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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum Durchführen einer Fehlererkennung in einem Mehrfach-Hochspannungs(HV, High Voltage)-bussystem
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STAND DER TECHNIK
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Ein Hybrid- oder ein Elektrofahrzeug kann mit mindestens einer Traktionsbatterie ausgestattet sein, die ausgelegt ist, um Energie zur Vortriebsfähigkeit bereitzustellen. Die Traktionsbatterie kann auch Energie für andere elektrische Fahrzeugsysteme bereitstellen. Zum Beispiel kann die Traktionsbatterie Energie zu Hochspannungsverbrauchern, wie zum Beispiel Kompressoren und elektrischen Heizungen, übertragen. In einem anderen Beispiel kann die Traktionsbatterie Energie Niederspannungsverbrauchern, wie zum Beispiel einer 12 V-Hilfsbatterie, bereitstellen.
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KURZDARSTELLUNG
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Ein Fahrzeugbussystem weist eine Steuerung auf, die programmiert ist, um nach dem Ausgeben eines Befehls zum Schließen eines Paars an Schützen, die eingerichtet sind, um eine Batterieklemme zu teilen und jeweils ausgestaltet sind, um einen Verbraucher zu bestromen, wenn sie geschlossen sind, eine Vorladung einer anderen Klemme in Reaktion auf Spannungen über den Schützen, die entsprechende Schwellenwerte im geschlossenen Zustand überschreiten, zu starten und eine Benachrichtigung zu erzeugen und einen Start der Vorladung in Reaktion darauf, dass eine der Spannungen niedriger als der entsprechende Schwellenwert im geschlossenen Zustand ist, zu verhindern.
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Ein Verfahren umfasst nach dem Ausgeben eines Befehls durch eine Steuerung zum Schließen eines Paars an Schützen, die eingerichtet sind, um eine Batterieklemme zu teilen und jeweils ausgestaltet sind, um einen Verbraucher zu bestromen, wenn sie geschlossen sind, das Starten einer Vorladung einer anderen Klemme in Reaktion auf Spannungen über den Schützen, die entsprechende Schwellenwerte im geschlossenen Zustand überschreiten, und das Erzeugen einer Benachrichtigung und das Verhindern eines Starts der Vorladung in Reaktion darauf, dass eine der Spannungen niedriger als der entsprechende Schwellenwert im geschlossenen Zustand ist.
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Eine Fahrzeugbussteuerung weist Eingangskanäle, die ausgestaltet sind, um Signale zu empfangen, die Spannungen über einem Paar an Schützen anzeigen, die eingerichtet sind, um eine Batterieklemme zu teilen und jeweils ausgestaltet sind, um einen Verbraucher zu bestromen, wenn sie geschlossen sind, Ausgangskanäle, die ausgestaltet sind, um einen Befehl zum Schließen der Schütze bereitzustellen, einen Befehl zum Starten einer Vorladung einer anderen Traktionsbatterieklemme bereitzustellen und eine Benachrichtigung bereitzustellen, und eine Steuerlogik, die ausgestaltet ist, um nach dem Ausgeben des Befehls zum Schließen der Schütze den Befehl zum Starten der Vorladung einer anderen Klemme in Reaktion darauf, dass die Spannungen höher als entsprechende Schwellenwerte im geschlossenen Zustand sind, zu erzeugen und die Benachrichtigung in Reaktion darauf, dass eine der Spannungen niedriger als der entsprechende Schwellenwert im geschlossenen Zustand während eines Zeitraums ist, der länger als eine Schließverzögerung des entsprechenden Schützes ist, zu erzeugen, auf.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Blockdiagramm eines Plug-in-Hybridelektrofahrzeugs (PHEV), das typische Antriebsstrang- und Energiespeicherkomponenten veranschaulicht;
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2A ist ein Blockdiagramm, das eine Schützanordnung für ein einzelnes Hochspannungsbussystem veranschaulicht;
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2B ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Schütz veranschaulicht;
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3 ist eine Grafik, die eine Sequenz von Befehlen für ein einzelnes Hochspannungsbussystem veranschaulicht;
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4 ist ein Blockdiagramm, das eine Schützanordnung für ein Mehrfach-Hochspannungsbussystem veranschaulicht;
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5 ist eine Grafik, die eine Sequenz von Befehlen für ein Mehrfach-Hochspannungsbussystem veranschaulicht; und
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6A–6B sind Flussdiagramme, die einen Algorithmus zum Durchführen einer Fehlererkennung in einem Mehrfach-Hochspannungsbussystem veranschaulichen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Es werden hier Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich allerdings, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und dass andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Einzelheiten besonderer Bauteile zu zeigen. Daher sollen hier offenbarte spezifische strukturelle und funktionale Einzelheiten nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, wie die vorliegende Erfindung auf verschiedene Art und Weise einzusetzen ist. Für einen Durchschnittsfachmann liegt auf der Hand, dass diverse Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine der Figuren dargestellt und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit veranschaulicht oder beschrieben werden. Die Kombinationen veranschaulichter Merkmale stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Es könnten jedoch diverse Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die den Lehren der vorliegenden Offenbarung entsprechen, für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungsformen erwünscht sein.
