DE102014212696A1

DE102014212696A1 - Leitungsnetz eines Kraftfahrzeugs mit Stromüberwachung

Info

Publication number: DE102014212696A1
Application number: DE102014212696.7A
Authority: DE
Inventors: Jan Falkenstein; Thomas Gauter; Holger Völkel
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-07-01
Filing date: 2014-07-01
Publication date: 2016-01-07

Abstract

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Absicherung bzw. Überwachung mindestens eines ersten einen elektrischen Strom führenden elektrischen Leiters eines Leitungsnetzes eines Kraftfahrzeugs gegen einen elektrischen Überstrom, insbesondere eines zwei- oder vierrädrigen Kraftfahrzeugs. In einem ersten Schritt wird die Größe des elektrischen Stroms in dem ersten Leiter zu einem vorbestimmten ersten Zeitpunkt und die Größe des elektrischen Stroms in dem ersten Leiter zu einem vorbestimmten späteren zweiten Zeitpunkt ermittelt. In einem zweiten Schritt wird der Stromfluss in dem ersten Leiter unterbrochen, wenn der zum ersten oder zweiten Zeitpunkt ermittelte elektrische Strom einen vorbestimmten Maximal-Stromwert überschreitet. In einem dritten Schritt wird die Größe der Differenz der Größe des elektrischen Stroms in dem ersten Leiter zu dem vorbestimmten späteren zweiten Zeitpunkt und die Größe des elektrischen Stroms in dem ersten Leiter zu dem vorbestimmten früheren ersten Zeitpunkt ermittelt. In einem vierten Schritt wird die ermittelte Größe der Differenz der elektrischen Ströme mit mindestens einem vorbestimmten ersten Schwellenwert verglichen. Der erste bis vierte Schritt wird in einem weiteren Schritt wiederholt, wobei das erste Zeitintervall zwischen dem ersten früheren Zeitpunkt und dem zweiten späteren Zeitpunkt um ein erstes Anpassungs-Zeitintervall verringert wird und/oder das zweite Zeitintervall zwischen zwei Ermittlungen der Größe der Differenz um ein zweites Anpassungs-Zeitintervall verringert wird, wenn die Größe der Differenz der elektrischen Ströme den vorbestimmten ersten Schwellenwert überschreitet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Absicherung bzw. Überwachung mindestens eines ersten einen elektrischen Strom führenden elektrischen Leiters eines Leitungsnetzes eines Kraftfahrzeugs gegen einen elektrischen Überstrom. Bevorzugt soll das erfindungsgemäße Verfahren in zwei- oder vierrädrigen Kraftfahrzeugen verwendet werden.
Aufgabe der Erfindung ist insbesondere die Bereitstellung eines Verfahrens zur Absicherung bzw. Überwachung mindestens eines ersten einen elektrischen Strom führenden elektrischen Leiters eines Leitungsnetzes eines Kraftfahrzeugs gegen einen elektrischen Überstrom, das einen geringen Energiebedarf hat.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch die Weiterbildung des gattungsgemäßen Verfahrens mit den folgenden Verfahrensschritten. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
In einem ersten Schritt Ermitteln der Größe des elektrischen Stroms in dem ersten Leiter zu einem vorbestimmten ersten Zeitpunkt und Bestimmung der Größe des elektrischen Stroms in dem ersten Leiter zu einem vorbestimmten späteren zweiten Zeitpunkt.
Hierdurch wird die zeitliche Änderung des elektrischen Stromflusses in dem überwachten elektrischen Leiter ermittelt.
In einem zweiten Schritt Unterbrechen des Stromflusses in dem ersten Leiter, wenn der zum ersten oder zweiten Zeitpunkt ermittelte elektrische Strom einen vorbestimmten Maximal-Stromwert überschreitet.
