DE102004057119A1

DE102004057119A1 - Verfahren zum Betreiben eines Stromkreises beim Auftreten von Lichtbögen und Kraftfahrzeugstromkreis mit einer Anordnung zum Erkennen von Lichtbögen

Info

Publication number: DE102004057119A1
Application number: DE200410057119
Authority: DE
Inventors: Ulrich Stich; Rolf Hermann; Rolf Wagemann
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co; Intedis GmbH and Co KG
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2004-11-26
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2006-06-22

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Stromkreises, insbesondere eines Kraftfahrzeugbordnetzes, beim Auftreten von Lichtbögen, wobei mittels einer Anordnung (3) zum Erkennen von Lichtbögen der Stromkreis auf das Auftreten von Lichtbögen überwacht wird und wobei mittels eines Schaltmittels (2) der Stromkreis abgeschaltet werden kann, falls ein Lichtbogen von der Anordnung (3) erkannt worden ist, wobei das Schaltmittel (2) im Falle des Erkennens des Auftretens eines Lichtbogens den Stromkreis kurzzeitig, z. B. für einen Bruchteil einer Sekunde, unterbricht, d. h. ausschaltet und selbsttätig wieder einschaltet. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Kraftfahrzeugstromkreis mit einer Anordnung zum Erkennen von Lichtbögen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Stromkreises beim Auftreten von Lichtbögen und einen Kraftfahrzeugstromkreis mit einer Anordnung zum Erkennen von Lichtbögen sowie eine solche Anordnung.
STAND DER TECHNIK
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zum Betreiben eines Stromkreises, insbesondere eines Kraftfahrzeugbordnetzes bzw. eines Kraftfahrzeugstromkreises beim Auftreten von Lichtbögen in dem Stromkreis bekannt. Bei einem solchen Verfahren wird mittels einer Anordnung zum Erkennen von Lichtbögen der Stromkreis auf das Auftreten von Lichtbögen überwacht und mittels eines Schaltmittels der Stromkreis ausgeschaltet, d. h. das Schaltmittel wird geöffnet, falls der Lichtbogen von der Anordnung erkannt worden ist. Bei den bisher bekannten Verfahren wird der Stromkreis dauerhaft ausgeschaltet. D. h. die Anordnung steuert das Mittel so an, dass das Schaltmittel nach dem Erkennen eines Lichtbogens dauerhaft geöffnet ist. Eine Inbetriebnahme des Stromkreises ist in der Regel nicht mehr möglich. Eine Inbetriebnahme des Stromkreises ist insbesondere dann nicht mehr möglich, wenn anstelle des Schaltmittels eine Schmelzsicherung oder ein pyrotechnisches Trennelement verwendet wird.
Die Lichtbögen in den Stromkreisen, seien es serielle oder parallele Lichtbögen, entstehen in der Regel immer als Folge von Kurzschlüssen (paralleler Lichtbogen) oder einer Stromkreisunterbrechung (serieller Lichtbogen), zum Beispiel das Öffnens eines mechanischen Schalters. Je nach Höhe der an der Kurzschlussstelle abfallenden Spannung und in Abhängigkeit von anderen Randbedingungen können Lichtbögen nicht spontan ohne vorherige leitende Verbindung stehen. Ist daher der Lichtbogen einmal verlöscht und kein neuer Kurzschluss (paralleler Lichtbogen) beziehungsweise keine neue Unterbrechung (serieller Lichtbogen) hergestellt worden, könnte der Stromkreis fehlerfrei ohne erneuten Lichtbogen weiterbetrieben werden. Dieses ist jedoch mit den herkömmlichen Verfahren, Stromkreisen und Anordnungen zum Erkennen von Lichtbögen nicht möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem trotz des Auftretens eines Lichtbogens der Stromkreis möglichst störungsfrei weiterbetrieben werden kann. Gleichfalls soll eine Anordnung bzw. ein Stromkreis zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen werden.

VORTEILE DER ERFINDUNG

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens dadurch gelöst, dass das Schaltmittel im Falle des Erkennens des Auftretens eines Lichtbogens den Stromkreis kurzzeitig, z. B. für einen Bruchteil einer Sekunde, unterbricht, d. h. aus- bzw. abschaltet und selbsttätig wieder einschaltet. Das Schaltmittel wird also kurzzeitig geöffnet und wieder geschlossen. Durch das Ausschalten und das selbsttätige Wiedereinschalten des Stromkreises verlöschen die Lichtbögen. Sofern die Bedingungen für das Zünden eines Lichtbogens nicht erneut vorliegen, zum Beispiel aufgrund eines weiterhin bestehenden oder eines erneuten Kurzschlusses, entstehen die Lichtbögen nach dem Wiedereinschalten nicht erneut. Der Stromkreis kann dann störungsfrei weiter betrieben werden.