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1 stellt ein beispielhaftes Plug-in-Hybridelektrofahrzeug(PHEV)-System 10 dar. Ein Plug-in-Hybridelektrofahrzeug 12, im Folgenden Fahrzeug 12, kann mindestens eine Traktionsbatterie oder einen Batteriesatz 14 umfassen. Der Batteriesatz 14 weist eine Batteriesteuerung 16 auf und kann ausgestaltet sein, um eine elektrische Ladung über eine Ladungssitzung an einer Ladestation, die mit einem Energieversorgungsnetz verbunden ist, zu erhalten. Bei einem Beispiel kann das Energieversorgungsnetz eine Vorrichtung aufweisen, die erneuerbare Energie nutzbar macht, wie zum Beispiel ein Photovoltaik(PV)-Solarpaneel oder eine Windturbine.
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Der Batteriesatz 14 kann eine oder mehrere Batteriezellen (nicht gezeigt) umfassen, z. B. elektrochemische Zellen, Kondensatoren oder sonstige Arten von Energiespeichervorrichtungsumsetzungen. Die Batteriezellen können in einer beliebigen geeigneten Ausgestaltung eingerichtet und ausgestaltet sein, um elektrische Energie zur Verwendung beim Betrieb des Fahrzeugs 12 zu erhalten und zu speichern. Jede Zelle kann einen selben oder unterschiedlichen nominalen Spannungsschwellenwert bereitstellen. Die Batteriezellen können ferner in einer oder mehreren Anordnungen, Abschnitten oder Modulen, die ferner in Reihe oder parallel geschaltet sind, eingerichtet sein.
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Der Batteriesatz 14 kann ferner ein elektrisches Buszentrum (BEC, Bussed Electric Center) 18 umfassen, das elektrisch mit den Batteriezellen, wie zum Beispiel über eine positive und eine negative Batterieklemme 20, 21, verbunden ist. Wie bezüglich mindestens der 2A–5 ausführlicher beschrieben wird, kann das BEC 18 mit der Batteriesteuerung 16 in Verbindung stehen und mehrere Steckverbinder und Schalter aufweisen, die die Zufuhr und die Entnahme von elektrischer Energie zu und von dem Batteriesatz 14 ermöglichen.
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Die Batteriesteuerung 16 ist elektrisch mit dem BEC 18 verbunden und steuert den Energiefluss zwischen dem BEC 18 und den Batteriezellen. Zum Beispiel kann die Batteriesteuerung 16 ausgestaltet sein, um die Temperatur und den Ladezustand von jeder der Batteriezellen zu überwachen und zu verwalten. Die Batteriesteuerung 16 kann dem BEC 18 befehlen, mehrere Schalter in Reaktion auf die Temperatur oder den Ladezustand in einer gegebenen Batteriezelle, die einen vorbestimmten Schwellenwert erreichen, zu öffnen oder zu schließen.
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Die Batteriesteuerung 16 kann mit einer oder mehreren Fahrzeugsteuerungen 38, wie zum Beispiel einer Brennkraftmaschinensteuerung (ECM) und einer Kraftübertragungssteuerung (TCM), ohne auf diese beschränkt zu sein, in Verbindung stehen und kann dem BEC 18 befehlen, mehrere Schalter in Reaktion auf ein vorbestimmtes Signal von der einen oder den mehreren Fahrzeugsteuerungen 38 zu öffnen oder zu schließen.
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Das Fahrzeug 12 kann ferner eine oder mehrere Elektromaschinen 22 umfassen, die mechanisch mit einem Hybridgetriebe 24 verbunden sind. Die Elektromaschinen 22 können in der Lage sein, als ein Motor oder als ein Generator zu arbeiten. Außerdem ist das Hybridgetriebe 24 mit einer Brennkraftmaschine 26 mechanisch verbunden. Das Hybridgetriebe 24 ist auch mit einer Antriebswelle 28 mechanisch verbunden, die mit den Rädern 30 mechanisch verbunden ist.
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Die Elektromaschinen 22 können Vortriebs- und Verlangsamungsfähigkeit liefern, wenn die Brennkraftmaschine 26 unter Verwendung von im Batteriesatz 14 gespeicherter Energie, wie zum Beispiel über das BEC 18, ein- oder ausgeschaltet wird. Die Elektromaschinen 22 fungieren auch als Generatoren und können Vorteile hinsichtlich der Kraftstoffwirtschaftlichkeit bereitstellen, indem sie Energie zurückgewinnen, die im Friktionsbremssystem normalerweise als Wärme verloren gehen würde. Die Elektromaschinen 22 können auch reduzierte Schadstoffemissionen bereitstellen, da das Fahrzeug 12 unter gewissen Bedingungen im Elektromodus betrieben werden kann.
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Der Batteriesatz 14 liefert typischerweise eine Hochspannungs-Gleichstromausgabe. Das BEC 18 des Batteriesatzes 14 kann mit einer Wechselrichtersystemsteuerung (ISC, Inverter System Controller) 32 elektrisch verbunden sein. Die ISC 32 ist mit den Elektromaschinen 22 elektrisch verbunden und stellt die Fähigkeit zur bidirektionalen Übertragung von Energie, wie zum Beispiel über das BEC 18, zwischen dem Batteriesatz 14 und den Elektromaschinen 22 bereit. Bei einem Beispiel können die Elektromaschinen 22 und sonstige Komponenten des Fahrzeugs 12, die Energie zu und von dem Batteriesatz 14 zuführen und/oder erhalten, einen Hauptverbraucher 34 des Batteriesatzes 14 definieren.
