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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Überwachung einer Verbindung
einer Anschlusskomponente, beispielsweise eines elektrischen Verbrauchers
oder eines Gehäuses, mit einem Energieversorgungsnetz insbesondere
in einem Fahrzeug.
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Stand der Technik
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In
modernen Fahrzeugen, beispielsweise in Hybridfahrzeugen oder in
Brennstoffzellenfahrzeugen, wird neben einem 14-V-Bordnetz auch
ein Niederspannungsnetz zur Versorgung der in dem Fahrzeug angeordneten
Verbraucher verbaut. Die in einem solchen Niederspannungsnetz auftretenden Spannungen
betragen etwa 200 V bis 1000 V und sind daher so hoch, dass bei
Berührung der aktiven und unter Niederspannung stehenden
Teile gefährliche Körperströme fließen
können. Für ein derartiges Niederspannungsnetz
müssen daher Schutzmaßnahmen gegen die direkte
und die indirekte Berührung aktiver unter Niederspannung
stehender Teile ergriffen werden, wie sie beispielsweise in der
Norm DIN VDE 0100 beschrieben sind.
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Eine
der Schutzmaßnahmen besteht darin, dass bei Zuschaltung
des Niederspannungsnetzes alle Steckverbindungen gesteckt und evtl.
verriegelt sowie dass alle Gehäusedeckel fehlerfrei angebracht sind.
Hierzu werden die Steckverbindungen mit zwei zusätzlichen
Kontakten versehen und seriell niederohmig mit evtl. vorhandenen
Gehäusedeckelkontakten mittels einer Überwachungsleitung
verschaltet und überwacht. Diese Überwachungsleitung
wird oft als Pilotlinie, Pilotleitung oder Interlog-Leitung bezeichnet.
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Sind
alle Stecker, die mit der Pilotleitung überwacht werden,
fehlerfrei gesteckt, so erkennt dies eine zentrale Überwachungseinheit
und gibt das Niederspannungsnetz zur Zuschaltung frei. Zusätzlich
werden Gehäusedeckel auf das Vorhandensein und auf die
richtige Montage überwacht, so dass keine Niederspannung-führenden
Teile im Inneren der Gehäuse berührt werden können.
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Ein
Nachteil an der Pilotleitungsüberwachung ist, dass nur
eine Unterbrechung der Pilotleitung und nicht gleichzeitig der Ort
der Unterbrechung erkannt wird. So kann beispielsweise ein zentrales Überwachungssystem
zwar erkennen, dass eine Unterbrechung der Pilotlinie und damit
ein Fehler vorliegen. Der Fehlerort kann jedoch nicht genau bestimmt werden,
was bei komplexen Systemen zu aufwendigen und teuren Fehlersuchen
führen kann. Sind ferner weitere Maßnahmen in
einer der Niederspannungskomponenten aufgrund des erkannten Fehlers notwendig,
so muss dies durch das zentrale Überwachungssystem gemeldet
werden. Dadurch entsteht systembedingt ein zeitlicher Verzug, der
gegebenenfalls in bestimmten Situationen kritisch für die
Systemsicherheit sein kann.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist, ein Konzept zur Überwachung
von elektrischen Verbindungen zu schaffen, das eine sichere Fehlererkennung
und eine Fehlerortung ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungsformen sind in den abhängigen
Patentansprüchen angegeben.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung zur Überwachung
eines Anschlusses einer Anschlusskomponente an ein Energieversorgungsnetz,
wobei die Anschlusskomponente an das Energieversorgungsnetz und über
ein elektrisches Verbindungselement an ein Überwachungssystem anschließbar
ist. Bevorzugt umfasst die Überwachungsvorrichtung eine
Spannungsmesseinrichtung zum Erfassen eines Spannungswertes einer
Spannung zwischen einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss
des elektrischen Verbindungselementes, wobei der erste Anschluss
und der zweite Anschluss mit dem Überwachungssystem verbindbar sind,
und eine Auswerteeinrichtung zum Auswerten des Spannungswertes,
wobei die Auswerteeinrichtung ausgebildet ist, ein Hinweissignal
zu erzeugen, das auf einen fehlerhaften Anschluss an das Energieversorgungsnetz
hinweist, falls der Spannungswert sich von einem vorbestimmten Spannungswert
unterscheidet.
