of the control line 24b is unaffected by the service interface 34 and only the area of the control line 24c is de-energized will can.
  • the control line switching device 28 reversibly and also the pyrotechnic safety device 26 irreversibly switch the area of the control line 24b and the area of the control line 24c free of voltage.
  • the switching device connected to it can also close instead of opening, which depends on the function and application of the area of the electrical vehicle network switched by the switching device 12 or the corresponding components.
  • the monitoring device 14 can have a further safety device 36 within the area of the control line 24b, the further safety device 36 having at least one electronic power take-off 38, which is also referred to as a so-called electric power take-off (ePTO). can be coupled.
  • the electrical power take-off means other loads that do not necessarily have to be part of the actual on-board electrical system 12 of the motor vehicle 10 and can only be connected to it.
  • the coupling of the area of the control line 24b, more precisely the additional safety device 36, with a power take-off switch device 38a of the electronic power take-off 38 also allows control and corresponding activation and disconnection of the electronic power take-off 38 from the rest of the vehicle electrical system via the power take-off switch device 38a and thus by the control line 24.
  • the safety device 36 has a diode 40 and a fuse 42, which is intended both to limit the current flow in the control line 24b and to prevent an energy backflow.
  • the diode 40 can be designed as an alternative or in addition to the fuse 42 .
  • the additional diode 40 and/or the fuse 42 can be provided in this branch of the KL30C network.
  • the diode 40 serves as feedback protection and the additional fuse 42 as short-circuit protection and, as mentioned above, prevents the entire on-board electrical system 12 from having to or being able to be forcibly switched off by the body due to a short circuit.
  • the electrical energy store 22 can be coupled to the high-voltage plus path 18 and the high-voltage minus path 20 to other consumers 44 of the motor vehicle 10 .
  • the other consumers 44 are shown only schematically.
  • These consumers 44 on the high-voltage paths 18, 20 can also be referred to generally as high-voltage components 48 and, for example, in addition to the battery as an electrical energy store 22, also a high-voltage inverter or DC/AC converter, a DC/DC converter, high-voltage charging system, high-voltage auxiliary heater or include other components that are supplied by the high-voltage of the vehicle electrical system 12 or are connected to it.
  • control line switching device 28 which can also be referred to as a relay, which relay can be referred to in particular as a KL30C relay
  • the relay being controlled by the electronic computing device 32, which also can be designed as a central computing device, can be controlled.
  • This enables the potential of the KL30C line to be checked before the voltage is switched on, i.e. in particular as part of the "start-up sequence" of the electrical energy store 22. Is already included on the KL30C line, more precisely on the areas of the control line 24a, 24b, 24c If there is voltage when the relay is open, this can be detected by the components that are connected to the KL30C line.
  • the result of this check can be transmitted to the electronic computing device 32 and compared there with the target value. If the result is not correct, this indicates a fault in the control line 24, in particular in the areas of the control line 24a, 24b, 24c, and switching on of the electrical energy store 22 is prevented. If there is no voltage on the control line 24 when the relay is open, the relay is closed and a positive test is carried out. If the desired voltage is then present at the KL30C inputs of all affected components, that's it electrical system 12 in order and the booting of the electrical energy storage 22 can be done safely. Accordingly, the control via the control line 24 prevents the switching devices, in particular the switching device 16, from being closed so that the loads 44 can be supplied with energy from the electrical energy store 22 accordingly.
  • control line switching device 28 can also be used to reversibly switch off the on-board electrical system 12 in the event of a minor crash in which the pyrotechnic safety device 26 is not triggered via an airbag control device.
  • a corresponding signal can be used for this purpose.
  • control line 24 between the pyrotechnic safety device 26 and the service interface 34, i.e. in the area of the control line 24b provided to which components, in particular their contactors, can be connected that do not represent or have any energy sources, such as charging sockets.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung (14) für ein elektrisches Bordnetz (12) eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs (10), mit einer Schalteinrichtung (16), welche zum Schalten eines Hochvolt-Pluspfads (18) und eines Hochvolt-Minuspfads (20) eines elektrischen Energiespeichers (22) des elektrischen Bordnetzes (12) ausgebildet ist, wobei die Schalteinrichtung (16) eine Steuerleitung (24, 24a, 24b, 24c) aufweist, welche mit einer pyrotechnischen Sicherungseinrichtung (26) gekoppelt ist, wobei bei einer Unterbrechung der Steuerleitung (24, 24a, 24b, 24c) die Schalteinrichtung (16) den Hochvolt-Pluspfad (18) und den Hochvolt-Minuspfad (20) öffnet, wobei seriell zu der pyrotechnischen Sicherungseinrichtung (26) eine Steuerleitung-Schalteinrichtung (28) in der Steuerleitung (24, 24a, 24b, 24c) gekoppelt ist, wobei die Steuerleitung-Schalteinrichtung (28) in Abhängigkeit von einem Steuersignal (30) einer elektronischen Recheneinrichtung (32) der Überwachungsvorrichtung (14) die Steuerleitung (24, 24a, 24b, 24c) unterbricht. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren.

Description

Überwachungsvorrichtung für ein elektrisches Bordnetz eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs, sowie Verfahren
Die Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung für ein elektrisches Bordnetz eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren.
