DE102012019186B4 - Fahrzeug und Verfahren mit erhöhter Verlässlichkeit einer Masseanbindung - Google Patents

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Abstract

Fahrzeug mit einem ersten (11) und einem zweiten (12) elektrischen Gerät und einem Schaltkreis (30) zum Erhöhen einer Verlässlichkeit einer Masseanbindung (21e), wobei der Schaltkreis (30) umfasst:- einen ersten Masseanschluss (31) für das erste elektrische Gerät (11);- einen zweiten Masseanschluss (32) für das zweite elektrische Gerät (12);- einen Schalter (40) zum elektrischen Verbinden des ersten Masseanschlusses (31) mit dem zweiten Masseanschluss (32);- eine Messvorrichtung (62) zum Ermitteln einer Differenzspannung (Ud);- einen Vergleicher (64) zum Vergleichen eines Betrags (|Ud|) der ermittelten Differenzspannung (Ud) mit einem vorbestimmten Referenzspannungswert (Ur);- einen bistabilen Speicher (66) zum Speichern eines Vergleichsergebnisses;wobei der Schaltkreis (30), dazu vorbereitet ist, nach einer Inbetriebnahme des Schaltkreises (30) den Schalter (40) zunächst solange in einer Nichtdurchlassstellung zu betreiben, wie ein Betrag (|Ud|) der ermittelten Differenzspannung (Ud) den vorbestimmten Referenzspannungswert (Ur) nicht überschreitet, und den Schalter (40) in einer Durchlassstellung zu betreiben, sobald der Betrag (|Ud|) der ermittelten Differenzspannung (Ud) den vorbestimmten Referenzspannungswert (Ur) überschritten hat;dadurch gekennzeichnet, dassdie Messvorrichtung (62) zum Ermitteln der Differenzspannung (Ud) zwischen dem ersten (31) und dem zweiten (32) Masseanschluss vorbereitet ist und dass der Schaltkreis (30) dazu vorbereitet ist, anlässlich des Herstellens (160) der elektrischen Verbindung zwischen dem ersten (31) und dem zweiten (32) Masseanschluss ein Steuersignal (71, 72) zu dem ersten (11) und/oder zu dem zweiten (12) elektrischen Gerät zu übermitteln, um dieses dazu zu veranlassen, in eine Betriebsart mit einer Übersprechempfindlichkeit zu wechseln, die kleiner ist als eine maximale Übersprechempfindlichkeit, die bei dem elektrischen Gerät (11, 12) im ungestörten Betrieb auftreten kann.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem ersten und einem zweiten elektrischen Gerät und einem Schaltkreis zum Erhöhen einer Verlässlichkeit einer Masseanbindung, wobei der Schaltkreis umfasst: einen ersten Masseanschluss für das erste elektrische Gerät, einen zweiten Masseanschluss für das zweite elektrische Gerät, einen Schalter zum elektrischen Verbinden des ersten Masseanschlusses mit dem zweiten Masseanschluss, eine Messvorrichtung zum Ermitteln einer Differenzspannung, einen Vergleicher zum Vergleichen eines Betrags der ermittelten Differenzspannung mit einem vorbestimmten Referenzspannungswert, einen bistabilen Speicher zum Speichern eines Vergleichsergebnisses. Der Schaltkreis ist dazu vorbereitet, nach einer Inbetriebnahme des Schaltkreises den Schalter zunächst solange in einer Nichtdurchlassstellung zu betreiben, wie ein Betrag der ermittelten Differenzspannung den vorbestimmten Referenzspannungswert nicht überschreitet, und den Schalter in einer Durchlassstellung zu betreiben, sobald der Betrag der ermittelten Differenzspannung den vorbestimmten Referenzspannungswert überschritten hat.
  • Darüberhinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erhöhen einer Verlässlichkeit einer Masseanbindung. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: Inbetriebnahme eines ersten Verbrauchers oder Erzeugers an einem ersten Masseanschluss, Bereitstellen eines Schalters dessen eine Anschlussseite mit dem ersten Masseanschluss verbunden ist und dessen andere Anschlussseite mit einem zweiten Masseanschluss verbunden ist, Ermitteln einer Differenzspannung, Vergleichen eines Betrags der ermittelten Differenzspannung mit einem vorbestimmten Spannungsreferenzwert, Betreiben des Schalters zunächst solange in einer Nichtdurchlassstellung, wie der Betrag der ermittelten Differenzspannung den vorbestimmten Spannungsreferenzwert nicht überschreitet, und Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Masseanschluss, sobald der Betrag der ermittelten Differenzspannung den vorbestimmten Spannungsreferenzwert überschritten hat. Die Erfindung bietet die gleichen Vorteile, wenn das elektrische Gerät kein Verbraucher von elektrischer Energie ist sondern ein Erzeuger von elektrischer Energie.
  • Die DE 100 02 537 A1 beschreibt ein System zum Erhöhen einer Verlässlichkeit eines Masseanbindung. Das System umfasst eine Detektionsschaltung, die der Erkennung einer Fehlerhaftigkeit einer Masseleitung mittels einer Differenzspannung zwischen einem zweiten Masseanschluss und einem Abgriff eines Spannungsteilers dient, der an einem ersten Masseanschluss angeschlossen ist. Außerdem umfasst das System eine Überbrückungsschaltung mit einem Halbleiterschaltelement, um nach Feststellung einer Fehlerhaftigkeit eine fehlerfreie Masseleitung zuzuschalten. Das bekannte System zum Erhöhen einer Verlässlichkeit einer Masseanbindung hat den Nachteil, dass ein Ruhestrom durch den Spannungsteiler (insbesondere im Normalbetrieb) einen Verbrauch elektrischer Energie verursacht.
  • Die DE 37 06 393 A1 beschreibt eine Grundschaltung zum Überprüfen einer Masseverbindung. Hierzu wird mittels eines Messgeräts ein Spannungsabfall an einem Widerstand gemessen, dessen erster Anschluss mit einem ersten Masseanschluss und dessen zweiter Anschluss mit einem zweiten Masseanschluss verbunden ist.
  • Die FR 2 904 695 A1 beschreibt eine Verarbeitungseinheit, die über eine interne Masseleitung mittelbar mit einer Fahrzeugmasse verbunden ist. Die interne Masseleitung ist über einen ersten Strompfad und einen ersten Widerstand mit einer ersten externen Masseleitung mit der Fahrzeugmasse verbunden. Außerdem ist die interne Masseleitung über einen zweiten Strompfad und einen zweiten Widerstand mit einer zweiten externen Masseleitung mit der Fahrzeugmasse verbunden. An dem ersten Widerstand ist eine erste Messeinrichtung angeschlossen, um einen Spannungsabfall an dem ersten Widerstand zu erfassen. An dem zweiten Widerstand ist eine zweite Messeinrichtung angeschlossen, um einen Spannungsabfall an dem zweiten Widerstand zu erfassen. Die von den beiden Messeinrichtungen erfassten Spannungsabfälle werden mit vorbestimmten Referenzwerten verglichen und daraus ein Zustand der beiden externen Masseleitungen abgeleitet.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schaltkreis zum Erhöhen einer Verlässlichkeit einer Masseanbindung bereitzustellen, der eine höhere Energieeffizienz aufweist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahrzeug gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 4 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Erfindungsgemäß wird zum Erhöhen einer Verlässlichkeit einer Masseanbindung ein Fahrzeug mit einem ersten und einem zweiten elektrischen Gerät und einem Schaltkreis bereitgestellt, der umfasst: einen ersten Masseanschluss für das erste elektrische Gerät, einen zweiten Masseanschluss für das zweite elektrische Gerät, einen Schalter zum elektrischen Verbinden des ersten Masseanschlusses mit dem zweiten Masseanschluss, eine Messvorrichtung zum Ermitteln einer Differenzspannung, einen Vergleicher zum Vergleichen eines Betrags der ermittelten Differenzspannung mit einem vorbestimmten Referenzspannungswert, einen bistabilen Speicher zum Speichern eines Vergleichsergebnisses. Der Schaltkreis ist dazu vorbereitet, nach einer Inbetriebnahme des Schaltkreises den Schalter zunächst solange in einer Nichtdurchlassstellung zu betreiben, wie ein Betrag der ermittelten Differenzspannung den vorbestimmten Referenzspannungswert nicht überschreitet, und den Schalter in einer Durchlassstellung zu betreiben, sobald der Betrag der ermittelten Differenzspannung den vorbestimmten Referenzspannungswert überschritten hat. Die Messvorrichtung ist zum Ermitteln der Differenzspannung zwischen dem ersten und dem zweiten Masseanschluss vorbereitet. Der Schaltkreis ist dazu vorbereitet, anlässlich des Herstellens der elektrischen Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Masseanschluss ein Steuersignal zu dem ersten und/oder zu dem zweiten elektrischen Gerät zu übermitteln, um dieses dazu zu veranlassen, in eine Betriebsart mit einer Übersprechempfindlichkeit zu wechseln, die kleiner ist als eine maximale Übersprechempfindlichkeit, die bei dem elektrischen Gerät im ungestörten Betrieb auftreten kann.