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In einem Motormodus kann die ISC 32 die Gleichstrom-Ausgabe, die von dem Batteriesatz 14 bereitgestellt wird, in einen Drei-Phasen-Wechselstrom umwandeln, wie für eine angemessene Funktionalität der Elektromaschinen 22 erforderlich sein kann. In einem regenerativen Modus kann die ISC 32 die Drei-Phasen-Wechselstrom-Ausgabe von den Elektromaschinen 22, die als Generatoren fungieren, in die Gleichspannung umwandeln, die von dem Batteriesatz 14 benötigt wird. Wenngleich 1 ein typisches Plug-in-Hybridelektrofahrzeug darstellt, ist die Beschreibung hierin gleichermaßen auf ein reines Elektrofahrzeug anwendbar. Bei einem reinen Elektrofahrzeug, z. B. einem Batterie-Elektrofahrzeug (BEV, Battery Electric Vehicle), kann das Hybridgetriebe 24 ein Getriebe sein, das mit den Elektromaschinen 22 verbunden ist, und die Brennkraftmaschine 26 ist möglicherweise nicht vorhanden. Bei einem Beispiel kann der Hauptverbraucher 34 des Batteriesatzes 14 in dem BEV die Elektromaschinen 22 und das Getriebe aufweisen.
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Zusätzlich zu dem Bereitstellen von Energie zur Vortriebsfähigkeit kann der Batteriesatz 14 Energie für andere elektrische Fahrzeugsysteme (allgemein als Hilfsverbraucher 36 gezeigt) bereitstellen. Zum Beispiel kann der Batteriesatz 14 Energie zu Hochspannungsverbrauchern 32, wie zum Beispiel Kompressoren und elektrischen Heizungen, übertragen. Bei einem anderen Beispiel kann der Batteriesatz 14 Energie für Niederspannungsverbraucher, wie zum Beispiel eine 12 V-Batterie, bereitstellen. Bei einem derartigen Beispiel kann das Fahrzeug 12 ein (nicht gezeigtes) DC/DC-Wandlermodul enthalten, das die Hochspannungs-Gleichstrom-Ausgabe des Batteriesatzes 14 in eine Niederspannungs-Gleichstrom-Versorgung umwandelt, die kompatibel mit den Niederspannungsverbrauchern ist. Die verschiedenen erörterten Komponenten können eine oder mehrere zugehörige Steuerungen aufweisen, um den Betrieb der Komponenten zu steuern und zu überwachen. Die Steuerungen können über einen seriellen Bus (z. B. Controller Area Network (CAN)) oder über diskrete Leiter in Verbindung stehen.
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Nunmehr Bezug nehmend auf 2A ist eine beispielhafte Anordnung 40 des BEC 18 zur Energieübertragung zu und von dem Hauptverbraucher 34 gezeigt. Die Anordnung 40 kann eine Hauptsicherung 42 aufweisen, die den Hauptverbraucher 34 davor schützt, einem übermäßigen elektrischen Strom ausgesetzt zu werden. Das BEC 18 kann ein positives Hauptschütz 44, das mit der positiven Klemme 20 des Batteriesatzes 14 elektrisch verbunden ist, und ein negatives Hauptschütz 46, das mit der negativen Klemme 21 des Batteriesatzes 14 elektrisch verbunden ist, umfassen.
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Wie in 2B gezeigt ist, kann jedes des positiven und negativen Hauptschützes 44, 46 eine elektromechanische Vorrichtung 62 definieren, die eine Induktionsspule 63 und ein Relais 64 umfasst, wobei das Erregen der Induktionsspule 63 das Relais 64 veranlasst, sich zu schließen, und das Entregen der Induktionsspule 63 das Relais 64 veranlasst, sich zu öffnen. Bei einem Beispiel kann eine Zeitverzögerung zwischen einem ersten Zeitpunkt, wenn das BEC 18 Klemmen des Relais 64 mit Strom versorgt, und einem zweiten Zeitpunkt, wenn sich das Relais 64 tatsächlich schließt und den Verbraucher mit der Quelle verbindet, auftreten. Die Zeitverzögerung kann zum Beispiel zwischen 10 ms und 50 ms betragen oder ein anderer Schwellenwert sein. Das Ausmaß der Verzögerung, die ein gegebenes Schütz erfahren wird, kann durch ein oder mehrere Merkmale, wie zum Beispiel Gestaltungs- und Herstellerspezifikationen, Herstellungsverfahren und -materialien, Testen, Alter des Schützes und/oder Zykluszählung und so weiter, ohne darauf beschränkt zu sein, beeinflusst werden.
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Bezüglich 2A kann die Spannung über dem positiven Hauptschütz 44 an den Bezugspunkten VPOS und VTOP 48, 50 gemessen werden und kann die Spannung über dem negativen Hauptschütz 46 an den Bezugspunkten VNEG und VBOT 52, 54 gemessen werden. Bei einem Beispiel ermöglicht das Schließen des positiven und negativen Hauptschützes 44, 46 den Fluss von elektrischer Energie zu und von den Batteriezellen des Batteriesatzes 14. Bei solch einem Beispiel kann die Batteriesteuerung 16 dem BEC 18 befehlen, die Hauptschütze 44, 46 in Reaktion auf das Empfangen eines Signals von der einen oder den mehreren Fahrzeugsteuerungen 38, z. B. ECM, TCM und so weiter, das eine Aufforderung zum Starten oder Beenden der Übertragung von elektrischer Energie zwischen dem Hauptverbraucher 34 und dem Batteriesatz 14 anzeigt, zu öffnen oder zu schließen.