In einem Hochvoltbordnetz von einem zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeug, welche auch als Hybride bezeichnet werden können, insbesondere bei einem vollelektrisch betriebenen Kraftfahrzeug, ist es erforderlich im Falle eines Unfalls die Energieversorgung sicher und schnell abzuschalten. Hierzu verfügen einspeisende Komponenten, insbesondere ein elektrischer Energiespeicher, insbesondere eine Batterie, über eine spezielle Steuerleitung, die auch als Klemme 30C (KL30C) bezeichnet wird. Über diese Leitung werden unter anderem die Hauptschütze der elektrischen Energiespeichers mit Energie versorgt, sodass ein Abschalten, wie es im Service vorkommt, oder ein Auftrennen dieser Leitung, wie es durch die Auslösung einer von einem Airbag-Steuergerät gezündeten Pyrofuse entsteht, zwangsläufig zum Abschalten des elektrischen Bordnetzes, insbesondere der Hochvolt-Komponenten, führt. Auch weitere Komponenten, wie zum Beispiel die Antriebsinverter oder eine eventuell vorhandene Brennstoffzelle haben hardwareseitig und/oder softwareseitige Vorkehrungen zum Einleiten sicherheitsgerichteter Maßnahmen, sobald die Spannung an der KL30C abfällt.
Kommt es nun aufgrund eines Fehlers (zum Beispiel durch aufgescheuerte Kabel) zu einer Verbindung mit einer anderen parallellaufenden, spannungsführenden Leitung, so wäre eine sichere Abschaltung im Crash- oder auch Servicefall nicht mehr gewährleistet, da die Energieversorgung der Schütze über den Leitungsschluss weiterhin aufrechterhalten werden könnte und auch die anderen Sicherheitsreaktionen unterdrückt werden würden. Weiterhin ist es aktuell üblich, alle Schütze in einem System sowie Sicherheitsleitungen der anderen Komponenten über ein einziges KL30C Signal zu führen. Dies ist jedoch insbesondere im Servicefall ungünstig, da es dort erwünscht sein kann, Schütze - insbesondere solche, die eventuelle Teilnetze vom Hauptnetz abtrennen - zu schließen, ohne dabei die Gefahr einzugehen, dass es zu einem ungewollten Zuschalten von Quellen kommt, da dies bedeuten würde, dass im System Spannungen oberhalb der Sicherheitsschwelle von beispielsweise 60 Volt Gleichstrom auftreten könnten.
Die DE 102009 036672 A1 offenbart eine Abschaltprozedur eines Hochvoltsystems in einem Kraftfahrzeug. Hierzu wird eine Schaltvorrichtung mit einem ersten Schalter zum Trennen eines ersten Anschlusses von einem zweiten Anschluss und einem zweiten Schalter zum Trennen eines dritten Anschlusses von einem vierten Anschluss bereitgestellt. Außerdem verfügt die Schaltvorrichtung über ein Betätigungselement zum Auslösen des ersten Schalters. Ferner ist eine Verzögerungseinrichtung vorgesehen, um den zweiten Schalter nach einen vorgegebenen Zeitraum nach einem Auslösen des ersten Schalters automatisch auszulösen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Überwachungsvorrichtung sowie ein Verfahren zu schaffen, mittels welchen ein sicherer Betrieb eines elektrischen Bordnetzes für ein zumindest teilweise elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Überwachungsvorrichtung sowie durch ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung für ein elektrisches Bordnetz eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs, mit einer Schalteinrichtung, welche zum Schalten eines Hochvolt-Pluspfads und eines Hochvolt- Minuspfads eines elektrischen Energiespeichers des elektrischen Bordnetzes ausgebildet ist, wobei die Schalteinrichtung eine Steuerleitung aufweist, welche mit einer pyrotechnischen Sicherungseinrichtung gekoppelt ist, wobei bei einer Unterbrechung der Steuerleitung die Schalteinrichtung den Hochvolt-Pluspfad und den Hochvolt-Minuspfad öffnet. Eine solche Schalteinrichtung können beispielsweise die Schütze einer Hochvolt- Batterie sein, die über eine Steuerleitung der sogenannten Klemme 30C im Bedarfsfall geöffnet werden können, so dass die Hochvolt-Batterie vom Bordnetz und dem System abgetrennt ist. Es ist vorgesehen, dass seriell zu der pyrotechnischen Sicherungseinrichtung eine Steuerleitung-Schalteinrichtung in die Steuerleitung gekoppelt ist, wobei die Steuerleitung- Schalteinrichtung in Abhängigkeit von einem Steuersignal einer elektronischen Recheneinrichtung der Überwachungsvorrichtung die Steuerleitung unterbrechen kann.