  • Mit Schalten des Schalters auf Durchlass werden beide Masseanschlüsse kurzgeschlossen. Damit geht die Differenzspannung auf einen Wert zurück, der kleiner ist als der vorbestimmte Spannungsreferenzwert, obwohl die Störung des Masseanschlusses durch Kurzschließen der beiden Masseanschlüsse nicht behoben wird. Der bistabile Speicher hat die Aufgabe, ein Zurückschalten des Schalters in die Nichtdurchlassstellung bis zum gezielten Rücksetzen zu verhindern, um eine ungewolltes Schwingen des Schaltzustandes zwischen der Durchlass- und der Nichtdurchlassstellung zu vermeiden.
  • Dadurch, dass die ermittelte Differenzspannung direkt die Spannung zwischen den beiden Masseanschlüssen ist, erübrigt sich der Spannungsteiler, welcher nach dem Stand der Technik zur Erzeugung einer Bezugsspannung erforderlich ist und im Normalbetrieb einen Ruhestrom verursacht. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme kann der Ruhestrom vermieden werden und somit auch ein Energieverbrauch im Normalbetrieb verringert werden.
  • In Bezug auf das Verfahren wird zum Erhöhen einer Verlässlichkeit einer Masseanbindung ein Verfahren vorgeschlagen, das folgende Schritte umfasst: Inbetriebnahme eines ersten Verbrauchers oder Erzeugers an einem ersten Masseanschluss; Bereitstellen eines Schalters dessen eine Anschlussseite mit dem ersten Masseanschluss verbunden ist und dessen andere Anschlussseite mit einem zweiten Masseanschluss verbunden ist; Ermitteln einer Differenzspannung zwischen dem ersten und dem zweiten Masseanschluss; Vergleichen eines Betrags der ermittelten Differenzspannung mit einem vorbestimmten Spannungsreferenzwert; Betreiben des Schalters zunächst solange in einer Nichtdurchlassstellung, wie der Betrag der ermittelten Differenzspannung den vorbestimmten Spannungsreferenzwert nicht überschreitet, und Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Masseanschluss, sobald der Betrag der ermittelten Differenzspannung den vorbestimmten Spannungsreferenzwert überschritten hat. In dem Schritt des Ermittelns der Differenzspannung wird eine Differenzspannung zwischen dem ersten und dem zweiten Masseanschluss ermittelt. Anlässlich des Herstellens der elektrischen Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Masseanschluss wird ein Steuersignal zu dem ersten und/oder zu dem zweiten elektrischen Gerät übermittelt, um dieses dazu zu veranlassen, in eine Betriebsart mit einer Übersprechempfindlichkeit zu wechseln, die kleiner ist als eine maximale Übersprechempfindlichkeit, die bei dem elektrischen Gerät im ungestörten Betrieb auftreten kann.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Messvorrichtung einen Differenzverstärker umfasst. Hierdurch kann die Differenzspannung auf einen Wert hochskaliert werden, der einfach und zuverlässig auswertbar ist.
  • Zweckmäßig ist, wenn der Schalter mindestens einen Halbleiterschalter, insbesondere einen MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor), einen IGBT (insulated-gate bipolar transistor), einen Thyristor und/oder einen Triac, umfasst. Mittels eines Halbleiterschalters ist ein nahezu verzögerungsfreies, zuverlässiges Zuschalten des zweiten Masseanschlusses möglich.