Nach der kurzzeitigen Unterbrechung, d. h. dem Ausschalten und dem selbsttätigen Wiedereinschalten des Stromkreises wird der Stromkreis mittels der Anordnung erneut auf das Auftreten eines Lichtbogens überwacht. Ist ein Lichtbogen nicht verlöscht oder nach der Unterbrechung aufgrund eines Kurzschlusses neu entstanden, wird der Stromkreis vorteilhaft erneut kurzzeitig unterbrochen.

Die Unterbrechung des Stromkreises ist vorteilhaft von einer solch kurzen Dauer, dass über den Stromkreis mit einer Betriebsspannung versorgte elektrische bzw. elektronische Baugruppen von der Unterbrechung in ihrer Funktion nicht beeinträchtigt werden. Die Unterbrechung ist so kurz zu wählen, dass sie bei elektrischen bzw. elektronischen Baugruppen zu keinerlei Funktionsstörungen oder Funktionsbeeinträchtigungen führt.

Eine erfindungsgemäße Anordnung ist so ausgestaltet, dass durch die Anordnung das Schaltmittel so ansteuerbar ist, dass der Stromkreis nach einem Erkennen eines Lichtbogens kurzzeitig, z. B. für einen Bruchteil einer Sekunde, unterbrochen wird, d. h. aus und anschließend selbsttätig wieder eingeschaltet wird. Das Schaltmittel kann auch Teil der Anordnung sein. Vorteilhaft handelt es sich bei dem Schaltmittel um ein Halbleiterschaltmittel, da mit solchen Halbleiterschaltmitteln kürzere Schaltzeiten erreicht werden können als mit herkömmlichen mechanischen Schaltmitteln. Das Schaltmittel kann zum Beispiel ein Transistor sein.

Die erfindungsgemäße Anordnung zum Erkennen von Lichtbögen und zum Unterbrechen des Stromkreises können vollständig als Halbleiterschaltkreis, d. h. als integrierte Schaltung realisiert sein.

Ein Kraftfahrzeugstromkreis weist vorteilhaft eine solche erfindungsgemäße Anordnung zum Erkennen von Lichtbögen auf.