Mit dieser Maßnahme wird bevorzugt in üblicher Weise – unabhängig von der Überwachung des elektrischen Leiters – ein unzulässig hoher elektrischer Strom, insbesondere im Fall eines Kurzschlusses, vermieden und der elektrische Leiter gegen Überströme abgesichert.
In einem dritten Schritt Ermitteln der Größe der Differenz der Größe des elektrischen Stroms in dem ersten Leiter zu dem vorbestimmten späteren zweiten Zeitpunkt und der Größe des elektrischen Stroms in dem ersten Leiter zu dem vorbestimmten früheren ersten Zeitpunkt.
In einem vierten Schritt Vergleichen der ermittelten Größe der Differenz der elektrischen Ströme mit mindestens einem vorbestimmten ersten Schwellenwert.
Durch das Ermitteln der zeitlichen Strom-Differenz und dem Vergleich der Strom-Differenz mit dem mindestens ersten Schwellenwert lässt sich durch eine konkrete Anpassung auf den konkreten elektrischen Leiter bzw. einen hiermit ggf. in elektrischer Verbindung stehenden konkreten elektrischen Verbraucher vornehmen. Ein oder mehrere Schwellenwerte können in sehr flexibler Weise an die Betriebs- und auch die Störungs-Charakteristika des überwachten Leiters oder Abschnitts des Leitungsnetzes usw. angepasst werden.
In einem weiteren Schritt Wiederholen des ersten bis vierten Schritts, wobei das erste Zeitintervall zwischen dem ersten früheren Zeitpunkt und dem zweiten späteren Zeitpunkt um ein erstes Anpassungs-Zeitintervall verringert wird und/oder das zweite Zeitintervall zwischen zwei Ermittlungen der Größe der Differenz um ein zweites Anpassungs-Zeitintervall verringert wird, wenn die Größe der Differenz der elektrischen Ströme den vorbestimmten ersten Schwellenwert überschreitet.
Hierdurch wird insbesondere bei einem ungewöhnlich schnellen Stromanstieg – über den vorbestimmten ersten Schwellenwert hinaus – eine schnelle Erhöhung der Überwachungsrate bzw. Abtastrate, d.h. insbesondere eine zunehmende Anzahl an Ermittlungen der Strom-Differenz pro Zeiteinheit, erreicht. Es kann sowohl das erste Zeitintervall der Ermittlung der zeitlichen Strom-Differenz als auch optional ein zweites Zeitintervall zwischen zwei ersten Zeitintervallen erforderlichenfalls in vorteilhafter Weise angepasst werden.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann also insbesondere eine zuverlässige Überwachung bzw. Absicherung bei geringem Energiebedarf erreicht werden, indem bei einem schnell ansteigenden elektrischen Strom auf hohe Abtastraten bzw. auf eine zeitlich engmaschige Überwachung (insbesondere durch eine geeignete entsprechende Ablaufsteuerung) „umgeschaltet“ wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das um das erste vorbestimmte Anpassungs-Zeitintervall verringerte erste Zeitintervall zwischen dem ersten früheren Zeitpunkt und dem zweiten späteren Zeitpunkt dann um ein vorbestimmtes zweites Anpassungs-Zeitintervall vergrößert wird, wenn die Größe der Differenz der elektrischen Ströme den vorbestimmten ersten Schwellenwert unterschreitet.