  • Das Verfahren kann zusätzlich folgenden Schritt umfassen: Rücksetzen des Schalters auf Nichtdurchlass vor oder bei einer erneuten Inbetriebnahme. Hierdurch kann in zuverlässiger, handhabungsfreundlicher Weise erreicht werden, dass ein Rücksetzen des Schaltkreises auf Normalbetrieb (mit nur einem Masseanschluss für den ersten Verbraucher) stattfindet und nicht vergessen wird.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren zusätzlich folgenden Schritt umfassen: Rücksetzen des Schalters auf Nichtdurchlass bei Anliegen eines Rücksetzsignals an einem Rücksetzanschluss. Hierdurch ist ein Rücksetzen des Schaltkreises auf Normalbetrieb (mit nur einem Masseanschluss für den ersten Verbraucher) auch ohne einen Neustart des Schaltkreises möglich. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn aus einer weiteren Datenquelle eine Information darüber bereitgestellt werden kann, wann ein Fehler der ersten Masseleitung behoben wurde. Ein Rücksetzen des Schaltkreises kann sichergestellt werden, indem an den Schaltkreis ein periodisches Rücksetzsignal angelegt wird. In einer Weiterbildung liegt das periodische Rücksetzsignal am Schaltkreis generell an, also auch im ungestörten Betrieb.
  • Besonders effizient ist, wenn an dem zweiten Masseanschluss ein zweites elektrisches Gerät betrieben wird. Denn dann kann der Schaltkreis spiegelbildlich auch zum Erhöhen einer Verlässlichkeit der Masseanbindung des zweiten Verbrauchers genutzt werden.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass anlässlich des Herstellens der elektrischen Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Masseanschluss ein Steuersignal zu dem ersten und/oder zu dem zweiten elektrischen Gerät übermittelt wird, um dieses dazu zu veranlassen, in eine Betriebsart mit einer Leistungsaufnahme zu wechseln, die kleiner ist als eine maximale Leistungsaufnahme, die bei dem elektrischen Gerät im ungestörten Betrieb auftreten kann, und/oder in eine Betriebsart mit einer Übersprechempfindlichkeit zu wechseln, die kleiner ist als eine maximale Übersprechempfindlichkeit, die bei dem elektrischen Gerät im ungestörten Betrieb auftreten kann. Hierdurch kann vermieden werden, dass es zu einem nicht vorhersagbaren Fehlverhalten des ersten und/oder des zweiten Verbrauchers infolge eines zu hohen Leistungsabfalls oder zu hohen Übersprechens an der dann hilfsweise gemeinsam genutzten Masseleitung kommt.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
    • 1 schematisch ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform eines Schaltkreises für eine Masseanbindung mit erhöhter Verlässlichkeit;
    • 2 schematisch eine zweite Ausführungsform eines Schaltkreises für eine Masseanbindung mit erhöhter Verlässlichkeit;
    • 3 schematisch eine dritte Ausführungsform eines Schaltkreises für eine Masseanbindung mit erhöhter Verlässlichkeit; und
    • 4 ein schematisches Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Die nachfolgend näher beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
  • Die 1 zeigt ein elektrisches Netzwerk eines Fahrzeugs mit einem ersten elektrischen Gerät 11, einem zweiten elektrischen Gerät 12 und einem Schaltkreis 30. Die zwei elektrischen Geräte 11, 12 können beispielsweise zwei Schaltungsteile eines Steuergeräts (beispielsweise ein Leistungsteil und ein Logikteil) sein, welche über getrennte Masseleitungen 21, 22 (Masseverbindungen) an eine Fahrzeugmasse 20 angeschlossen sind.
  • Der Schaltkreis 30 dient einer Erhöhung einer Verlässlichkeit einer Masseanbindung 21e des ersten Verbrauchers 11 und einer Erhöhung einer Verlässlichkeit einer Masseanbindung 22e des zweiten Verbrauchers 12. Der Schaltkreis 30 ermöglicht, dass bei einer Widerstandserhöhung 21u (bzw. 22u) einer der beiden Masseleitungen 21, 22 beide elektrischen Geräte 11, 12 über die andere noch intakte Masseleitung 22 (bzw. 21) gemeinsam versorgt werden. Die Widerstandserhöhung 21u (bzw. 22u) kann auch auf einem vollständiger Abriss der Masseleitung 21 (bzw. 22) beruhen. Der Schaltkreis 30 umfasst einen ersten 31 und einen zweiten 32 Masseanschluss, einen Schalter 40 zum elektrischen Verbinden des ersten Masseanschlusses 31 mit dem zweiten Masseanschluss 32 und eine Schaltersteuerung 60.