Insbesondere ist somit vorgesehen, dass ein so genanntes Relais als eine Steuerleitung- Schalteinrichtung seriell mit der pyrotechnischen Sicherungseinrichtung verschaltet ist. Die Sicherungsleitung wird insbesondere auch als KL30C-Leitung bezeichnet. Dieses Relais wird vom Steuergerät, also der elektronischen Recheneinrichtung, angesteuert. Dies ermöglicht insbesondere auch eine Überprüfung des Potentials innerhalb der KL30C-Leitung beispielsweise vor einem Zuschalten der Spannung, das heißt insbesondere im Rahmen einer so genannten Hochfahrsequenz des elektrischen Bordnetzes. Liegt auf der KL30C-Leitung bereits bei einem offenen Relais eine Spannung an, so kann dies von den Komponenten, die an der KL30C-Leitung angeschlossen sind, erkannt werden. Da alle Komponenten beziehungsweise Steuergeräte über eine entsprechende BUS-Komponente verbunden sind, insbesondere über eine CAN-BUS- Komponente, kann das Ergebnis dieser Überprüfung an das zentrale Steuergerät übermittelt und dort mit dem Sollwert verglichen werden. Ist das Resultat nicht korrekt, wird ein Zuschalten des Energiespeichers zum elektrischen Bordnetz verhindert. Ist bei dem geöffneten Relais keine Spannung auf der Leitung vorhanden, so wird das Relais geschlossen und die Verbraucher mit einer entsprechend Spannung auf der Steuerleitung versorgt und eine Positivprüfung durchgeführt. Liegt an den KL30C-Eingängen aller betroffenen Komponenten dann die gewünschte Spannung an, so ist das System in Ordnung und das Hochfahren des elektrischen Energiespeichers kann gefahrlos erfolgen.
Mit anderen Worten ist vorgeschlagen, zu der pyrotechnischen Sicherungseinrichtung, welche auch als Pyrofuse bezeichnet werden kann, an der Klemme 30C zur Sicherheitsabschaltung des Spannungsanschlusses zusätzlich noch die Steuerleitung- Schalteinrichtung in Reihe zu schalten um hier Sicherheitsbedingungen noch besser zu garantieren und zu erweitern. Vorteilhaft kann hierzu die Steuerleitung-Schalteinrichtung seriell vor der pyrotechnischen Sicherungseinrichtung angeordnet sein, um auch gleich eine Überprüfung diesen Bereiches der Steuerleitung mit zu ermöglichen.
Das seriell vorgeschaltete Relais als Steuerleitung-Schalteinrichtung kann somit auch im Fehlerfall des Bereiches der Steuerleitung bis zur Pyrofuse hin, ein Auftrennen ermöglichen. Zudem kann mit dem Relais auch im Crash-Fall ohne eine Airbagauslösung, bei der die Pyrofuse die Steuerleitung normalerweise auftrennt, dennoch die Spannung in der Steuerleitung aufgetrennt werden. Zudem sind noch weitere Zustände des Kraftfahrzeugs denkbar, bei dem eine reversibel Auftrennung der Steuerleitung und damit ein Abschalten der Hochvolt-Komponenten Sinn machen kann und mit der vorliegenden Erfindung ermöglicht wird, ohne wegen Sicherheitsbedenken auf eine irreversible Auftrennung durch die Pyrofuse zurückzugreifen zu müssen.
Insbesondere ist somit vorgeschlagen, dass das Relais in Reihe zur Pyrofuse geschaltet ist, wobei dies somit als weitere Sicherheitsauslösung auch in einem Fehlerfall der Pyrofuse an sich dient, und/oder separat angesteuert werden kann um hier die Spannung in der Steuerleitung aufzutrennen und damit durch die nachgeschaltete Schalteinrichtung auch die Hochvolt-Komponenten spannungsfrei zu schalten.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform ist die elektronische Recheneinrichtung dazu ausgebildet, vor einem Zuschalten des elektrischen Energiespeichers zum elektrischen Bordnetz ein Spannungspotential in der Steuerleitung über die Steuerleitung- Schalteinrichtung zu überprüfen.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn eine mittels der elektronischen Recheneinrichtung ausgewerteter Ist-Spannung innerhalb der Steuerleitung bei einer geöffneten weiteren Schalteinrichtung mit einer Soll-Spannung verglichen wird und in Abhängigkeit von dem Vergleich das Steuersignal erzeugt wird.
Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Steuerleitung eine Service- Schnittstelle aufweist, wobei die Service-Schnittstelle dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einer Betätigung die Steuerleitung zu unterbrechen. Dies wird auch oft als „Service-Disconnect“ bezeichnet, da über eine manuelle Betätigung der Service- Schnittstelle, insbesondere bei Arbeiten am Kraftfahrzeug in einer Werkstatt, eben durch Auftrennen der Steuerleitung die Hochvolt-Komponenten gesichert spannungsfrei geschaltet werden können und damit ein gefahrloses Arbeiten am Kraftfahrzeug ermöglicht ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform weist die Überwachungsvorrichtung eine weitere Sicherheitseinrichtung innerhalb der Steuerleitung auf, wobei die weitere Sicherheitseinrichtung mit zumindest einem elektronischen Nebenabtrieb gekoppelt ist. Vorteilhaft weist die weitere Sicherheitseinrichtung eine Diode auf, die als Rückspeiseschutz vom elektronischen Nebenabtrieb zurück in die Steuerleitung dient. Damit soll verhindert werden, dass vom elektronischen Nebenabtrieb eine Spannung zurück auf die Steuerleitung beaufschlagt wird und damit die Steuerleitung nicht mehr richtig funktionieren kann.
