DE102007043068A1

DE102007043068A1 - Vorrichtung zur Bordnetzdiagnose

Info

Publication number: DE102007043068A1
Application number: DE102007043068A
Authority: DE
Inventors: Richard Schoettle; Joerg Dieter Huber
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-09-10
Filing date: 2007-09-10
Publication date: 2009-03-12
Also published as: WO2009033844A1

Abstract

Es werden Vorrichtungen zur Bordnetzdiagnose angegeben, die einen Generator (10) sowie eine mit dem Generator (10) verbundene Batterie (11) mit Batteriezustandserkennung (19) umfassen. Weiterhin ist ein elektrisches Energiemanagement (18) vorhanden, das mit dem Generator (10), der Batteriezustandserkennung (19) sowie Mitteln zur Leistungsverteilung (16, 17) und/oder als Steuergerät ausgestalteten elektrischen Verbrauchern (13a, 15a) verbunden ist. Das elektrische Energiemanagement (18) wertet die ihm zugeführten Informationen aus und erkennt Fehler bzw. Leistungsunterbrechungen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bordnetzdiagnose, sowie zugehörige Diagnoseverfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.
Bei derzeit in Serie befindlichen Fahrzeugen sind keine Informationen zur Diagnose oder Überwachung von Versorgungsleitungen oder Leistungsverteilern im Fahrzeug verfügbar. Üblich ist lediglich die Überwachung von Batteriekenngrößen, die mit Hilfe einer Batteriezustandserkennung BZE durchgeführt wird und eine entsprechende Reaktion in Form von Verbraucherabschaltungen bei Überlastung des Energiebordnetzes ausgelöst wird. Dies erfolgt mit Hilfe des sogenannten elektrischen Energiemanagements EEM. Sowohl die Batteriezustandserkennung BZE, als auch das elektrische Energiemanagement EEM werden beispielsweise in mikroprozessorgesteuerten Steuergeräten aufgeführt. Kurzschlüsse oder Spannungsabfälle in den Versorgungsleitungen können mit den in Serie befindlichen Systemen aktuell nicht lokalisiert werden.
Im Zusammenhang mit Mehrspannungsbordnetzen ist aus der DE 100 61 046 A1 eine Vorrichtung zur Fehlererkennung in einem Mehrspannungsbordnetz in einem Fahrzeug bekannt, bei dem über Leistungsverteiler über einen Ausgang des Leistungsverteilers die Energieversorgung der zu versorgenden Last beeinflusst wird. Dabei sind Erfassungsmittel vorgesehen, die zumindest eine elektrische Größe am Ausgang des Verbrauchers erfassen.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bordnetzdiagnose mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass schleichende Fehler oder Teilausfälle des elektrischen Bordnetzes frühzeitig erkannt werden können. Besonders vorteilhaft ist, dass dies während des Fahrbetriebs erfolgen kann. Der Fahrer kann somit frühzeitig gewarnt werden, bevor es zu einem Totalausfall des Fahrzeugs kommen kann. Besonders vorteilhaft ist, dass die Versorgung sicherheitsrelevanter Systeme damit überwacht wird. Erzielt werden diese Vorteile, indem den elektrischen Verbrauchern Mittel zugeordnet sind, die wenigstens eine ihrer Ausgangsgrößen erfassen und dies einer Steuereinheit zum elektrischen Energiemanagement rückmelden. Damit lässt sich in vorteilhafter Weise eine Batteriezustandserkennung, ein elektrisches Energiemanagement und eine Verbraucherüberwachung als Kombination realisieren. Weitere Vorteile der Erfindung sind, dass die Lokalisierung eines Versorgungsproblems im elektrischen Bordnetz möglich ist, so dass geeignete Maßnahmen getroffen werden, die zur Behebung der Unterbrechung oder für einen Sicherheits- bzw. Notbetrieb erforderlich sind.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den 1 bis 3 dargestellt.
In 1 sind schematisch die zur Erläuterung der Erfindung erforderlichen Komponenten eines Fahrzeugbordnetzes dargestellt. Im Einzelnen ist ein Generator 10 vorhanden, der mit einer Batterie 11 in Verbindung steht und diese lädt. Unter Batterie werden hier alle geeigneten Energiespeicher subsumiert. Elektrische Verbraucher 12, 13, 14 und 15 sind über Mittel zur Leistungsverteilung 16 und 17 entweder direkt an den Generator 10 oder an die Batterie 11 angeschlossen. Die Versorgung der elektrischen Verbraucher 12, 13 erfolgt somit direkt aus dem Generator, die Versorgung der elektrischen Verbraucher 14, 15 aus der Batterie 11. Mit dem in 1 dargestellten Bordnetz ist die Lokalisierung eines Versorgungsproblems im elektrischen Bordnetz nicht ohne Weiteres möglich. Eine Lokalisierung von Verbindungsproblemen ist jedoch mit dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung möglich.
Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind neben den als durchgezogene Linie dargestellten Energieversorgungsleitungen zwischen den einzelnen Bordnetzkomponenten zusätzliche Datenleitungen vorhanden, die gestrichelt gezeichnet sind. Diese verbinden den Generator 10 mit einem elektrischen Energiemanagement 18 und die Batterie 11 mit einer Batteriezustandserkennung 19. Die Batteriezustandserkennung 19, sowie das elektrische Energiemanagement sind untereinander ebenfalls mit einer Datenleitung verbunden. Weitere Datenleitungen 21, 22 führen von den Mitteln zur Leistungsverteilung 16 zum elektrischen Energiemanagement 18, sowie von den Mitteln zur Leistungsverteilung 17 ebenfalls zum elektrischen Energiemanagement 18.
Die Batteriezustandserkennung 19 ist beispielsweise eine mikroprozessorgesteuerte Einrichtung, die den Batteriezustand in allgemein bekannter Weise ermittelt, wobei insbesondere die erforderlichen Batteriezustandsgrößen mit Hilfe geeigneter Sensoren gemessen werden. Das elektrische Energiemanagement 18 ist ein weiteres Steuergerät, das wenigstens einen Mikroprozessor aufweist und damit die Funktionalität zur Erfassung, Verarbeitung, sowie gegebenenfalls Diagnose von Generatorkenngrößen ermöglicht. Das elektrische Energiemanagement 18, sowie die Batteriezustandserkennung 19 können auch als ein einziges Steuergerät ausgestaltet sein. Durch das Vorhandensein eines elektrischen Energiemanagements und einer Batteriezustandserkennung können Aussagen über den Zustand der Batterie und die Funktion bzw. Leistungsabgabe des Generators 10 abgeleitet werden.
Die Leistungsverteilung zu den elektrischen Verbrauchern 12 bis 15 wird entweder in einem eigenständigen Steuergerät mit Kommunikationsanbindung an das elektrische Energiemanagement (in der Zeichnung nicht dargestellt) oder, wie in 2 dargestellt, durch Rückführung von Informationen aus den Mitteln zur Leistungsverteilung 16, 17 an das elektrische Energiemanagement 18 von diesem selbst durchgeführt.
Die Erfassung von Batterie und Generatordaten ermöglicht es, interne Fehler im Energiebordnetz zu erkennen. Diese Funktionen müssen nicht unbedingt in den aufgeführten Komponenten gerechnet werden, sondern können in beliebigen anderen Steuergeräten realisiert sein, solange die notwendigen Informationen bezüglich Batterie 11 und Generator 10 in diesen Steuergeräten verfügbar sind.
Handelt es sich zumindest bei einigen 13a, 15a der Verbraucher 12 bis 15 um Steuergeräte, ist es möglich, in diesen Steuergeräten selbst eine Spannungs- und/oder Strommessung durchzuführen. Es kann dann über die Rückführung dieser Information über Datenleitungen 23, 24 zum elektrischen Energiemanagement 18 von diesem eine Aussage über den Zustand des Verbindungspfades vom Energiebordnetz zum Verbrauchersteuergerät gewonnen werden. Die Funktionen sind zur Vereinfachung der Darstellung beim Ausführungsbeispiel im elektrischen Energiemanagement 18 integriert, dies ist jedoch funktional nicht zwingend erforderlich. Durch entsprechende Datenanbindung wäre es auch möglich, die Zustandsbestimmung in einem im Fahrzeug ohnehin vorhandenen Steuergerät durchzuführen.
In 3 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem eine Datenleitung 20, 21 zwischen den Mitteln zur Leistungsverteilung 16, 17 und dem elektrischen Energiemanagement 18 vorhanden ist. Zwischen den zusätzlichen Steuergeräten 13a 15a und dem elektrischen Energiemanagement 18 liegt die Datenleitungen 22, 23. Über die Datenleitungen sind Daten bzw. Informationen austauschbar, insbesondere zwischen dem elektrischen Energiemanagement 18 und den Steuergeräten 13a bzw. 15a.
Die Erfassung von Batteriegrößen und Generatorgrößen ermöglicht letztendlich eine Aussage über den internen Zustand des Energiebordnetzes. Über die Rückführung von Informationen bezüglich Spannung und/oder Strom aus angeschlossenen Steuergeräten können dann weiterführend Aussagen zum Zustand der Versorgungsleitungen und der zu versorgenden Komponenten des Bordnetzes abgeleitet werden. Insbesondere können also auch Leitungsunterbrechungen erkannt werden und Gegenmaßnahmen getroffen werden bzw. Reaktionen auf die Leitungsunterbrechungen erfolgen.
Zusätzlich kann eine Unterbrechung der Leistungsversorgung von bisher nicht diagnosefähigen Verbrauchern dadurch erkannt werden, dass ein Steuergerät aus dem gleichen Versorgungsstrang eine intakte Versorgung zurückmeldet, der Verbraucher jedoch nicht aktiviert werden kann. Diese Vorgehensweise ermöglicht eine Eingrenzung von Fehlerursachen in Leitungen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10061046 A1 [0003]