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Das BEC 18 kann ferner eine Vorladeschaltung 56 umfassen, die ausgestaltet ist, um einen Stromversorgungsprozess der positiven Klemme 20 zu steuern. Bei einem Beispiel kann die Vorladeschaltung 56 einen Vorladewiderstand 58 aufweisen, der mit einem Vorladeschütz 60 in Reihe geschaltet ist. Die Vorladeschaltung 56 kann elektrisch parallel mit dem positiven Hauptschütz 44 geschaltet sein. Wenn das Vorladeschütz 60 geschlossen ist, kann das positive Hauptschütz 44 geöffnet sein und kann das negative Hauptschütz 46 geschlossen sein, was es der elektrischen Energie ermöglicht, durch die Vorladeschaltung 56 zu fließen und einen Stromversorgungsprozess der positiven Klemme 20 zu steuern.
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Bei einem Beispiel kann die Batteriesteuerung 16 dem BEC 18 befehlen, das positive Hauptschütz 44 zu schließen und das Vorladeschütz 60 in Reaktion auf das Erfassen, dass die Spannung über der positiven und negativen Klemme 20, 21 einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht hat, öffnen. Die Übertragung von elektrischer Energie zwischen dem Hauptverbraucher 34 und dem Batteriesatz 14 kann dann über das positive und negative Hauptschütz 44, 46 fortfahren. Zum Beispiel kann das BEC 18 die Übertragung von elektrischer Energie zwischen dem Batteriesatz 14 und der ISC 32 entweder während eines Motor- oder eines Generatormodus über eine direkte Verbindung mit Leitern des positiven und negativen Hauptschützes 44, 46 unterstützen.
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In 3 ist eine beispielhafte grafische Darstellung 66 von mehreren Befehlen, die von der Batteriesteuerung 16 an das BEC 18 ausgegeben werden, die das positive und negative Hauptschütz 44, 46 und das Vorladeschütz 60 betätigen, gezeigt. Die Grafik 66 weist eine x-Achse 68, die die in Millisekunden gemessene Zeit darstellt, und eine y-Achse 70, die die in Volt gemessene Bus-Spannung darstellt, auf. Die Batteriesteuerung 16 kann dem BEC 18 zu einem Zeitpunkt t1 72, z. B. t1 = 0 ms, befehlen, das negative Hauptschütz 46 zu schließen und dem BEC 18 zu einem Zeitpunkt t2 zu z. B. t2 = 10 ms, befehlen, das Vorladeschütz 60 zu schließen. Bei einem Beispiel kann das BEC 18 das eine oder die mehreren Schütze veranlassen, durch Erregen ihrer jeweiligen Induktionsspulen zu schließen.
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Das negative Hauptschütz 46 kann zu einem Zeitpunkt t3 76 schließen und das Vorladeschütz 60 kann zu einem Zeitpunkt t4 78 schließen. Die Batteriesteuerung 16 kann bestimmen, dass sich die Bus-Spannung von V1, z. B. V1 = 0 V, zu einem Zeitpunkt t5 zu V2 zu einem Zeitpunkt t6 in Reaktion auf das Schließen sowohl des negativen Hauptschützes 46 als auch des Vorladeschützes 60 geändert hat. Die Batteriesteuerung 16 kann in Reaktion auf das Bestimmen, dass die Bus-Spannung einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht hat, und/oder zu einem Zeitpunkt t7 80 dem BEC 18 befehlen, das positive Hauptschütz 44 zu schließen. Bei einem Beispiel kann die Batteriesteuerung 16 dem BEC 18 befehlen, das positive Hauptschütz 44 einen vorbestimmten Zeitraum nach dem Bestimmen, dass die Bus-Spannung einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht hat, zu schließen. Das positive Hauptschütz 44 kann zu einem Zeitpunkt t8 82 schließen. Die Batteriesteuerung 16 kann bestimmen, dass sich die Bus-Spannung von V3 zu V4, wobei |V4 – V3| = δV, in Reaktion auf das Schließen des positiven Hauptschützes 44 geändert hat.
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Bei einem anderen Beispiel kann die Batteriesteuerung 16 eine Energieübertragung zu den Hochspannungsverbrauchern, wie zum Beispiel Kompressoren und elektrischen Heizungen, über eine direkte Verbindung mit dem positiven und negativen Hauptschütz 44, 46 ermöglichen. Bei noch einem anderen Beispiel kann die Batteriesteuerung 16 eine Energieübertragung zu den Niederspannungsverbrauchern, wie zum Beispiel einer 12 V-Hilfsbatterie, über einen DC/DC-Wandler (nicht gezeigt), der mit dem positiven und negativen Hauptschütz 44, 46 verbunden ist, befehlen.
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Nunmehr Bezug nehmend auf 4 ist eine beispielhafte Anordnung 84 des BEC 18 zur Energieübertragung zwischen dem Hauptverbraucher 34 und dem Batteriesatz 14 und zwischen den Hilfsverbrauchern 36 und dem Batteriesatz 14 gezeigt. Zusätzlich zu den bezüglich der beispielhaften Anordnung 40 aus 2A beschriebenen Komponenten kann die Anordnung 84 eine Hilfssicherung 86 aufweisen, die die Hilfsverbraucher 36 davor schützt, einem übermäßigen elektrischen Strom ausgesetzt zu werden. Das BEC 18 kann ferner ein Hilfsschütz 88 umfassen, das elektrisch mit der negativen Klemme 21 des Batteriesatzes 14 verbunden ist. Bei einem Beispiel kann das Hilfsschütz 88 die elektromechanische Vorrichtung 62 umfassen, die zuvor bezüglich 2B beschrieben wurde.