ZEICHNUNGEN BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Anordnung bzw. einen Stromkreis mit einer erfindungsgemäßen Anordnung und einem erfindungsgemäßen Verfahren sind anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
1 den erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugstromkreis mit der erfindungsgemäßen Anordnung und
2 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Der erfindungsgemäße Kraftfahrzeugstromkreis, wie er in 1 dargestellt ist, umfasst in Reihe geschaltete Batterien 1 als Stromquelle, ein Schaltmittel 2, die erfindungsgemäße Anordnung 3 und eine Last 10. In Serie zur Last 10 liegt ein so genannter serieller Lichtbogen 8 vor. Parallel zur Last 10 liegt des Weiteren ein so genannter paralleler Lichtbogen 9 vor. Diese Lichtbögen 8, 9 werden durch die erfindungsgemäße Anordnung erkannt. Nach dem Erkennen eines der Lichtbögen 8, 9 bewirkt die erfindungsgemäße Anordnung 3 ein Öffnen des Schaltmittels 2 für einen Sekundenbruchteil, wobei das Schaltmittel 2 selbsttätig von der erfindungsgemäßen Anordnung 3 so angesteuert wird, dass es nach dem Sekundenbruchteil wieder schließt.
Die erfindungsgemäße Anordnung 3 umfasst einen Stromsensor, der über ein Anpassungsmittel 6 an ein Mittel zur Lichtbogenerkennung angeschlossen ist. Das Mittel zur Lichtbogenerkennung kann auf bekannte Art und Weise gestaltet sein. Darüber hinaus kann es auf jede andere Art und Weise gestaltet sein, die eine zuverlässige Erkennung von Lichtbögen ermöglicht. Das Mittel zur Lichtbogenerkennung umfasst zugleich ein Mittel zur Ansteuerung des Schaltmittels, welches das Schaltmittel 2 für die kurzzeitige Unterbrechung des Stromkreises ansteuert. Über einen weiteren Signalausgang 11 können Informationen über Vorliegen eines Lichtbogens oder ähnliche Informationen an eine Zentraleinheit oder Anzeigeeinheit gegeben werden.
Die in der 1 dargestellte erfindungsgemäße Anordnung bzw. der in 1 dargestellte erfindungsgemäße Kraftfahrzeugstromkreis kann nach dem in 2 dargestellten Verfahren betrieben werden. Das Mittel zur Lichtbogenerkennung überwacht dabei ständig, ob im Stromkreis ein Lichtbogen erkannt wurde. Ist ein Lichtbogen erkannt worden, wird das in 2 dargestellte Verfahren durchlaufen. Zunächst wird der Erkennung des Lichtbogens (Lichtbogenerkennung) der Stromkreis kurzzeitig abgeschaltet. Dazu wird von dem Mittel zur Lichtbogenerkennung das Schaltmittel zur Unterbrechung des Stromkreises für einen Sekundenbruchteil angesteuert. Nach dem Wiedereinschalten des Stromkreises überprüft das Mittel zur Lichtbogenerkennung, ob der Lichtbogen noch vorhanden ist. Ist kein Lichtbogen mehr in dem Stromkreis vorhanden, nimmt das Mittel zur Lichtbogenerkennung seine übliche Überwachungstätigkeit wieder auf. Ist jedoch auch nach Unterbrechung des Stromkreises ein Lichtbogen im Stromkreis vorhanden, wird zunächst ein Zähler inkrementiert. Dann wird geprüft, ob der Zähler einen maximalen Zählerstand erreicht hat, der vorher festgelegt wurde. Ist ein maximaler Zählerstand noch nicht erreicht, wird der Stromkreis erneut kurzzeitig abgeschaltet und wieder eingeschaltet, d. h. unterbrochen. Ist dagegen der maximale Zählerstand erreicht, wird der Stromkreis dauerhaft abgeschaltet und über den Signalausgang 11 eine Meldung an den Fahrer gegeben.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Stromkreis so lange bis zum Erreichen einer maximalen Anzahl unterbrochen, bis der Lichtbogen verlöscht. Verlischt der Lichtbogen schon nach einem ersten Unterbrechen des Stromkreises, ist die normale Funktion des Stromkreises wieder hergestellt. Da die Unterbrechung nur für den Bruchteil einer Sekunde erfolgt, und die elektrischen bzw. elektronischen Baugruppen in dem Stromkreis so ausgelegt sind, dass eine solche kurzzeitige Unterbrechung des Stromkreises keine Auswirkung auf Funktion der Baugruppen hat, bleibt die kurzzeitige Unterbrechung des Stromkreises ohne Belang. Gelingt es jedoch nicht den Lichtbogen zum Verlöschen zu bringen und liegt auch nach einer kurzzeitigen Unterbrechung des Stromkreises immer noch ein Lichtbogen vor, wird der Stromkreis nach einer maximalen Anzahl von n_max Durchläufen dauerhaft abgeschaltet.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Stromkreises, insbesondere eines Kraftfahrzeugbordnetzes, beim Auftreten von Lichtbögen, wobei mittels einer Anordnung (3) zum Erkennen von Lichtbögen der Stromkreis auf das Auftreten von Lichtbögen überwacht wird und wobei mittels eines Schaltmittels (2) der Stromkreis abgeschaltet werden kann, falls ein Lichtbogen von der Anordnung (3) erkannt worden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel (2) im Falle des Erkennens des Auftretens eines Lichtbogens den Stromkreis kurzzeitig, z. B. für einen Bruchteil einer Sekunde, unterbricht, d. h. ausschaltet und selbsttätig wieder einschaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Unterbrechung mittels der Anordnung (3) der Stromkreis erneut auf das Auftreten überwacht wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bei einem erneuten Erkennen eines Lichtbogens der Stromkreis erneut kurzzeitig unterbrochen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass über den Stromkreis mit einer Betriebsspannung versorgte elektrische bzw. elektronische Baugruppen (10) von der bzw. den Unterbrechungen in ihrer Funktion nicht beeinträchtigt werden.
Anordnung (3) zum Erkennen von Lichtbögen in einem Stromkreis und zur Ansteuerung eines Schaltmittels (2), mit dem der Stromkreis abschaltbar ist, sofern ein Lichtbogen erkannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel (2) durch die Anordnung (3) so ansteuerbar ist, dass der Stromkreis nach einem Erkennen eines Lichtbogens kurzzeitig, z. B. für einen Bruchteil einer Sekunde, unterbrochen wird, d. h. ausgeschaltet und wieder eingeschaltet wird.
Anordnung (3) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel (2) Teil der Anordnung (3) ist.
Anordnung (3) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel (2) ein Halbleiterschaltmittel ist.
Anordnung (3) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel (2) ein Transistor ist.
Anordnung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (3) durch einen Halbleitschaltkreis realisiert ist.
Kraftfahrzeugstromkreis mit einer Anordnung (3) zum Erkennen von Lichtbögen, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9 ausgebildet ist.