  • Die Schaltersteuerung 60 umfasst eine Messvorrichtung 62 zum Ermitteln einer Differenzspannung Ud zwischen dem ersten Masseanschluss 31 und dem zweiten Masseanschluss 32, einen Vergleicher 64 (Komparator) zum Vergleichen der Differenzspannung Ud mit einem vorbestimmten Spannungswert Ur und einen Treiber 66 zum Betätigen des Schalters 40. Wenn der Vergleicher 60 feststellt, dass ein Betrag |Ud| der Differenzspannung Ud den vorbestimmten Spannungswert Ur überschreitet, wird in der Schaltersteuerung 60 ein Flip-Flop gesetzt und der Schalter 40 geschlossen. Der Schalter 40 kann einen Halbleiterschalter, ein Relais oder ein Schütz aufweisen.
  • Vorzugsweise sind in der Messvorrichtung 62, in dem Vergleicher 64 und/oder in dem Treiber 66 Tiefpassfilter vorgesehen. Mit den Tiefpassfiltern kann eine Vorhersagbarkeit eines Fehlererkennungsverhaltens und/oder eines Schaltverhaltens des Schaltkreises 30 verbessert werden. Im Ergebnis wird der Schalter 40 bei Erkennung eines Fehlers einer der beiden Masseleitungen 21, 22 nach einer Filterzeit geschlossen. So kann eine Widerstandserhöhung 21u der ersten Masseleitung 21 zu einem ersten elektrischen Gerät 11 zuverlässig erkannt werden.
  • Sobald eine Widerstandserhöhung 21u der ersten Masseleitung 21 erkannt wurde, wird hilfsweise die zweite Masseleitung 22 genutzt. Dadurch kann bis zum nächsten Werkstattbesuch eine Weiterverwendbarkeit zumindest der wichtigsten Funktionen des ersten Verbrauchers 11 gewahrt bleiben. Denn typischerweise haben die wichtigsten Funktionen des ersten Verbrauchers 11 die Eigenschaft, dass sie eine mindestens um den Faktor 2 niedrigere Leistungsaufnahme erzeugen und/oder Übersprechempfindlichkeit aufweisen als weniger wichtige Funktionen.
  • Dadurch, dass ein zweites elektrisches Gerät 12 mit einer eigenen zweiten Masseleitung 22 vorhanden ist, die hilfsweise für die Masseanbindung 21e des ersten Verbrauchers 12 mitbenutzt wird, ergibt sich eine besonders vorteilhafte Synergie (Bonus-Effekt). Denn dadurch braucht zum Erhöhen der Verlässlichkeit der Masseanbindung 21e des ersten Verbrauchers 11 keine eigene zweite Masseleitung für das erste elektrische Gerät 11 realisiert werden, sondern es kann die ohnehin vorhandene Masseleitung 22 des zweiten Verbrauchers 12 als hilfsweise zu benutzende Masseleitung mitbenutzt werden. Gleichzeitig wird im Normalbetrieb mittels elektrisch isolierten Betriebs der Masseleitungen 21, 22 der beiden elektrischen Geräte 11, 12 ein Übersprechen zwischen den beiden elektrischen Geräten 11, 12 minimiert.
  • Eine noch weitergehende Synergie (noch weiterreichender Bonus-Effekt) ist dann nutzbar, wenn auch eine Verlässlichkeit der Masseanbindung 22e des zweiten Verbrauchers 12 erhöht werden soll und die Masseleitung 21e des ersten Verbrauchers 11 hilfsweise für die Masseanbindung 22e des zweiten Verbrauchers 12 mitbenutzt wird. In diesem Fall braucht für keines der beiden elektrischen Geräte 11, 12 eine eigene zweite Masseleitung geschaffen werden, sondern es kann als hilfsweise zu benutzende Masseleitung die Masseleitung des jeweils anderen Verbrauchers mitbenutzt werden.