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Die Spannung über dem Hilfsschütz 88 kann an den Bezugspunkten VAUX und VBOT 90, 54 gemessen werden. Bei einem Beispiel ermöglicht das Schließen des positiven und negativen Hilfsschützes 44, 88 den Fluss von elektrischer Energie zwischen den Hilfsverbrauchern 36 und dem Batteriesatz 14. Bei solch einem Beispiel kann die Batteriesteuerung 16 dem BEC 18 befehlen, das Hilfsschütz 88 in Reaktion auf das Empfangen eines Signals von der einen oder den mehreren Fahrzeugsteuerungen 38, z. B. ECM, TCM und so weiter, das eine Aufforderung zum Starten oder Beenden der Übertragung von elektrischer Energie zwischen den Hauptverbrauchern 36 und dem Batteriesatz 14 anzeigt, zu öffnen oder zu schließen.
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Wie zuvor bezüglich 2B beschrieben wurde, kann eine Zeitverzögerung zwischen einem ersten Zeitpunkt, wenn die Batteriesteuerung 16 dem BEC 18 befiehlt, den Leiter zu schließen, z. B. durch Erregen einer Induktionsspule des Schützes, und einem zweiten Zeitpunkt, wenn sich der Leiter tatsächlich schließt und den Verbraucher mit der Quelle verbindet, auftreten. Das Ausmaß der Verzögerung, die mit einem gegebenen Schütz verknüpft ist, kann durch ein oder mehrere Merkmale, wie zum Beispiel Gestaltungs- und Herstellerspezifikationen, Herstellungsverfahren und -materialien, Testen, Alter des Schützes und/oder Zykluszählung und so weiter, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, beeinflusst werden. Ferner können bei einem Hochspannungssystem, das mehrere Hochspannungsbusse umfasst, die mehrere elektrische Verbraucher, wie zum Beispiel die Anordnung 84 aus 4, bestromen, Zeitverzögerungen unter den mehreren Schützen aufgrund variierender Zykluszählungen und sonstiger Variablen variieren.
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In 5 ist eine beispielhafte grafische Darstellung 92 von mehreren Befehlen gezeigt, die von der Batteriesteuerung 16 an das BEC 18 ausgegeben werden, die das negative Haupt- und Hilfsschütz 46, 88 und das Vorladeschütz 60 betätigen. Die Grafik 92 weist eine x-Achse 94, die die in Millisekunden gemessene Zeit darstellt, und eine y-Achse 96, die die in Volt gemessene Bus-Spannung darstellt, auf. Die Batteriesteuerung 16 kann dem BEC 18 zu einem Zeitpunkt t9 98, z. B. t9 = 0 ms, befehlen, das negative Haupt- und das Hilfsschütz 46, 88 zu schließen und dem BEC 18 zu einem Zeitpunkt t10 100, z. B. t10 = 10 ms, befehlen, das Vorladeschütz 60 zu schließen. Bei einem Beispiel kann das BEC 18 das eine oder die mehreren Schütze veranlassen, durch Erregen ihrer jeweiligen Induktionsspulen zu schließen.
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Das negative Hauptschütz 46 kann zu einem Zeitpunkt t11 102 schließen und das Vorladeschütz 60 kann zu einem Zeitpunkt t12 104 schließen. Die Batteriesteuerung 16 kann bestimmen, dass sich die Bus-Spannung von V1 zu einem Zeitpunkt t13 in Reaktion auf das Schließen sowohl des negativen Hauptschützes 46 als auch des Vorladeschützes 60 geändert hat. Bei einem Beispiel kann das Hilfsschütz 88 zu einem Zeitpunkt t14 106 oder einen vorbestimmten Zeitraum nachdem die Bus-Spannung begonnen hat, sich von V1 zu ändern, schließen. Somit kann die Bus-Spannung einen vorbestimmten Schwellenwert V3 erreicht haben, wenn das Hilfsschütz 88 zu einem Zeitpunkt t14 106 geschlossen hat.
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Bezüglich 6A und 6B ist ein Diagnoseverfahren 108 zum Durchführen einer Mehrfach-Hochspannungsbussystem-Fehlererkennung gezeigt. Das Verfahren 108 kann bei Block 110 beginnen, wo die Batteriesteuerung 16 ein Signal empfängt, das eine Aufforderung zum Schließen des negativen Haupt- und des Hilfsschützes 46, 88 anzeigt. Bei einem Beispiel kann die Batteriesteuerung 16 eine Aufforderung zum Schließen des negativen Haupt- und des Hilfsschützes 46, 88 von der einen oder den mehreren Fahrzeugsteuerungen 38 in Reaktion auf eine Aufforderung zum Starten des Fahrzeugs 12 erhalten.
