BR102013002970A2 - Sistema de alta-tensão e processo e controle correspondente - Google Patents

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Abstract

Sistema de alta-tensão e processo e controle correspondente. A presente invenção refere-se a um sistema de alta-tensão, especialmente um veículo automotor, com vários componentes de alta-tensão (1 - 3), que conduzem cada qual uma alta-tensão elétrica, bem como ao menos como um aparelho medidor de isolamento para medir uma resistência de isolamento entre os componentes de alta-tensão (1 - 3), e a massa, e ao menos uma unidade de controle (5) para controlar a resistência de isolamento dos componentes de alta-tensão (1 - 3). É proposto que o aparelho medidor de isolamento realize a medição da resistência de isolamento continuamente, a curtos intervalos de tempo, inferiores a 90 segundos, sendo que a unidade de controle (5) desligará os componentes de alta-tensão (1 - 3) quando a resistência de isolamento medida situar-se abaixo de um valor mínimo predeterminado.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA DE ALTA-TENSÃO E PROCESSO E CONTROLE CORRESPONDENTE". A presente invenção refere-se a um sistema de alta-tensão, especialmente em um veículo automotor, e a um processo de controle correspondente.
Em veículos utilitários modernos são crescentemente empregados sistemas de alta-tensão que apresentam vários componentes de alta-tensão, que conduzem alta-tensão. No caso é importante que os componentes de alta-tensão apresentem uma resistência de isolamento suficiente contra a massa. Por isso é conhecido medir a resistência de isolamento dos componentes de alta-tensão por meio de um aparelho medidor de isolamento, sendo que o conjunto de controle realiza o controle da resistência de isolamento medida. Até agora o valor medido da resistência de isolamento foi medido apenas em distâncias temporais relativamente grandes. Além disso, verifica-se até então, independentemente do valor da medição da resistência de isolamento, nenhum desligamento dos componentes de alta-tensão.
Portanto, a presente invenção tem como objeto aprimorar correspondentemente os conhecidos sistemas de alta-tensão. Além disso, a invenção tem por objeto propor um processo de controle correspondente.
Esta tarefa da invenção consiste, portanto, em aprimorar correspondentemente os conhecidos sistemas de alta-tensão. Além disso, o objeto da invenção reside em propor um sistema de controle respectivo. A invenção abrange o ensinamento técnico geral de que o aparelho medidor de isolamento mede a resistência de isolamento durante a operação a intervalos de tempo curto, inferiores a 90 segundos, sendo que a unidade de controle desliga os componentes de alta-tensão quando a resistência de isolamento medida cair abaixo de um valor mínimo predeterminado, o que permite concluir quanto a existência de uma perturbação no isolamento.
Em um exemplo de execução preferido da invenção, a unidade de controle e os diferentes componentes de alta-tensão estão interligados por uma linha de controle anelar, sendo que esta linha de controle também pode ser designada como uma linha de sinalização de intertravamento. A linha de controle anelar se projeta a partir da unidade de controle e estende-se seguidamente pelos diferentes componentes de alta-tensão e finalmente até a unidade de controle. Na operação, a unidade de controle envia um sinal de consulta através da linha de controle em formato anelar até os diferentes componentes individuais de alta-tensão, de maneira que o sinal de consulta enviado, depois de passar pelos diferentes componentes de alta-tensão, finalmente se reintegrará na unidade de controle, desde que a linha de controle não esteja interrompida. A unidade de controle testará continuamente se o sinal de consulta, enviado pela unidade de controle, depois de passar pela linha de controle de formato anelar, será novamente recebido pela unidade de controle, o que permitiría concluir uma linha de controle intacta. Todavia, caso a unidade de controle não torne a receber o sinal de consulta, isto permite concluir a respeito de uma interrupção da linha de controle, o que, por exemplo, pode ser ocasionado por uma interrupção de uma linha de alta-tensão ou por uma conexão de encaixe de alta-tensão não concretizada. Em tal hipótese, a unidade de controle desliga os componentes de alta-tensão a fim de evitar um caso de interferência.