  • Im Normalbetrieb verursacht der Schaltkreis 30 nur einen minimalen Energieverbrauch. Die Erkennung erfolgt unabhängig von einer Leistungsaufnahme des ersten Verbrauchers 11 und/oder des zweiten Verbrauchers 12. Auch dies trägt dazu bei, dass das Verhalten des Schaltkreises 30 zuverlässig vorhersagbar ist.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung ist sowohl die Fehlererkennungsfunktion als auch die Überbrückungsfunktion für beide elektrischen Geräte 11, 12 identisch aufgebaut.
  • Die 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für den Schaltkreis 30. Bei Überschreiten einer über R7 und R8 einstellbaren Spannungsschwelle zwischen den Emittern von Q1 und Q2 in Basisschaltung wird ein Strom in Q3 eingeleitet. Aufgrund eines selbstverstärkenden Verhaltens (einer Mitkopplung) der Schaltersteuerung 60 verstärkt sich der Strom lawinenartig und schaltet die MOSFET M1, M2 durch. Das selbstverstärkende Verhalten der Schaltersteuerung bewirkt auch, dass dieser Zustand erhalten bleibt, bis er durch einen externen Eingriff gelöscht wird oder die Versorgungsspannung Ub entfernt wird. Im Ruhezustand nimmt der Schaltkreis 30 nur einen Leckstrom durch den Transistor Q3 auf. In der tatsächlichen Realisierung sind noch Tiefpassfilter und Schutzfunktionen ergänzt. Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass die Auslegung und Funktion des Schaltkreises 30 aus Sicht der beiden elektrischen Geräte 11, 12 vollkommen symmetrisch ist. Dadurch wird ein Risiko neutralisiert, dass die Masseanschlüsse 31, 32 bei Entwicklung oder Montage versehentlich vertauscht werden.
  • Die 3 zeigt einen verfeinerten Simulationsaufbau eines realisierungsnahen Schaltkreises 30 zum Erhöhen einer Verlässlichkeit einer Masseanbindung 21e, 22e. Im Vergleich zu dem Schaltkreis der 2 zeigt die 4 RC-Filter C2-R5, C3-R6, C1-R4, welche eine Vorhersagbarkeit des Ansprechverhaltens des Schaltkreises 30 verbessern, und eine Zenerdiode D1 oder Suppressordiode, mit der eine Spannung zwischen den jeweiligen Gate- und Source-Anschlüssen der MOSFET M1, M2 auf ein zulässiges Maß zu begrenzt wird.
  • Außerdem zeigt die Figur einen optionalen Diagnoseausgang 81 und einen optionalen Rücksetzeingang 82. Der Diagnoseausgang 81 kann beispielsweise an ein bordeigenes Diagnosesteuergerät 90, an eine Wartungsanzeige und/oder an ein externes Fahrzeugdiagnosesystem angeschlossen werden, um einen Fahrzeugnutzer bei einer Überbrückung der beiden Masseanschlüsse 31, 32 zu einem Werksstattbesuch aufzufordern und/oder einem Werkstattpersonal den Massefehler anzuzeigen. Der Rücksetzeingang 82, kann beispielsweise an ein bordeigenes Diagnosesteuergerät 90, an einen Wartungsschalter und/oder an ein externes Fahrzeugdiagnosesystem angeschlossen werden, um das Flip-Flop zurückzusetzen (beispielsweise nach Behebung der Widerstandserhöhung 21u, 22u in einer Werkstatt).
  • Die 4 zeigt ein Verfahren 100 zum Erhöhen einer Verlässlichkeit einer Masseanbindung 21e, 22e. In einem ersten Schritt 110 wird ein erstes elektrisches Gerät 11 an einem ersten Masseanschluss 31 in Betrieb genommen. In einem zweiten Schritt 120 wird ein Schalter 40 bereitgestellt, dessen eine Anschlussseite 41 mit dem ersten Masseanschluss 31 verbunden ist und dessen andere Anschlussseite 42 mit einem zweiten Masseanschluss 32 verbunden ist. In einem dritten Schritt 130 wird eine Differenzspannung Ud zwischen dem ersten 31 und dem zweiten 32 Masseanschluss ermittelt. In einem vierten Schritt 140 wird ein Betrag |Ud| der ermittelten Differenzspannung Ud mit einem vorbestimmten Spannungsreferenzwert Ur verglichen. In einem vierten Schritt 140 wird der Schalter 40 solange zunächst in einer Nichtdurchlassstellung betrieben, wie der Betrag |Ud| der ermittelten Differenzspannung Ud einen vorbestimmten Spannungsreferenzwert Ur nicht überschreitet. In einem fünften Schritt 150 wird eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten 31 und dem zweiten 32 Masseanschluss hergestellt, sobald der Betrag |Ud| der ermittelten Differenzspannung Ud den vorbestimmten Spannungsreferenzwert Ur überschritten hat.