Auch vorteilhaft kann die weitere Sicherheitseinrichtung eine Sicherung aufweisen, um einen Kurzschlussschutz für die Steuerleitung darzustellen. Somit kann verhindert werden, dass das gesamte elektrische Bordnetz durch einen Kurzschluss im elektronischen Nebenabtrieb zwangsabgeschaltet werden muss.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein elektrisches Bordnetz mit einer Überwachungsvorrichtung nach dem vorhergehenden Aspekt. Ferner betrifft ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Bordnetz.
Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Überwachungsvorrichtung für ein elektrisches Bordnetz eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs, bei welchem mittels einer Schalteinrichtung ein Hochvolt-Pluspfad und ein Hochvolt-Minuspfad eines elektrischen Energiespeichers des elektrischen Bordnetzes geschaltet werden, wobei die Schalteinrichtung eine Steuerleitung aufweist, welche mit einer pyrotechnischen Sicherungseinrichtung gekoppelt ist, wobei bei einer Unterbrechung der Steuerleitung die Schalteinrichtung geöffnet wird und der Hochvolt-Pluspfad und der Hochvolt-Minuspfad geöffnet werden.
Es ist vorgesehen, dass seriell zu der pyrotechnischen Sicherungseinrichtung eine Steuerleitung-Schalteinrichtung in der Steuerleitung gekoppelt ist, wobei die Steuerleitung mittels der Steuerleitung-Schalteinrichtung in Abhängigkeit von einem Steuersignal einer elektronischen Recheneinrichtung der Überwachungsvorrichtung unterbrochen wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Überwachungsvorrichtung sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen des elektrischen Bordnetzes, des Kraftfahrzeugs sowie des Verfahrens anzusehen. Die Überwachungsvorrichtung, das elektrische Bordnetz sowie das Kraftfahrzeug weisen dazu gegenständliche Merkmale, welche eine Durchführung des Verfahrens oder eine vorteilhafte Ausgestaltungsform davon ermöglichen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Dabei zeigt die einzige Fig. ein schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs mit einer Ausführungsform eines elektrischen Bordnetzes mit einer Ausführungsform einer Überwachungsvorrichtung.
In der Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die einzige Fig. zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs 10. Das Kraftfahrzeug 10 ist vorliegend rein schematisch dargestellt. Das Kraftfahrzeug 10 ist zumindest teilweise elektrisch betrieben. Insbesondere ist das Kraftfahrzeug 10 vollelektrisch betrieben. Das Kraftfahrzeug 10 weist ein elektrisches Bordnetz 12 auf. Das elektrische Bordnetz 12 weist insbesondere eine Überwachungsvorrichtung 14 auf. Die Überwachungsvorrichtung 14 weist eine Schalteinrichtung 16 auf, welche zum Schalten eines Hochvolt-Pluspfads 18 und eines Hochvolt-Minuspfads 20 eines elektrischen Energiespeichers 22 des elektrischen Bordnetzes 12 ausgebildet ist, wobei die Schalteinrichtung 16 eine Steuerleitung 24, 24a, 24b, 24c aufweist, welche mit einer pyrotechnischen Sicherungseinrichtung 26 gekoppelt ist, wobei bei Unterbrechung der Steuerleitung 24, 24a, 24b, 24c die Schalteinrichtung 16 den Hochvolt-Pluspfad 18 und den Hochvolt-Minuspfad 20 öffnet.
Die Steuerleitung 24, 24a, 24b, 24c kann insbesondere auch als KL30C-Leitung bezeichnet werden, wobei zur besseren Beschreibung der Steuerleitung 24 die unterschiedlichen Bereiche der Steuerleitung 24a, 24b, 24c mit eigenen Bezugszeichen versehen sind aber sich immer auf die gleiche Steuerleitung beziehen, so dass im Folgenden mit dem Bezugszeichen der Steuerleitung 24 die Gesamtheit der Steuerleitung 24, 24a, 24b, 24c bezeichnet ist.
Es ist vorgesehen, dass seriell zu der pyrotechnischen Sicherungseinrichtung 26 eine Steuerleitung-Schalteinrichtung 28 in die Steuerleitung 24 gekoppelt ist, wobei die Steuerleitung-Schalteinrichtung 28 in Abhängigkeit von einem Steuersignal 30 einer elektronischen Recheneinrichtung 32 der Überwachungsvorrichtung 14 die Steuerleitung 24 unterbrechen kann. Insbesondere ist die Steuerleitung-Schalteinrichtung 28 als Relais ausgeführt. Ist durch die Steuerleitung-Schalteinrichtung 28 die Steuerleitung 24 unterbrochen, sind die Bereiche der Steuerleitung 24a, 24b, 24c nach der Steuerleitung- Schalteinrichtung 28 ohne Fehlerfall spannungsfrei geschaltet.
Im Folgenden wird die Steuerleitung 24 immer im Bezug zur Steuerung über eine Spannung beziehungsweise über deren Spannungsfreiheit beschrieben. Hierbei fließen bei geschlossenen Verbindungen aber natürlich auch Ströme die nicht unerwähnt und auch nicht unbeachtete bleiben sollen und abhängig von den zu schaltenden Schalteinrichtungen 16, 38a, 46 auch groß sein können. Entsprechend der durch die zu steuernden und schaltende Schalteinrichtungen, die an der Steuerleitung 24 angeschlossen sind, muss der Strom hierbei natürlich auch eine Mindeststärke aufweisen, was aber in Bezug zur Steuerung einem Fachmann klar ersichtlich und bekannt ist. Daher wird auf diesen Aspekt im Folgenden nicht näher eingegangen und es der Auslegung des Systems überlassen, hier die entsprechenden Größen und Dimensionen vorzusehen.