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Gemäß einer
Ausführungsform ist zwischen den ersten Anschluss und den
zweiten Anschluss ein Widerstandselement schaltbar.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform ist die Auswerteeinrichtung ausgebildet,
das Hinweissignal zu erzeugen, falls der Spannungswert sich von dem
vorbestimmten Spannungswert unterscheidet.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform liegt der vorbestimmte Spannungswert
zwischen 0 Volt und 1 Volt. Bevorzugt ist der vorbestimmte Spannungswert
gleich 0 Volt.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform ist die Überwachungsvorrichtung
in dem Verbindungselement angeordnet.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Anschlusskomponente, insbesondere
eine Fahrzeugbatterie oder eine Fahrzeugzündspule oder
eine Fahrzeugsteuereinheit oder eine Niedervoltfahrzeugbatterieanlage
oder ein Komponentengehäuse oder ein Komponentengehäusedeckel,
mit der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung,
die beispielsweise in der Anschlusskomponente integriert sein kann.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Überwachungssystem zum Überwachen
eines Anschlusses von zumindest einer Anschlusskomponente an ein Energieversorgungsnetz,
wobei die Anschlusskomponente an das Energieversorgungsnetz und über
ein elektrisches Verbindungselement an ein Überwachungssystem
anschließbar ist. Das Überwachungssystem umfasst
bevorzugt die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung
und eine Stromerzeugungseinrichtung, insbesondere einer Stromquelle, zum
Einspeisen eines Stromes einer vorbestimmten Amplitude in den ersten
Anschluss des Verbindungselementes, um einen Spannungsabfall zwischen dem
ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss zu erzeugen.
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Gemäß einer
Ausführungsform umfasst das Überwachungssystem
ein weiteres Verbindungselement, mit dem das Verbindungselement
der Anschlusskomponente verbindbar ist, wobei das weitere Verbindungselement
eine niederohmige Verbindung oder ein Widerstandselement zwischen
einem ersten Anschluss des weiteren Verbindungselementes und einem
zweiten Anschluss des weiteren Verbindungselementes aufweist, wobei
die Anschlüsse des weiteren Verbindungselementes mit den
Anschlüssen des Verbindungselementes verbindbar sind.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform umfasst das Überwachungssystem
ferner eine zentrale Auswerteeinrichtung, die mit der Auswerteeinrichtung
der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung
verbindbar ist, um das Hinweissignal zu empfangen und um bei Vorliegen
eines Verbindungsfehlers ein Fehlersignal auszugeben, das auf die
Anschlusskomponente hinweist.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeugenergiesystem mit der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung
und dem erfindungsgemäßen Überwachungssystem.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Weitere
Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden
Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1 ein Überwachungssystem
mit daran angeschlossenen Überwachungsvorrichtungen gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung;
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2 ein Überwachungssystem
mit daran angeschlossenen Überwachungsvorrichtungen gemäß einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung;
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3 ein Überwachungssystem
mit daran angeschlossenen Überwachungsvorrichtungen gemäß einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung;
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4 ein Überwachungssystem
mit daran angeschlossenen Überwachungsvorrichtungen gemäß einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung;
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5 ein Überwachungssystem
mit daran angeschlossener Überwachungsvorrichtung gemäß einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung;
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6a, 6b ein Überwachungssystem mit
daran angeschlossener Überwachungsvorrichtung gemäß weiteren
Ausführungsformen der Erfindung;
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7a bis 7c elektrische
Verbindungen; und
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8a bis 8c elektrische
Verbindungen.
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1 zeigt
beispielhaft eine Mehrzahl von Überwachungsvorrichtungen 1.1, 1.2, 1.n,
die jeweils eine Spannungsmesseinrichtung 2.1, 2.2, 2.n,
ein parallel zu der Spannungsmesseinrichtung 2.1, 2.2, 2.n geschaltetes
Widerstandselement 3.1, 3.2, 3.n sowie
jeweils ein Verbindungselement mit jeweils einem ersten Anschluss 4.1, 4.2, 4.n und
einem zweiten Anschluss 5.1, 5.2, 5.n aufweisen.