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Bei Block 112 bestimmt die Batteriesteuerung 16, ob das negative Hauptschütz 46 geöffnet ist. Bei einem Beispiel bestimmt die Batteriesteuerung 16, ob das negative Hauptschütz 46 geöffnet ist, indem sie bestimmt, ob ein absoluter Wert einer Differenz zwischen den Bezugspunkten VNEG und VBOT 52, 54 geringer als ein vorbestimmter Schwellenwert, z. B. 20 V, ist. Die Batteriesteuerung 16 bestimmt bei Block 114, ob eine vergangene Zeit t1VERGANGEN länger als ein vorbestimmter Zeitraum ist in Reaktion auf das Bestimmen bei Block 112, dass das negative Hauptschütz 46 geschlossen ist, z. B. eine Differenz (oder ein absoluter Wert einer Differenz) zwischen den Bezugspunkten VNEG und VBOT 52, 54 größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
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Bei einem Beispiel kann eine vergangene Zeit t1VERGANGEN ein Zeitraum sein, der vergangen ist, seit die Batteriesteuerung 16 bei Block 110 ein Signal empfangen hat, das eine Aufforderung zum Schließen des negativen Haupt- und des Hilfsschützes 46, 88 anzeigt. Bei einem anderen Beispiel kann die Batteriesteuerung 16 einen vorbestimmten Zeitraum unter Verwendung von einem oder mehreren Faktoren, die die Öffnungszeit des negativen Hauptschützes 46 beeinflussen, wie zum Beispiel Gestaltungs- und Herstellerspezifikationen, Herstellungsverfahren und -materialien, Schützlebensdauertestergebnisse, erwarteter Öffnungszeitraum für ein gegebenes Alter und/oder Zykluszählung des Schützes, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, einstellen. Die Batteriesteuerung 16 kann zu dem Block 112 in Reaktion auf das Bestimmen bei Block 114, dass eine vergangene Zeit t1VERGANGEN kürzer als ein vorbestimmter Zeitraum ist, zurückkehren.
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Die Batteriesteuerung 16 meldet bei Block 116 einen Fehler in Reaktion auf das Bestimmen bei Block 114, dass eine vergangene Zeit t1VERGANGEN länger als ein vorbestimmter Zeitraum ist. Bei einem Beispiel kann die Batteriesteuerung 16 zu der einen oder den mehreren Fahrzeugsteuerungen 38 ein Signal übertragen, das einen Diagnosefehler anzeigt, der an dem negativen Hauptschütz 46 detektiert wird. Bei einem anderen Beispiel können die Batteriesteuerung 16 und/oder die eine oder die mehreren Fahrzeugsteuerungen 38 einen Diagnosefehlercode (DTC, Diagnostic Trouble Code) festlegen, der einen Fehler des negativen Hauptschützes anzeigt. Die eine oder die mehreren Fahrzeugsteuerungen 38 können ferner einem Benutzer des Fahrzeugs 12 eine Anzeige anzeigen, dass ein Schützfehler detektiert worden ist. Die Batteriesteuerung 16 kann dann das Verfahren 108 verlassen und das Starten der Vorladung verhindern.
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Bei Block 118 bestimmt die Batteriesteuerung 16, ob das Hilfsschütz 88 geöffnet ist, in Reaktion auf das Bestimmen bei Block 112, dass das negative Hauptschütz 46 geöffnet ist. Bei einem Beispiel bestimmt die Batteriesteuerung 16, ob das Hilfsschütz 88 geöffnet ist, indem sie bestimmt, ob eine Differenz (oder ein absoluter Wert einer Differenz) zwischen den Bezugspunkten VAUX und VBOT 90, 54 geringer als ein vorbestimmter Schwellenwert, z. B. 20 V, ist. Die Batteriesteuerung 16 bestimmt bei Block 120, ob eine vergangene Zeit t2VERGANGEN länger als ein vorbestimmter Zeitraum ist, in Reaktion auf das Bestimmen bei Block 118, dass das Hilfsschütz 88 geschlossen ist, z. B. eine Differenz zwischen den Bezugspunkten VAUX und VBOT 90, 54 größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
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Bei einem Beispiel kann eine vergangene Zeit t2VERGANGEN ein Zeitraum sein, der vergangen ist, seit die Batteriesteuerung 16 bei Block 110 ein Signal empfangen hat, das eine Aufforderung zum Schließen des negativen Haupt- und des Hilfsschützes 46, 88 anzeigt. Bei einem anderen Beispiel kann die Batteriesteuerung 16 einen vorbestimmten Zeitraum unter Verwendung von einem oder mehreren Faktoren, die den Öffnungszeitraum des Hilfsschützes 88 beeinflussen, wie zum Beispiel Gestaltungs- und Herstellerspezifikationen, Herstellungsverfahren und -materialien, Schützlebensdauertestergebnisse, erwarteter Öffnungszeitraum für ein gegebenes Alter und/oder Zykluszählung des Schützes, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, einstellen. Die Batteriesteuerung 16 kann zu dem Block 118 in Reaktion auf das Bestimmen bei Block 120, dass eine vergangene Zeit t2VERGANGEN kürzer als ein vorbestimmter Zeitraum ist, zurückkehren.
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Die Batteriesteuerung 16 meldet bei Block 122 einen Fehler in Reaktion auf das Bestimmen bei Block 120, dass eine vergangene Zeit t2VERGANGEN länger als ein vorbestimmter Zeitraum ist. Bei einem Beispiel kann die Batteriesteuerung 16 zu der einen oder den mehreren Fahrzeugsteuerungen 38 ein Signal übertragen, das einen Diagnosefehler anzeigt, der an dem Hilfsschütz 88 detektiert wird. Bei einem anderen Beispiel können die Batteriesteuerung 16 und/oder die eine oder die mehreren Fahrzeugsteuerungen 38 einen DTC festlegen, der einen Fehler des Hilfsschützes anzeigt. Die eine oder die mehreren Fahrzeugsteuerungen 38 können ferner einem Benutzer des Fahrzeugs 12 eine Anzeige anzeigen, dass ein Schützfehler detektiert worden ist. Die Batteriesteuerung 16 kann dann das Verfahren 108 verlassen und das Starten der Vorladung verhindern.