Auch ist hierbei unter Spannungsfreiheit in der Steuerleitung zu verstehen, dass die Spannung in der Steuerleitung derart abgefallen ist, dass eine Schaltung beziehungsweise ein Schließen der Schalteinrichtungen 16, 38a, 46 nicht möglich ist und damit nicht die notwenige Spannungsschwelle zur Schaltung übersteigt.
Die pyrotechnischen Sicherungseinrichtung 26 kann beispielsweise von einem nicht dargestellten Airbag-Steuergerät oder anderen Steuergeräten ausgelöst werden, um im Schadensfall beziehungsweise Fehlerfall eine schnelle und sichere Abschaltung des Bordnetzes12 oder zumindest Teile des Bordnetzes zu ermöglichen. Solche pyrotechnischen Sicherungseinrichtung 26 werden auch als Pyrofuse bezeichnet und stellen eine irreversible Auftrennung der Steuerleitung 24 dar.
Die Steuerleitung-Schalteinrichtung 28 ist hierbei als reversible Schalteinrichtung ausgeführt, so dass dadurch immer wieder die Steuerleitung 24 elektrisch verbunden und auch wieder aufgetrennt werden kann. Hierzu ist die in Steuerleitung-Schalteinrichtung 28 in der dargestellten Ausführung seriell vor der pyrotechnischen Sicherungseinrichtung 26 angeordnet, so dass der Bereich der Steuerleitung 24a zwischen der Steuerleitung- Schalteinrichtung 28 und der pyrotechnischen Sicherungseinrichtung 26 von der Steuerleitung-Schalteinrichtung 28 spannungsfrei geschaltet werden kann und nicht von der pyrotechnischen Sicherungseinrichtung 26. Hierbei ist damit auch eine Überprüfung des Bereichs der Steuerleitung 24a durch die Überwachungsvorrichtung 14 möglich.
Der Bereich der Steuerleitung 24b nach der pyrotechnischen Sicherungseinrichtung 26 kann dann sowohl von der Steuerleitung-Schalteinrichtung 28 reversibel als auch von der pyrotechnischen Sicherungseinrichtung 26 irreversible spannungsfrei geschaltet werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die elektronische Recheneinrichtung 32 dazu ausgebildet ist, vor einem Zuschalten des elektrischen Energiespeichers 22 zum elektrischen Bordnetz 12 ein Spannungspotential in der Steuerleitung 24 anhand der Funktion der Steuerleitung-Schalteinrichtung 28 zu überprüfen. Entsprechend kann vorgesehen sein, dass eine mittels der elektronischen Recheneinrichtung 32 ausgewertete Ist-Spannung innerhalb der Steuerleitung 24 bei einer geöffneten Steuerleitung-Schalteinrichtung 28 mit einer Soll-Spannung verglichen wird und in Abhängigkeit von dem Vergleich das Steuersignal 30 erzeugt wird oder ein Zuschalten des elektrischen Energiespeichers 22 zu verhindern.
Ferner zeigt die Fig., dass die Steuerleitung 24 eine Service-Schnittstelle 34 aufweist, welche auch als Service Disconnect bezeichnet wird, wobei die Service-Schnittstelle 34 dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einer Betätigung die Steuerleitung 24 zu unterbrechen. Somit ist insbesondere durch eine manuelle Betätigung der Service- Schnittstelle 34, insbesondere bei Arbeiten am Kraftfahrzeug 10 in einer Werkstatt, ein Auftrennen der Steuerleitung 24 möglich, so dass die Hochvolt-Komponenten 48 gesichert spannungsfrei geschaltet werden können und damit ein gefahrloses Arbeiten am Kraftfahrzeug 10 ermöglicht ist.
Durch die Betätigung der Service-Schnittstelle 34 wird die Steuerleitung 24 derart aufgetrennt, so dass der Bereich der Steuerleitung 24c spannungsfrei ist und damit die Schalteinrichtung 16 den Hochvolt-Pluspfad 18 und den Hochvolt-Minuspfad 20 öffnet. Somit ist bei betätigter Service-Schnittstelle 34 der Bereich der Steuerleitung 24c spannungsfrei und damit die Schütze des elektrischen Energiespeichers 22 geöffnet, was auch die Hochvolt-Komponenten 48 spannungsfrei schaltet. Auch andere Schalteinrichtungen, die mit dem Bereich der Steuerleitung 24c verbunden sind und darüber gesteuert werden, werden bei der Betätigung der Service-Schnittstelle 34 geöffnet und die dadurch verschalteten Bereiche und/oder Komponenten aufgetrennt. Andere Komponenten des elektrischen Bordnetzes 12, insbesondere Teilnetze oder Ladedosen, welche mit dem Bereich der Steuerleitung 24b verbunden sind und dessen Schalteinrichtungen und/oder Schütze durch den Bereich der Steuerleitung 24b angesteuert werden, sind von der Abschaltung über die Service-Schnittstelle 34 nicht betroffen.