  • Das Verfahren 100 kann vor oder bei einer erneuten Inbetriebnahme zusätzlich einen Schritt 111 eines Rücksetzens des Schalters 40 auf Nichtdurchlass umfassen. Außerdem kann das Verfahren 100 zusätzlich einen Schritt 112 des Rücksetzens des Schalters 40 auf Nichtdurchlass bei Anliegen eines Rücksetzsignals and einem Rücksetzanschluss 82 umfassen. Das Verfahren 100 ist besonders effizient, wenn an dem zweiten Masseanschluss 32 ein zweites elektrisches Gerät 12 betrieben wird.
  • Eine Weiterentwicklung sieht vor, dass die Schaltersteuerung 60 zwischen dem fünften Schritt 150 und dem sechsten Schritt 160 oder während des Herstellens 160 der elektrischen Verbindung zwischen dem ersten 31 und dem zweiten 32 Masseanschluss ein erstes Steuersignal 71 zu dem ersten elektrischen Gerät 11 übermittelt und/oder ein zweites Steuersignal 72 zu dem zweiten elektrischen Gerät 12 übermittelt. Das erste Steuersignal 71 kann dazu dienen, das erste elektrische Gerät 11 dazu zu veranlassen, in eine Betriebsart mit einer Leistungsaufnahme und/oder Übersprechempfindlichkeit zu wechseln, die kleiner ist als eine maximale Leistungsaufnahme bzw. Übersprechempfindlichkeit, die bei dem ersten elektrischen Gerät 11 im ungestörten Betrieb auftreten kann. Das zweite Steuersignal 72 kann dazu dienen, das zweite elektrische Gerät 12 dazu zu veranlassen, in eine Betriebsart mit einer Leistungsaufnahme und/oder Übersprechempfindlichkeit zu wechseln, die kleiner ist als eine maximale Leistungsaufnahme bzw. Übersprechempfindlichkeit, die bei dem zweiten elektrischen Gerät 12 im ungestörten Betrieb auftreten kann. Im einfachsten Fall kann ein Signal auf dem Diagnoseausgang 81 als Steuersignal 71, 72 verwendet werden.
  • Typischerweise dürfen im Normalbetrieb (d.h. bei intakten Masseleitungen 21, 22) weder ein Masseversatz von beispielsweise bis zu zwei Volt noch transiente Spitzen zu einem Übersprechen von einer Masseleitung zur anderen Masseleitung führen.

Claims (8)

  1. Fahrzeug mit einem ersten (11) und einem zweiten (12) elektrischen Gerät und einem Schaltkreis (30) zum Erhöhen einer Verlässlichkeit einer Masseanbindung (21e), wobei der Schaltkreis (30) umfasst: - einen ersten Masseanschluss (31) für das erste elektrische Gerät (11); - einen zweiten Masseanschluss (32) für das zweite elektrische Gerät (12); - einen Schalter (40) zum elektrischen Verbinden des ersten Masseanschlusses (31) mit dem zweiten Masseanschluss (32); - eine Messvorrichtung (62) zum Ermitteln einer Differenzspannung (Ud); - einen Vergleicher (64) zum Vergleichen eines Betrags (|Ud|) der ermittelten Differenzspannung (Ud) mit einem vorbestimmten Referenzspannungswert (Ur); - einen bistabilen Speicher (66) zum Speichern eines Vergleichsergebnisses; wobei der Schaltkreis (30), dazu vorbereitet ist, nach einer Inbetriebnahme des Schaltkreises (30) den Schalter (40) zunächst solange in einer Nichtdurchlassstellung zu betreiben, wie ein Betrag (|Ud|) der ermittelten Differenzspannung (Ud) den vorbestimmten Referenzspannungswert (Ur) nicht überschreitet, und den Schalter (40) in einer Durchlassstellung zu betreiben, sobald der Betrag (|Ud|) der ermittelten Differenzspannung (Ud) den vorbestimmten Referenzspannungswert (Ur) überschritten hat; dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (62) zum Ermitteln der Differenzspannung (Ud) zwischen dem ersten (31) und dem zweiten (32) Masseanschluss vorbereitet ist und dass der Schaltkreis (30) dazu vorbereitet ist, anlässlich des Herstellens (160) der elektrischen Verbindung zwischen dem ersten (31) und dem zweiten (32) Masseanschluss ein Steuersignal (71, 72) zu dem ersten (11) und/oder zu dem zweiten (12) elektrischen Gerät zu übermitteln, um dieses dazu zu veranlassen, in eine Betriebsart mit einer Übersprechempfindlichkeit zu wechseln, die kleiner ist als eine maximale Übersprechempfindlichkeit, die bei dem elektrischen Gerät (11, 12) im ungestörten Betrieb auftreten kann.
  2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (62) einen Differenzverstärker umfasst.
  3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (40) mindestens einen Halbleiterschalter, insbesondere einen MOSFET, einen IGBT, einen Thyristor und/oder einen Triac, umfasst.
  4. Verfahren (100) zum Erhöhen einer Verlässlichkeit einer Masseanbindung (21e), wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: - Inbetriebnahme (110) eines ersten Verbrauchers (11) oder Erzeugers an einem ersten Masseanschluss (31); - Bereitstellen (120) eines Schalters (40) dessen eine Anschlussseite (41) mit dem ersten Masseanschluss (31) verbunden ist und dessen andere Anschlussseite (42) mit einem zweiten Masseanschluss (32) verbunden ist; - Ermitteln (130) einer Differenzspannung (Ud) zwischen dem ersten (31) und dem zweiten (32) Masseanschluss; - Vergleichen (140) eines Betrags (|Ud|) der ermittelten Differenzspannung (Ud) mit einem vorbestimmten Spannungsreferenzwert (Ur); - Betreiben (150) des Schalters (40) zunächst solange in einer Nichtdurchlassstellung, wie der Betrag (|Ud|) der ermittelten Differenzspannung (Ud) den vorbestimmten Spannungsreferenzwert (Ur) nicht überschreitet; und - Herstellen (160) einer elektrischen Verbindung zwischen dem ersten (31) und dem zweiten (32) Masseanschluss, sobald der Betrag (|Ud|) der ermittelten Differenzspannung (Ud) den vorbestimmten Spannungsreferenzwert (Ur) überschritten hat; wobei anlässlich des Herstellens (160) der elektrischen Verbindung zwischen dem ersten (31) und dem zweiten (32) Masseanschluss ein Steuersignal (71, 72) zu dem ersten (11) und/oder zu dem zweiten (12) elektrischen Gerät übermittelt wird, um dieses dazu zu veranlassen, in eine Betriebsart mit einer Übersprechempfindlichkeit zu wechseln, die kleiner ist als eine maximale Übersprechempfindlichkeit, die bei dem elektrischen Gerät (11, 12) im ungestörten Betrieb auftreten kann.
  5. Verfahren (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) zusätzlich folgenden Schritt umfasst: - Rücksetzen (111) des Schalters (40) auf Nichtdurchlass vor oder bei einer erneuten Inbetriebnahme (110).
  6. Verfahren (100) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zusätzlich folgenden Schritt umfasst: - Rücksetzen (112) des Schalters (40) auf Nichtdurchlass bei Anliegen eines Rücksetzsignals an einem Rücksetzanschluss (82).
  7. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem zweiten Masseanschluss (32) ein zweites elektrisches Gerät (12) betrieben wird.
  8. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass anlässlich des Herstellens (160) der elektrischen Verbindung zwischen dem ersten (31) und dem zweiten (32) Masseanschluss ein Steuersignal (71, 72) zu dem ersten (11) und/oder zu dem zweiten (12) elektrischen Gerät übermittelt wird, um dieses dazu zu veranlassen, in eine Betriebsart mit einer Leistungsaufnahme zu wechseln, die kleiner ist als eine maximale Leistungsaufnahme, die bei dem elektrischen Gerät (11, 12) im ungestörten Betrieb auftreten kann.
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