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Bei Block 124 überträgt die Batteriesteuerung 16 ein Signal zu dem BEC 18, das einen Befehl zum Schließen des negativen Haupt- und des Hilfsschützes 46, 88 in Reaktion auf das Bestimmen bei Block 118, dass das Hilfsschütz 88 geöffnet ist, z. B. eine Differenz zwischen den Bezugspunkten VAUX und VBOT 90, 54 kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, anzeigt. Die Batteriesteuerung 16 bei Block 126 bestimmt, ob das negative Hauptschütz 46 geschlossen ist. Bei einem Beispiel bestimmt die Batteriesteuerung 16, ob das negative Hauptschütz 46 geschlossen ist, indem sie bestimmt, ob eine Differenz (oder ein absoluter Wert einer Differenz) zwischen den Bezugspunkten VNEG und VBOT 52, 54 größer als ein vorbestimmter Schwellenwert, z. B. 20 V, ist. Die Batteriesteuerung 16 bestimmt bei Block 128, ob eine vergangene Zeit t3VERGANGEN länger als ein vorbestimmter Zeitraum ist, in Reaktion auf das Bestimmen bei Block 126, dass das negative Hauptschütz 46 geöffnet ist, z. B. eine Differenz zwischen den Bezugspunkten VNEG und VBOT 52, 54 kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
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Bei einem Beispiel kann eine vergangene Zeit t3VERGANGEN ein Zeitraum sein, der vergangen ist, seit die Batteriesteuerung 16 bei Block 124 ein Signal übertragen hat, das eine Aufforderung zum Schließen des negativen Haupt- und des Hilfsschützes 46, 88 anzeigt. Bei einem anderen Beispiel kann die Batteriesteuerung 16 einen vorbestimmten Zeitraum unter Verwendung von einem oder mehreren Faktoren, die die Schließzeit des negativen Hauptschützes 46 beeinflussen, wie zum Beispiel Gestaltungs- und Herstellerspezifikationen, Herstellungsverfahren und -materialien, Schützlebensdauertestergebnisse, erwarteter Öffnungszeitraum für ein gegebenes Alter und/oder Zykluszählung des Schützes, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, einstellen. Die Batteriesteuerung 16 kann zu dem Block 126 in Reaktion auf das Bestimmen bei Block 128, dass eine vergangene Zeit t3VERGANGEN kürzer als ein vorbestimmter Zeitraum ist, zurückkehren.
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Die Batteriesteuerung 16 meldet bei Block 130 einen Fehler in Reaktion auf das Bestimmen bei Block 128, dass eine vergangene Zeit t3VERGANGEN länger als ein vorbestimmter Zeitraum ist. Bei einem Beispiel kann die Batteriesteuerung 16 zu der einen oder den mehreren Fahrzeugsteuerungen 38 ein Signal übertragen, das einen Diagnosefehler anzeigt, der an dem negativen Hauptschütz 46 detektiert wird. Bei einem anderen Beispiel können die Batteriesteuerung 16 und/oder die eine oder die mehreren Fahrzeugsteuerungen 38 einen DTC festlegen, der einen Fehler des negativen Hauptschützes anzeigt. Die eine oder die mehreren Fahrzeugsteuerungen 38 können ferner einem Benutzer des Fahrzeugs 12 eine Anzeige anzeigen, dass ein Schützfehler detektiert worden ist. Die Batteriesteuerung 16 kann dann das Verfahren 108 verlassen und das Starten der Vorladung verhindern.
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Bei Block 132 bestimmt die Batteriesteuerung 16, ob das Hilfsschütz 88 geschlossen ist, in Reaktion auf das Bestimmen bei Block 126, dass das negative Hauptschütz 46 geschlossen ist. Bei einem Beispiel bestimmt die Batteriesteuerung 16, ob das Hilfsschütz 88 geschlossen ist, indem sie bestimmt, ob eine Differenz (oder ein absoluter Wert einer Differenz) zwischen den Bezugspunkten VAUX und VBOT 90, 54 größer als ein vorbestimmter Schwellenwert, z. B. 20 V, ist. Die Batteriesteuerung 16 bestimmt bei Block 134, ob eine vergangene Zeit t4VERGANGEN länger als ein vorbestimmter Zeitraum ist, in Reaktion auf das Bestimmen bei Block 132, dass das Hilfsschütz 88 geöffnet ist, z. B. eine Differenz zwischen den Bezugspunkten VAUX und VBOT 90, 54 kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
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Bei einem Beispiel kann eine vergangene Zeit t4VERGANGEN ein Zeitraum sein, der vergangen ist, seit die Batteriesteuerung 16 bei Block 124 ein Signal übertragen hat, das eine Aufforderung zum Schließen des negativen Haupt- und des Hilfsschützes 46, 88 anzeigt. Bei einem anderen Beispiel kann die Batteriesteuerung 16 einen vorbestimmten Zeitraum unter Verwendung von einem oder mehreren Faktoren, die die Schließzeit des Hilfsschützes 88 beeinflussen, wie zum Beispiel Gestaltungs- und Herstellerspezifikationen, Herstellungsverfahren und -materialien, Schützlebensdauertestergebnisse, erwarteter Öffnungszeitraum für ein gegebenes Alter und/oder Zykluszählung des Schützes, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, einstellen. Die Batteriesteuerung 16 kann zu dem Block 132 in Reaktion auf das Bestimmen bei Block 134, dass eine vergangene Zeit t4VERGANGEN kürzer als ein vorbestimmter Zeitraum ist, zurückkehren.