Die Service-Schnittstelle 34 ist hierbei in der dargestellten Ausführung seriell im Bereich der Steuerleitung 24b nach der pyrotechnischen Sicherungseinrichtung 26 angeordnet, so dass der Bereich der Steuerleitung 24b von der Service-Schnittstelle 34 unbeeinflusst ist und nur der der Bereich der Steuerleitung 24c davon spannungsfrei geschaltet werden kann. Entsprechend schalten die Steuerleitung-Schalteinrichtung 28 reversibel als auch die pyrotechnischen Sicherungseinrichtung 26 irrversibel mit dem Bereich der Steuerleitung 24b auch den Bereich der Steuerleitung 24c spannungsfrei.
In alternativen Ausführungsformen kann sich bei Spannungsfreiheit oder Minderspannung in der Steuerleitung 24 beziehungsweise in den Bereichen der Steuerleitung 24a, 24b, 24c die daran angeschlossene Schalteinrichtung anstatt zu öffnen auch schließen, was eben von der Funktion und Anwendung des durch die Schalteinrichtung geschalteten Bereichs des elektrischen Bordnetzes 12 beziehungsweise der entsprechenden Komponenten abhängt.
Des Weiteren zeigt die Fig., dass die Überwachungsvorrichtung 14 eine weitere Sicherheitseinrichtung 36 innerhalb des Bereichs der Steuerleitung 24b aufweisen kann, wobei die weitere Sicherheitseinrichtung 36 mit zumindest einem elektronischen Nebenabtrieb 38, welcher auch als so genannter electric power take-off (ePTO) bezeichnet werden kann, gekoppelt ist. Mit dem elektrischen Nebenabtrieb sind weitere Verbraucher gemeint, die nicht zwingend Teil des eigentlichen elektrischen Bordnetzes 12 des Kraftfahrzeugs 10 sein müssen und daran nur angeschlossen sein können.
Durch den Anschluss an die Energieversorgung des Kraftfahrzeugs 10 mit meistens einer Funktion eines Antriebs einer Zusatzkomponente hat sich analog zum mechanischen Abtrieb eines Antriebstrangs von Kraftfahrzeugen auch der Begriff des elektrischen Nebenabtriebs für den „electric power take-off“ (ePTO) gebildet.
Dennoch ermöglicht die Kopplung des Bereichs der Steuerleitung 24b, genauer der weiteren Sicherheitseinrichtung 36, mit einer Nebenabtrieb-Schalteinrichtung 38a des elektronischen Nebenabtrieb 38 auch eine Steuerung und entsprechende Zuschaltung und Abtrennung des elektronischen Nebenabtriebs 38 vom restlichen Bordnetzes über die Nebenabtrieb-Schalteinrichtung 38a und damit durch die Steuerleitung 24.
An einen solchen electric power take-off können weitere elektrische Verbraucher angeschlossen sein, zum Beispiel Aufbauten von Kraftfahrzeugen wie ein Kühlaufbau, ein Kran, eine Müllpresse, eine Hydraulikpumpe usw.
Die Sicherheitseinrichtung 36 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Diode 40 sowie eine Sicherung 42 auf, die sowohl den Stromfluss in der Steuerleitung 24b begrenzen soll, als auch ein Energierückfluss verhindern soll. Insbesondere kann die Diode 40 alternativ oder ergänzend zur Sicherung 42 ausgebildet sein.
Um eventuelle Fehler im fremdfabrizierten Fahrzeugaufbau, insbesondere im elektrischen Nebenabtrieb 38, zu verhindern beziehungsweise im Fehlerfall ungewollte Rückwirkungen oder Einspeisungen in das KL30C-Fahrzeugsystem zu verhindern und somit zumindest den Fährbetrieb aufrecht halten zu können, kann die zusätzliche Diode 40 und/oder die Sicherung 42 in dieser Abzweigung des KL30C-Netzes vorgesehen werden. Hierbei dient die Diode 40 als Rückspeiseschutz und die zusätzliche Sicherung 42 dem Kurzschlussschutz und verhindert wie vorstehend erwähnt, dass das gesamte elektrische Bordnetz 12 vom Aufbau durch einen Kurzschluss zwangsabgeschaltet werden muss oder kann.
Ferner ist gezeigt, dass der elektrische Energiespeicher 22 mit dem Hochvolt-Pluspfad 18 und dem Hochvolt-Minuspfad 20 mit weiteren Verbrauchern 44 des Kraftfahrzeugs 10 gekoppelt sein kann. Die weiteren Verbraucher 44 sind lediglich schematisch dargestellt. Diese Verbraucher 44 an den Hochvoltpfaden 18, 20 können auch allgemein als Hochvolt-Komponenten 48 bezeichnet werden und beispielsweise neben der Batterie als elektrischer Energiespeicher 22 auch einen Hochvoltinverter beziehungsweise DC/AC- Wandler, einen DC/DC-Wandler, Hochvolt-Ladesystem, Hochvoltzusatzheizer oder sonstige Komponenten umfassen, die durch die Hochvolt-Spannung des Bordnetzes 12 versorgt werden oder daran angeschlossen sind.
Es ist somit vorgeschlagen, dass die Steuerleitung-Schalteinrichtung 28, welche auch als Relais bezeichnet werden kann, wobei dieses Relais insbesondere als KL30C-Relais bezeichnet werden kann, in die Steuerleitung 24 hinzugefügt wird, wobei das Relais von der elektronischen Recheneinrichtung 32, welche auch als zentrale Recheneinrichtung ausgebildet werden kann, angesteuert werden kann. Dies ermöglicht die Überprüfung des Potentials der KL30C-Leitung vor dem Zuschalten der Spannung, das heißt insbesondere im Rahmen der „Hochfahrsequenz“ des elektrischen Energiespeichers 22. Liegt auf der KL30C-Leitung, genauer auf den Bereichen der Steuerleitung 24a, 24b, 24c bereits bei offenem Relais eine Spannung an, so kann dies von den Komponenten, die an der KL30C-Leitung angeschlossen sind, erkannt werden. Da alle Komponenten beziehungsweise Steuergeräte über einen CAN-BUS verbunden sind, kann das Ergebnis dieser Überprüfung an die elektronische Recheneinrichtung 32 übermittelt und dort mit dem Sollwert verglichen werden. Ist das Resultat nicht korrekt deutet das auf einen Fehler in der Steuerleitung 24, insbesondere in den Bereichen der Steuerleitung 24a, 24b, 24c hin und ein Zuschalten des elektrischen Energiespeichers 22 wird verhindert. Ist bei geöffnetem Relais keine Spannung auf der Steuerleitung 24 vorhanden, so wird das Relais geschlossen und eine Positivprüfung durchgeführt. Liegt nun an den KL30C- Eingängen aller betroffenen Komponenten dann die gewünschte Spannung an, so ist das elektrische Bordnetz 12 in Ordnung und das Hochfahren des elektrischen Energiespeichers 22 kann gefahrlos erfolgen. Entsprechend verhindert die Steuerung über die Steuerleitung 24 die Schalteinrichtungen, insbesondere die Schalteinrichtung 16, nicht daran geschlossen zu werden, damit die Verbraucher 44 entsprechend mit Energie aus dem elektrischen Energiespeicher 22 versorgt werden können.
Weiterhin kann die Steuerleitung-Schalteinrichtung 28 auch dazu genutzt werden, das elektrische Bordnetz 12 im Falle eines leichten Crashs, bei dem die pyrotechnische Sicherungseinrichtung 26 nicht über ein Airbag-Steuergerät ausgelöst wird, reversibel abzuschalten. Hierzu kann ein entsprechendes Signal verwendet werden. Weiterhin ist es auch möglich, bei erkannter Unvermeidbarkeit des Eintritts eines Unfalls (zum Beispiel über Assistenzsysteme, die die entsprechenden Pre-Crash-Erkennungssignale erzeugen) das KL30C-Relais bereits kurz vor dem Eintritt des Crashs, das heißt insbesondere vor einer Kaltverformung des Kraftfahrzeugs 10, zu öffnen und somit eine Erreichung des sicheren Systemzustands noch früher als aus dem Stand der Technik bekannt ist einzuleiten.
Um vorstehend beschriebene Probleme einer Notwendigkeit Teilnetze zusammenschalten zu können aber gleichzeitig jedoch maximale Sicherheit durch die Aufrechterhaltung der Abschaltung von Quellen sicherzustellen, ist weiterhin ein Abzweig in der Steuerleitung 24 zwischen der pyrotechnischen Sicherungseinrichtung 26 und der Service-Schnittstelle 34, also im Bereich der Steuerleitung 24b vorgesehen, an den Komponenten, insbesondere deren Schütze, angeschlossen werden können, die keine Energiequellen darstellen oder besitzen, wie zum Beispiel Ladesteckdosen. Dies erlaubt im Service-Fall, bei dem der Service Disconnect die Funktion einer Zuschaltsperre übernimmt, bestimmte Schütze, zum Beispiel Ladeschütze, zum Zwecke der Systemdiagnose trotz abgeschaltetem elektrischen Bordnetz 12 beziehungsweise abgeschalteter Hochvolt-Komponenten 48 zu betätigen, während alle anderen an KL30C im Bereich der Steuerleitung 24c angeschlossen Komponenten bei elektrisch geöffnetem Service-Disconnect sicher abgeschaltet bleiben. Ferner kann durch Überwachung der Spannungen der Steuerleitung 24, vor allem durch den Vergleich der Spannungen zwischen den Bereichen der Steuerleitung 24b und 24c, beim Einschalten der Zündung sofort erkannt werden, ob der Service Disconnect noch betätigt ist und gegebenenfalls eine Warnmeldung auf einer Anzeigeeinrichtung des Kraftfahrzeugs 10 angezeigt werden.
Insgesamt zeigt die Erfindung eine Erzeugung einer Überwachung der Sicherheitsleitung. Bezugszeichenliste
10 Kraftfahrzeug
12 elektrisches Bordnetz
14 Überwachungsvorrichtung
16 Schalteinrichtung
18 Hochvolt-Pluspfad
20 Hochvolt-Minuspfad
22 elektrischer Energiespeicher
24 Steuerleitung
24a Bereich der Steuerleitung
24b Bereich der Steuerleitung
24c Bereich der Steuerleitung
26 pyrotechnische Sicherungseinrichtung
28 Steuerleitung-Schalteinrichtung
30 Steuersignalleitung
32 elektronische Recheneinrichtung
34 Service-Schnittstelle
36 weitere Sicherheitseinrichtung
38 elektrischer Nebenabtrieb
38a Nebenabtrieb-Schalteinrichtung
40 Diode
42 Sicherung
44 Verbraucher
46 weitere Schalteinrichtung
48 Hochvolt-Komponenten

Claims

Patentansprüche Überwachungsvorrichtung (14) für ein elektrisches Bordnetz (12) eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs (10), mit einer Schalteinrichtung (16), welche zum Schalten eines Hochvolt-Pluspfads (18) und eines Hochvolt- Minuspfads (20) eines elektrischen Energiespeichers (22) des elektrischen Bordnetzes (12) ausgebildet ist, wobei die Schalteinrichtung (16) eine Steuerleitung (24, 24a, 24b, 24c) aufweist, welche mit einer pyrotechnischen Sicherungseinrichtung (26) gekoppelt ist, wobei bei einer Unterbrechung der Steuerleitung (24, 24a, 24b, 24c) die Schalteinrichtung (16) den Hochvolt-Pluspfad (18) und den Hochvolt-Minuspfad (20) öffnet, und seriell zu der pyrotechnischen Sicherungseinrichtung (26) eine Steuerleitung- Schalteinrichtung (28) in der Steuerleitung (24) gekoppelt ist, wobei die Steuerleitung-Schalteinrichtung (28) in Abhängigkeit von einem Steuersignal (30) einer elektronischen Recheneinrichtung (32) der Überwachungsvorrichtung (14) die Steuerleitung (24, 24a, 24b, 24c) unterbricht dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Recheneinrichtung (32) dazu ausgebildet ist, vor einem Zuschalten des elektrischen Energiespeichers (22) zum elektrischen Bordnetz (12) ein Spannungspotential in der Steuerleitung (24, 24a, 24b, 24c) über die Steuerleitung-Schalteinrichtung (28) zu überprüfen. Überwachungsvorrichtung (14) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine mittels der elektronischen Recheneinrichtung (32) ausgewertete Ist-Spannung innerhalb der Steuerleitung (24, 24a, 24b, 24c) bei einer geöffneten Steuerleitung- Schalteinrichtung (28) mit einer Soll-Spannung verglichen wird und in Abhängigkeit von dem Vergleich das Steuersignal (30) erzeugt wird. Überwachungsvorrichtung (14) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerleitung (24, 24a, 24b, 24c) eine Service-Schnittstelle (34) aufweist, wobei die Service-Schnittstelle (34) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einer Betätigung die Steuerleitung (24, 24a, 24b, 24c) zu unterbrechen. Überwachungsvorrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsvorrichtung (14) eine weitere Sicherheitseinrichtung (36) innerhalb der Steuerleitung (24b) aufweist, wobei die weitere Sicherheitseinrichtung (36) mit zumindest einem elektronischen Nebenabtrieb (38) gekoppelt ist. Überwachungsvorrichtung (14) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Sicherheitseinrichtung (36) eine Diode (40) aufweist, die als Rückspeiseschutz vom elektronischen Nebenabtrieb (38) zurück in die Steuerleitung (24b) dient. Überwachungsvorrichtung (14) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Sicherheitseinrichtung (36) eine Sicherung (42) zum Schutz der Steuerleitung (24b) aufweist. Verfahren zum Betreiben einer Überwachungsvorrichtung (14) für ein elektrisches Bordnetz (12) eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs (10), bei welchem mittels einer Schalteinrichtung (16) ein Hochvolt-Pluspfad (18) und ein Hochvolt-Minuspfad (20) eines elektrischen Energiespeichers (22) des elektrischen Bordnetezs (12) geschaltet werden, wobei die Schalteinrichtung (16) eine Steuerleitung (24, 24a, 24b, 24c) aufweist, welche mit einer pyrotechnischen Sicherungseinrichtung (26) gekoppelt ist, wobei bei einer Unterbrechung der Steuerleitung (24, 24a, 24b, 24c) durch die Schalteinrichtung (16) der Hochvolt- Pluspfad (18) und der Hochvolt-Minuspfad (20) geöffnet werden, und seriell zu der pyrotechnischen Sicherungseinrichtung (26) eine Steuerleitung- Schalteinrichtung (28) in der Steuerleitung (24, 24a, 24b, 24c) gekoppelt ist, wobei die Steuerleitung (24, 24a, 24b, 24c) mittels der Steuerleitung-Schalteinrichtung (28) 15 in Abhängigkeit von einem Steuersignal (30) einer elektronischen Recheneinrichtung (32) der Überwachungsvorrichtung (14) unterbrochen wird dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Recheneinrichtung (32) dazu ausgebildet ist, vor einem Zuschalten des elektrischen Energiespeichers (22) zum elektrischen Bordnetz (12) ein Spannungspotential in der Steuerleitung (24, 24a, 24b, 24c) über die Steuerleitung-Schalteinrichtung (28) zu überprüfen.
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