Preferencialmente, em tal caso de falha serão desligados todos os componentes de alta-tensão do sistema de alta-tensão pela unidade de controle. A invenção requer, todavia também proteção para modificações, nas quais a unidade de controle apenas desliga alguns ou também um único componente de alta-tensão do sistema de alta-tensão.
Na modalidade preferida da invenção, os diferentes componentes de alta-tensão estão acoplados em uma linha de alta-tensão através de uma ligação de encaixe de alta-tensão, o que já é conhecido do estado da técnica. A linha de controle no caso preferencialmente atravessa a conexão de encaixe de alta-tensão, de maneira que a linha de controle é interrompida quando ao menos uma das ligações de encaixe de alta-tensão estiver separada. A concretização da linha de controle pelas diferentes ligações de encaixe de alta-tensão possibilita, portanto, que a unidade de controle possa examinar se as ligações de encaixe de alta-tensão estão realmente encaixa- das, ou seja, acopladas ou não. A alta-tensão para os diferentes componentes de alta-tensão será, depois, somente liberada pela unidade de controle quando estiverem encaixadas todas as conexões de encaixe de alta-tensão Além disso, os diferentes componentes de alta-tensão no exemplo preferido da invenção são interligados por linhas de alta-tensão, o que também já é conhecido do estado da técnica. Preferencialmente a linha de controle atravessa as diferentes linhas de alta-tensão, de maneira que uma separação de uma das linhas de alta-tensão também resulta em uma separação da linha de controle, o que será reconhecido pela unidade de controle, já que o sinal de consulta transmitido pela unidade de controle - em virtude da linha de controle interrompida, não retorna à unidade de controle. Em tal caso de falha, a unidade de controle desligará então preferencialmente todos ou ao menos alguns dos componentes de alta-tensão. Já foi acima mencionado que o aparelho medidor de isolamento mede a resistência de isolamento dos diferentes componentes de alta-tensão continuamente, a intervalos de tempo curtos, inferiores a 90 segundos. De preferência, a medição de isolamento se realiza até mesmo essencialmente, com maior frequência, em um intervalo de tempo inferior a 60 segundos ou até mesmo em um intervalo de tempo inferior a 30 segundos.
Além disso, deve-se mencionar que o desligamento dos componentes de alta-tensão preferencialmente é feito tão rapidamente que a alta-tensão é neutralizada dentro de menos de 60 segundos para menos do que 60 V.
Além disso, deve-se mencionar que a invenção não está restrita ao sistema de alta-tensão acima descrita, de acordo com a invenção, porém abrange também um veículo automotor (por exemplo, um veículo utilitário) que está equipado com um sistema de alta-tensão desta espécie.
Finalmente, a invenção também abrange um correspondente processo de controle, como já resulta da descrição acima, de maneira que, com relação ao processo de controle, é feita referencia à descrição precedente.
Outras ampliações vantajosas da invenção são caracterizadas nas reivindicações dependentes ou serão, em seguida, explicadas mais detalhadamente, com base nas Figuras, juntamente com a descrição do exemplo de execução preferido da invenção. As Figuras mostram: Figura 1 - apresentação esquemática de um sistema de alta-tensão, de acordo com a invenção, bem como Figura 2 - o sistema de controle, de acordo com a invenção, na forma de um diagrama de fluxo.