Das Widerstandselement 3.1, 3.2, 3.n ist
jeweils zwischen dem ersten Anschluss 4.1, 4.2, 4.n und
dem zweiten Anschluss 5.1, 5.2, 5.n angeordnet.
Ein Ausgang der jeweiligen Spannungsmesseinrichtung 2.1, 2.2, 2.n ist jeweils
mit einem Eingang einer Auswerteeinheit 6.1, 6.2, 6.n verbunden.
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Die Überwachungsvorrichtungen 1.1 bis 1.n sind
an ein Überwachungssystem angeschlossen, das eine Stromquelleneinheit 7 mit
einer Stromquelle 8 und eine Pilotleitung 9 umfassen
kann. Ferner umfasst die Stromquelleneinheit 7 eine Steuer-
und Auswerteeinheit 10 vorgesehen, die mit der Stromquelle 8 gekoppelt
ist.
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Jedem
Verbindungselement der jeweiligen Überwachungsvorrichtung 1.1 bis 1.n ist
jeweils ein weiteres Verbindungselement 11.1 bis 11.n des Überwachungssystems
zugeordnet, über das die jeweilige Überwachungsvorrichtung 1.1 bis 1.n an
die Pilotleitung 9 und somit an die Stromquelle 8 anschließbar
ist.
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Das Überwachungssystem
umfasst ferner eine Verbindungsleitung 12, beispielsweise
eine Busleitung, mit der jeweils ein Ausgang der jeweiligen Auswerteeinheit 6 der
jeweiligen Überwachungsvorrichtung 1.1 bis 1.n angeschlossen
ist. Die Verbindungsleitung 12 verbindet jeweils die Auswerteeinheit 6.1, 6.2 bis 6.n mit
der zentralen Steuer- und Auswerteeinheit 10.
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Im
Folgenden wird exemplarisch auf die Überwachungsvorrichtung 1.1 Bezug
genommen:
Wie in 1 dargestellt ist das jeweilige
weitere Verbindungselement 11.1 des Überwachungssystems mit
zwei Steckkontakten 4.1, 5.1, versehen, die leitend
verbunden sind und die bei Verbindung die hierzu korrespondierenden
Steckkontakte des Verbindungselementes der Überwachungsvorrichtung 1.1 eingreifen.
Wie in 1 dargestellt, sind der erste Anschluss 4.1 und
der zweite Anschluss 5.1 des Verbindungselementes der Überwachungsvorrichtung 1.1 bei
fehlerfreier Steckverbindung über das weitere Verbindungselement 11.1 kurzgeschlossen.
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Sind
die Verbindungen fehlerfrei, so fällt beispielsweise über
dem Widerstand 3.1 der Überwachungsvorrichtung 1.1 keine
Spannung ab, so dass die Auswerteeinheit 6.1 der Steuer-
und Auswerteeinheit 10 optional eine fehlerfreie Verbindung
mitteilen kann. Bei einer fehlerhaften Verbindung hingegen werden
die Anschlüsse 4.1 und 5.1 des Verbindungselementes
der Überwachungsvorrichtung 1.1 nicht mehr überbrückt,
so dass der Widerstand 3.1 nicht mehr überbrückt
ist, so dass an diesem prinzipiell eine Spannung abfallen kann.
Die Stromquelle kann hierzu über weitere und in 1 nicht
dargestellte Anschlüsse mit dem Widerstandselement 3.1 verbunden
sein und durch dieses einen Strom treiben, der bei fehlerhafter
Verbindung einen Spannungsabfall an dem Widerstandselement 3.1 erzeugt.
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2 zeigt
eine Mehrzahl von Überwachungsvorrichtungen 1.1.a, 1.n.a,
die jeweils eine Spannungsmesseinheit 2.1, 2.n,
ein Widerstandselement 3.1, 3.n sowie eine Auswerteeinrichtung 6.1, 6.n aufweisen
und wie in 1 dargestellt verschaltet sind.