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Die Batteriesteuerung 16 meldet bei Block 136 einen Fehler in Reaktion auf das Bestimmen bei Block 134, dass eine vergangene Zeit t4VERGANGEN länger als ein vorbestimmter Zeitraum ist. Bei einem Beispiel kann die Batteriesteuerung 16 zu der einen oder den mehreren Fahrzeugsteuerungen 38 ein Signal übertragen, das einen Diagnosefehler anzeigt, der an dem Hilfsschütz 88 detektiert wird. Bei einem anderen Beispiel können die Batteriesteuerung 16 und/oder die eine oder die mehreren Fahrzeugsteuerungen 38 einen DTC festlegen, der einen Fehler eines Hilfsschützes anzeigt. Die eine oder die mehreren Fahrzeugsteuerungen 38 können ferner einem Benutzer des Fahrzeugs 12 eine Anzeige anzeigen, dass ein Schützfehler detektiert worden ist. Die Batteriesteuerung 16 kann dann das Verfahren 108 verlassen und das Starten der Vorladung verhindern.
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Bei Block 138 überträgt die Batteriesteuerung 16 ein Signal zu dem BEC 18, das einen Befehl zum Schließen des Vorladeschützes 60 in Reaktion auf das Bestimmen bei Block 132, dass das Hilfsschütz 88 geschlossen ist, z. B. eine Differenz zwischen den Bezugspunkten VAUX und VBOT 90, 54 größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, anzeigt. An diesem Punkt kann das Verfahren 108 enden. Bei einem Beispiel kann das Verfahren 108 in Reaktion auf das Empfangen eines Signals, das eine Aufforderung zum Schließen des negativen Haupt- und des Hilfsschützes 46, 88 oder in Reaktion auf eine andere Benachrichtigung oder Aufforderung wiederholt werden. Das Verfahren 108 sieht vor, dass jede der vergangenen Zeiten t1VERGANGEN, t2VERGANGEN, t3VERGANGEN und t4VERGANGEN unterschiedlich oder dieselbe wie der Rest sein kann. Ähnlich sieht das Verfahren 108 vor, dass ein vorbestimmter Zeitraum, der notwendig ist, damit sich ein Relais eines gegebenen Schützes öffnet, unterschiedlich oder derselbe wie ein vorbestimmter Zeitraum sein kann, der notwendig ist, damit sich das Relais schließt.
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Die Batteriesteuerung 16 kann ein Signal zu dem BEC 18, das einen Befehl zum Schließen des positiven Hauptschützes 44 einen vorbestimmten Zeitraum nach dem Befehlen des BEC 18, das Vorladeschütz 60 zu schließen, anzeigt, übertragen. Bei noch einem weiteren Beispiel kann die Batteriesteuerung 16 ein Signal zu dem BEC 18, das einen Befehl zum Schließen des positiven Hauptschützes 44 einen vorbestimmten Zeitraum nach dem Bestimmen, dass das Vorladeschütz 60 geschlossen ist, anzeigt, übertragen.
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Die hier offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können zu einer Verarbeitungsvorrichtung, einer Steuerung oder einem Computer, wozu eine beliebige vorhandene programmierbare elektronische Steuereinheit oder dedizierte elektronische Steuereinheit gehören kann, lieferbar sein oder durch diese implementiert werden. Ebenso können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten und Anweisungen, die durch eine Steuerung oder einen Computer ausführbar sind, in vielen Formen gespeichert werden, einschließlich unter anderem als Informationen, die auf nicht beschreibbaren Speichermedien, wie etwa ROM-Vorrichtungen, permanent gespeichert sind, und Informationen, die auf beschreibbaren Speichermedien, wie etwa Floppydisks, Magnetbändern, CDs, RAM-Vorrichtungen und anderen magnetischen und optischen Medien, veränderbar gespeichert sind. Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können auch in einem softwareausführbaren Objekt implementiert sein. Alternativ dazu können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen im Ganzen oder in Teilen unter Verwendung von geeigneten Hardwarekomponenten implementiert sein, wie etwa von anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), feldprogrammierbaren Gate-Arrays (FPGAs), Zustandsautomaten, Steuerungen oder anderen Hardwarekomponenten oder -einrichtungen oder einer Kombination aus Hardware-, Software- und Firmwarekomponenten.
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Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke dienen eher der Beschreibung als der Einschränkung, und es versteht sich, dass diverse Änderungen durchgeführt werden können, ohne von dem Gedanken und Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale diverser Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder veranschaulicht sind. Obgleich diverse Ausführungsformen hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften als gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik als Vorteile bietend oder bevorzugt beschrieben wurden, ist für den Durchschnittsfachmann jedoch ersichtlich, dass zwischen einer oder mehreren Eigenschaften oder einem oder mehreren Merkmalen Kompromisse geschlossen werden können, um die gewünschten Gesamtsystemmerkmale zu erreichen, die von der besonderen Anwendung und Implementierung abhängig sind. Diese Merkmale können Kosten, Festigkeit, Dauerhaftigkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Packaging, Größe, Wartungsfreundlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Leichtigkeit der Montage usw. umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Ausführungsformen, die bezüglich einer oder mehrerer Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik beschrieben werden, liegen somit nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.