Figura 1 - apresenta um sistema de alta-tensão, de acordo com a invenção, que pode ser empregado em um veículo utilitário (por exemplo, um caminhão). O sistema de alta-tensão, de acordo com a invenção, apresenta vários componentes de alta-tensão 1, 2, 3, que no desenho são apenas mostrados esquematicamente. Por exemplo, nos componentes de alta-tensão 1-3 pode se tratar de sensores, ou seja, de atuadores, porém a invenção, relativamente a função térmica dos componentes de alta-tensão, não está restrita a estas funções Nos componentes de alta-tensão 1-3, respectivamente, está integrado a um aparelho medidor de isolamento, o qual, para fins de simplificação, não está sendo mostrado. O aparelho medidor de isolamento integrado mede sempre a resistência de isolamento entre os componentes condutores de alta-tensão dos componentes de alta-tensão 1-3, por um lado, e a massa, por outro lado. Resistência de isolamento medida será transferida através de uma linha de baixa tensão 4 (“linha - LV”) até uma unidade de controle 5 (“coordenador de segurança”), sendo que a unidade de controle 5 examina se o valor medido da resistência de isolamento dos diferentes componentes de alta-tensão 1 - 3 é suficiente ou se permite concluir um caso de falha. Caso o valor medido da resistência de isolamento seja demasiado baixo, a unidade de controle 5 desligará os diferentes componentes de alta-tensão 1—3 através da linha de baixa tensão 4ab.
Além disso, o sistema de alta-tensão, de acordo com a invenção, apresenta uma linha de controle 6 (“linha de sinalização de intertravamen-to”), sendo que alinha de controle 6 interliga a unidade de controle 5 anelar com os componentes de alta-tensão 1-3.
No caso deve-se mencionar que os componentes de alta-tensão 1—3 estão interligados por sessões de cabo 7, 8, sendo que estas sessões de cabo 7, 8 contêm uma linha de alta-tensão 9, 10, uma linha de blindagem 11, 12 e uma linha de controle 6. A linha de controle 6 atravessa, portanto, as duas sessões de cabo 7, 8 entre os componentes de alta-tensão 1 - 3, de maneira que uma separação resultante de uma falha das sessões de cabo 7, 8 também resultará em uma separação da linha de controle 6. Para reconhecer uma separação desta natureza das sessões de cabo 7 ou 8, a unidade de controle 5 transmite um sinal de consulta pela linha de controle 6, sendo que o sinal de consulta, na operação normal, depois de passar pelos componentes de alta-tensão 1 - 3, é reintegrada na unidade de controle 5, baseado em que esta unidade de controle 5 pode reconhecer que as sessões de cabo 7, 8 estão intactas. Por outro lado, se o sinal de consulta não for reintegrado na unidade de controle 5, a unidade de controle 5 se baseará em que ao menos uma das sessões de cabo 7, 8 está seccionada, quando a unidade de controle 5 desliga os componentes de alta-tensão 1 - 3 através da linha de baixa tensão 4.
Além disso, deve-se mencionar que as linhas de alta-tensão 9, 10, através de uma linha de ligação de encaixe de alta-tensão 13-15, estão ligadas aos componentes de alta-tensão 1 - 3. No caso, a linha de controle 6 atravessa de tal maneira as ligações de encaixe de alta-tensão 13-15 que a linha de controle 5 é automaticamente interrompida quando ao menos uma das ligações de encaixe de alta-tensão 13-15 não estiver encaixada. Portanto, a unidade de controle 5, através de uma consulta correspondente pela linha de controle 6 também poderá reconhecer se as ligações de encaixe de alta-tensão 13-15 estão encaixadas ou não. Caso seja revelado neste controle que ao menos uma das ligações de encaixe 13-15 não está encaixada, então a unidade de controle 5 desligará os componentes de alta-tensão 1-3 através da linha de baixa tensão 4ab, para garantir uma operação segura. A seguir, será explicado, com base no diagrama de fluxo da Fi- gura 2, o processo de controle, de acordo com a invenção, para o sistema de alta-tensão acima descrito.
Em um primeiro passo S1, será controlado inicialmente se o bor-ne 15 da rede de bordo do veículo utilitário está conduzindo tensão, será, portanto controlado se a rede de bordo do veículo utilitário está acoplada. Este teste será realizado durante tanto tempo, até que no passo S1 seja verificado que no borne 15 da rede de bordo encontra-se aplicada tensão.
Em seguida, em um passo S2, será feito inicialmente um desligamento de alta-tensão, isto é a unidade de controle 5 desligará os componentes de alta-tensão 1-3 através da linha de baixa tensão 4ab.
Em um passo S3 - conforme acima descrito, será feita então uma medição de isolamento, isto é, o aparelho medidor de isolamento, integrado aos componentes de alta-tensão 1-3, medirá a respectiva resistência de isolamento.
Em um passo S4 será depois testado se é suficiente o respectivo isolamento.
Caso isto não ocorra, será usado o passo S2, quando os componentes de alta-tensão 1-3 serão desligados.
Caso o controle no passo S4, por sua vez, resultar em uma resistência de isolamento suficiente, então se verificará em um passo S5 a consulta de intertra va mento acima descrito através da linha de controle 6 a fim de testar se estão efetivamente encaixadas todas as ligações de encaixe de alta-tensão 13 - 15 e se nenhuma das sessões de cabo 7, 8 está interrompida.
Se isto não for o caso, também se passará para o passo S2, quando serão desligados os componentes de alta-tensão 1-3.
Caso, por sua vez, tanto a medição de isolamento como também a consulta de intertravamento decorrerem isentos de falha, se passará a u-sar o passo S7 no qual uma alta-tensão dos componentes de alta-tensão 1 — 3 será liberada.
Em seguida, em um passo S8, será novamente controlado se no borne 15 estiver aplicada tensão.
Se isso não for o caso, em um último passo S9, será desligada a alta-tensão dos componentes de alta-tensão 1—3.
Do contrario, por sua vez, se passará novamente ao passo S3, onde se realiza um exame de isolamento. A invenção não está restrita às modalidades preferidas acima descritas. Ao contrário, é possível um grande numero de variantes e modificações que também recorrem a ideia inventiva e, portanto, são integradas no âmbito da proteção. Além disso, a invenção também requer proteção para o objeto e características das reivindicações dependentes, independentemente das reivindicações referidas.

Claims (11)

1. Sistema de alta-tensão especialmente em um veículo automotor com a) Vários componentes de alta-tensão (1 - 3) que conduzem uma alta-tensão elétrica. b) Ao menos um aparelho medidor de isolamento para medir uma resistência de isolamento entre os componentes de alta-tensão (1 - 3) e a massa, e c) Ao menos uma unidade de controle(5) para controlar a resistência de isolamento dos componentes de alta-tensão (1 - 3). caracterizado pelo fato de que: d) O aparelho medidor de isolamento mede a resistência de isolamento continuamente, a curtos intervalos de tempo, inferior a 90 segundos, e e) A unidade de controle(5) desliga os componentes de alta-tensão (1 - 3) quando a resistência de isolamento medida situar-se abaixo de um valor mínimo predeterminado.
2. Sistema de alta-tensão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: a) Está prevista uma linha de controle(6) em formato anelar que se estende desde a unidade de controle(5) e seguidamente atravessa os diferentes componentes de alta-tensão (1 - 3) para finalmente ser retornada até a unidade de controle (5). b) A unidade de controle(5) envia um sinal de consulta pela linha de controle(6) anelar, c) A unidade de controle(5) testa se o sinal de consulta enviado pela unidade de controle(5), depois de passar pela linha de controle anelar (6), é novamente recebida pela unidade de controle (5), d) A unidade de controle(5) desliga os componentes de alta-tensão (1-3) quando a unidade de controle(5) não receber o sinal de consulta.
3. Sistema de alta-tensão, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que: a) Os componentes de alta-tensão (1 - 3), através de uma ligação de encaixe de alta-tensão (13 - 15), estão acoplados em uma linha de alta-tensão (9, 10), e b) A linha de controle(6) atravessa as conexões de encaixe de alta-tensão (13 - 15), de maneira que a linha de controle(6) estará interrompida quando ao menos uma das ligações de encaixe de alta-tensão (13-15) estiver separada.
4. Sistema de alta-tensão, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que: a) Os componentes de alta-tensão (1 - 3) estão interligados por linhas de alta-tensão (9-10) b) A linha de controle(6) é atravessada pelas linhas de alta-tensão (9 - 10), de maneira que a linha de controle(6) estará interrompida quando ao menos uma da linhas de alta-tensão (9-10) estiver separada.
5. Sistema de alta-tensão de acordo com uma das reivindica- rõpc nrpcpdpntr»*; caracterizado pelo fato de que: a) O aparelho medidor de isolamento mede a resistência de isolamento continuamente, a curtos intervalos de tempo inferiores a 30 ou 60 segundos, e/ou b) No desligamento dos componentes de alta-tensão (1 - 3), a alta-tensão será diminuída dentro de menos de 60 segundos para o nível inferior para 60 V.
6. Veículo automotor, especialmente veículo utilitário com sistema de alta-tensão, de acordo com uma das reivindicações precedentes.
7. Processo de controle para um sistema de alta-tensão, especialmente para um sistema de alta-tensão, de acordo com uma das reivindicações precedentes, com os seguintes passos: a) Medição de uma resistência de isolamento de componentes de alta-tensão (1 - 3) do sistema de alta-tensão, b) Controle da resistência de isolamento, medida nos diferen- tes componentes de alta-tensão (1 - 3) do sistema de alta-tensão, através de uma unidade de controle(5) caracterizado pelo fato de que: c) A resistência de isolamento dos diferentes componentes de alta-tensão (1 - 3) é medida continuamente a curtos intervalos de tempo, inferiores a 90 segundos, e d) A unidade de controle(5) desliga os componentes de alta-tensão (1 - 3) quando a resistência de isolamento medida situar-se abaixo de um valor mínimo predeterminado.
8. Processo de controle, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que: a) Está previsto uma linha de controle(6) em forma anelar que se projeta desde a unidade de controle(5) e seguidamente atravessa os diferentes componentes de alta-tensão (1-3) para finalmente ser retornada até unidade de controle (5). b) A unidade de controle(5) envia um sinal de consulta sobre a linha de controle anelar (6). c) A unidade de controle(5) controla se o sinal de consulta transmitido pela unidade de controle (5), depois de passar pela linha de controle^) em formato anelar, será novamente recebido pela unidade de controle (5), d) A unidade de controle(5) desligará os componentes de alta-tensão (1 - 3) quando a unidade de controle(5) não receber o sinal de consulta.
9. Processo de controle, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que: a) Os componentes de alta-tensão (1 - 3), através de uma ligação de encaixe de alta-tensão (13 - 15), estão acoplados em uma linha de alta-tensão (9 - 10), e b) A linha de controle(6) atravessa as ligações de encaixe de alta-tensão (13 - 15) de uma maneira que a linha de controle(6) estará interrompida quando ao menos uma das ligações de encaixe de alta-tensão (13 - 15) estiver separada.
10. Processo de controle, de acordo com a reivindicação 8 ou 9 caracterizado pelo fato de que: a) Os componentes de alta-tensão (1-3) estão interligados por linhas de alta-tensão (9, 10). b) A linha de controle(6) é atravessada pelas linhas de alta-tensão (9 - 10), de maneira que as linhas de controle(6) estarão interrompidas quando estiver separada ao menos uma das linhas de alta-tensão (9, 10).
11. Processo de controle, de acordo com uma das reivindicações 7 a 10, caracterizado pelo fato de que: a) O aparelho medidor de isolamento mede a resistência de isolamento continuamente a curtos intervalos de tempo, inferiores a 60 ou 30 segundos, e /ou b) No desligamento dos componentes de alta-tensão (1 - 3), a alta-tensão será neutralizada dentro de menos de 60 segundos para o nível inferior a 60 V.
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