Im Unterschied zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
umfassen die weiteren Verbindungselemente des Überwachungssystems
jeweils ein Anschlusspaar mit einem ersten Anschluss 4.1.b, 4.n.b und
einem zweiten Anschluss 5.1.b, 5.n.b, die zum
Verbinden der jeweiligen Überwachungsvorrichtung 1.1.a, 1.n.a an
die Pilotleitung 9 über jeweils einen ersten Anschluss 4.1.a, 4.n.a und einen
zweiten Anschluss 5.1.a, 5.n.a vorgesehen sind.
Darüber hinaus umfassen die den Überwachungsvorrichtungen 1.1.a, 1.n.a zugeordneten
weiteren Verbindungselemente des Überwachungssystems weitere
Anschlüsse 11.1, 11.n, die mittels einer Kurzschlussbrücke 13.1, 13.n niederohmig
verbunden sind.
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Im
Folgenden wird exemplarisch auf die Überwachungsvorrichtung 1.1 Bezug
genommen:
Die Überwachungsvorrichtung 1.1.a umfasst
ein Verbindungselement, das zum Verbinden mit dem weiteren Verbindungselement
des Überwachungssystems vorgesehen ist. Das Verbindungselement
umfasst den ersten Anschluss 4.1.a, der mit dem ersten
Anschluss 4.1.b des weiteren Verbindungselementes verbindbar ist,
und den zweiten Anschluss 5.1.a, der mit dem zweiten Anschluss 5.1.b des
weiteren Verbindungselementes verbindbar ist. Beispielswiese ist das
Widerstandselement 3.1 zwischen dem ersten Anschluss 4.1.a und
zweiten Anschluss 5.1.a angeordnet. Darüber hinaus
umfasst das Verbindungselement der Überwachungsvorrichtung 1.1.a ein
weiteres Anschlusspaar, das mit den mittels der Brücke 13.1 überbrückten
Anschlüssen des weiteren Verbindungselementes des Überwachungssystems
verbindbar ist.
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So
wird bei fehlerfreier Verbindung des Verbindungselementes der Überwachungsvorrichtung 1.1.a mit
dem weiteren Verbindungselement des Überwachungssystems
eine Überbrückung des Widerstandselementes 3.1 realisiert,
so dass der durch die Stromquelle 8 in den ersten Anschluss 4.1.b des weiteren
Verbindungselementes über die Brücke und nicht
durch das Widerstandselement 3.1 fließt, so dass
an diesem keine detektierbare Spannung abfällt. In diesem
Falle stellt die Auswerteeinheit 6.1 fest, dass die Verbindung
zum Überwachungssystem und somit die Verbindung zum Energienetz
fehlerfrei ist.
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Die
Anschlüsse 4.1.b, 5.1.b können
beispielsweise auf der Kleinspannungsseite mit z. B. 14 V Bordnetzspannung
angeordnet sein. Die weiteren Anschlusspaare, die durch die Brücke 13.1 verbunden
sind, können hingegen auf der Niederspannungsseite angeordnet
sein. Das weitere Verbindungselement kann somit mehrstückig
ausgebildet sein, so dass beispielsweise bei einer fehlerhaften Verbindung
zwischen der Überwachungsvorrichtung 1.1.a mit
dem Energieversorgungsnetz das Widerstandselement 3.1 nicht
mehr überbrückt wird, so dass bei fehlerfreier
Anbindung an das Überwachungssystem ein hierdurch fließender
Strom zum Spannungsabfall beitragen kann.
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Bei
einer fehlerhaften Verbindung zwischen der Überwachungsvorrichtung 1.1.a, 1.n.a und
dem Überwachungssystem bildet sich aufgrund der Serienschaltung
der Überwachungsvorrichtungen kein Stromfluss aus. Die
Stromquelle 8 kann in diesem Falle erfassen, dass kein
Strom fließt und ein Hinweissignal erzeugen, das auf eine
fehlerhafte Verbindung der jeweiligen Überwachungsvorrichtung 1.1.a, 1.n.a mit
dem Überwachungssystem hinweist. Da die Stromquelle 8 mit
der Steuer- und Auswerteeinheit 10 gekoppelt ist, empfängt
die Steuer- und Auswerteeinheit 10 das Hinweissignal, so
dass auch eine Fehlererkennung im Falle einer fehlerhaften Verbindung mit
dem Überwachungssystem möglich ist.