Claims

Vorrichtung zur Bordnetzdiagnose für ein Bordnetz mit einem Generator (10), einer Batterie (11), Mitteln zur Leistungsverteilung (12, 13), sowie Verbrauchern (14 bis 17) und einer der Batterie (11) zugeordneten Batteriezustandserkennung (19), sowie einem elektrischen Energiemanagement (18), wobei das elektrische Energiemanagement (18) und die Batteriezustandserkennung (19) miteinander über eine Datenleitung in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Mitteln zur Leistungsverteilung (16, 17) und dem elektrischen Energiemanagement (18) wenigstens eine weitere Datenleitung (20, 21) vorhanden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen allen Mitteln zur Leistungsverteilung (16, 17) und dem elektrischen Energiemanagement (18) Datenleitungen (20, 21) vorhanden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem elektrischen Verbraucher (13, 15a) ein Steuergerät zugeordnet ist oder der Verbraucher (13, 15a) selbst ein Steuergerät ist, das über eine Datenleitung (22, 23) mit dem elektrischen Energiemanagement (18) in Verbindung steht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im elektrischen Energiemanagement (18) dass im elektrischen Energiemanagement (18) wenigstens ein Mikroprozessor vorhanden ist, der die zugeführten Daten ausgewertet werden und bei vorgebbaren Abweichungen auf einen Fehler erkennt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, die nach einer Fehlererkennung die Einleitung von Gegenmaßnahmen ermöglichen.
Verfahren zur Bordnetzdiagnose für eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erkennung einer Unterbrechung der Versorgungsleitung für vorgebbare Verbraucher, insbesondere anderweitig nicht diagnosefähige Verbraucher geprüft wird, ob ein Steuergerät aus dem gleichen Versorgungsstrang, über den auch der betreffende Verbraucher mit Spannung versorgt wird, eine intakte Versorgung rückmeldet und falls der vorgebbare Verbraucher nicht aktiviert werden kann, auf eine Leitungsunterbrechung geschlossen wird.