Hierdurch kann in vorteilhafter, angepasster Weise nach einer zeitlich engmaschigen Überwachung bei höherem Energieverbrauch für die Überwachung auf eine zeitlich weitmaschigere Überwachung bei geringerem Energieverbrauch umgeschaltet werden. Dies geschieht bevorzugt wiederum durch eine geeignete entsprechende Ablaufsteuerung.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Zeitintervall zwischen dem ersten früheren Zeitpunkt und dem zweiten späteren Zeitpunkt dann um ein vorbestimmtes drittes Anpassungs-Zeitintervall verringert wird, wenn die Größe der Differenz der elektrischen Ströme einen vorbestimmten zweiten Schwellenwert überschreitet.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird das dritte Anpassungs-Zeitintervall größer als das erste Anpassungs-Zeitintervall und der zweite Schwellenwert größer als der erste Schwellenwert gewählt.
Diese Maßnahmen ermöglichen insbesondere eine angemessene kurzfristige, engmaschigere Überwachung bei besonders schnellen Stromanstiegen.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der im ersten Leiter fließende elektrische Strom dann zeitlich häufiger ermittelt, wenn die Änderung der elektrischen Stromstärke pro Zeiteinheit im ersten Leiter zunimmt.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der im ersten Leiter fließende elektrische Strom dann zeitlich weniger häufig ermittelt wird, wenn die Änderung der elektrischen Stromstärke pro Zeiteinheit im ersten Leiter abnimmt.
Diese Maßnahmen ermöglichen eine der Situation besonders flexibel anpassbare Überwachung bei insgesamt sehr niedrigem Energieverbrauch für die Überwachung.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Änderung bzw. Steigung der ermittelten elektrischen Stromstärke im ersten Leiter als Funktion der Zeit bestimmt, wie insbesondere durch den Differenzen-Quotienten, oder durch die Bildung der ersten Ableitung des elektrischen Stroms nach der Zeit (Differentiation).
Dies ermöglicht insbesondere eine besonders schnelle, engmaschige Überwachung, ob der betreffende mindestens eine Schwellenwert bzw. die entsprechende Tangentensteigung überschritten und/oder umgekehrt auch wieder unterschritten wird.
Die Erfindung schlägt eine Vorrichtung zur Überwachung mindestens eines ersten einen elektrischen Strom führenden elektrischen Leiters im Leitungsnetz eines Kraftfahrzeugs gegen einen elektrischen Überstrom vor, die ein oder mehrere Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt.
Die Erfindung schlägt ferner ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Absicherung bzw. Überwachung mindestens eines ersten einen elektrischen Strom führenden elektrischen Leiters im Leitungsnetz eines Kraftfahrzeugs gegen einen elektrischen Überstrom vor. Die im Kraftfahrzeug vorgesehene Vorrichtung führt ein erfindungsgemäßes Verfahren aus.
Besonders bevorzugt kommt das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem zwei- oder vierrädrigen Kraftfahrzeug zum Einsatz, das ganz oder teilweise und zumindest zeitweise von einem Elektromotor angetrieben wird. Der Elektromotor wird aus einem im Fahrzeug angeordneten elektrischen Energiespeicher gespeist und der elektrische Energiespeicher führt dem Leitungsnetz des Kraftfahrzeugs bevorzugt über den erfindungsgemäß abgesicherten bzw. überwachten ersten Leiter elektrischen Strom zu.
Schließlich schlägt die Erfindung ein Computerprogrammprodukt bzw. eine Ablaufsteuerung zur Steuerung mindestens eines Prozessors zur Ausführung eines oder mehrerer Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens vor. Der Prozessor bzw. die Ablaufsteuerung ist bevorzugt in der erfindungsgemäßen Vorrichtung und/oder in dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug vorgesehen.