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3 zeigt
eine Anordnung einer Mehrzahl von Überwachungsvorrichtungen 1.1.1.a bis 1.1.n.a, die
jeweils eine Spannungsmesseinrichtung 2.1, 2.2, 2.n,
eine Auswerteeinheit 6.1, 6.2, 6.n und
ein Widerstandselement 3.1, 3.2, 3.n aufweisen.
Im Unterschied zu dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Stromquelle 8 dauerhaft mit jeweils einem ersten
Anschluss eines Verbindungselementes der jeweiligen Überwachungsvorrichtung 1.1.1.a, 1.1.n.a verbunden,
wobei die Überwachungsvorrichtungen 1.1.1.a, 1.1.n.a in
Serie geschaltet sind und gemeinsam mit der Pilotleitung 9 eine
an die Stromquelle 8 angeschlossene Serienschaltung bilden.
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Die
weiteren Anschlüsse mit den Brücken 13.1, 13.n sind
beispielsweise der Niederspannungsseite zugeordnet und überbrücken
bei fehlerfreier Verbindung zum Niederspannungsnetz die Widerstandselemente 3.1, 3.n,
so dass an diesen keine detektierbare Spannung abfällt.
Bei fehlerhafter Verbindung einer der Überwachungsvorrichtungen 1.1.1.a, 1.1.n.a mit
dem Energienetz über beispielsweise die Anschlüsse 4.a und 5.a wird
das jeweilige Widerstandselement 3.1, 3.n nicht
mehr überbrückt, so dass sich durch dieses ein
Stromfluss ausbilden kann, der zum Spannungsabfall beiträgt,
den die jeweilige Auswerteeinheit 6.1, 6.2, 6.n detektieren
und ansprechend hierauf ein Hinweissignal erzeugen kann, das der
Steuer- und Auswerteeinheit 10 über die Busverbindung 12 zugeleitet
wird.
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4 zeigt
eine Anordnung einer Mehrzahl von Überwachungsvorrichtungen 1.1.a, 1.2.a, 1.n.a mit
Auswerteeinheiten 6.1.a, 6.1.b, 6.1.n,
die im Unterschied zu dem in 3 dargestellten
Ausführungsbeispiel und in Abwandlung des in 2 dargestellten
Ausführungsbeispiels über von der Niederspannungsseite
getrennte Verbindungselemente an das Überwachungssystem
anschließbar ist. So ist beispielsweise die in 4 dargestellte Überwachungsvorrichtung 1.1.a über
die Anschlüsse 4.1.a, 5.1.a des Verbindungselements
mit den korrespondierenden Anschlüssen 4.1.b, 5.1.b des Überwachungssystems
an dasselbe angeschlossen.
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Die
Anschlüsse 4.1.b, 5.1.b sind jedoch nicht innerhalb
des weiteren Verbindungselementes des Überwachungssystems
angeordnet, sondern sind extern ausgeführt.
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5 zeigt
eine Überwachungsvorrichtung 501 mit einer Spannungsmesseinrichtung 503,
deren Ausgang mit einem Eingang einer Auswerteeinheit 505 verbunden
ist. Die Überwachungsvorrichtung ist über einen
ersten Anschluss 507 und einen zweiten Anschluss 509 mit
der Pilotleitung 9 verbunden, wobei die Anschlüsse 507 und 509 niederohmig
verbunden und optional kurzgeschlossen sind. Die Anschlüsse 507 und 509 sind
ferner einem Verbindungselement der Überwachungsvorrichtung 501 zugeordnet
und mit einem weiteren Verbindungselement 511 des Überwachungssystems
verbindbar, das die vorstehend erwähnte Kurzschlussbrücke
aufweist. Zwischen dem ersten Anschluss 507 und dem zweiten
Anschluss 509 ist ein Widerstandselement 513 angeordnet.
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Die Überwachungsvorrichtung 501 umfasst ferner
weitere Anschlüsse 515 und 517, die mittels
eines weiteren Verbindungselementes 519 des Überwachungssystems
mit der Pilotlinie 9, das eine Kurzschlussbrücke 521 umfasst,
miteinander verbindbar sind. Das weitere Verbindungselement 519 ist
bevorzugt der Niederspannungsseite zugeordnet. Zwischen den Anschlüssen 515 und 517 ist
ein weiteres Widerstandselement 523 angeordnet.
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Die
Spannungsmesseinrichtung 503 ist vorgesehen, eine Spannung
zwischen den Anschlüssen 515 und 509 zu
messen. Bei fehlerfreier Verbindung der Überwachungsvorrichtung 501 mit
dem Energienetz überbrückt die Brücke 521 das
Widerstandselement 523, so dass an diesem keine Spannung
abfällt. Bei fehlerfreier Verbindung mit dem Überwachungssystem
ist auch das Widerstandselement 513 kurzgeschlossen, so
dass die Spannungsmesseinrichtung keine detektierbare Spannung misst.
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Die
Kurzschlussverbindung in dem weiteren Verbindungselement 511 ist
jedoch optional, sodass bei deren Wegfall in den ersten Anschluss 507 ein Strom
eingespeist werden kann, der zu einem durch die Spannungsmesseinrichtung 503 detektierbaren Spannungsabfall
führt, der bei fehlerfreier Verbindung beispielsweise eine
vorbestimmte Amplitude, z. B. 1 V oder 2 V, aufweisen kann.
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Ist
die Verbindung zum Energienetz fehlerhaft und entfällt
die in dem weiteren Verbindungselement 511 angeordnete
Brücke, so wird das Widerstandselement 523 nicht
mehr kurzgeschlossen, so dass der in den ersten Anschluss 507 eingespeiste Strom
zu einem zweiten Spannungsabfall führt, der eine weitere
Spannungsamplitude aufweist, die durch die Spannungsmesseinrichtung 503 detektierbar
ist. Unterscheidet sich die weitere Spannungsamplitude von einem
vorbestimmten Schwellwert, beispielsweise von der Spannungsamplitude,
die bei fehlerfreier Verbindung der Überwachungsvorrichtung 501 zum
Energienetz und bei Wegfall der Kurzschlussverbindung an dem Widerstandselement 513 abfällt,
so wird dieser Unterschied von der Auswerteeinheit 505 erfasst,
sodass die fehlerhafte Verbindung lokalisiert werden kann.
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In 6a ist
eine Überwachungsvorrichtung 601 dargestellt,
die im Unterschied zu dem in 5 dargestellten
Ausführungsbeispiel eine erste Spannungsmesseinrichtung 603 und
eine zweite Spannungsmesseinrichtung 605 aufweist. Die
erste Spannungsmesseinrichtung 603 misst eine über
dem Widerstandselement 523 abfallende Spannung. Die zweite
Spannungsmesseinrichtung 605 misst hingegen eine an dem
Widerstandselement 513 abfallende Spannung. Ein Ausgang
der ersten Spannungsmesseinrichtung 603 und ein Ausgang
der zweiten Spannungsmesseinrichtung 605 sind mit einer
Auswerteeinheit 607 verbunden. Die in dem weiteren Verbindungselement 511 eingezeichnete
Verbindungsbrücke ist ebenfalls optional. Die Auswerteeinheit 607 erfasst
auf der Basis der gemessenen Spannungen über den Widerstandselementen 523 und 513,
ob die Überwachungsvorrichtung fehlerfrei mit dem Energienetz
bzw. mit dem Überwachungssystem verbunden ist.
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6b zeigt
im Unterschied zu dem in 6a dargestellten
Ausführungsbeispiel eine Überwachungsvorrichtung 609 mit
nur einer Auswerteeinheit 611, die zur Auswertung der Spannung über
dem Widerstand 523 vorgesehen ist. Ferner befindet sich ein
Kontaktstecker 613 mit einem zwischen die Anschlüsse 507 und 509 schaltbarem
Widerstandselement 615.
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7a zeigt
an einem Ausführungsbeispiel eine Verbindung einer Überwachungsvorrichtung
mit dem Überwachungssystem, das ein Widerstandselement 701 aufweist.
Ein erster Anschluss 703 und ein zweiter Anschluss 705 eines
Verbindungselementes der Überwachungsvorrichtung sind mit
einem ersten Anschluss 707 und einem zweiten Anschluss 709 eines
weiteren Verbindungselementes des Überwachungssystems verbunden.
Das Widerstandselement 701 ist bevorzugt in dem weiteren
Verbindungselement zwischen den Anschlüssen 707 und 709 angeordnet.
Bei fehlerfreier Verbindung wird beispielsweise durch eine in 7 nicht dargestellte Stromquelle ein Strom
durch den Widerstand 701 erzeugt, der zu einem Spannungsabfall
führt, der durch die Spannungsmesseinrichtung 711 detektierbar
ist. Die Spannungsmesseinrichtung 711 leitet ein Spannungsmesssignal
an eine in 7b dargestellte Auswerteeinheit 713,
die auf dessen Basis eine Fehlerdiagnose durchführen kann.
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In 7b ist
eine alternative Verbindung mit dem Überwachungssystem
und dessen Pilotleitung dargestellt, bei der die Anschlüsse 707 und 709 kurzgeschlossen
sind und bei der das Widerstandselement 701 zwischen den
Anschlüssen 703 und 705 angeordnet ist.
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Wie
in 7c dargestellt können die Spannungsmesseinrichtung
und die Auswerteeinheit entfallen, sodass nur die vorstehend beschriebene
zentrale Stromquelleneinheit 8 den Fehler erkennen kann.
Eine Lokalisierung des Fehlerortes ist dann nur möglich,
wenn die Impedanzen 701 in den zu überwachenden
Komponenten derart codiert sind, dass eine eindeutige Lokalisierung
möglich ist.
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Wie
in den 8a, 8b und 8c dargestellt,
kann die Anbindung an die Pilotleitung des Überwachungssystems
dadurch erfolgen, dass die Spannungsmesseinrichtung 711 wie
in den 8a und 8b dargestellt
in Serie mit der Pilotleitung schaltbar ist. Wie in 8c dargestellt,
kann die Anbindung an die Pilotleitung auch über das der Überwachungsvorrichtung
zugeordnete Widerstandselement 701 erfolgen.
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Wie
vorstehend ausgeführt werden zum Aufbau einer Pilotlinie
die zu überwachenden Komponenten und deren Verbindungen,
beispielsweise Steckverbinder oder Gehäusedeckelüberwachungen,
mit einer separaten Leitung, die der Pilotleitung 9 entsprechen
kann, verbunden. Die Pilotleitung 9 wird, wie in 2 dargestellt,
bevorzugt in die zu überwachenden Komponenten mithilfe
der Steckkontakte 4.1.a, 4.n.b und 5.1.a, 5.n.a,
geführt. Diese Steckkontakte können auch wahlweise
pro Komponente als ein einziger Steckkontakt ausgeführt
oder in einem bereits vorhandenen Signalstecker integriert sein.
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Über
eine weitere Steckverbindung, beispielsweise über die in 2 dargestellte
Steckverbindung 11.1, 11.n, können die
in den zu überwachenden Komponenten angeordneten Impedanzen 3.1, 3.n niederohmig überbrückt
werden, was durch die Leitungen 13.1, 13.n realisiert
werden kann. Die Impedanzen 3.1, 3.n sind zweckmäßigerweise
etwa gleich groß, können sich jedoch unterscheiden.
Parallel zu den Impedanzen 3.1, 3.n wird, wie
in 2 dargestellt, jeweils eine Spannungsmessvorrichtung 2.1, 2.n angeschlossen,
die ihr Spannungssignal an die jeweilige Auswerteeinheit 6.1, 6.n liefert.
Bevorzugt ist die Stromquelle 8 in der Pilotleitung 9 integriert,
und regelt über die Steuer- und Auswerteeinheit 10 den
Strom in der Pilotleitung 9 unabhängig von der
Anzahl der zu überwachenden Anschlusskomponenten oder der Überwachungsvorrichtungen in
der Pilotleitung auf einen konstanten Wert.
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Wird
an einer der zu überwachenden Komponenten 1.1.a, 1.n.a der
Steckkontakt 11.1, 11.n getrennt bzw. ein Deckel
geöffnet, so fällt an der jeweiligen Impedanz 3.1, 3.n eine
Spannung ab, die größer ist als ein definierter
Schwellwert. Diese Spannung wird über die jeweilige Spannungsmessvorrichtung 2.1, 2.n gemessen
und in der Auswerteeinheit 6.1, 6.n verarbeitet.
Sind die Steckverbindungen bzw. die Gehäusedeckel geschlossen
und sind die Steckkontakte der Pilotlinie gesteckt, so misst die Spannungsmessvorrichtung 2.1, 2.n eine
Spannung von ungefähr 0 V. Damit der Strom im Falle eines
getrennten Steckkontaktes bzw. eines geöffneten Deckels
konstant bleibt, kann die Stromquelle 8 eine höhere
Spannung einstellen, was durch die zentrale Auswerteeinheit 10 erkannt
wird, wodurch erkennbar ist, dass ein Steckkontakt getrennt bzw.
ein Gehäusedeckel geöffnet ist. Ein getrennter
Steckkontakt bzw. ein geöffneter Deckel kann zusätzlich
von der zu überwachenden Komponente dezentral erkannt werden.
Die zu überwachende Komponente kann gegebenenfalls selbst
Maßnahmen einleiten, wie es in den 1 bis 4 dargestellt
ist. Hierzu können die zu überwachenden Anschlusskomponenten
beispielsweise über die Signal- oder Busverbindung 12 den Überwachungszustand
gegenseitig austauschen und gegebenenfalls eine Plausibilisierung
des Überwachungszustandes vornehmen und/oder getroffene Maßnahmen
den anderen zu überwachenden Komponenten mitteilen und/oder
eine Diagnoseinformation zum Auffinden des Fehlerortes senden.
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Wahlweise
können die Steckkontakte der Pilotleitung 4.1.b, 4.n.b und 5.1.b, 5.n.b in
der gleichen Weise wie in 5 dargestellt
mit einer parallel geschalteten Impedanz 513 in dem Stecker 511 überwacht
werden, wie die Steckverbinder der Niedervoltsteckkontakte bzw.
Gehäusedeckelüberwachungen 519.
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Sind
mehrere zu überwachende Kontakte in einer Komponente enthalten,
können diese innerhalb der Komponente seriell verschaltet
werden. In diesem Fall können zur dezentralen Diagnose
wahlweise jeder zu überwachende Kontakt mit einer Spannungsmessung
oder mehrere Kontakte mit einer einzigen Spannungsmessung versehen
werden.
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Wahlweise
kann in dem jeweiligen Steckkontakt, beispielsweise in dem Steckkontakt 11.1 aus 2,
auch die Referenzimpedanz 701 aus 7 integriert
sein. So kann jedoch nur ein einziger Fehler erkannt werden.
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Darüber
hinaus kann die in 2 dargestellte Stromquelleneinheit 7 in
eine der zu überwachenden Komponenten 1.1a, 1.1n integriert
werden.
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Weiterhin
kann, wie in 5 dargestellt, ein separater
Pilotkontaktstecker 511 bzw. 4.1, 4.n und 5.1, 5.n aus 2 entfallen,
falls dieser Stecker in eine bereits vorhandene Signalsteckverbindung
der Überwachungskomponente 1.1.a, 1.n.a aus 2 integriert
werden kann.
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Die
Auswerteeinrichtungen können beispielsweise über
ein Fahrzeugkleinspannungsnetz mit beispielsweise 14 Volt Betriebsspannung
versorgt werden. Sie umfassen ferner eine Sendeeinrichtung zum Aussenden
von Signalen, die jeweils einer Überwachungsvorrichtung
oder einer Anschlusskomponente zugeordnet sind, über beispielsweise die
in 2. dargestellte Busverbindung 12. Die Sendeeinrichtung
kann beispielsweise ausgebildet sein, amplituden- und/oder phasenmodulierte
Sendesignale zu erzeugen und auszusenden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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