Claims

Verfahren zur Absicherung bzw. Überwachung mindestens eines ersten einen elektrischen Strom führenden elektrischen Leiters eines Leitungsnetzes eines Kraftfahrzeugs gegen einen elektrischen Überstrom, insbesondere eines zwei- oder vierrädrigen Kraftfahrzeugs, mit den folgenden Schritten: – in einem ersten Schritt Ermitteln der Größe des elektrischen Stroms in dem ersten Leiter zu einem vorbestimmten ersten Zeitpunkt und Bestimmung der Größe des elektrischen Stroms in dem ersten Leiter zu einem vorbestimmten späteren zweiten Zeitpunkt; – in einem zweiten Schritt Unterbrechen des Stromflusses in dem ersten Leiter, wenn der zum ersten oder zweiten Zeitpunkt ermittelte elektrische Strom einen vorbestimmten Maximal-Stromwert überschreitet; – in einem dritten Schritt Ermitteln der Größe der Differenz der Größe des elektrischen Stroms in dem ersten Leiter zu dem vorbestimmten späteren zweiten Zeitpunkt und der Größe des elektrischen Stroms in dem ersten Leiter zu dem vorbestimmten früheren ersten Zeitpunkt; – in einem vierten Schritt Vergleichen der ermittelten Größe der Differenz der elektrischen Ströme mit mindestens einem vorbestimmten ersten Schwellenwert; – Wiederholen des ersten bis vierten Schritts in einem weiteren Schritt, wobei das erste Zeitintervall zwischen dem ersten früheren Zeitpunkt und dem zweiten späteren Zeitpunkt um ein erstes Anpassungs-Zeitintervall verringert wird und/oder das zweite Zeitintervall zwischen zwei Ermittlungen der Größe der Differenz um ein zweites Anpassungs-Zeitintervall verringert wird, wenn die Größe der Differenz der elektrischen Ströme den vorbestimmten ersten Schwellenwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das um das erste vorbestimmte Anpassungs-Zeitintervall verringerte erste Zeitintervall zwischen dem ersten früheren Zeitpunkt und dem zweiten späteren Zeitpunkt und/oder das Zeitintervall zwischen zwei Ermittlungen der Größe der Differenz dann um ein vorbestimmtes erstes Anpassungs-Zeitintervall und/oder ein vorbestimmtes zweites Anpassungs-Zeitintervall vergrößert wird, wenn die Größe der Differenz der elektrischen Ströme den vorbestimmten ersten Schwellenwert unterschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zeitintervall zwischen dem ersten früheren Zeitpunkt und dem zweiten späteren Zeitpunkt dann um ein vorbestimmtes drittes Anpassungs-Zeitintervall verringert wird, wenn die Größe der Differenz der elektrischen Ströme einen vorbestimmten zweiten Schwellenwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Anpassungs-Zeitintervall größer als das erste Anpassungs-Zeitintervall ist und der zweite Schwellenwert größer als der erste Schwellenwert ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der im ersten Leiter fließende elektrische Strom dann zeitlich häufiger ermittelt wird, wenn die Änderung der elektrischen Stromstärke pro Zeiteinheit im ersten Leiter zunimmt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der im ersten Leiter fließende elektrische Strom dann zeitlich weniger häufig ermittelt wird, wenn die Änderung der elektrischen Stromstärke pro Zeiteinheit im ersten Leiter abnimmt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung bzw. Steigung der ermittelten elektrischen Stromstärke im ersten Leiter als Funktion der Zeit durch die Bildung der ersten Ableitung des elektrischen Stroms nach der Zeit bestimmt wird (Differentiation).
Vorrichtung zur Überwachung mindestens eines ersten einen elektrischen Strom führenden elektrischen Leiters im Leitungsnetz eines Kraftfahrzeugs gegen einen elektrischen Überstrom, insbesondere eines zwei- oder vierrädrigen Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche ausführt.
Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Absicherung bzw. Überwachung mindestens eines ersten einen elektrischen Strom führenden elektrischen Leiters im Leitungsnetz eines Kraftfahrzeugs gegen einen elektrischen Überstrom, insbesondere eines zwei- oder vierrädrigen Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche ausführt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug ganz oder teilweise und zumindest zeitweise von einem Elektromotor angetrieben wird, der aus einem im Fahrzeug angeordneten elektrischen Energiespeicher gespeist wird, und der elektrische Energiespeicher dem Leitungsnetz des Kraftfahrzeugs bevorzugt über den abgesicherten bzw. überwachten ersten Leiter elektrischen Strom zuführt.
Computerprogrammprodukt zur Steuerung mindestens eines Prozessors zur Ausführung eines oder mehrerer Schritte des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche.